载人航天史上的八大突破

杨孝文

1961年，苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号飞船完成了世界上首次载人航天飞行，实现了人类进入太空的愿望。时至今日，载我航天器在历经近50年的发展以后，取得了一系列重大突破。以下是八个具有代表意义的航天器。

1航天飞机

航天飞机1981年首次发射，从此便成为美国宇航局航天计划的支柱。它借助弹道火箭的推力摆脱地球引力，在重返大气层和着陆时又利用有翼飞机的灵活性。

经历了“阿波罗”飞船的数次登月和类似任务以后，美国宇航局逐渐意识到，可重复使用的航天器能够节省大量成本。航天飞机正是按照这一思路设计的。不过，航天飞机的所有部件并不都是能重复使用的，高昂的外挂燃料箱每次飞行都会落入大海，只有航天飞机机身返回地面。

2x—15火箭飞机

X-15火箭飞机是一种可完全重复使用的高超音速飞行器，由北美航空工业公司生产，1959年正式亮相。1963年，X-15火箭飞机曾打破108千米的飞行高度记录。它由一架B一52裁机带入空中，升到13.7千米的高空以后发射，此时每小时的速度超过800千米。接着，火箭发动机提供前80秒至120秒飞行所需的推力，最后采用滑翔方式着陆，此时速度达到每小时320千米。

3太空船1号

太空船公司是由著名航天器设计师伯特·鲁坦和英国亿万富翁理查德·布兰森联手成立的，主要向A人游客提供廉价的太空游，而旅行工具则是太空船1号。2004年9月，太空船1号打破了之前由X-15保持的有翼飞机飞行高度记录。与航天飞机相比，太空船1号机身相对较小，但造价低廉，曾在莫哈韦沙漠进行了多次试验，到达过110千米的高空。

4太空船2号

太空船1号取得成功以后，太空船公司开始研发太空船2号。太空船2号部分采用太空船1号的技术设计，采用一个固液混合燃料火箭发动机，通过液体和固体推进剂将其送入太空。在进行亚轨道飞行时，速度有望达到每小时4000千米左右。

5HyShot

2002年，一个由英国和澳大利亚研究人员组成的团队测试了新型发动机——超音速燃烧冲压喷气发动机。这种发动机是从流经其周围的空气而非机载燃料箱获取氧气，所以，它更轻、更快，可以携带更多燃料。

但是，要想投入实际运行，HyShot则必须首先加速至4马赫。它没有风扇去压缩空气，所以，流经机体的空气一定要保持高速，这样发动机才能正常工作。HyShot的速度可达7.6马赫，即每小时9000千米左右。

6X—43A

为推动超音速燃烧冲压喷气发动机技术向前发展，美国宇航局开发出X—43A。2004年，X—43A经由B—52B载机发射升空，创造了喷气式飞机的新的世界速度记录——9.6马赫，即每小时1.1万千米。有翼飞机的飞行不再局限于亚轨道的梦想距离实现更近了一步，但X-43A迄今仍不能重复使用，且性能也不可靠。

7X—51A

X-51A目前仍处于测试和研发阶段，但正在接近超音速燃烧冲压喷气发动机技术的性能极限。X—51A融入了波翼飞机设计，由于可以通过自身飞行带来的震波产生升力，此举改善了超音速速度下的升力一阻力比。X-51A有望在不久的将来进行首次飞行。

8美国航天港

随着太空运输、超音速燃烧冲压喷气发动机技术、小而快速的可重复使用航天器等领域不断取得发展，商业太空游距离普通人越来越近。美国航天港是世界上第一个专门用于航天发射的商业太空港。它建在新墨西哥州的沙漠中，跑道长3000米，预计在2010年夏末竣工，而主航站楼应该会在2011年初投入使用。维珍银河航空公司老板、英国亿万富翁理查德·布兰森计划从2011年开始，利用太空船2号从美国航天港将私人乘客送入地球轨道。

提问栏：

雪球为什么会越滚越大?(北京读者汪洋提问)

飞机里新鲜空气从哪里来?(北京读者汪洋提问)

为什么说黎明前最黑暗?(上海读者李秀明提问)

月球上的脚印能长期保存吗?(北京读者郑楠提问)

(您若知道以上问题的答案，请将答案告诉我们，我们将在下期登出)

为何人的鼻子，耳朵最怕冻，眼睛却不怕冻?

