航天_ 航天究竟是怎样一个行业？

在开始这个讨论之前，必须说明很多人不知道的问题。 航空和宇宙有什么区别

航空依赖的最大动力是空气，发动机提高飞机速度后，翼面上下的压力差产生升力，克服地球的引力飞行。 因此，航空一般位于空气非常密集的大气底部，高度约为10公里。 再高一点，空气就稀薄了，另一方面氧化剂不足燃料的燃烧效率成为问题，升力降低，飞机飞得越快，效率就越低。 并且，在工作的全过程中飞机要保持发动机的工作，发动机要"； 空中停车"； 机器往往会毁灭人。

宇宙完全不同。 最讨厌的是空气，虽然带有氧化剂完全不需要空气，但好不容易从地表飞出后，上空稀薄的大气仍然会引起微小摩擦，宇宙飞船的轨道下降被焚烧。 因此，宇宙飞船一般在400公里以上的高度工作，北斗的导航卫星飞行到20000-36000公里，太阳系的边缘，轨道高度221亿公里的旅行者1号。 引力成为宇宙飞行器最喜欢的动力，使宇宙飞行器在几乎不消耗燃料的情况下运转。 在行星间宇宙飞船上，行星间的引力是"； 引力弹弓"； 它提供了远远超过宇宙飞行器本身的能量。

太阳系中的恒星是"； 引力弹弓"； 帮助宇宙飞船脱离太阳系

因此，航空和宇宙是完全不同的，它们的区别和马车和车一样"； 航"； 单词或"； 马"； 虽然是文字，但实际上变远了。

宇宙是什么样的专家？

一句话概括起来，是人类现代几乎所有学科高度整合的工学学科。

从宇宙中几乎可以发现任何学科的影子，任何学科都很重要，关于宇宙的知识远远超过用火箭将卫星送入宇宙。 以我国近年来发展迅速的载人航天项目为例，它是一个巨大的系统项目，至少包括7个大系统，是必不可少的。

1 .发射场系统。 我国根据不同火箭需求，建立了酒泉、太原、西昌和文昌四大发射场。 其中酒泉是唯一为载人航天服务的系统，太原攻击地面遥感系统太阳同步轨道、极地轨道卫星，西昌攻击中高轨道导航气象通信卫星，文昌能够在更低纬度下最大限度地利用地球自转，服务更多任务。 仅在酒泉发射场执行载人航天任务，场内包括技术服务、测试演习、发射平台、物流保障、通信测量、气象台、航天员区域、交通运输、指挥中心等多个区域。

中国服务的主力火箭家族的代表(图源:火箭技术研究院)

2 .火箭系统。 长征2F火箭是我国目前唯一的载人航天火箭，有责任将宇航员安全送入太空，可靠性必须达到接近100%的水平。 火箭包括结构、动力、燃料系统、导航引导和控制、通信遥测、救生等十多个系统，需要上下学科服务。 此外，这只是长征2号系列的一型，有长征3号、4号、5号、6号、7号、11号等多个现役系列火箭，有8号、9号等多个研究火箭。

3 .载人航天器系统。 这是保护宇航员进行宇宙飞行任务的核心，宇宙飞船有13个系统，包括推进船、轨道船、返回船，只有返回船才能返回地球。 返回舱返回地面后，线路舱继续运行线路。 航天器各组件的功能完全不同，如返回船最后返回地球的过程需要空气动力学、复杂的通信环境、结构强度冲击、导航和控制、材料烧蚀降温、感应/主/副降落伞减速、最终小型固体燃料火箭反弹等复杂技术支持。

4 .宇航员系统。 这是载人航天各环节中最宝贵的部分，也是围绕航天员的复杂系统。 从选拔开始，就需要参加人体医学、营养学、运动学、心理学等相关学科，之后的复杂训练有"； 即使随机事故的发生率只有1万分之一，宇航员也要求能够根据意识进行正确的反应。 想想你需要的投资。 为了保证航天员的长期生存，航天器的氧气、水源、食物、防辐射、气压、湿度、温度等环境保护设计也极为复杂。

