1、“近地空间”是指地球附近的宇宙空间,它的范围大致包括从地球大气层顶部,一直到距地面大约36000千米的同步卫星轨道之间的空间。这是人类进行航天活动的重点区域,大量的人造卫星、航天飞机和空间站都活动在该区域中。
2、“月地空间”是比近地空间更远一些的宇宙空间,即月球到地球之间的空间。这是人类自身目前能够到达的空间范围。
3、“行星际空间”是指太阳系范围内各行星之间的空间。尽管人们目前还没有完全突破月地空间的限制,但人们所制造的一些宇宙飞船,早已突破这一极限,在行星际空间邀游。在太阳系的广阔范围内活动,只是人类了解宇宙所迈出的一小步。而冲出太阳系,到银河系和与银河系一样的河外星系去活动,则是人类的梦想。
4、“星际空间”就是上面所说的太阳系之外的空间。迄今为止,只有“先驱者”号和“旅行者”号探测器飞出了太阳系,进入了星际空间。宁宙直观上讲有多大呢?就飞出太阳系的“先驱者”号和“旅行者”号探测器来讲,它们只是越过太阳系中最远的冥王星的轨道,其轨道半径仅为60亿千米。如果太阳系的边界以太阳风所影响的范围来计算,太阳系的半径约为135亿~180亿千米,从这个意义上讲,这些探测器大约才飞过太阳系将近一半的距离。如果以太阳的引力所及来说,其半径达15万亿千米,那么,上述探测器的飞行距离还差得很远很远。即使它们能掠过近距离的恒星,那也是几十万年以后的事情了。人类到太阳系以外的星际空间航行,充满了巨大的困难,需要几代、甚至几十代人持续不断地付出艰苦的努力。宇宙就是这样神秘而且浩瀚,我们研究它的脚步将不会停止。
建设月球基地需要频繁地进行登月飞行和向月球基地运送器材、设备、生活补给品,以及接送航天员往返于地月之间。目前,空间运输成本高昂,因为目前的运载火箭和飞船都只能一次性使用,如何实现低成本运输,是航天工程师和月球科学家共同关注的问题。为了降低地月运输成本,研制可重复使用的火箭和飞船是一个重要发展方向,但在今后相当长的一个时期内,火箭和飞船依然是地月运输的重要工具。根据这种情况,科学家们提出了降低地月空间运输成本的新设想。
第一种设想:利用空间“摆渡”船首先用运载火箭把物资和人员分几次运往近地轨道,然后利用空间“摆渡”船,把物资和人员运往月球。空间“摆渡”船专门承担地月轨道之间的运输任务,并可重复使用。在月球轨道上,还需设置一种专用的月球着陆器,任务是把进入月球轨道的物资和人员安全地送往月球表面。这样由运载火箭、空间“摆渡”船、月球着陆器三者共同组成一条地月交通运输线,它们各自在自己的轨道上往返飞行,而不是运载火箭直接将货物和人员从地球运到月球,从而使飞行成本大幅度降低。
根据这种运输方式,在月球轨道上应该有一个能容纳多名航天员的小型空间站,作为地球和月球之间交通运输的一个中转站。这个中转站还可以承担月球基地“急救站”的作用,一旦月球基地发生紧急情况,航天员可以及时撤离到月球空间站,然后再从月球空间站飞回地球。建造这种小型月球空间站,可以使用废弃在太空和月球轨道上的燃料储箱。燃料储箱都是一些大圆筒,对这些大圆筒进行改装,再一个一个地接起来,就可以形成简易的月球轨道空间站。
第二种设想:设立“拉格朗日点”中转站。
这里先介绍一下拉格朗日点的概念。
地月空间存在的一种特殊的点。在这个点上地月两大天体的引力相互抵消,位于这一点上的物体可以相对保持平衡,如果给一个小的推力,就能使物体按推力方向运动,这种特殊的点是法国数学家和力学家拉格朗日发现的,因此称拉格朗日点。在地月系统中,理论上存在5个拉格朗日点,其中L1点位于距地球323110千米的位置上。
先将飞船发射到位于拉格朗日点的中转站,然后在这里加注在月球上生产的推进剂,与此同时,从月球上发射L1—月球往返运载器来接应飞船,将航天员或建设月球基地物资从中转站运送到月球。这样,飞船离开地球时就不再需要携带用于月面着陆和起飞返回的推进剂,也不需要携带登月舱,因此飞船的质量可大大减轻,地、月空间运输成本就可大大降低,由于月球没有大气,L1—月球往返运载器应是可重复使用的航天器。
