如何创造出一个太空环境

Ⅰ 在地球上如何模拟太空失重环境

有两种方式，一种是自由落体，比如飞机在高空向下俯冲，达到一定速度后，就会出现失重现象。这种方法是最完美的，但维持时间太短，而且成本往往会比较高。

目前大部分航空强国采取的是第二种方法，中性浮力水槽。就像俄罗斯联邦航天局利用一个巨大的水池进行太空行走训练。对于宇航员来说，水下训练是工程师用来模拟太空失重环境最贴切的方法。除此以外，宇航员还能从中获得和掌握在轨道空间站外面进行操作的必要技能。

Ⅱ 怎么给太空中的宇航员创造人造物理环境,让他们有在地球上的感觉

在太空中通过人造物理环境的方面有很多：
1、宇航员身处太空与身处地球最大的不同在于失重环境，但目前并没有专门的设备，因为对于宇航员来说，重力并不会产生很多麻烦。不过，在科幻小说和电影中，有一些设想是可行的，例如用圆筒、环状体等等的旋转产生的向心力来模拟重力，只不过现实中并不划算。
2、太空另一个较大的不同在于空间的狭小，不过由于火箭推进器推力的问题，每次发射的重量都不能太大，因此目前宇航员生活的空间并不是很大，但足够舒适。

Ⅲ 如何制造真空

最常见的方法就是利用扩散吧。

就像老式的水泵一样不断地把某容器里的空气抽到活塞活动的汽缸里，然后关闭二者连接的地方后把汽缸里的气体排到大气中；于是某容器里残余的气体量越来越少，真空的程度不断提高。

之后可能要通过降低某容器内部的问题来进一步减小其中的气压。当然如果温度能低到让里面的气体都液化是最理想的。

最稀薄的真空应该无非是用各种物质和抽气设备来重复上面两步而得到的吧。或者直接利用太空的真空环境。

不过似乎现在人工产生的真空环境和太空环境相比，气体还是非常多的。比如像上面说的水银之类，本身会蒸发或者升华而形成少量气体；或者容器内壁会吸附一定量气体，并在气体稀薄的时候放出。所以最稀薄的真空环境可能得坐上火箭到太空里找。

Ⅳ 在地面上怎样才能创造出失重环境

1、利用大型的卧式风洞向上鼓风制造足够大的力使人浮在空中,通常这种设备也用于跳伞员的训练,游乐场通常也有类似这样的娱乐设备.
2、在大型的游泳池中也能创造失重环境,而且航天员在这种水下环境中训练必须得穿上舱外航天服,这就能有效模拟航天器外的太空环境.
3、利用磁力,采用磁铁异极相互排斥的原理,航天员和模拟器之间形成两种不同的磁性,这样也能做到失重,不过这种方法极少采用.
4、飞机做每一次抛物线运动时会产生2分钟至5分钟的失重环境,而且这种失重最接近太空中航天器内的情况,但这种失重模拟体验耗费是最高的,一般每次都飞几十个抛物线,飞机耗油量很大,但训练的效果是最明显的

Ⅳ 如何制造失重环境

在地球上的实验室是做不出来的。
但是可以模拟。
在一个以重力加速度向下运动的电梯里，可以模拟无重力环境。

Ⅵ 太空是怎么形成的

直到现在，很多西方人还认为地球和天空是在6000年前是经超自然的创造形成的（至今很多人仍然坚信这一结
论，尽管这样做了以后他们的智力看起来就和那些相信地球是平面的人一样）。无论如何，现在大多数科学家都接
受这样一个事实，即太阳系是在46亿年前由尘埃云和气体云经过一个自然过程后形成的，而且也许在150 亿年以前
宇宙形成后这些云就已经存在了。

在宇宙的开端，在时空诞生后的最初30万年里，宇宙是不透明的。随着质子和电子互相结合成原子，辐射就可
以自由的通过了，于是就形成了一个可观测的宇宙。

但是如果我们回到大爆炸的时候并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球中，这个小球非常
热，它发生爆炸形成了宇宙，那么这个小球是从哪来的呢？它是怎么形成的呢？我们一定要假设在这一阶段里有超
自然创造吗？

