第 七 章 人类对宇宙不懈的探索

从我们的古代祖先仰望星空那一刻开始，人们就没有停止探索太空的努力，然而，由于自身条件和科技力量的限制，几千年来虽有收获，但进步缓慢。最近几十年，这种脚步大大加快了，不过，与浩瀚的宇宙相比，差距还很遥远，需要不断的奋进和努力。
 
后羿射日的神话
在中国古代，一直就有着对太阳的崇拜。人们每天看到太阳从东方升起，又在西方落下，给大地带来温暖，给人们带来光明，使万物生长，用阳光恩泽着人们。于是，就有了许多关于太阳的传说，这些传说虽然没有科学依据，却寄托着人们对太阳的无限想像与认知。
在所有这些传说中，后羿射日的故事无疑是最脍炙人口的了。即使在今天，细细品读，仍然让人感觉到非常有趣。
传说古时候，天空曾有十个太阳，他们都是东方天帝的儿子。这十个太阳跟他们的母亲、天帝的妻子共同住在东海边上。她经常把十个孩子放在世界最东边的东海洗澡。洗完澡后，让他们像小鸟那样栖息在一棵大树上。因为每个太阳的形象中心都是只鸟，所以大树就成了他们的家，九个太阳栖息在长得较矮的树枝上，另一个太阳则栖息在树梢上。
当黎明需要晨光来临时，栖息在树梢的太阳便坐着两轮车，穿越天空，照射人间，把光和热洒遍世界的每个角落。十个太阳每天一换，轮流当值，秩序井然，天地万物一片和谐。
可是，这样的日子过长了，这十个太阳就觉得无聊，他们想要一起周游天空，觉得肯定很有趣。于是，当黎明来临时，十个太阳一起爬上双轮车，踏上了穿越天空的征程。这一下，大地上的人和万物就受不了了。十个太阳像十个大火团，他们一起放出的热量烤焦了大地，烧死许许多多的人和动物。
这时，有个年轻英俊的英雄大神叫后羿，他是个神箭手，箭法超群，百发百中。他被天帝召唤去，领受了驱赶太阳的使命。他看到人们生活在火难中，心中十分不忍，便暗下决心射掉那多余的九个太阳，帮助人们脱离苦海。
于是，后羿爬过了九十九座高山，迈过了九十九条大河，穿过了九十九个峡谷，来到了东海边，登上了一座大山，山脚下就是茫茫的大海。后羿拉开了万斤力弓弩，搭上千斤重利箭，瞄准天上火辣辣的太阳，嗖地一箭射去，第一个太阳被射落了。后羿又拉开弓弩，搭上利箭，嗡地一声射去，同时射落了两个太阳。这下，天上还有七个太阳瞪着红彤彤的眼睛。后羿感到这些太阳仍很焦热，又狠狠地射出了第三枝箭。这一箭射得很有力，一箭射落了四个太阳。其他的太阳吓得全身打颤，团团旋转。就这样，后羿一枝接一枝地把箭射向太阳，无一虚发，射掉了九个太阳。中了箭的九个太阳一个接一个地死去。他们的羽毛纷纷落在地上，他们的光和热一点一点地消失了。直到最后剩下一个太阳，他怕极了，就按照后羿的吩咐，老老实实地为大地和万物继续贡献光和热。
从此，这个太阳每天从东方的海边升起，晚上从西边山上落下，温暖着人间，保持万物生存，人们安居乐业。
但是，后羿却因为射杀天帝的九个儿子——就是那九个危害人间的太阳，受到天帝严厉地惩罚。
 
 哥白尼和他的“日心说”
波兰天文学家哥白尼是人类历史上最伟大的科学家之一，他的“日心说”彻底颠覆了千百年来人们的固有思维，开创了现代天文事业的序幕。
 错误的“地心说”
在哥白尼的“日心说”发表之前，“地心说”在中世纪的欧洲一直居于统治地位。自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张，只是当时缺乏依据，因此没有得到人们的认可。
在古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张“地心说”，认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地心说”和上帝创造世界融为一体，用来愚弄人们，维护自己的统治。因而“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典，长期居于统治地位。
 “日心说”
随着事物的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。人们发现旧的理论显然是不合理、不科学的。人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说。在这种历史背景下，哥白尼的日动学说应运而生了。
约在1515年前，哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想，撰写了篇题为《浅说》的论文，他认为天体运动必须满足以下七点：
不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心；
地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的中心；
所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近；
地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的；
在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的；
在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运动产生的，而是地球运动引起的，地球同时进行着几种运动；
