亿万富翁们如何冒着生命危险飞向太空！关于火箭，你应该知道的一切

从左至右：马斯克、贝索斯、布兰森

亿万富翁们冒着生命危险飞向太空

英国《每日电讯报》网站7月9日刊载题为《布兰森和贝索斯准备冒生命危险飞向太空》的报道称，布兰森和贝索斯的太空旅行将面临着不寻常的人身危险。全文摘编如下：

如果7月11日一切按计划进行，理查德·布兰森爵士的脸会像一块海绵蛋糕一样膨胀起来。

他的血液——其中80%通常由地球引力牵制在他的腿部静脉中——将上升并分散到他的体内，导致一些科学家所说的“鸡腿肿脸综合征”。他的平衡感会失控，有可能引起晕动症和呕吐。他可能还需要对抗恐慌。

这是人类只要处在太空失重状态下几分钟就会出现的反应——而且是在这位维珍银河公司创始人71岁生日的一周前。

在没有天气原因或技术问题的情况下，理查德爵士将完成他17岁时的梦想，参与他公司的“太空船二号”航天器的首次载客航行，从而创造历史，成为首位进入太空的亿万富翁。

7月20日，57岁的亚马逊大亨杰夫·贝索斯将与他的蓝色起源公司进行类似的旅行。然而，两人也都面临着不寻常的人身危险，在一项将决定或破坏刚刚起步的太空旅游业的试验中成为小白鼠。

太空旅游试验小白鼠

美国国家航空航天局（NASA）前宇航员克莱顿·安德森说：“当你跳上含有爆炸性燃料的东西时，你就在一定程度上让自己的生命处于危险之中。”安德森曾在太空中总共度过了167天。

安德森对可能出现的问题非常熟悉。2003年2月1日，他是“哥伦比亚”号航天飞机任务的“家庭护航”人员，在“哥伦比亚”号航天飞机重入大气层解体时，他与宇航员的亲人们在一起。

至少理查德爵士是冒险特技活动的常客了，他曾乘坐高空气球飞越大西洋和太平洋。几年来，他一直在进行太空旅行训练，包括离心机方面的训练，据报道，他在发射前三天还会进行训练。

蓝色起源公司拒绝就贝索斯的准备工作发表评论。但是，前法国太空官员、欧洲太空政策研究所创始人谢尔盖·普拉塔尔说，布兰森将面临更大的危险。

普拉塔尔将蓝色起源公司的“新谢泼德”火箭的“极其经典”设计——乘员舱在火箭顶部——与维珍公司的复杂计划进行了对比，后者打算用一架飞机将“太空船二号”送到5万英尺（约合1.5万米）的高空，之后点燃火箭，爬升入太空，然后调转其尾部，将其拉回地球。这一系统导致了2014年的一起致命事故。

维珍公司宣布这一消息的速度令观察人士感到意外，此前该公司曾在2月和5月遭遇多次延期和技术问题，导致公司股价下跌。尽管理查德爵士否认他和贝索斯存在竞争，但普拉塔尔怀疑，他可能加快了计划进度，希望赶在蓝色起源公司前面。维珍公司拒绝就此置评。

对两人来说，飞行的短暂将使得风险有限，两次飞行都只是到太空中探头几分钟，并不会完整地绕地飞行。

不需要生命维持系统——没有空气滤净，没有水回收——变速反应力相对来说也是短暂的。

在这样的时间量程内，对游客的身体要求很低——尤其是就蓝色起源公司来说，这个过程是完全自动化的，类似于一个巨大的过山车。“你坐在座位上，被绑在里面，是完全被动的；你没有自主权。”普拉塔尔说。

未来太空游风险更大

然而，未来将带来更大的危险。贝索斯和他的竞争对手、亿万富翁埃隆·马斯克都设想人类可以在月球或火星上生活，马斯克的太空探索技术公司已经宣布，它的第一个付费客户将绕月球暗面飞行。