寒冷的冬天，人在外边常常会被冻得发抖，但眼睛却感觉不到冷，眼睛不怕冻吗?人为什么感觉到冷呢?人体各部位的表皮细胞里，有许多对环境温度很敏感的神经元。在寒冷天气，人的表皮细胞的神经元受到刺激，这种感觉由神经系统传递到大脑，人就感觉到冷了。这是表皮细胞自我保护的一种本能，不让人体受伤害。

鼻子和耳朵都突出在头部表面，与空气的接触面积比较大，散热速度比较快。特别是耳朵两面都要与空气接触，比鼻子更容易冻坏。同时，人体血液从心脏流出的时候，温度比较高，流得越远，温度就越低，当血液流到手指、脚趾、鼻尖、耳朵等神经末梢的时候，温度就降得很低了。所以，耳朵和鼻子是人体供热和保温的薄弱环节。

人眼睛的眼球和眼眶、眼睑、结膜、泪腺、眼肌里，都没有感受温度的神经元，对于低温感觉不灵敏，所以感觉不到冷。眼球的角膜和巩膜是缺少血管的透明组织，都没有传导热量的功能，既感受不到外界的寒冷，内部的热量也不会散失，当然就不怕冻了。(北京林泉提供)

现在的猿猴怎么就不能变成人?

从前猿猴能够变成人，现在的猿猴怎么就不能变成人?这个问题要从几个方面来理解，一是时间，二是环境，三是进化的定势。从进化的时间来看，人类是在约550万年前从灵长类中的古猿中分离出去。所以，古猿是人和现代猿的共同祖先。这就如同在一个岔路口，人和猿分路而行，时间已经过去了550万年。现在猿和人实际上已成为差别较大的两个亚种，现代猿已经失去了变为人的最好时机，正所谓机不可失，时不再来。

其次，人从古猿进化而来是当时作为古猿的一支适应环境的结果。由于自然气候的种种原因，它们从树栖生活转为地面生活，因此能解放双手，进行创造性的劳动，经过漫长的岁月进化为直立行走的人类。现代猿则没有脱离树栖转到地面生活，而是一直在树上生活。经过漫长的岁月之后，身体结构起了显著变化，完全成了一类特殊化的树栖动物，它们不仅与直立的人类大不相同，也跟我们共同祖先的古猿有明显区别。这就是一种进化的定势。

在进化史上，一种生物经过专门分化，即特化发展之后，要想再改变其发展方向就如覆水难收一样。例如，现代猿特化的结果之一是，手比脚还长，即使它们现在能下地生活，如非洲的大猿和黑猿，也不能直立，而是要用手帮助支撑身体，成为半直立的姿势。由于不能解放手来进行创造性的劳动，现代猿就失去了变成人的基本条件。由于现代猿类根本就不能退回到原先还没有专门化的状态，因此它们不能变成人。(北京田地提供)

为何黑色的土地最肥沃?

东北黑土地是我国土壤最肥沃、最适于耕作的一片土地。这片面积为100万平方千米的黑土带，范围包括黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古的一部分，它为全国提供了14％的米麦、40％的大豆和50％的玉米。那么，为什么黑色的土地最肥沃呢?东北一带，特别是松辽平原，属中温带半湿润季风气候，夏季高温，雨水充沛，植物生长茂盛，而秋季较短，植物很快枯萎死亡，接着是北风凛冽、寒气逼人的冬季。漫长的冬季，使沉睡在千里冰封下的植物根茎逐渐分解化合，并储存在土壤里，便形成了黑色土壤。这种土壤含有丰富的腐殖质，表土层很厚，酸碱度适中，团粒结构好，通气透水能力强，土质肥沃，很适于农作物的生长。由于黑土壤最为肥沃，曾被人誉为。插根筷子都能发芽”，就是这样一片黑土地为国家的农业生产作出了重大的贡献。