人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了。
 哥白尼的贡献
此外，哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星（土星、木星和火星）和两颗内行星（金星、水星）的视运动。书中，哥白尼批判了托勒密的理论，科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学中的根本变革。
哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命，它使人们的整个世界观都发生了重大变化。
尽管哥白尼的理论也有其不足之处，但是作为近代自然科学的奠基人，哥白尼的历史功绩是伟大的。他确认了地球不是宇宙的中心，而是行星之一，从而掀起了一场天文学上根本性的革命，是人类探求客观真理道路上的里程碑。
伽利略对宇宙的探索
 伽利略望远镜
伽利略是哥白尼学说的卓越继承者。他是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”，同时他也是为维护真理而进行不屈不挠的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。
1609年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），并用来观测天体。他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。
1610年1月7日，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成的，等等。这些发现开辟了天文学的新时代。
 不朽的伽利略
伽利略著有《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》、《关于两门新科学的谈话和数学证明》和《试验者》等著作。
伽利略为牛顿的牛顿运动定律第一、第二定律提供了启示。他非常重视数学在应用科学方法上的重要性，特别是实物与几何图形符合程度到多大的问题！他还推翻亚里士多德的话。
伽利略是第一个制造天文望远镜，并用它来探索太空奥秘的人，他发现了许多不曾为人们所知晓的宇宙中的“新大陆”，以至于人们形容道：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。
 保守势力对伽利略的迫害
但是，这位“天空的哥伦布”，也为自己的科学理想付出了惨重的代价。在当时的教会看来，伽利略犯下了不可饶恕的罪行。最终，伽利略受到了宗教法庭的审判，被判处终身监禁。年过古稀的伽利略受尽了折磨，在教会的威逼下，他不得不口头上表示忏悔。据说，伽利略听完审判后走出法庭，口中仍然喃喃自语：“不管怎样，地球毕竟在转动着！”
今天，历史已经还给了伽利略一个清白，如今，即使是小学生也知道地球是太阳系的一颗行星。当历史进入到了20世纪80年代，教会才最终承认伽利略是对的。但是，历史早已经做出了公正的判决。
为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。
牛顿与天体学
在人类的科学史上，有两位巨匠是无法超越的。一位是牛顿，一位是爱因斯坦。而在天体物理领域，这两位伟人一个创建了万有引力定律，一个发明了相对论。可以说，如果没有他们两个人，现在天体物理是个什么样子还很难说。
在牛顿之前，人们普遍认为天上物体的运动规律和地上物体的运动规律是不同的，一个做圆运动，一个做直线运动。但是牛顿证明，不论是天上，还是地上的物体，都要遵循惯性定律、质点运动定律和作用与反作用定律，即所谓的“牛顿第三定律”运动。
牛顿还明确指出，推动行星绕日运动的天体之间存在的万有引力。运用牛顿三定律和万有引力定律，不仅计算出了行星围绕太阳的运动，卫星围绕行星的运动，还说明了地面上物体的降落运动和抛射运动，以及海洋发生潮汐的原理，并且确定了彗星的轨道和运转周期。牛顿还最早提出了发射人造卫星的设想。这些空前的成就标志着牛顿已经成功地建立起了近代力学和天文学。
我国古代对“太阳黑子”的研究
早在4000多年前，我国就开始了天象记载。数千年来，连续不断，而且丰富准确，为人类做出了重大贡献。
新星和超新星的发现，是中国古代天文观测的巨大成就。有些星原来很暗，肉眼很难看到，但是在某个时候它的亮度突然增强了几千到几百万倍（新星），有的增强上亿倍（超新星），以后慢慢减弱，新星几年十几年后又恢复原来的亮度，好像在天空作客一样，所以古人称为“客星”。
在“后羿射日”神话里，乌鸦被看做是太阳的化身，这与我国古代人民对黑子的描述是一致的。那时候，由于对黑子不了解，就根据它的形状说是“日有三足乌”，意思是长了三只脚的乌鸦。
1972～1974年，我国先后在湖南省长沙市东郊马王堆，发掘了三座西汉初期的古墓，出土了大量很有价值的文物。其中有一块帛画，也就是画在丝织品上的画，最上面是一轮红日，它的中间画了一只乌鸦。这可以说既是对神话传说，又是对古代的太阳黑子观测的最形象化的艺术夸张和描述。
