书城科普走向太空
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第20章 宇宙与太空趣闻(5)

1957年11月3日,苏联发射了第二颗人造卫星,一只名叫莱伊卡的小狗就在这颗卫星上。当时由于技术有限,不能使卫星返回,所以小狗在进入太空的第六天便死去了。随着卫星技术的不断发展,1960年8月,又有一颗苏联卫星载着两只小狗进入太空飞行,并且于两昼夜后平安返回地球。

通过以动物作为太空先锋,人类知道了动物完全可以适应太空的生活,为人类进入太空打下了坚实的基础,让我们为这些动物界的先驱者致敬。

人类怎样才能飞离地球

我们知道,人只所以能够呆在地面上,就是由于地球的引力在起作用。如果你向上跳起来,立刻就会回到地面上,因为地球吸引着你,把你拉回到它的怀抱。

因此,人要想进入太空,就必然要挣脱地球的引力,最终飞离地球。早在17世纪,英国著名科学家牛顿就从理论上阐述了,要使地球上的某物体离开地表,变成“永远不落到地面上”的人造天体,关键是要给它足够的推力,使其克服地球引力冲出大气层。

经过计算表明,当航天器冲出大气层的速度达到7.9千米/秒以上时,就可以不再需要动力,靠惯性像月球一样绕地球运动。7.9千米/秒这个速度也就被称作第一宇宙速度,也叫环绕速度。

然而,第一宇宙速度只能使人们具备了飞离地面的起码条件,他们还没有完全摆脱地球的引力。若让他们彻底脱离地球,则必须在很短的时间内使其速度达到11.2千米/秒以上,即第二宇宙速度,那样,就可以彻底摆脱地球的引力。

而当短时间内速度提高到16.7千米/秒的时候,不仅会摆脱地球的引力,也能挣脱太阳系的束缚,探索太阳系外的风景了。

我国古代的杰出成就——地动仪与浑天仪

伟大的科学家张衡

张衡(78~139年),我国东汉时期伟大的天文学家,浑天说的代表人物之一。他指出,月光是反射太阳的光线,解释了月食的成因,并且认识到宇宙的无限性以及行星的运动规律,包括其运动的快慢和距离地球的远近。

张衡观测记录了2500颗恒星,创制了漏水转浑天仪、候风地动仪,还制造了指南车、自动记里鼓车、飞行数里的木鸟等。他在数学、地理、绘画和文学方面,也表现出非凡的才能。

浑天仪

浑天仪是浑仪和浑象的总称。浑天仪浑仪是测量天体球面坐标的一种仪器,而浑象是古代用来演示天象的仪表。它们是我国东汉天文学家张衡所制的。

117年,张衡根据自己对天体运行规律的认识,在前人的基础上加以改进,创制了能够精确表现浑天思想的“浑天仪”。浑天仪是一个精铜制成的球形仪器,直径1米多,代表着天球,上面刻画有星宿、赤道、黄道、恒隐圈、恒显圈等。利用齿轮带动天球围绕着天轴转动,通过选择适当的齿轮个数,使天球的转动速度与地球自转的速度相一致,从而精确地表达星空的天象。

地动仪

地动仪是汉代科学家张衡的又一传世杰作,在张衡所处的东汉时代,地震比较频繁。据《后汉书·五行志》记载,自和帝永元四年(92年)到安帝延光四年(125年)的30多年间,共发生了26次大的地震,地震区有时大到几十个郡,引起地裂山崩、江河泛滥、房屋倒塌,造成了巨大的损失。

张衡对地震有不少亲身体验,为了掌握全国地震动态,他经过长年研究,终于在阳嘉元年(132年)发明了候风地动仪这也是世界上第一架地动仪。

候风地动仪是用精铜铸造而成的,是一个直径八尺,形状像酒坛子的圆筒,上面有隆起的圆盖,仪器的外表刻有篆文以及山、龟、鸟、兽等图形。仪器的内部中央立着一根铜质“都柱”,柱旁有8条通道,称为“八道”。道中安有“牙机”。仪器的外表铸有8条龙,头朝下,尾巴朝上,按照东、南、西、北、东南、东北、西南、西北8个方向布列。

龙头和内部通道中的发动机关相连,每个龙头嘴里都含有一个铜球。对着龙头,8个蟾蜍尊在地上,个个昂头张嘴,准备承接铜球。

当某个方向发生地震的时候,地动仪内部的“都柱”就向那个方向倾斜,触动“牙机”,使发生地震方向的龙头张开嘴,吐出铜球,就落到蟾蜍的嘴里。

候风地动仪是我国古代人民伟大智慧的结晶,具有极其重要的历史地位。

你知道第一个女宇航员吗

我们知道,苏联的宇航员加加林是有史以来第一位进入太空的地球人,但是他是一位男性,那么,你知道第一位进入太空的女性地球人吗?你可能还真不知道。嫦娥奔月的故事在中国可算是家喻户晓,但是那毕竟是传说,不是现实。现实中,第一位女宇航员又是谁呢?