第三种设想:太空电梯。
“太空电梯”的原理很简单,它的主要部件是缆索,将其一头固定在地球表面,另一头伸向太空,当缆索的重心位于地表3.6万千米的高度时,它所承受的地球引力和离心力达到平衡,缆索便会耸立空中而不倒,这个高度也就是地球同步轨道的高度;或者从距离地面3.6万千米的静止轨道卫星向地面垂下一条缆索,为了取得平衡,避免静止卫星因电梯太重被拉回地面,在卫星的上面还要架设另外一条缆索,上半部分的缆索悬浮在太空中,以缓解太空电梯承受的地球引力,这样,电缆的总长度将达到10万千米,为地球和月球距离的1/4。沿着这条缆索修建往返于地球和太空之间的电梯型飞船。
目前进入太空的主要运载工具是火箭,火箭要摆脱地球引力需要消耗大量燃料,无论是液体还是固体火箭,所携带的燃料都要占到火箭总重量的90%以上,并且多为一次性使用。然而“太空电梯”不需要动用大量燃料,且可重复使用,因此建成之后的运行费用很低,可用于向空间站运送入员和货物,然后再转运到月球。
现在的关键问题是如何制造这根10万千米的缆索。从理论上计算,制作这根缆索的材料强度必须达到钢铁的180倍之上,目前的技术尚无法实现。随着纳米技术的发展,科学家不断开发出质量轻、强度高的碳纳米管纤维材料,现有的此类纤维材料强度已经达到了所需强度的近1/4。另据报道,最近美国哥伦比亚大学两名华裔科学家李成古和魏小丁(音译)首次研究证实,石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,它比钻石还坚硬,强度比世界上最好的钢铁还要高100倍。石墨是由无数只有碳原子厚度的“石墨烯”薄片压叠形成,“石墨烯”是一种从石墨材料中剥离出的单层碳原子面材料,是碳的二维结构。如果能找到将石墨转变成大片高质量石墨烯薄膜的方法,则太空电梯缆索的研制有望获得突破。
这个问题目前人类还没有真正确切的答案,但是已经有几种比较著名的说法解释月球形成的原因。
1:大多数科学家都相信月球是地球的产物,25亿年前在地球形成的初期,地球的温度非常的高,估计和现在的金星温度相差无几可能还要高几倍,它的自转速度异常的快,可能比现在的木星自转还要快,而且体积还非常小,估计和现在的矮行星大小相同,那时的地球上面不可能存在任何的生命,那怕是微生物也不会存在,简直可以称得上是宇宙“地狱”,这就是我们早期的地球。
随着时间不断的推移,地球的体积开始慢慢的扩大,自转速度基本上没有改变,在这个漫长的过程之中,因为地球的自转速度非常快,而且体积也不断扩大,导致地球向宇宙空间抛射大量的物质,这些物质慢慢的聚集起来,经过漫长的一段时间,最后形成一个固体石球——月球。
2:地球诞生的初期,温度高、体积小、密度大、自转快、引力强,但是随着时间不断的向前推移,地球的温度逐渐降低、体积慢慢扩大、密度开始缩小、自转开始变慢、引力增大,进入一个比较稳定的状态,那时的地球没有任何的卫星。
直到某一天,有一颗体积比地球小、引力比地球低、密度比地球小的星体进入地球的引力范围,由于地球的引力大于它自身的引力,使他无法脱离地球的引力圈,并最终围绕着地球进行运转,形成地球的一颗卫星——月球。
3:地球形成的初期已经有月球的存在,也就是说地球—月球是在相同的时间范围内形成的,月球是地球的一颗伴星。
估计在太阳抛射自身的物质形成各大行星的时候,同时太阳自身抛射的一些物质也构成了月球。
朋友,月球是怎么形成的,目前说法不一,原因没有确凿的证据,想要破解月球的形成之谜还需要我们人类的不断努力,相信自己————为自己打打气吧!!!
希望对你有帮助
欢迎分享,转载请注明来源:夏雨云
评论列表(0条)