各国学者公认的世界上最早的太阳黑子记录，详细记载在我国古书《汉书·五行志》里：“汉成帝河平元年三月乙未，日出黄，有黑气大如钱，居日中央。”经专家考证，这指的是公元前28年5月10目的一次大黑子。你看，书中把黑子出现的日期，黑子的大小、形状和位置，以及发现黑子当时的太阳情况等，都讲得很清楚。
从公元前28年到明末的1600多年间，我国共有100多次翔实可靠的黑子记录。它们是我国人民一份十分宝贵的科学遗产，是了解和研究黑子活动规律的极为珍贵的历史资料。在太阳观测和研究工作中做出杰出贡献的美国天文学家海尔，曾经说过这样的话：
“中国古人测天的精细和勤勉，十分惊人。远在欧洲人之前约2000年，就有黑子观测，历史记载络绎不断，而且记录得比较详细和确实，毫无疑问是可以通过考证而得到确认的。”
欧洲最早发现太阳黑子的记录，是在公元807年8月l9日。那次被看到的黑子不大，被一些人误认为是水星从太阳前面经过，而在太阳面上投下的影子——水星凌日。1607年，德国天文学家开普勒看到了太阳黑子，他有点怀疑，不敢十分肯定这就是太阳黑子，也就没有引起广泛的注意。
1610年，意大利科学家伽利略用望远镜观测太阳时，才正式确认太阳黑子。
我国科学家祖冲之的贡献
祖冲之是我国古代著名的数学家，他生于我国的南北朝时期。在月球背面有一座环形山，被称作是“祖冲之环形山”，以纪念这位伟大的科学家。
祖冲之最伟大之处在于圆周率。不过，他在天文历法方面也做了大量的工作。他认真观测了太阳、月亮和星星在天空里运行的情况，作了大量详细的记录。他发现当时所采用的《元嘉历》里有许多错误，并针对这些错误编制了一部新历法，叫《大明历》。《大明历》中改进了闰法，使每220年误差一天改进为每1739年误差一天。他还改进了太阳在两个冬至之间位置有偏移而造成的误差。
 
天王星、海王星是怎样发现的
天王星和海王星是太阳系里遥远的边疆行星，它们的发现并不是偶然的，而是科学家们经过不懈的努力和论证才发现的。
100多年以前，人们一直认为太阳系里只有水星、金星、地球、火星、木星和土星6个行星。直到1781年3月13日，人们才从天文望远镜里找到了一个太阳系的新成员。这就是天王星。
 天王星的发现
天王星是由一位爱好天文的音乐家威廉·赫歇耳发现的。有一次，他在自制的天文望远镜里发现了一个小圆点，起初他以为这是一个彗星，后来计算了它的运行轨道，才确定它是太阳系的一个新行星。
天王星是一个很大的行星。它的直径是地球的4.06倍，质量为地球的14.63倍。这个行星虽然很大，但我们用肉眼却很难看到它，因为它离开我们太远了——它离开太阳是地球距离太阳的19.2倍，即287000万千米。
 海王星的发现
自从发现了天王星以后，天文学家就着手研究这个新行星的轨道。可是，观测了一个时期以后，却发现天王星是一个“性格很别扭”的行星。因为别的大行星都循着科学家推算出来的轨道绕太阳运行，只有天王星有点不安分，它在绕太阳运行的时候，老是偏离它应走的路线。
这是怎么一回事呢？为什么别的行星都有准确的运行轨道，而天王星却不这样“走”呢？
天文学家根据太阳和行星、以及行星和行星间相互引力的关系，很快就猜破了这个谜。他们想：在天王星外面，一定有一个别的行星，这个行星的引力，在“扰乱”天王星的运行轨道。
可是，这个未知的行星到哪里去找呢？它又躲在哪里呢？我们用肉眼固然看不到它，即使用天文望远镜，一时也找不到它啊！
于是数学家出来帮天文学家的忙了。他们根据天王星在天空的运行路线，终于推算出这个未知的行星的轨道。
1846年9月23日，德国天文学家伽勒，用望远镜看到了法国天文学家勒威耶和英国天文学家亚当斯同时独立地用天体力学理论所算出的一个当时尚未发现的新行星，这就是海王星。
海王星距离太阳平均为449800万千米，等于地球与太阳的平均距离的30.09倍。它比天王星略小，直径是地球的3.88倍，质量为地球的17.22倍。
人类历史上第一位太空宇航员
1959年10月，苏联首位宇航员的选拔工作在全国展开。加加林从3400多名35岁以下的空军飞行员中脱颖而出，成为20名入选者中的一员，并于1960年3月被送往莫斯科，开始在苏联宇航员训练中心接受培训。
在训练中，加加林凭借其坚定的信念、优秀的体质、乐观主义精神和过人的机智成为苏联第一名宇航员。1960年，加加林加入共产党。
1960年8月，苏联将载有两条狗和一些老鼠、苍蝇的太空舱送入地球轨道，并成功地进行了回收。苏联的载人宇宙飞船已经进入到了实用阶段。可是，苏联当时最大的火箭尽管有4台发动机，但最大推力只有102吨，用来发射载人飞船是远远不够的。
苏联科学家科罗列夫想出了一个绝妙的主意，他将5枚这样的火箭组合起来，这样它们就拥有了500吨的推力，足以发射一艘载人飞船。急于抢先于美国人发射飞船的苏联政府很快就采纳了这个建议，不久，世界上第一艘载人宇宙飞船——苏联的“东方1号”，被推上了集束火箭的顶端。
1961年4月12日莫斯科时间上午9时零7分，加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜克努尔发射场起航，在最大高度为301千米的轨道上绕地球一周，历时1小时48分钟，于上午10时55分安全返回，降落在萨拉托夫州斯梅洛夫卡村地区，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。