不一定，科学家们在1920年推出了一门叫量子力学的学科，它太复杂了以至于我们无法在这里解释它。这是一
个非常成功的理论，它恰当地解释了其他理论无法解释的现象，而且还可以预测新现象，所预测的新现象和实际上
发生的完全相同。

1980年，一个美国物理学家阿兰。古司开始用量子力学研究了有关大爆炸起源的问题。我们可以假想在大爆炸
发生以前，宇宙是一个巨大的发光的海，里面什么都不存在。很明显这种描述是不准确的，这些不存在包含着能量，
所以它不是真空，因为按定义真空里应该什么都没有。前宇宙含有能量，但它的所有组成部分和真空的成分相似，
所以它被叫做假真空。

在这个假真空里，一个微小的质点存在于有能量的地方，它是通过无规律变化的无目的的力量形成的。事实上，
我们可以把这个发光的假真空想象成一个泡沫状的泡泡团，它可以在这儿或在那儿产生一小片存在物，就像海浪产
生的泡沫一样。这些存在物中有的很快就消失了，回归到假真空；而有的正相反变得很大或者经过大爆炸形成像宇
宙那样的物体。我们就住在这样一个成功存在下来的泡泡里。

但是这个模型有很多问题，科学家们一直在弥补和解决它们。如果他们解决了这个问题，我们会不会有一个更
好的观点来解释宇宙从何而来呢？

当然，如果古司理论的一部分是正确的，我们可以简单地往回走一步问假真空的能量最初是从哪来的。这个我
们说不出来，但这并不能帮助我们证实超自然物质的存在，因为我们还可以再往回走一步问超自然物质是从哪来。

这个问题的答案令人震惊，即“它不来自任何地方，它总是这样存在的”。这是很难想象的，也许我们得说假
真空中的能量也是从来都这样存在的。

Ⅶ 如何打造人在月球的生存环境

把家搬到月球去

居住在小小地球上的人类，多么想到无边无际的星空中去遨游。人们看到月亮，幻想出“嫦娥奔月”、“吴刚伐桂”、“玉兔捣药”等许多美丽的神话故事。但登月一看，月亮却是一片没有水，也没有空气的荒漠。其他星球的情况，也并不比月球更适于人类生活。

但外星球的恶劣条件，并不能打消人类的雄心壮志。美国、俄罗斯等航天大国都在进行实验，研究如何在无水无气的外星创造人类生活的条件。其中名气最大的实验是美国的“生物圈2”号计划。科学家为什么把他们的实验叫“生物圈2”号呢?原因是他们把人类生息的地球环境叫“生物圈1”号，而他们的实验就是要造出第二个地球环境。

美国从1984年起花费了近2亿美元，在亚利桑那州建造了这个几乎完全密封的实验基地。这是一座占地1.3万平方米的钢架结构的玻璃建筑，远远望去像一个巨大的温室。在这密封的建筑里有碧绿的麦田、地毯似的绿草地、碧波荡漾的鱼塘，还有袖珍的“海洋”，有各种家畜和家禽，也有几排供人居住的房子。

“生物圈2”号实际上就是“大气圈2”号。科学家想一个人在小环境里造出人工大气，在那里有限的氧气和水分可以永远循环使用。要达到这个目的，就不能不借助于生态系统。以氧气为例，人要吸收氧气和呼出二氧化碳；植物的光合作用却正好相反，需要吸收二氧化碳和放出氧气。如果使二者达到平衡，人和植物就都能健康生活。当然植物还可供给人类食物，人类又能供给植物肥料，这样，又能达到各自的营养物质的平衡。在这个小大气中，人类呼吸和植物蒸腾都能放出水汽，人的排泄物也有许多水分，这些水分收集和净化后也能重复使用。

但是，人造大气毕竟比不上地球真大气。因为在大气圈里各种物质收支即使有波动，也能互相调剂，最终仍然能达到平衡。但在“生物圈2”号里，则没有这种弹性，一切要计算得十分精确。还是以氧气为例，如果氧气的吸收略多于氧气的放出，要不了多久，里面的人类和其他生物就会感觉缺氧，如不及时调剂，情况就会变得十分严重。而如果相反，吸收略小于放出，那么不要多久，就会出现氧气太多、二氧化碳不足的情况，植物因而无法进行光合作用，也就无法健康生长。