另一家公司阿克肖姆航天公司则希望建造一个豪华酒店式的私人空间站。首席执行官们可能会选择亲自来一趟这样的旅行；马斯克称他亲自前往火星的可能性为70%。美国太空健康转化研究所首席医疗官埃马纽埃尔·乌基耶塔说：“从人体健康和表现的角度来看，它们是截然不同的。”乌基耶塔与NASA合作研究太空飞行对人体的影响。

他描述了数周乃至数月内发生的巨大的长期变化，像心脏、肺部、血流、排尿和平衡等各方面都要适应这种怪异环境。

如果不进行锻炼，一个人在不到两周的时间里就会失去五分之一的肌肉量，而快肌纤维则会取代侧重耐久性的慢肌纤维。

与此同时，失重会导致骨骼萎缩，出现类似骨质疏松的症状，并使血液和尿液中充满钙，使得肾结石更有可能发生。安德森说：“在我成为宇航员之前，我从未得过肾结石。”他还说，贝索斯在2014年在加拉帕戈斯度假时曾因这个问题住院，这一点就使他不具备搭乘航天飞机的资格。

然后是辐射。乌基耶塔说，尽管能在部分程度上受到地球磁场的保护，但以目前的（航天器）材料，国际空间站上的宇航员平均每年受到的辐射是在地球海平面受到辐射的200倍。在一次月球之旅中，他们可能会多承受380倍的辐射。

在飞往火星的途中，由于火星完全暴露于古老超新星以光速散发的强烈宇宙射线下，宇航员每天受到的辐射相当于正常情况下1.8年受到的辐射。

此外，就更不用说长时间在离家这么远的地方对心理造成的影响了。（参考消息网）

关于火箭，你应该知道的一切

西班牙《趣味》月刊网站7月5日发表题为《航天科学基础指南：关于火箭，你应该知道的一切》的文章，作者系贾尔斯·斯帕罗。文章介绍了火箭的研发过程，全文摘编如下：

这些设备在发射的最初几分钟内将消耗掉大部分燃料，同时试图克服地球引力。

数百年来，作家和发明家一直梦想探索地球以外的宇宙，但进入太空面临的真正挑战直到19世纪才变得明朗。搭乘气球的实验飞行表明，地球大气随着高度上升而迅速变得稀薄，因此早在动力飞行成为现实之前，工程师们就已经知道机翼、螺旋桨和其他通过推动周围介质（例如空气）产生向前、向上作用力的装置在那种环境下是没有用的。

此外，内燃机——通过地球大气中氧气的辅助，在一种被称为燃烧的化学反应中燃烧燃料来产生能量的发动机——在没有空气的情况下也会失效。

幸运的是，人类已经发明了一种装置来解决在这种条件下产生推力的问题：火箭。

如何发射

最初的火箭被用作武器或制作烟花。根据作用力和反作用力原理，火箭能产生一个方向的力——推力：爆炸性化学物质释放的气体从它们的后方高速喷出，因此无论周围环境如何，它们都会向另一个方向移动。

在太空中使用火箭的关键是运输一种被称为氧化剂的化学物质。氧化剂能够起到与氧气在地球空气中相同的作用，使燃料燃烧。

第一个详细研究火箭太空旅行潜力的人名叫康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基，他是一位俄国教师和业余科学家，于1903年在论文中论证了用火箭发射航天器的可行性。这位研究人员意识到，发射环节是最大的挑战之一。由于携带着使其能够到达太空所需的所有燃料和氧化剂，在发射环节，火箭的重量是最大的，并且需要很大的推力才能推动它。然而，火箭一旦发射，就会开始减轻重量，此时同样的推力产生的加速效果更大。

齐奥尔科夫斯基设计了一个复杂的方程，揭示了在这个方向上进行任何机动所需的推力，以及火箭到达目标所需的特定推力——即每单位燃料产生多大推力。于是，他意识到当时的推进器效能太低，无法为火箭提供动力，并认为最终将需要液态和氧化性燃料，如液态氢和液态氧，才能让火箭到达轨道和更远的地方。齐奥尔科夫斯基的理论仍然是今天所有火箭技术的基础。