加加林驾驶的东方1号飞船成为世界上第一个载人进入外层空间的航天器，就在他的108分钟的飞行过程中，加加林由上尉荣升为少校。
“阿波罗”登月 　
 登月的计划
自人类诞生以来，人类就仰望着月球，希望能够有一天踏上它的土地。在中国古代，就有着“嫦娥奔月”的美好传说。这千年梦想，到了20世纪60年代的美国“阿波罗计划”，终于变成了现实，把人送上了月球。
为了实现这一壮举，美国宇航局动员了2万家企业、200多所大学和80多个科研机构的42万多人参加了这项庞大工程，历时11年，耗资250多亿美元。
在经过了连续发射阿波罗1号到6号6次不载人的近地轨道飞行试验，阿波罗7号到9号3次载人模拟登月飞行，阿波罗10号1次到达距月面15千米处载人登月预演之后，终于在1969年7月16日将载人的阿波罗11号飞船成功地送上了月球。
 伟大的登月过程
在地面控制中心的指示下，“阿波罗11号”飞船进入等待轨道，离月球大约100千米。阿姆斯特朗和奥尔德林已经穿好了宇宙服，乘“鹰”号和“哥伦比亚号”分离，慢满地下降，向月球飞去。柯林斯则驾驶“哥伦比亚号”孤独地在月球轨道上等待“鹰”的归来。
按规定，宇航员们应该在登月舱就餐，然后睡一觉，才能出舱活动，可他们俩准备了6个小时，再也等不及了。阿姆斯特朗率先走出了登月舱，穿着舱外宇宙服艰难地走下阶梯，在月球上留下了人类第一个足迹。他沿着登月舱走了一圈，仔细检查了登月舱4条娇嫩的腿，结果完好无损，如果任何一条腿折了，那他们两人就永远回不了地球。
奥尔德林也跟着走出登月舱，打开摄影机摄下了这里的景象，这是一个荒凉而冷寂的灰色世界，一个没有生命的世界，没有一丝绿色，他们每走一步都掀起一片褐色的沙土。远处无数高山挺立，天边的地球映衬在群山之间，构成一幅美妙的图画。
休斯敦宇航中心的官员指示他们赶紧收集月球岩石，怕他们遇到什么危险情况时慌乱之中而忘记了这件事。
他们俩像袋鼠一样向前一跳一跳，这大概是在引力只有地球1/6的月球上行走的最好办法了。奥尔德林托着一个袋子收集满各种月球岩石后先放回登月舱，接着举行了一个庄严肃穆的仪式，他们将一块特制的金属牌竖立在月面上，举起右手默默地念着一行字。
公元1969年7月，来自行星地球上的人类首次登上月球，我们为和平而来。
在这块金属牌下面放置了5个宇航员的金质像章，他们是苏联宇航员尤里·加加林、科马罗夫；美国宇航员格里索姆、怀特和查菲。他们为人类开发宇宙事业献出了自己的生命。阿姆斯特朗和奥尔德林还在月球上安装了一些仪器，如月震仪、激光反射器等等，这些仪器利用太阳能继续收集月球资料，发回地球供科学家研究。
2个半小时的月面探险活动很快结束了，阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶着“鹰”依依不舍地离开了这个世界，然后在空中与“哥伦比亚号”对接，安全返回了地球。在海上参加营救的9000人乘9艘船和50多架飞机早已等候在太平洋中部，最后，海军的直升机从海水中吊起了指令舱。3名宇航员在航空母舰的隔离室里与外界隔离了12个昼夜，因为科学家害怕他们带有月球病菌，后来，带回的22千克月面物质上没有发现任何微生物，宇航员们才得以同家人团聚。
阿姆斯特朗在踏上月球时说的一句话成为至理名言。——对于一个人来说，这是一小步，可对于人类来说，却是一次飞跃。
 历史性的意义
阿波罗11号登月成功之后，紧跟着又陆续发射了阿波罗12号至17号，这6艘飞船中除了阿波罗13号由于意外事故未能登上月球之外，其余5艘全部登月成功。6艘登上月球的阿波罗飞船，每艘都载有3名宇航员，每次都是一名宇航员留在指令舱里绕月球飞行，另外两名踏上月球的土地，完成了各自肩负的考察项目。
12名宇航员6次登上月球，累计月面停留时间302小时20分钟，月面探测80小时，行程90.6千米，带回月球土壤和岩石样品381千克。月球空间探测使我们对月球的认识产生了巨大的飞跃，也为我们开发利用月球资源，提供了十分宝贵的第一手资料。
 阴谋论
有趣的是，近年来，有一种说法很流行，那就是美国人从来就没有登上过月球，所谓的月球登月不过是美国为了赶超苏联，而在舆论上的欺骗行为而已。这种说法为很多人所津津乐道。作为“阴谋论”的一个典型。不过，到目前为止还没有确凿的证据证明美国登月是个骗局，所以，人们还是愿意继续相信，美国人确实登上了月球。
 
“挑战者号”航天飞机的失事　
 悲剧的发射
1986年1月28日，美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角航天发射基地上空万里无云，挑战者号航天飞机将要在这里发射升空，飞机上搭载了7名宇航员，包括一名女教师。
挑战者号航天飞机在顺利上升：7秒钟时，飞机翻转；16秒钟时，机身背向地面，机腹朝天完成转变角度；24秒时，主发动机推力降至预定功率的94%；42秒时，主发动机按计划再减低到预定功率的65%，以避免航天飞机穿过高空湍流区时由于外壳过热而使飞机解体。这时，一切正常，航速已达每秒677米，高度8000米。
50秒钟时，地面曾有人发现航天飞机右侧固体助推器侧部冒出一丝丝白烟，这个现象没有引起人们的注意。52秒时，地面指挥中心通知指令长斯克比将发动机恢复全速。59秒时，高度10000米，主发动机已全速工作，助推器已燃烧了近450吨固体燃料。此时，地面控制中心和航天飞机上的计算机上显示的各种数据都未见任何异常。