而正是对空气成分的控制的失误，导致了“生物圈2”号实验的失败。这个实验进行了1年多之后，土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳与建筑材料中的钙发生反应，生成碳酸钙，结果，密封的建筑内的氧气含量从21％下降到14％。另外，建筑内的植物因大气成分失调而产量下降，养不活建筑内的实验员与牧畜，所以只好提前结束实验。更加令人意外的是，“生物圈2”号运行3年后，其中的二氧化碳猛增到79％，足以影响人体生理的机能，其中的原因目前尚未查清。

1996年1月1日，哥伦比亚大学接管了“生物圈2”号，模拟出一个类似地球的、可供人类生存的生态环境的研究仍在继续。

居住舱的各种构想

月球基地居住舱，像地球上的房屋一样是人生活居住的地方，由于月球的特殊环境，它的建造不仅非常重要而且复杂。随着月球基地规模不断发展和扩大，航天员人数越来越多，居住舱的建设任务也越来越重。科学家们提出了各式各样的建设月球基地居住舱的构想。

预制舱

在地球上预先将居住舱制造好，然后用火箭和登月飞船发射到月面。

洞穴和溶洞式居住舱

月球溶洞是火山活动的结果，在溶洞中建造居住舱，能有效防止宇宙辐射的危害。在月面挖洞穴建居住舱，也能有效防止宇宙辐射的危害。

掩埋式居住舱

在月面上开凿一条隧道，在隧道内建设居住舱。当在月球基地附近找不到溶洞的情况下，可以采取这种方法。

混凝土居住舱

建设居住舱的混凝土，是在月面利用月球岩石生产的。用混凝土建设居住舱的最大好处，就是坚固耐用。

复合材料居住舱

可以在月面直接生产玻璃纤维增强复合材料，用以制造月球基地居住舱。

金属居住舱

从月球矿石中提炼出铝、铁和钛等金属，然后制成建筑材料，再用这些材料建造居住舱。

充气式大圆球居住舱

1990年，美国提出了一个大型月球基地设计方案，月球基地的居住舱是一个直径16米的大圆球，可供12名航天员在里面生活和工作。

居住舱总容积为2145立方米，可供使用的面积为742平方米。

整个居住舱是一个充气结构，舱壁分2层，内层是一种多层不透气的气囊结构，气囊内可以充气。外层用高强度材料制成，并涂有防热层。居住舱用1米厚的月壤覆盖，作为防辐射屏蔽层。整个舱壁结构和防辐射屏蔽层由12根柱子支撑。居住舱从下到上分为5层：最底层安装环境控制和生命保障系统，一部分作为月球基地的储藏室；第二层为基地实验区；第三层为基地控制区，与气闸舱相通；第四层是航天员工作区；第五层是最上层，为航天员生活区。在居住舱的外边，还有一个货物进出站，由加压舱与居住舱相通，是仪器设备进出居住舱的通道。

日本科学家的奇妙想法

日本科学家打算在月球表面的月壤层上挖一条深约5米的沟，沟内放入一个直径3米的圆筒形加热器，然后在加热器上面盖上厚约2米的月壤。当加热器把月壤加热到1200摄氏度时，月壤就会熔化成玻璃。移开加热器，再进行类似作业，月壤熔化形成的玻璃冷却后，会固结成一个坚固的外壳，壳底留下直径3米的管状空间，也就成了建造月球城的场所。无论是哪一种类型的居住舱，舱内都必须具备环境控制与生命保障系统。

创造人在月球上的生存条件

氧气、水、食物和循环生态系统是人类在月球生存的基本要素。

在月球基地要营造一个像地球上一样的生存环境，在这个环境里，有与地球上一样的大气压力，有饮用水，有可供呼吸的空气，还有适宜的温度、湿度等人类生存所需要的基本元素。月球基地上使用的生命保障系统，也随基地发展阶段的不同而不同。初期基地的生命保障系统是非再生式的，基地消耗的氧气、水和食物，要依靠地球的补充供应。此后建造的月球基地，生命保障系统是再生式的，即月球基地的氧气、水或食物，都要靠密闭循环处理和绿色植物的光合作用来就地解决。

