宇宙，浩瀚而又神秘，蕴藏着丰富的资源，是值得我们去探索、开发的地方。载人航天是开启这个神秘宝库的钥匙，是一项神圣而又伟大的事业，是世界航天领域永恒发展的主题，需要更多的人关心、热爱并投身于这个工程。那么，要想参与载人航天工程，就需要了解和掌握载人航天的基本知识。例如，飞船是怎样上天的？火箭是怎样飞行的？航天员在太空是怎样生活的？怎样才能成为航天员？航天员如何出舱活动？航天器怎样进行交会对接？……本书以一问一答的形式，比较全面地介绍了载人航天的109个基本问题。

本书以一问一答的形式，比较全面地介绍了载人航天的109个基本问题。首先回答了人类如何离开地面去探索宇宙奥秘，介绍了运载火箭、载人飞船、载人航天发射场等相关知识，重点介绍了如何选拔训练航天员、航天员在太空如何生活、航天员如何出舱活动、航天器怎样进行空间交会对接等问题，最后介绍了载人航天器的发展、载人航天史上的12个第一以及22名为载人航天事业献身的航天员。

本书构想新颖，内容丰富，附有大量珍贵的图片，集知识性、趣味性于一体，可供热爱载人航天事业的人们阅读使用。

第一章 载人航天基本问题

1 什么是天空、太空和宇宙／16

2 人类为什么要进行航天活动／17

3 人类怎样才能离开地面／19

4 航天员依靠什么飞上太空／20

5 载人飞船如何绕地球飞行／22

6 为什么需要航天发射场／22

7 我国载人航天走过怎样的历程／23

第二章 力大无比的运载火箭

1 火箭起源于什么肘候／30

2 我国运载火箭有哪几类／30

3 我国载人飞船所用的是哪种运载火箭／33

4 运载火箭在发射场进行哪些工作／34

5 运载火箭怎样飞行／35

6 运载火箭为什么要垂直起飞／36

7 运载火箭起飞时掉落的东西是什么／38

8 逃逸塔有什么作用／39

9 为什么要安装整流罩和栅格翼／39

10 运载火箭如何与飞船分离／40

11 运载火箭怎样瞄准／41

12 为什么要采用多级火箭／42

13 影响运载火箭飞行的因素有哪些／45

第三章 神奇的载人飞船

1 飞船有什么样的结构形式／49

2 飞船怎样保障航天员生命安全／51

3 飞船怎样返回地面／54

4 飞船返回舱为什么设计成钟形／55

5 飞船为什么能抗高温／55

6 飞船为什么需要整流罩／58

7 飞船怎样进入发射场及在发射场的工作／58

8 “神舟”飞船与“联盟号”飞船有什么区别／61

第四章 神秘的载人航天发射场

1 世界上有多少个载人航天发射场／64

2 载人航天发射场建设应注意什么／66

3 载人航天发射场为什么选在酒泉卫星发射中心／67

4 我国“三垂一远”测发模式有何特点／67

5 垂直总装测试厂房建设有哪些难题／69

6 脐带塔的主要功能是什么／71

7 为什么要设计活动发射台／71

8 导流槽有什么作用／74

9 飞船着陆场为何选在内蒙古／75

第五章 伟大的航天员

1 我国培养了多少名航天员／78

2 怎样选拔航天员／79

3 女性能当航天员吗／81

4 航天员怎样进行失重训练／83

5 航天员为什么要穿航天服／84

6 航天服是用什么材料做成的／85

7 舱外航天服为什么制作困难／85

8 舱内航天服与舱外航天服有什么区别／87

9 航天员在失重条件下会长高、变年轻吗／87

10 为什么航天员的年龄都比较大／89

第六章 航天员的太空生活

1 航天员在太空怎样喝水／92

2 航天员在太空怎样吃饭／92

3 航天食品有哪几类／94

4 怎样挑选航天食品／96

5 航天员在太空能喝啤酒吗／96

6 航天员在太空每天需要消耗多少物质和能量／97

7 航天员在太空怎样大小便／98

8 航天员在太空怎样睡觉／99

9 航天员在太空怎样行走／101

10 航天员在太空怎样打发时间／102

11 航天员在太空怎样称体重／102

12 航天员在太空怎样刷牙／102

13 航天员在太空怎样淋浴／103

14 为什么地上一日而天上16日／104

第七章 航天员出舱活动及空间交会对接

1 什么是航天员出舱活动／108

2 世界上共有几次航天员出舱活动／109

3 航天员出舱活动有何意义／109

4 空间环境对航天员有什么样的影响／110

5 航天员出舱活动需要哪些技术／111

6 舱外航天服怎样设计／112

7 为什么需要气闸舱／112

8 航天员出舱活动程序如何安排／113

9 怎样选择航天员出舱活动时机／113

10 中性浮力水槽基本原理是什么／114

11 怎样设计失重飞机／114

12 什么是航天器交会对接／115

13 航天器交会对接有什么作用／116

14 怎样进行航天器交会对接／116