65秒时，斯克比向地面报告“主发动机已加大”，“明白，全速前进”是地面测控中心收听到的最后一句报告词。
第73秒时，高度16600米，航天飞机突然闪出一团亮光，外挂燃料箱凌空爆炸，航天飞机被炸得粉碎，与地面的通讯猝然中断，监控中心屏幕上的数据陡然全部消失。挑战者号变成了一团大火，两枚失去控制的固体助推火箭脱离火球，成V字形喷着火焰向前飞去，眼看要掉入人口稠密的陆地，航天中心负责安全的军官比林格眼疾手快，在第100秒时，通过遥控装置将它们引爆了。
挑战者号失事了！爆炸后的碎片在发射东南方30千米处散落了1小时之久，价值12亿美元的航天飞机，顷刻化为乌有，7名机组人员全部遇难。全世界为此震惊，各国领导人纷纷致电表示哀悼。然而，人们在悲痛之余，对科学事业的不懈追求并没有停止。在“阿波罗”1号的试验飞船火灾中遇难的格里索姆，生前曾说过一段感人的话“要是我们死亡，大家要把它当作一件寻常的普通事情，我们从事的是一种冒险的事业。万一发生意外，不要耽搁计划的进展。征服太空是值得冒险的。”
 事故原因
事故原因最终查明：发射时气温过低，发射台上已经结冰，造成固定右副燃料舱的O形环硬化，失效。在点火时，火焰从上往下烧，O型环要及时膨胀，但O型环已经失效，火焰往外冒，断断续续冒出了黑烟。但是由于燃料中添加了铝，燃烧形成的铝渣堵住了裂缝，在明火冲出裂缝前临时替代了O型环的密封作用。
在爆炸前十几秒，宇航飞机遭到一股强气流，威力相当于卡特里娜飓风。凝结尾出现了不同寻常的“Z”字尾。接下来的震动让铝渣脱落，移除了阻碍明火从接缝处泄漏出来的最后一个屏障，火焰喷射在主燃料舱上。
在爆炸前一秒，火焰烧灼让主燃料舱的O型环脱落，造成了主燃料舱底部脱落。宇航飞机的机鼻也撞上了主燃料舱的顶部。在发射后73秒，“挑战者”号在40000公升燃料的爆炸下，炸成了几千个碎片。
本来这场事故是可以避免的。在发射前13小时，一位重要工程师向公司上级召开了电话会议，指出了上次“挑战者”号的发射由于O型环失效差点毁灭，但上级由于急着完成快捷而便宜的太空旅行，保持了自己的观点。在发射前30分钟，一架波音757客机报告了强气流的存在，但发射中心也没有注意。于是灾难就发生了。
 另外一个悲剧
挑战者号的失事并没有阻止人类探索太空的脚步，后来人踏着前人的足迹继续上路了。他们取得了一个又一个伟大的成就。然而，牺牲在所难免，2003年2月1日美国东部时间上午9时，美国“哥伦比亚”号航天飞机在得克萨斯州北部上空解体坠毁，7名宇航员全部遇难。这是美国航天飞机的第二次灾难事故。它用血的事实告诉人们，探索太空绝不是无条件的，有的时候要付出难以承受的代价，但是，这是值得的！
 
火星探测器
长久以来，人们就一直幻想有“火星人”的存在。这并非完全空想，在太阳系的八大行星中，只有火星的各方面条件与地球相似，有生命存在的物质基础，它更有可能承载人们寻找外星生命的重任，而且，火星上也曾经发现了有水的痕迹，这些都促使人类迈向登上火星的步伐。
而且，地球人还在憧憬，一旦有一天我们的地球不再适合人类居住，也许我们可以移民火星，当一个新大陆的“殖民者”。因此，研究火星，登上火星，已经是刻不容缓的事情，谁先走一步，谁就占了上风。
在探索火星的道路上，全球科技最发达的国家——美国，无疑走在了前排。
2003年6月10日，名为“勇气”的火星登陆探测器从美国的卡纳维拉尔角空军基地发射升空，对于这个全新设计的超级智能机器人来说，这是一次孤单的旅行，在运载火箭的推动下，它将深入太空中的未知领域，在206个昼夜中完成长达4.8亿千米的星际旅行。然而，旅途的终点只是任务的开始，这个智能机器人在降落在火星表面后，将面临着一次巨大的挑战：寻找火星上可能存在的生命。
除了“勇气号”，美国还发射了“机遇号”火星探测器。“机遇号”于2003年7月7日发射，2004年1月25日安全着陆火星表面。“机遇号”通过对火星为期6年多的勘测，取得了很大的成绩：发现了形成于酸性湖泊的岩石，首次在火星发现陨石，抵达维多利亚陨坑，并对其进行了为期两年多的勘测，结果显示，早期火星曾有面积相当于俄克拉荷马州大小的一片地下水层。该研究为科学家如何研究火星表面，提供了清晰观点。
美国宇航局的“好奇”号火星车是一个汽车大小的火星遥控设备，为美国第四个火星探测器，第一辆采用核动力驱动的火星车，是前往火星的探测器制造的有史以来最大的隔热板，其使命是探寻火星上的生命元素。2011年11月26日23时2分，“好奇”号火星车发射升空，随后顺利进入飞往火星的轨道，发射取得圆满成功。
随着这些火星探测器的陆续着陆，火星的神秘面纱正在逐步被揭开。火星其直径是地球的二分之一，重力大约为地球的三分之一，一天大约为24小时，也有四季变化，也有稀薄的大气层，也曾经有大量液态水的存在。
科学家们已经制订了载人登陆火星的时间表。向火星移民也许不是很久远的事情。人类将通过自身的努力，推动火星成为又一个美好的家园。毕竟，地球是人类的摇篮，但人类不能永远生活在摇篮里。
 
人造地球卫星
人造卫星早已为世人所熟知，它们都包含各种仪器设备的若干系统，这些系统可分为专用系统和保障系统。