呼吸与饮用水

虽然月球表面没有水又没有空气，但是月球的岩石里含有很多氧，于是科学家们提出了用月球岩石制造淡水和氧气的设想。

美国科学家对“阿波罗”飞船取回的月球样品进行了相关研究之后。提出利用月海玄武岩制取氧的工艺方法。这种方法利用太阳能提供热源，在800摄氏度的高温下，先用氢还原月海玄武岩中的钛铁矿获得水，解决了水的问题以后，再通过电解水提取氧气。

据估计，生产1000千克水，大约需要10000千克的钛铁矿。如果开采深度按40厘米计算，相当于开采220平方米的月海区。

最初用作还原剂的氢可从地球上运来，但生产开始后电解水获得的氢可循环使用。

另据计算，一年只需要生产1吨氧气，即可维持月球上10人一年的生存的需要。

还有一些科学家提出另外一种制取氧气的方法。他们设想用甲烷和月球岩石中的硅酸镁在高温下发生反应，生产一氧化碳和氢。然后在温度较低的第二个反应器中，用一氧化碳与更多的氢发生反应，还原成甲烷和水。最后通过电解水制取氧气和氢气；还原的甲烷可以循环使用。用这种方法制取氧气，从理论上说只消耗月壤中的硅酸镁，不消耗参加反应的其他物质，所以几乎有用不完的制氧原料。

根据对“克莱门汀”号和月球勘探者月球探测器发回的探测结果分析，月球上可能存在水冰，并且存储于月球两极撞击坑的永久阴影区内，一些科学家估计月球上水冰的总资源量约66亿吨。一些科学家认为，如果月球确实存在水，人类对月球经过长期开发建设后，也有可能从月球极区提取水。

早期的月球基地的食物由地球供给，但永久月球基地则必须自给自足。

在月球上种庄稼

在南太平洋的某处海底，静静地躺着俄罗斯“和平”号空间站的残骸，它搭载着一个由保加利亚制造的微型温室。1999年，世界上第一代太空小麦正是在这个仅1平方米大的空间里问世的，从而揭开了在太空种植粮食作物的新纪元。

在太空种植粮食的尝试几乎是和人类探索太空同步开始的，科学家们曾经试图用“阿波罗”飞船从月球带回来的泥土培育植物。从1975年起，每一次前苏联飞船升空，都会带着一个苗床。然而，在天上种地并不像在地面那么简单。美国的地球生态学家杰伊·斯基尔斯说，失重会影响植物根系向下生长；不同的光照条件和空气分也会干扰植物的成长；没有了昆虫，授粉也无法进行。

尽管人类曾经在非粮食类作物的试验上取得了一些进展，但真正在太空种植粮食获得成功是在20世纪80年代，前苏联聘请保加利亚为其建造了搭载“和平”号上的实验用温室之后。到了90年代初，航天员成功地在这个40厘米高的温室里种出了莴苣和萝卜。从1995年开始，美国和俄罗斯科学家们尝试种植小麦。4年后，他们的努力终于得到了回报，1999年收获了第一代太空小麦。

第一代508粒太空小麦收获后被再次播种，并在当年结出了第二代太空小麦，每一粒都有第一代的2倍大。科学家们认为，太空的生长环境有助于提高作物产量，增强抗病性。他们将研究粮食在太空中的其他用途，使其在人类太空生活的各个方面都能发挥作用，最终帮助人类实现向其他星球移民的宏伟计划。

国际空间站升空后，美国和俄罗斯的专家又开始了空间植物研究。在国际空间站上的作物实验装置里，航天员栽种过豌豆和日本洋白菜，其中豌豆种植实验已成功收获了4次。从2004年11月开始，国际空间站上第10长期考察组成员——俄罗斯航天员萨利占·沙里波夫和美国华裔航天员焦立中在国际空间站上栽培日本洋白菜、水萝卜和第四代豌豆；2005年他们的接班人继续照料所种的萝卜。这些研究将帮助确定最佳的土壤成分和研制可以用于更大太空温室的工艺，其中包括可在行星间飞船中使用的温室和月球基地上的大型温室。

在太空失重条件下，植物种子发芽率更高，生长更快近几年来，科学家空间站上进行了大量的生物学试验证明在太空失重条件下，植物种子的发芽率更高，生长更快，开花或抽穗时间更早。也对一些动物进行了试验。