世界上第一位女宇航员是苏联的瓦莲金娜·捷列什科娃。在1963年6月16日,她独自一人驾驶“东方6号”宇宙飞船进入了太空,与两天前发射的“东方5号”飞船共同完成了太空编队飞行,历时3天3夜,绕地球48圈,航程约200万千米,完成了许多生物医学和科学技术考察计划,并且在6月19日安全返回地球。

捷列什科娃出生在1937年,小时候与我们大多数人一样,向往着到空中飞行。参加工作后,她一边到学校学习,一边参加航空俱乐部的跳伞活动。1962年,经过严格的选拔,她终于加入到宇航员的队伍中。为了表彰捷列什科娃对世界航天事业的贡献,苏联政府授予她列宁勋章和齐奥尔科夫斯基奖章;国际航空联合会授予她“宇宙”金质奖章;国际妇女联合会选举她为副主席;天文学界把月球背面的一座环形山以她的名字命名。

1963年8月,捷列什科娃与另一位宇航员尼古拉耶夫结婚,组成了世界上第一个宇航员家庭。

地圆说的最终证实

古代中国曾有“天圆地方”说,西亚人则认为大地是漂浮在海洋上的半球,古希腊人最初将大地想象成一个扁平的圆盘。近代,麦哲伦船队完成的第一次环球航行,以无可辩驳的事实证明了地球是圆形的。

地圆说的问世

古希腊哲学家亚里士多德根据月食发生时月面出现的地影是圆形的,给出了地球是球形的第一个科学证据。

公元前3世纪,古希腊天文学家埃拉托斯特尼根据正午射向地球的太阳光和两观测地的距离,第一次算出地球的周长。

726年,我国天文学家僧一行计算出子午线一度之长和地球的周长。

人类第一次环球探险

人类历史航海史上最伟大的壮举,就是麦哲伦的环球旅行了,他第一次用事实证明了“地球是圆的”这一学说,具有极其重要的深远意义。在这次航海过程中,他航行了除北冰洋外几乎全部世界大洋和著名的海,并且亲自命名了许多今天仍在使用的地名,如“太平洋”、“麦哲伦海峡”、“火地岛”等。他为后来人提供了难以估量的航海经验,为后人认识这些海洋打下了坚实的基础。

环球旅行的计划

33岁时,麦哲伦回到了家乡葡萄牙。他向葡萄牙国王曼努埃尔申请组织船队去探险,进行一次环球航行。可是,国王没有答应,因为国王认为东方贸易已经得到有效的控制,没有必要再去开辟新航道了。1517年,他离开了葡萄牙,来到了西班牙塞维利亚,并且又一次提出环球航行的请求。塞维利亚的要塞司令非常欣赏他的才能和勇气,答应了他的请求,并把女儿也嫁给了他。

1518年3月,西班牙国王查理五世接见了麦哲伦,麦哲伦再次提出了航海的请求,并献给了国王一个自制的精致的彩色地球仪。国王很快就答应了他。不久,在国王的指令下,麦哲伦组织了一支船队准备出航。

麦哲伦的死和同伴们的继续

麦哲伦率领他的船队历经千辛万苦,穿越了大西洋和太平洋,来到了今天的菲律宾的一个岛上,麦哲伦在与土著的交战中死去。

麦哲伦死后,他的同伴们继续航行。1521年11月8日,他们在马鲁古群岛的蒂多雷小岛一个香料市场抛锚停泊。在那里他们以廉价的物品换取了大批香料,如丁香、豆蔻、肉桂等堆满了船仓。

归航和环球旅行的胜利

1522年5月20日“维多利亚”号船绕过非洲南端的好望角。在这段航程中,船员减少到只剩35人。后来到了非洲西海岸外面的佛得角群岛,他们把一包丁香带上岸去换取食物,被葡萄牙人发现,又捉去13人,只留下22人。

1522年9月6日,“维多利亚”号返抵西班牙,终于完成了历史上首次环球航行。当“维多利亚”号船返回圣罗卡时,船上只剩下18人了。他们已经极度疲劳衰弱,就是原来认识他们的人也分辨不出来了。他们运回来数量十分可观的香料,一把新鲜的丁香可以换取一把金币,把香料换取金钱,不仅能弥补探险队的全部耗费,而且还挣得一大笔利润。

环球航行的成功对当时的启蒙主义和人文主义思潮也产生了重要影响。当时的编年史家贡·费·奥维埃多曾写道:“维多利亚号的航行,是上帝创世以来最大的奇迹之一,是人类始祖诺亚乘方舟航海以后最著名的一次航海。”

地球速写

现已精确地测出地球的平均赤道半径为6378.14千米,极半径为6356.76千米,赤道周长和子午线周长分别为40075千米和39941千米,北极地区约高出18.9米,南极地区低下去24.3米。

有人说地球像一只倒放着的大鸭梨。其实,地球的这些不规则部分对地球整体来说是微不足道的。从人造地球卫星拍摄的地球照片来看,它更像是一个标准的圆球。