专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，大致又分为三大类，即探测仪器（如红外天文望远镜等）、遥感仪器（如各种照相机、测视雷达等）和转发器（如通信转发器等）。
保障系统主要有结构系统（卫星的外部壳体属结构系统的一部分）、热控系统（使卫星内保持一定的温度）、电源系统（卫星体外张开的一般为太阳能电池板）、无线电测控系统、姿态控制系统（使卫星保持一定的姿态）和轨道控制系统等。有些卫星还装有计算机系统，用以处理、协调和管理各分系统的工作。返回式卫星还有返回着陆系统等。
在人造地球卫星的大家族中，包含哪些成员呢？主要有：
 通信卫星
它是在地球赤道平面内，离地面35860千米的高空上运转的同步卫星。由于它与地球同步运转，所以卫星好像静止地悬挂在空中。世界上第一颗同步通信卫星是美国于1963年发射的，其覆盖面积大约为地球表面积的40%。我国在1984年成功地发射了第一颗通信卫星。有了通信卫星，就能在大范围内迅速传播电视、电话、电报、传真图片等。
通信卫星还可以用于军事、航空、航海和飞机、船舶的导航等。如果在赤道上空的同步轨道上，等距离分布3颗通信卫星，就能实现全球通信。人们坐在家里就能收看世界任何一个电视台的节目。
 气象卫星
专门进行气象观测的人造卫星。自从1960年美国发射了第一颗气象卫星，到目前为止，太空中已经有上百颗气象卫星在运转。利用气象卫星可以获得大气层中许多气象资料。例如，云、地表面温度、海水温度、大气温度和湿度的垂直分布等。气象部门根据这些资料和拍摄到的照片、云图等，就能较快、较准地作出天气预报。
此外，对于渔场分布情况，可以通过气象卫星找出冷暖海洋交界处，这里鱼饵丰富、鱼儿集中。
 侦察卫星
人们也称它为太空“间谍”，它以偷窃军事情报为主。自1960年前后出现以来，发展很快，已成为有能力发射这类卫星国家获取情报的有效工具，成为现代作战指挥系统和战略武器系统的重要组成部分。在这些太空“间谍”里装有各种各样的侦察设备，如照相机、电视摄像机、红外探测器及电子侦察仪器等。按执行的任务和侦察设备的不同，侦察卫星一般可分为照相侦察卫星、电子侦察卫星、海洋监视卫星和导弹预警卫星。侦察卫星是卫星家族中为数量多的一类，它占卫星总数的60%左右，是世界上发射数量最多的一种卫星。
 导航卫星
它为地面、海洋、空中和空间用户导航定位服务。自1960年4月美国发射第一颗导航卫星“子午仪”以来，世界各国发展了数十颗各种类型的导航卫星。现在它们正在为飞机、导弹、舰船等各种用户当“向导”。
 测地卫星
用于测定地面点坐标、地球形状和地球引力场参数，也可作为地面观测设备的观测目标或定位基准。它可以为洲际导弹发射测定准确的目标位置。20世纪60年代初，人们观测人造卫星运动，推算出地球扁率，利用卫星测定观测站坐标，计算地球重力场，取得较大成果，从此，美、苏、法等国相继发射了测地卫星。
 地球资料卫星
它是在气象卫星基础上发展而来的。1972年7月23日，美国发射了世界上第一颗地球资料卫星。它采用20世纪60年代发展起来的航空遥感技术，如光谱遥感技术，拍摄出照片，帮助人们寻找地下的丰富矿藏，调查森林、水文、耕地种植和农作物生长等情况。地球资源卫星能迅速、全面、经济地提供有关地球资源的情况，
对资源开发和国民经济有重要作用。地球资料卫星分为陆地资料卫星和海洋资料卫星。
 科学卫星和天文卫星
它可以帮助人们研究地球周围的空间、太阳和天体物理。其中天文卫星又分为以观测太阳为主的太阳观测卫星和以探测太阳系以外的天体为主的非太阳探测天文卫星、紫外天文卫星、X射线天文卫星和Y射线天文卫星等。
此外，还有用于拦截敌方卫星的反卫星等。人造卫星的种类远不止上面所说。世界各国对卫星的研制、发射正方兴未艾，我国也在急起直追，成绩斐然。
 
哈勃空间望远镜
我们常在电视新闻中听到，“哈勃空间望远镜”又发现了哪些天体现象，为人类又做出了哪些耀眼的天文成就，那么，这个“哈勃空间望远镜”究竟是什么呢？它真有如此大的功效吗？
 建造“哈勃空间望远镜”的初衷
如果你在地面利用望远镜观测过某些天体，就会知道，不论望远镜口径制作得多大，仍会有很多天体观察不到。这是因为许多天体不仅发出可见光，而且还发出一些我们肉眼看不见的光，如红外线、紫外线、X射线等，它们在穿过地球厚厚的大气层时，绝大部分被大气层反射或吸收了，只有可见光、射电波和一小部分红外线能够照射到地面，被我们的望远镜捕捉到。即使我们能观测到的这一部分光，也因为大气的折射、抖动而使观测精度受到影响。看来地球的大气层是进行天文观测的一个重大障碍。
 美国人的解决之道
在这个时候，哈勃空间望远镜应运而生了。1990年4月，美国用航天飞机把一个口径为2～4米的光学望远镜送入了太空，并以美国著名的天文学家哈勃的名字命名，称为哈勃空间望远镜。为什么人类要把耗资21亿美元和长达40多年的时间才建成的望远镜发射到太空中呢？
送入太空的哈勃空间望远镜，所要完成的任务是探测、测量遥远星空中由恒星或星系发出的光。对于那些肉眼看不到的光则用特殊的仪器来测量。当哈勃空间望远镜的主镜对准某一发光星球时，来自遥远星空的光会被聚焦到望远镜中的各种仪器上，然后其将收集到的数据转换成无线电信号，并借助通信卫星转发回地球，地球上的计算机再将接收到的信号还原成可供天文学家研究的各种图像，从而揭开宇宙的许多秘密。