在空间站里果蝇能像在地球上一样交配、产卵、繁殖后代；蜜蜂会筑巢，蜂王照样生儿育女。科学家们还在空间站采用“营养液”，对培育农作物进行了不少实验研究。

月壤中有农作物所需的多种元素，但缺乏氮、锌、硼等农作物所需的微量元素。

科学家们设想在月球上培育粮食和蔬菜，首先要建造由特殊材料构成的月球温室，其次要有人造阳光，另外还要使用含有钾和钙等成分的特殊液体养料，先在基地内进行试验。然后扩大规模，科学家还在研究用化学物理方法合成氨基酸，如培养蛋白质较高的小球藻，来制备航天员食品。食物在月球上是可以解决的。

循环生态系统

建设永久性月球基地、月球工厂或月球村，需要解决封闭循环生态系统问题，以便能够提供给人体长期所需的食物、水和空气，并长时间保持良好的生态环境。

科学家在国际空间站的实验表明。在发光二极管的光照下，植物能够进行正常的光合作用，释放出氧气。人可以吸入植物释放出的氧气，呼出二氧化碳，为植物进行光合作用提供条件。植物通过光合作用又将光、二氧化碳和水转化为碳水化合物并释放出氧气，碳水化合物可作为人的食品。同时，人类排泄物在微生物作用下可形成降解物，其中的养分可供植物生长，这样就可以形成一个人造的“小生物圈”，为建立密闭的循环生态系统提供条件。

人类在月球上的生活是可能想象的

王绶琯，天文学家。1923年1月15日生于福建福州。1980年当选中国科学院院士，历任中国科学院北京天文台研究员、台长、名誉台长；曾任中国科学院数学物理学部主任、国家科委天文学科组副组长等职。开创了中国的射电天文学观测研究领域，也是中国现代天体物理学的主要奠基者之一。1993年，由紫金山天文台发现的国际编号为3171号的小行星，被正式命名为“王绶琯星”，以示对这位中国天文学者的尊敬。

以下是王缓琯院士关于人类登月的答问。

问题：奔月是神话吗?

王绶琯：20世纪的天文学发生了前所未有的飞跃。人类第一次能够用完全科学的语言来描述宇宙从大约120亿年前诞生一直演变到我们今日所见的大千世界的历程。这一方面得力于20世纪中期各种技术的高速发展。以往天文观测凭借的望远镜，虽然威力愈来愈大，但观测所及仅限于天文目标发来的光(人的眼睛能反应的“可见光”)所带到的信息，而20世纪中叶射电天文手段的成熟，使日常观测范围延伸到了天体的无线电波；到了后叶，借助于航天技术，空间天文手段的发展已使包括红外射线、紫外射线、X射线、γ射线的各种天文信息尽收眼底；目前，各种天文手段上投资数亿的设备已在陆续投入观测工作；人们可以期待这几十年里新一代的天文设备将到月亮上安居。奔月将不再是神话传说，月宫里的嫦娥将不再寂寞。

宇宙之大，天体之微弱与繁多，使天文观测手段的发展举足轻重。但是历史上天文学科的前进总是靠观测和理论“两条腿走路”的。20世纪天文学的理论进展得益于它的前沿研究与同时代物理学前沿的交叉和融合。最重要的是恒星演化理论形成时与当时的原子物理和核物理的结合以及“大爆炸宇宙学”(一种说明宇宙起源于一次“大爆炸”的理论)与广义相对论和高能物理的结合。这些理论解释了观测结果，提出预测、向观测挑战并接受观测的挑战。

问题：“宇宙起源于大爆炸”已经被世界公认了吗?现在对于宇宙到底有多少有定论吗?王绶琯：“大爆炸宇宙学”的实测根据是哈勃1929年发现的远方的星系都在退行(朝离开我们的方向飞驰)，而距离我们越远的退行越快的现象。这可以用宇宙在膨胀来解释。理论上，“膨胀宇宙”得到爱因斯坦的广义相对论的支持。认定了宇宙在膨胀，就可以认定它在开始膨胀时是一个密集的小点，并可以认定是一次“大爆炸”启动了膨胀。