15 航天器交会对接对发射时间有什么要求／117

第八章 载人航天器的发展

1 载人航天有哪几种途径／121

2 载人航天器与无人航天器有什么不同／124

3 国际空间站的作用是什么／124

4 空间站有什么样的基本结构／125

5 世界上共有哪几类空间站／126

6 航天飞机与普通飞机有什么不同／128

7 航天飞机是怎样诞生的／128

8 航天飞机怎样飞行／130

9 航天飞机发射时是什么感觉／132

10 空天飞机有何特点／133

11 世界载人航天趋势是什么／134

12 俄罗斯“快船计划”／136

13 美国“猎户座计划”／137

14 太阳帆飞船／138

15 “乘员探索飞行器”／140

第九章 载人航天史上的第一

1 第一枚运载火箭／144

2 第一个空间实验室／144

3 第一个空间站／145

4 第一架航天飞机／146

5 第一个国际空间站／146

6 第一次空间交会对接／147

7 第一个进入太空的航天员／147

8 第一个进行太空行走的航天员／148

9 第一个踏上月球的航天员／149

10 第一名女航天员／150

11 第一个提出宇宙航行理论的人／150

12 世界上年龄最大的航天员／151

第十章 载人航天史上的悲剧

1 载人航天共牺牲了多少名航天员／154

2 飞船舱内纯氧环境为什么不安全／155

3 飞船降落伞未打开后果会怎样／156

4 座舱漏气让3名航天员丧命／156

5 小小密封圈怎样酿成重大悲剧／157

6 隔热瓦怎样使“哥伦比亚号”航天飞机解体／159

3 飞船怎样返回地面

确保飞船精确返回，是载人航天飞行任务的关键。通过对飞船一系列的精确调姿、制动，将确保飞船准确返回。

“神舟”飞船按预定计划完成围绕地球运行的圈次后，开始从南大西洋上空向地球表面返回。停泊海上的航天测控船将向“神舟”飞船发出返回指令，飞船发动机开始加温预热。在测控指挥系统的精确控制下，“神舟六号”飞船将逆时针转过90度，由轨道舱在前、返回舱居中、推进舱在后的轨道飞行状态变为横着飞行状态。这时，轨道舱从返回舱与推进舱中分离出来，留在太空轨道继续运行。

轨道舱分离后，返回舱和推进舱的组合体将继续逆时针转过90度，变成推进舱在前、返回舱在后的飞行状态，相当于最初的飞行状态掉了个头。推进舱发动机朝着飞船前行的方向点火制动，减速的飞船开始降低高度，向地球飞行。

在降落到距离地球大约140千米时，返回舱与推进舱分离。推进舱进入大气层烧毁，返回舱进行最后一次也就是第三次调姿，以设定好精确角度向地球飞行。

这短短几分钟内的三次调姿与再入制动，对飞船的准确返回极为关键。如果返回控制时间出现1秒钟的误差，就将导致地面落点9千米的偏差，甚至会使飞船无法正常返回地面。调姿与制动完全是程序化的，飞船可自动执行。同时，返回舱还具有升力控制能力，可控制落点精度，使返回舱降落到预定的主着陆场内。

4 飞船返回舱为什么设计成钟形

早期载人飞船返回舱的形状并不是钟形的，苏联“东方号”系列飞船的返回舱都是球形的。但是经过飞行试验，科学家们发现，球形的返回舱气动效果很不理想。它在大气层中飞行时几乎不产生任何升力，相比之下，钟形返回舱可以利用外形上的气动效果，来更精确地控制返回舱的运行轨迹。另外，球形返回舱不容易获得稳定的返回姿态，很难采用安装缓冲发动机的方式来减缓返回舱落地时产生的冲力。这也是“东方号”飞船采用相对复杂和高风险的弹射方式，进行人、舱分别伞降的一个主要原因。

5 飞船为什么能抗高温

飞船返回地球大气层的时候，基本没有机动l生，完全是一种自由落体运动，这样的速度是极快的。虽然采用降落伞，可以使飞船减速，避免它与大气层的剧烈摩擦，但是在飞船表面仍然会产生极高的温度，大多数情况下都会高到1700多摄氏度，有时甚至达到3000多摄氏度。为了保障飞船返回舱里面的航天员和珍贵实验仪器设备的安全，抵御返回大气层时所产生的高温，顺利地返回地面，飞船返回舱需要有超强的隔热能力，即必须给飞船返回舱穿上一件“避火衣”。

飞船作为载人航天器，是一次性的，它使用一次后基本就不能使用了，比如我国的“神舟”飞船和俄罗斯的“联盟号”飞船都是一次性的。

既然是一次性使用，对于“避火衣”的要求相对就可以低一些。这种“避火衣”是一种瞬间耐高温材料，它的作用时间只有十几分钟，刚好满足飞船返回舱返回地球的要求。

这种“避火衣”的材料是一种特殊纤维材料，或者是多孔颗粒物再加上有机物，它们具有良好的导热功能。

当飞船返回舱重返大气层的时候，剧烈的高温将会使这层隔热材料发生奇妙的变化，它们首先会燃烧起来，变成气体，这样就吸收了大量的热量；变成气体之后它们还会蒸发掉，蒸发的过程又带走了一些热量。