目前，宇航员已经给“患了近视”的哈勃空间望远镜矫正了“视力”，现在发送回的图像非常清晰。天文学家把哈勃空间望远镜誉为“观天法宝”，相信有了它人类可以看到更多更远的天体。
哈勃望远镜能够避开地球上厚厚的大气层，接收到许多在地球上接收不到的红外线、紫外线、X射线等，并借助通信卫星转发回地球。
奔向太空——人类未来的家园
如今，地球上人口爆炸，资源即将枯竭，如果人们不早做打算，未来的前景就很不乐观。这个时候，人类将目光投向了广阔的太空，在那里寻找新的家园。
有关专家论证说，人类要想移居太空，起码要具备3个条件：
首先，要拥有强大的运载工具。目前，世界上已经能够研制和发射大推力、大容量的载人飞船、航天飞机和多座空间站。因此，这方面的技术已经日趋成熟。
其次，要研制出能仿造地球基本生活条件的载人航天器。这种航天器要具备和地球相似的空气、温度、湿度等，以满足人类生活和工作需要。在这方面，俄罗斯、美国和中国都发射了载人空间站进行相关试验，取得了一些成就。
再次，还有统筹太空环境对人体的影响。科学家们经过长期研究发现，人类在太空中，由于缺乏重力的吸引，全身的体液向上半身和头部转移，会使人血浆容积减少、血液浓缩，导致贫血。同时，微重力环境对于人体的肌肉、骨骼同样会产生不利的影响。此外，超低温、强辐射以及在飞船起降过程中的巨大加速度和减速度，也会对人体产生无法预料的影响。
因此，人类移居太空，是一项长期而又复杂的系统工程，需要科学家们的继续努力。
失重的生活
 奇妙的失重现象
当人们进入太空的时候，就会出现和地球上截然不同的事情。吊着的灯绳，再也不会拉直；松开手中的杯子，它也不会坠落摔碎；走起路来，只要稍微用力，身体就会漂起来，吃饭时必须闭上嘴咬，如果碎屑飘进舱内，就会往人的眼睛、鼻孔里钻。更夸张的现象是，如果你用铅笔在纸上写字，很有可能会被铅笔芯戳起来，像撑竿跳一样。如果你写一个逗号，身体居然会扭转起来。
这就是失重现象。
 失重的后果
失重不仅会给我们在太空带来不便，还会改变人们在地球上的日常生活习惯，会使人的器官发生变形。长脸变成圆脸，大眼睛变成小眼睛，肌肉也会变得松弛。尤其是腿部肌肉，因为得不到走路的锻炼，甚至会慢慢的萎缩。由于失重，脊柱不再承受人体向下的压力，椎骨间隙拉大，身高也会增加。
失重还会对人体内部器官产生影响，心率、血压、呼吸等，都会有不同程度的变化。
宇航员在太空的生活
宇航员在太空的生活是一件极其复杂的事情。由于在太空中，离开了地球的引力，所有物体都会处于一种“失重”的状态，任何物体都可能漂浮起来，“水往低处流”也不再是一件想当然的事情，因此，处理不好这些问题，就可能造成非常严重的后果。
下面，我们就来看看美国航天员面临的问题和解决之道的。
 穿衣服
穿衣服对我们平常人而言是再正常不过的事情了。不过，对于航天员来说，可就不是件容易的事情。由于失重，衣服是没有重量的，实际上衣服是在漂浮中的，因此，无论是穿上或是脱下衣服，还是穿着时的感觉，完全是两样的。
航天员的航天服除了在舒适性和安全性上有特殊要求以外，通常和我们在地球上穿的没什么差别。例如，衣服必须由防火材料制作。当在失重情况下穿航天服的时候，航天员实际上就是在衣服内漂浮，只有当衣服碰触到肌肤的时候，才会感到是穿着衣服。
 上厕所的问题
航天员在太空中大小便不是简单之事。由于在太空水不会往下流，因此要使用“抽气马桶”，靠气流将大小便带走。
在抽气马桶内大小便是分开收集的。马桶和一个塑料套相连，大小便后要快速关闭橡皮阀，使大便被气流导入不透气的橡皮口袋里，然后进入特制垃圾箱；尿被导入尿液储箱。
航天员在太空拉大便必须经过专门的训练，否则大便就可能从马桶中飘出来，在舱内到处乱飞，成为一场灾难。
 恼人的个人卫生
关于刷牙的问题，美国人最初是用一种特殊胶姆糖经过在嘴内充分咀嚼来代替刷牙的，苏联的航天员则是用手裹着毛巾在口腔内按摩擦洗来代替刷牙。这两种方法很简单，但口腔中的细菌不易清除。
现在，每个航天员有一个装有牙刷、指甲刀、肥皂和除臭剂等各种卫生用品的卫生包。航天员使用特制的漱口杯，刷牙后的废水和泡沫要吐到卫生纸或毛巾上。
航天员刮胡子也不是一件乐事，因为刮下来的胡碴要飞起来的，一旦不慎胡碴落在空间中则很难清理。所以，他们使用一种密封式刮胡刀，它通过一条密封管同吸尘器联起来，吸尘器能把胡碴吸进废物处理箱中。
洗澡也是一个庞大的工程。由于洗澡设备体积太大，美国航天飞机和“国际空间站”上没有安装，所以航天员通常是用湿毛巾擦澡，并用一种不必用清水冲洗的洗发液。
 清扫与运动
由于航天器座舱内的残渣、尘埃不会自动下落，而是到处乱飞、漂浮，所以打扫卫生时除用吸尘器外，还得用湿布擦拭舱内器壁和物体上的灰尘。如果遇上水珠、胡碴、饭碴、甚至粪便等垃圾不慎飞入舱内空间，就得大清理。这时航天员要戴上口罩、手套，穿上罩衣，用吸尘器吸，用湿布擦，才能把这些垃圾除掉。
在太空生活中航天员最喜欢进行体育锻炼，这样不仅能消遣，而且可使全身的肌肉有收缩运动的机会以保持体力。他们在跑台上跑步，用弹簧拉力器锻炼臂力，骑自行车功率计进行“越野”赛。航天员还喜欢穿上被称为“企鹅服”的服装，它能使你的肌肉处于紧张状态，只要动一下就得用劲，从而达到锻炼肌肉的目的。
 太空步
我们都很熟悉太空步，不过都是以一种娱乐的方式来看待它。对于航天员来说，太空步就一点也不好玩了。在失重状态下，航天员由于没有重力，每走一步都基本无须承受自身和太空服装的重力，显得很轻松。但同时，因为与在地球上时行走感觉完全不一样，所以会显得笨拙一些。