问题：有外国的媒体报道说，美国科学家的研究成果表明微生物的生命力极强，远远超出了人们的想象，它们完全有可能在外太空恶劣的环境中生存，因此，我们能不能做出一个大胆的猜测，在地球之外有所谓的“外星人”的存在，或是更高级的太空生命的存在?王绶琯：在科学界有这样一个合理的思想，就是说在地球之外还有许多和地球类似的行星，拥有和地球类似的环境，有生命体的存在并慢慢滋生，慢慢演化。一个老问题是，最原始的生命物质究竟是地球上自己产生的还是从外界掉下来的流星或彗星上携带来的，天文学上几十年来一直在观测宇宙空间中云块和一些星体的外层来寻找复杂的分子，这方面的进展使科学家期望能够发现更复杂的、比如说氨基酸之类的分子，虽然现在还没有找到。另一方面，20个世纪50年代就已经有人做过这样的实验，在实验室中模拟一个早期地球的环境，把一些“原料”放在一起，在紫外线照射下形成一些可能用作生命的原材料物质。这样种种类型的课题都值得探索。目前对于在空间中形成低级的生命原材料的探讨当然是值得注意的。

至于地球之外的外星人问题，我们现在能想象的高级生命最好是在和地球相似的行星上找。我们的银河系范围大约在10万光年，含数以千亿计的恒星。如果我们设想若干万个恒星中有一个带有一颗与地球相似的行星，而上万个这样的行星中有一个存在着高度文明的生命，这种假设应当说不算离奇!不过所有的恒星离我们都很远，最近的也有4光年，要想和它们周围的行星上的智慧生物沟通是很困难的。假设我们向一颗离我们1000光年的行星发一封电报，电报的往返就要2000年!如果从那边派一个飞行物到地球访问我们，即使用5倍光速的推进器也需要2000年才能到达。何况从那边看我们是我们这里1000年前的情况，只不过是无数个极暗的天体中的一个。

问题：报纸上常常说哪儿又发现了什么不明飞行物之类的东西，你是怎样看待这些事件的?王绶琯：这些东西人们看到了我都可以肯定。但是方才说过，说它们是从外星来是不可能的，我个人甚至不主张把这种设想放进科幻小说里边，提得太多了往往会误导人们以为真的有这样的东西。我觉得给它们这个“不明飞行物”的名字起得非常好，“不明飞行物”完全可以存在，因为“不明”，就应当研究，研究出来了再下结论。过去有的“不明飞行物”其实是气球之类常见的东西。我们鼓励大家在看到这样的东西的时候尽量把它记录下来，然后来研究到底是什么。

问题：人类的登月计划的实现起到了什么作用?王绶琯：很早以前人类就有这样的愿望，幻想能登上月球看一看。美国“阿波罗”登月实现以后，人类第一次到月球上走了走，并采了一些样本回来。下一步的计划当是较大规模地在月球上逗留。我想，既然现在科学技术把人送到太空去生活个一两百天都可以，那我们也可以想象将来能在月球上搭一个大舱，去那儿工作。当然，说到更远一些，还可以到那里度长假，休息几天。目前的登月计划主要是做科学探索，你要是等到几百年以后，可能就会变成经常去月球旅游了。去年一项研究认为月球上有可能有大量的水，这是很关键的，解决了水的问题，人类在月球上的生活是可以想象的。我们国家也在进行非常认真的研究，也有一个非常扎实的研究队伍在做努力。

问题：世界上的登月计划进行到哪一步了?王绶琯：世界上到目前为止已经实现过在月球上的着陆。现在难的是做成一些大项目，比如需要搬家什么的，成本非常高昂。如果想在月亮上做一个天文观测台，放一个大的望远镜上去就得去一次，如果这个天文台需要放五架望远镜的话就得上去5次，没有巨大的投资是做不成的。每个国家都可以有登月球计划，做各种研究。当然这也表现了一个国家航天技术上的水平。

知识点

“和平”号空间站

“和平”号空间站是前苏联的第3代空间站，亦为世界上第一个长久性空间站，站上长期有人工作。“和平”号空间站的轨道倾角为51.6度，轨道高度300~400千米。自发射后除3次短期无人外，站上一直有航天员生活和工作。

“和平”号空间站原设计寿命5年，到1999年它已在轨工作了12年多，除俄罗斯的航天员外，还接待了其他国家和组织的航天员，他们在“和平”号空间站上取得了丰硕的研究成果。但由于“和平”号设备老化，加之前苏联资金匮乏，从1999年8月28日起，和平号进入无人自动飞行状态，准备最终坠入大气层焚毁，完成其历史使命。