远望七号航天观测船与海军各类大型舰船的对比

5 .监测通信系统。 发射载人火箭需要始终保障天地通信需求。 这意味着需要建立地基、海基、天基的立体通信测量网络。 例如，海基方面历史上有7艘远望号宇宙测量船，最大的远望号已经接近辽宁号航母的一半排水量，远望运输船也有2艘。 天基方面有4颗天链1号中继卫星，中国是仅次于美国能够实现世界无缝世界互联的国家。

6 .着陆场系统。 载人航天要实现航天员的安全返航，但由于这一过程受多种因素的影响，无法准确着陆，因此该着陆系统不仅需要主、副两个着陆场，还需要陆、海上应急救援和航天医疗保险等。 宇航员回来的时候，经常需要投入大量的人力物资进行搜索。

7 .航天器应用系统。 发展载人航天的最重要目的是实现科学研究的价值，载人航天器具有长期的微重力优越的航天环境，可以支持一系列的空间实验。 例如对地遥感观测、天文观测、材料研究、物理实验、生命科学实验、宇宙医学等。 这些科研成果是进一步推动各相关行业发展、人类推动航天事业发展的根本原因。

2003年10月15日，杨利伟独自进入太空，中国成为苏联、美国以来第三个载人航天俱乐部玩家(出处:载人航天工程事务所)。

官方公布的信息显示，仅有载人航天项目，中国就有3000多万员工参加了该项目各项研究建设实验。 更令人害怕的是，宇宙事业包括多个系统的多学科支持，但是它很复杂，不能使用"； 樽短板理论"； 形容的专家:如果某个环节变成了短板，整个系统的彻底失败，在毫秒内经常发生恐怖灾难。

因此，人类航天发展了60多年，只有美国、苏联/俄罗斯和中国掌握了独立的载人航天技术。

北斗卫星导航系统的空间部分(图源:北斗办公室)

另外，我国还有不亚于载人航天项目的巨大对地高分辨率系统、北斗卫星导航系统、嫦娥月球探测项目等重大航天项目，分别具有新的系统和科学应用背景。 宇宙事业的发展很快，更强大的美国，经历过阿波罗、航天飞机、国际空间站等人类重大的宇宙科学技术项目，它们的规模和投资的大小，相关的科学研究院和人员的数量，远远超过普通人的想象。

因此，宇宙飞行就是这样一个不可思议的大系统，其应用范围极广，几乎应用于各学科。 同理，宇宙飞行在一定程度上发展，它反馈到所有学科，特别是宇宙飞行的成功往往意味着相关技术的工程应用的成熟，促进了一系列相关制造业的发展。

阿波罗登月的意义远远超过了登上月球的壮举(图源: NASA )

以阿波罗月为例，苏美冷战高峰时期为众多美国新技术公司提供了完美的实验平台。 特别是像电子芯片、集成电路、计算机这样大幅度减轻宇宙飞船的重量，提高宇宙飞船性能的产品。 60年代，世界集成电路、芯片和计算机行业刚开始在硅谷，仅通过阿波罗计划和相关研究就消耗了近一半的美国产品，直接促进了许多美国公司的后续领先。 例如，IBM通过向阿波罗计划整体提供控制和计算设备而迅速成长，摩托罗拉为阿波罗计划提供通信设备，洛克威尔、波音、罗马等建立了大量的宇宙飞船结构。 同时，阿波罗月球着陆期也是美国理工科大学的快速发展期。 大量人才储备是提高行业发展速度的必备条件。 所以阿波罗去月球花了很多钱，换算成今天的美元超过了2000亿美元，但是很多人还是觉得有价值的。 随着时间的推移，使当初使用的2000亿美元恢复到原来的水平，可以说今天的收益远远超过了这个数字。

人类有着跨越时代的有意义的航海时代和航空时代，只不过是把人类的行动能力提高到了世界水平，光只需1.3秒就能环绕地球一周。 宇宙飞行把人类的视野推向了无限宇宙深处的465亿光年之外。

这意味着，多年后，后代必定是20/21世纪人类历史上最重要的时刻，人类进入前所未有的宇宙时代。 与此同时，我们在历史中"； 不知庐山真面目，在这座山中"； 我的感觉是，但历史告诉我们，抓住宇宙时代机会的国家，是未来人类历史的最大胜利者。

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本文是宇宙系列科普24话的第二篇，所有文章都将在一年内更新，敬请期待)