另一方面，这些隔热材料在燃烧完毕之后，剩下的是碳化层，它们往往有很多的孔洞，这些孔洞也有一个好处——加大了飞船返回舱的表面积，这种表面积的增大让返回舱有更多的面积与大气层接触，有利于传导热量。

“避火衣”完全燃烧之后就只剩这些孔洞，着陆后，返回舱表面烧黑的痕迹说明“避火衣”牺牲了自己，换来了返回舱的安全。尽管飞船的内部设施良好，但是为了安全起见，飞船完成这次使命之后就不再使用了。

载人航天技术的发展，在很大程度上依赖于“避火衣”的研制。一般来说，未来载人航天器的“避火衣”将会逐渐减轻自身的体重，每减少1千克，就可以使运载火箭的推力减少500千克，如果现代的“避火衣”能够减少重量的15％，那么可以使航天器的上升高度提高10％。这也给材料科学家们提出了一个难题。目前，科学家们正在想办法克服困难，希望在新材料的研制中有所突破，为载人航天器制作出更加轻便、更加耐热的“避火衣”。

6 飞船为什么需要整流罩

运载火箭将飞船送人预定轨道前要经过稠密的大气层，必须用整流罩对飞船加以保护。整流罩是飞船的保护外衣，在上升段飞行时它防止高速流动的空气产生的高温高热进入飞船，破坏仪器设备的性能和伤害飞船中的航天员；在火箭出现故障时，它又可以带着飞船在逃逸塔的动力作用下飞离危险区域。

整流罩还具有以下功能：

第一，减小跨音速飞行时脉动压力产生的振动和火箭发动机传来的噪声对飞船的影响。

第二，通过对整流罩内调温，可以保证飞船所需的温度和湿度要求。

第三，具有良好的气动外形，可以减小飞行中的气动阻力。

7 飞船怎样进入发射场及在发射场的工作

“神舟”飞船由专用的运输飞机空运进人发射场，然后再用专门为飞船设计的公路运输车将飞船运入飞船总装测试厂房。在运输途中，要严格控制环境要素和车速等，确保飞船的性能不受任何干扰和损坏。

飞船运入飞船总装测试厂房后，首先进行飞船的三舱检查，验证飞船结构的完整性，然后进行飞船总装。所谓总装就是把飞船三舱进行组装对接，组装成一个完整的飞船整体结构。在完成飞船整体总装后，进行飞船电测，对飞船的设备和功能进行相关考核，对软件程序进行运行复测，整个测试必须具有全面的覆盖性，确保飞船发射上天后的每一项工作在地面测试时都能够测试过，并且功能正常。完成飞船电测后，飞船转运至飞船加注及整流罩装配厂房，进行飞船推进剂加注和扣罩工作。飞船推进剂加注和扣罩完成之后，转运至垂直总装测试厂房，与运载火箭对接，进行火箭、飞船的联合检查。此次联合检查主要是检查火箭与飞船的接口关系是否正确、二者之间的电磁是否兼容以及相关功能是否正常。测试正常后，航天员将进入飞船，进行火箭、飞船、航天员、地面测控系统的全系统联合检查，模拟检查正常飞行和故障飞行情况下全系统的匹配性和协调性。

全系统联合检查后，火箭、飞船组合体一起通过活动发射台垂直转运至发射塔架。船箭组合体转运至发射区后，经过短暂测试后，火箭进行推进剂加注。在所有准备工作正常完成后，航天员就通过发射脐带塔登上飞船，发射升空，遨游太空。

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千百年来，中国人都在努力寻找一条自由的飞天之路。明朝有个叫万户的人把自己绑在椅子上，试图用47枚“飞龙”火箭飞上天，但是失败了。鉴于他的这种创造和牺牲精神，国际宇联把月球上一座环形山称做“万户”，以纪念这位世界上第一个尝试利用火箭进入太空的人。1961年4月，苏联航天员加加林第一次成功地进入太空，翻开了人类探索宇宙奥秘崭新的一页。2003年10月15日，我国发射“神舟五号”载人飞船，顺利地把航天英雄杨利伟送人太空，并安全返回地面，使我国成为世界上第三个自主掌握载人航天技术的国家。

宇宙，浩瀚而又神秘，蕴藏着丰富的资源，是值得我们去探索、开发的地方。载人航天是开启这个神秘宝库的钥匙，是一项神圣而又伟大的事业，是世界航天领域永恒发展的主题，需要更多的人关心、热爱并投身于这个工程。那么，要想参与载人航天工程，就需要了解和掌握载人航天的基本知识。例如，飞船是怎样上天的？火箭是怎样飞行的？航天员在太空是怎样生活的？怎样才能成为航天员？航天员如何出舱活动？航天器怎样进行交会对接？等等。

这本科普读物，在收集整理大量资料的基础上，分类进行介绍，较好地回答了载人航天基本问题，是一本值得阅读的书籍。