Ⅷ 地面如何建造太空模拟仓的失重环境有能体验太空失重环境的地方吗

地面如何建飞机上或者水里。飞机和水里体验太空失重环境。

让飞机上长到一万多米的高空，然后以每小时650千米的速度急速向下俯冲，这时，重力全部转化为向下的动力，飞机上的乘员就会在20－30秒的时间内，体验到失重的滋味。

若要学会在太空中工作，特别是修理卫星或组装大型构架等复杂的操作，就必须在水中的模拟失重环境里进行。接受训练的宇航员潜入水中，利用水的浮力来抵消重力。

为了确保浮力等于重力（此时使重力等于零），还可以给宇航员向下系上铅块或向上系上泡沫塑料，这样，宇航员便会处于失重状态，要给宇航员练习的其他器具也可以采用类似的处理，使其失去重量，悬浮在水中。

(8)如何创造出一个太空环境扩展阅读：

模拟器的主舱内可由真空抽气装置抽成13.3～1.33毫帕（10～10毫米汞柱）的真空。主舱内靠近舱壁的地方设有涂以高吸收系数黑色涂料的液氮板和氦板（深冷阱），使舱温降到100K以下，来自被试对象的热辐射基本全被其吸收。

太阳模拟器在舱内形成一个以平行光对被试对象均匀投射的辐照空间。航天员可以坐在置入主舱内的航天器座舱里或者航天员穿着防护服(航天服)、配带个人生命保障系统直接暴露于主舱的模拟空间环境中。

有些较小的模拟器主舱内的压力为133帕（1毫米汞柱）或13.3～1.33帕（10～10毫米汞柱）。就气压因素生理影响而言，266帕（2毫米汞柱）压力已与高真空无差别，所以都须给予充分防护。

在大高度下迅速减压缺氧，人的有效清醒时间只有十几秒钟。因此模拟器的工程设计、生物医学指标和试验程序都必须由工程和医学部门密切配合考虑，以保证正常情况下人体试验的安全性，并在紧急情况下能顺利救援。

Ⅸ 太空的环境是怎样的

宇宙航行是以整个宇宙空间为活动环境的，因此，我们必须对宇宙环境有一定的了解，就像汽车司机要了解道路环境，登山运动员要了解山地环境，航海人员要了解海洋环境一样。

在人类进入太空以前，对人才环境只能进推测和理沦研究。与人类对飞天的向往一样，人们构想了美丽的“天堂”，便有“上有天堂，下有苏杭”的比喻。现在我们知道，如果“天堂”是指太空的话，就生存环境来说，那是极大的谬误。

自宇宙大爆炸以后，随着宇宙的膨胀，温度不断降低。虽然随后有恒星向外辐射热能，但恒星的数量是有限的，而且其寿命也是有限的，所以宇宙的总体温度是逐渐下降的。经过100多亿年的历程，太空已经成为高寒的环境。对宇宙微波背景辐射（宇宙大爆炸时遗留在太空的辐射）的研究证明，太空的平均温度为一270。3℃。

宇宙环境对人类生存影响很大。太阳辐射是地球的光和热的主要源泉。太阳辐射能量的变化会影响地球环境。如太阳黑子出现的数量同地球上的降水量有明显的相关性。月球和太阳对地球的引力作用产生潮汐现象，并可引起风暴、海啸等自然灾害。太阳的短波紫外辐射对有机体的细胞质有损害作用，幸而大气层对所有小于2900埃波长的紫外辐射有遮蔽作用。地球也受宇宙射线的影响。一些遗传学家把地质时期的某些生物突变归咎为这种离子辐射。但它在一般含量水平下对生物体的直接影响，现在还不清楚。太阳辐射的紫外线、X射线的强度变化,会影响地球上的无线电短波通信。

随着航天事业的发展，人类开始进入宇宙环境。飞行器在升空过程中,人体在超重的影响下,活动受阻，呼吸困难，血液循环减弱，并会引起精神失常，甚至死亡。飞行器进入轨道后，人处于失重状态，不能自由支配自己的行动。神经系统失去平衡，会造成操作错误。在失重的影响下，尿中钙含量增高。宇宙空间没有空气，声音不能传播，即使是相距很近，也不能对话。宇宙环境缺氧、低压，充满各种对人有害的高能宇宙射线，宇航员必须穿宇宙服。宇宙环境虽有壮观的太空星象使人感到新颖和兴奋，但毫无人间气息。