而且，航天员并不是简单的进行太空生活，他们还要进行各种科学实验，使用各种科学仪器，长期的漂浮状态会使他们非常不适应，在关键时刻可能会产生不良的后果。
美国的航天员在进入太空之前，都要在特制的水池中进行模拟行走和操作仪器的工作，因为在水下，水的浮力和重力基本相当，所以感觉和太空中差不多，就算是实战前的练兵了。
星球大战——人类对外太空的争夺
 星球大战场景的设想
在所有科幻电影中，星球大战是令人兴奋和想象的场景了，无数的空天飞船在太空中穿梭，携带激光武器的机器人冒死投入战斗，地面上发射的洲际导弹被太空的激光束所拦截，寒光闪过，一个侦察卫星化为灰烬……
然而，这些耸人听闻的传说并不是空穴来风，而是可以预见的未来。在人类对地球的争夺已经进入到极限的时候，对外太空的争夺已经提上了日程，并且在稳步的推进之中。有专家们预见，在几十年以后，人类就有可能在空间武器的研制方面取得进展，到那个时候，空间的争夺将异常激烈和凶险。
 美国的星球大战计划
星球大战计划，也就是反弹道导弹防御系统之战略防御计划（简称星球大战或SDI），1985年1月4日由美国政府立项开发，定名为：反弹道导弹防御系统的战略防御计划，计划于1994年开始部署，于20世纪90年代宣布中止。计划的核心是以各种手段攻击敌方的外太空的外太空洲际战略导弹和航天器，以防止敌对国家对美国及其盟国发动的核打击。
 计划的背景和目的
“星球大战计划”的出台背景是在冷战后期，由于苏联拥有比美国更强大的核攻击力量和导弹突防能力，美国害怕“核平衡”的形势被打破，需要建立有效的反导弹系统，来保证其战略核力量的生存能力和可靠的威慑能力，维持其核优势。同时，美国也是想凭借其强大的经济实力，通过太空武器竞争，把苏联的经济拖垮。
 计划的概念和实施
计划由“洲际弹道导弹防御计划”和“反卫星计划”两部分组成。其预算高达1万多亿美元。拦截系统由天基侦察卫星、天基反导弹卫星组成第一道防线，用常规弹头或定向武器电磁轨道炮发射粒子束摧毁弹道导弹。
手段是攻击在发射和穿越大气层阶段的战略导弹；由陆基或舰载激光武器摧毁穿出大气层的分离弹头；由天基定向武器、电磁动能武器或陆基或舰载激光武器攻击在再入大气层前阶段飞行的核弹头；用反导导弹、动能武器、粒子束等武器摧毁重返大气层后的“漏网之鱼”。经过上述4道防线，可以确保对来袭核弹的99%摧毁率。同时在核战争发生时，以反卫星武器摧毁敌方的军用卫星，打击削弱敌方的监视、预警、通信、导航能力。
 计划的终止
由于系统计划的费用昂贵和技术难度大，许多计划中的项目，如著名的“X-30”，“X-33”等最终无限期延长甚至终止。加上苏联后来的解体。美国在已经花费了近千亿美元的费用后，于20世纪90年代宣布中止“星球大战计划”。
运载火箭
 什么是运载火箭
运载火箭由多级火箭组成的航天运输工具。用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。是在导弹的基础上发展的，一般由2～4级组成。每一级都包括箭体结构、推进系统和飞行控制系统。末级有仪器舱，内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。级与级之间靠级间段连接。有效载荷装在仪器舱的上面，外面套有整流罩。
运载火箭是第二次世界大战后在导弹的基础上开始发展的。第一枚成功发射卫星的运载火箭是苏联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭（见“人造地球卫星”1号工程）。到20世纪80年代，苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局已研制成功20多种大、中、小运载能力的火箭。最小的仅重10.2吨，推力125千牛（约12.7吨力），只能将1.48千克重的人造卫星送入近地轨道；最大的重2900多吨，推力33350千牛（3400吨力），能将120多吨重的载荷送入近地轨道。
主要的运载火箭有“大力神”号运载火箭、“德尔塔”号运载火箭、“土星”号运载火箭、“东方”号运载火箭、“宇宙”号运载火箭、“阿里安”号运载火箭、N号运载火箭、“长征”号运载火箭等。
 运载火箭的类型
目前常用的运载火箭按其所用的推进剂来分，可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。如美国的“飞马座”运载火箭是一种三级固体火箭。
按级数来分，运载火箭可以分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分，分为串联型、并联型、串并联混合型三种。串联型火箭级与级之间的连接分离机构简单，其上面级的火箭发动机在高空点火。并联型火箭的连接分离机构较串联型复杂，其核芯级第一级火箭与助推火箭在地面同时点火。
苏联发射世界上第一颗人造地球卫星的卫星号运载火箭，就是在中间芯级火箭的周围捆绑了4支助推器。助推器与芯级火箭在地面一起点火，燃料用完后关机抛离。我国的长征二号E运载火箭则是一枚串并联混合型火箭，其第一级火箭周围捆绑了4枚助推器，在第一级火箭上面又串联了一枚第二级火箭。