飞行阶段

为了穿过地球大气层进入太空，火箭必须巧妙地平衡和控制强大的力量。

为了使火箭产生所需的推力，就要利用燃料和氧化剂之间剧烈化学反应产生的受控爆炸。爆炸产生的膨胀气体通过喷气口从火箭后部排出。喷气口将燃烧产生的高温高压气体引导成一股气流，以高超音速（数倍于音速）的速度从后方逸出。

牛顿第三运动定律指出，每一个作用力都有一个大小相等且方向相反的反作用力。因此火箭喷出气流的作用力与推动火箭前进、大小相等且方向相反的力达到平衡。

尽管作用在两个方向上的力是相等的，但由于另一个牛顿定律，它们的可见效果是不同的。该定律阐明，质量较大的物体需要更大的力才能将它们加速到一定程度。也就是说，虽然作用力将质量较小的气体迅速加速到高超音速，但由于火箭的质量要大得多，反作用力在相反方向上产生的加速度要小得多。

随着火箭速度的提高，保持运动方向与推力方向紧密一致是至关重要的，需要逐步调整从而将火箭引导到轨道路径中。如果明显失去这种一致性，会导致火箭失控。

大多数火箭，包括“猎鹰”和“大力神”系列运载火箭，以及“土星5号”运载火箭，都使用发动机万向节进行操纵，以使整个火箭发动机可以旋转并随时改变其推力方向。其他转向选项包括使用外部翅片来偏转离开发动机的气体，这对于不具备复杂发动机的固体燃料火箭更为有效。

工作原理

火箭发动机是非常复杂的机器，要承受巨大的热量和压力。

相对简单的固体火箭（最常被用作在发射时提供额外推力的助推器）也基于相同的原理：点燃装有燃料和氧化剂混合物的容器。一旦点燃，固体火箭将持续燃烧直到燃料耗尽，但它的燃烧速度以及由此获得的推力可以通过改变在飞行不同阶段暴露于点燃位置的面积大小来控制。

液体燃料火箭往往更复杂。一般来说，它们有几个装有燃料和氧化剂的罐，通过管道迷宫连接到燃烧室。高速涡轮泵由它们自己的独立发动机驱动，用于通过喷射系统向燃烧室供应液体燃料。输送燃料的速度可以增大或减小，而且燃料能以流体喷射或以细雾喷射。

在燃烧室内部，需使用点火机制来启动。它可以是高温气流喷射、电火花或小型爆炸。快速点火至关重要：如果燃烧室中积聚了过多的燃料和氧化剂混合物，点火延迟会产生过大的压力，导致火箭爆炸。

液体火箭的分级设计可能会有不同方案，具体取决于燃料和其他要求。一些最高效的推进剂是液化气体，例如液氢，它只在非常低的温度下保持稳定。因此，它们必须储存在高度绝缘的罐中。一些火箭选择绕过点火机制，使用自燃混合物，这种混合物在彼此接触时会自燃。

星际旅行

探索太阳系需要火箭，但如何从地球轨道进入深空呢？

任何太空飞行的第一阶段都涉及将飞行器从地球表面发射到一个相对较低的轨道中，那里的引力与在海平面上相当，但地球上层大气的摩擦力非常小，所以如果火箭的最高段飞行得足够快，就可以保持圆形或稳定的椭圆形轨迹。在这种状态下，重力作用和直线飞行的自然倾向相互抵消。

许多航天器和卫星不会超出这个被称为近地轨道的较低地球轨道。然而，那些要探索太阳系的航天器需要额外的推动才能达到逃逸速度，超出这一速度，航天器就不会受到我们星球引力的影响。

美国太空探索技术公司“猎鹰9号”运载火箭结构示意图（美国《大众科学》月刊网站）

（参考消息网）

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