研究宇宙环境，是探索宇宙环境的各种自然现象及其发生的过程和规律，人类的空间活动同宇宙环境之间相互作用的关系，人和生物在空间飞行条件下的反应等，以便为星际航行、空间利用和资源开发提供科学依据。

6．宇宙在不断的膨胀

夏日夜空，繁星闪烁，不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10～20年代，天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比，即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系，红移量与星系离我们的距离成正比，比例系数H叫哈勃常数，这红移叫宇宙学红移。此后，在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样，由此得出星系都在做远离我们的运动，离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。

从宇宙膨胀的观点出发，利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点，由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙，从而得出了时间是有开端，空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间，即宇宙的年龄是多少，这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距），这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50～100之间。若取100，宇宙的年龄只有100亿年，而银河系的球状星团的年龄是150亿年，矛盾很大。若取50，宇宙年龄为200亿年，矛盾不那么明显，因此被大爆炸宇宙论者所赞同，但在观测上，这个数值有些勉强。究竟是多少，一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年，矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来，这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定，因为观测的距离越远，平均密度越小，下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2。7K微波背景辐射，被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹，是大爆炸宇宙的一大证据，但这种解释并不是唯一的，因为宇宙空间中充满介质，2。7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质，可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2。7K的热辐射。

仔细分析起来，问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去，人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动，从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象，若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难，这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移，这里列举几种观测结果。

1.多普勒效应对同一个天体，其红移量与光谱线的频率无关，因此观测每个星系中不同谱线的红移量，比较它们是否一致，就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致，就表示有可能是由多普勒效应产生的；如果不一致，就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明，虽然不同频率的红移量差别不大，但也超出了观测的误差范围，频率越高，红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。

2.从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线，在扣除了各种已知的运动效应后，越靠近边缘的地方红移量越大，在太阳半径90％左右的地方，红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。

3.先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫，当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。

4.类星体红移量一般都很大，如果把这都归结为多普勒效应，算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍；射电能为银河系的10万倍。

而由光变周期算出它的直径只有一光年左右，这意味着类星体的辐射密度非常高，但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为，类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的，因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。

5.星系、类星体相互之间都有成协的现象，即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明，有些成协天体间红移值相差较大，有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同，而且不同的吸收线有各不相同的红移值，称为多重红移。

既然这些红移不能用多普勒效应解释，那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率，但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化，就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月，这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到，在星系际空间中存在着星系际介质，它的密度在10E-29克／立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外，还有大量的基本粒子。

据估计，星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分，它们是看不见的。

光与介质的相互作用是复杂的，介质不仅能吸收光，还能再发射光；再发射的光，其频率不仅仅只是原有的频率，还有其他的频率，只是在原有频率及其附近强度最大。其实，人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。

由惠更斯原理知道，波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果，不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失，而是谱线被整体地移动，在远距离传播中，光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦，光谱的强度相当弦的振幅，一条谱线对应于弦上的一个波峰，弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量，频域波向低频端传播，形成谱线红移；反之，频域波向高频端传播，形成谱线紫移。由实际经验知道，通常总是低频成分多于高频成分，所以实际上常观测到红移。

星系际空间是充满介质的，星光必须通过介质才能到达地球，所以光谱线必定会红移，而且距离越远红移量越大，这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说，应先扣除介质产生的红移效应，剩余部分才可能解释成多普勒效应，这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时，并没有做这件工作，扣除后的结果无非是3种情况：①全部扣完，宇宙是稳定的。②还有剩余，宇宙是膨胀的。不过，这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多，宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值，宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少，虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些，但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微，也许还有些重要的相互作用没有认识到，介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来，即从宇宙红移来反推星系际介质的情况，这是因为，我们所看到的宇宙是有层次的，有行星、恒星、星团、星系，星系团，总星系等，它们的平均密度呈指数下降，这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动，太阳绕银河系中心转动，银河系绕本星系团的中心转动，星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动，宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。

大家知道。对于一个引力系统来说，只有具有一定的角动量（旋转）才可能维持比较稳定的结构。因此，我们观察到的宇宙是比较稳定的，可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的，宇宙是膨胀的，稳定的还是收缩的，要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解，这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发，用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。