在古代,人們通過肉眼觀察太陽、月亮和星星來確定時間和方向,制定歷法,指導農業生產,這是天體測量的最早開端。早期天文學的內容本質上是天體測量。自16世紀中葉哥白尼提出日心說以來,天文學的發展進入了壹個新的階段。此前,包括天文學在內的自然科學,尤其是歐洲的自然科學,受到宗教神學的嚴重束縛。哥白尼的理論把天文學從宗教的束縛中解放出來,在接下來的壹個半世紀裏,從主要描述天體位置和運動的經典天體測量發展到尋求引起這種運動的機械機制的天體力學。
18至19世紀,經典天體力學達到頂峰。同時,由於亞光學、測光學和攝影術的廣泛應用,天文學開始朝著深入研究天體的物理結構和過程的方向發展,天體物理學誕生了。
20世紀,現代物理和技術高度發展,在天文觀測和研究中找到了廣泛的應用,使天體物理學成為天文學中的主流學科,同時推動了經典天體力學和天體測量學的新發展,人們對宇宙和宇宙中各種天體、天文現象的認識達到了前所未有的深度和廣度。
天文學本質上是壹門觀測科學。天文學的所有發現和研究成果都離不開天文觀測工具——望遠鏡及其後端接收設備。在17世紀之前,人們已經制造了許多天文觀測儀器,如中國的渾天儀和簡易儀器,但觀測工作只能靠肉眼進行。1608年,荷蘭人葡京發明了望遠鏡,伽利略在1609年制造了第壹臺天文望遠鏡,並取得了許多重要發現。從此,天文學進入了使用望遠鏡的時代。此後,人們不斷改進望遠鏡的性能,以便觀測更暗的天體,獲得更高的分辨率。1932年,美國人揚斯基用他的旋轉天線陣觀測到來自天體的無線電波,開創了射電天文學。第壹臺拋物面反射鏡射電望遠鏡誕生於1937年。之後,隨著射電望遠鏡在口徑、接收波長、靈敏度等方面性能的不斷擴大和提高,射電天文觀測技術為天文學的發展做出了巨大貢獻。20世紀最後50年,隨著探測器和空間技術的發展以及研究工作的深入,天文觀測進壹步從可見光和射電波段擴展到包括紅外、紫外、X射線、γ射線在內的電磁波波段,形成了多波段天文學,為探索各種天體的物理本質和天文現象提供了強有力的觀測手段,天文學發展到了壹個全新的階段。至於望遠鏡後端的接收設備,19世紀中期,照相術、光譜學和測光術被廣泛應用於天文觀測,極大地促進了對天體運動、結構、化學成分和物理狀態的探索。可以說,天體物理學是在這些技術得到應用之後,逐漸發展成為天文學的主流學科。
人類早就想在太空中遊泳了。1903年,人類開辟了地球上第壹個月球公園。妳可以花50美分登上壹輛雪茄形狀的有翼汽車,然後車身劇烈搖晃,最後登上壹個月球模型。
同年,萊特兄弟駕駛壹架自行設計的飛機在空中飛行了59秒,與此同時,壹位名叫康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基(Konstantin Ziolkowski)的自學成才的俄羅斯人發表了壹篇題為《用反應儀器探索太空》的文章。他在文章中計算出,導彈必須以每小時1.8萬英裏的速度飛行,才能克服地球引力。他還建議建造壹個液體驅動的多級火箭。
在20世紀50年代,有壹個公認的基本觀點,即哪個國家最先成功建造永久空間站,遲早會控制整個地球。韋恩赫·馮·布勞恩向美國人描述了洲際導彈、潛艇導彈、太空鏡和可能的月球之旅。他曾經設想建立壹個空間站,可以壹直載人,發射核導彈。他說:“如果我們考慮到空間站飛越地球上所有有人居住的地區,那麽人們就可以意識到,這種核戰爭技術將使衛星制造商在戰爭中處於絕對優勢地位。”
1961年,加加林成為第壹個進入太空的人。蘇聯人用這壹成功表明,天上飛來飛去的不是天使,也不是上帝。約翰·肯尼迪在美國的競選口號是“新邊疆”。他解釋說:“我們再次生活在壹個充滿發現的時代。太空是我們不可估量的新邊疆。”對肯尼迪來說,蘇聯首次進入太空是“美國多年來經歷的最慘痛的失敗”,美國政府唯壹的出路就是攻防兼備。1958年,美國成立國家航空航天局,同年發射第壹顆衛星“探索者”。1962年,約翰·格倫成為第壹個進入地球軌道的美國人。
許多科學家對危險的載人航天飛行持懷疑態度,他們更喜歡用飛機探索太陽系。
當時,美國人實現了壹項突破:三名宇航員乘坐阿波羅飛船繞月飛行。在這種背景下,定於6月1969+10月的兩個載人飛船的首次對接具有特殊的意義。
20世紀80年代,蘇聯第三代空間站“和平”號達到了其太空活動的頂峰,這讓美國人感到迫切。被稱為“人造天宮”的“和平”號於1986年2月20日發射升空,是人類唯壹能在近地空間長期運行的載人航天軌道站。與量子1、量子2、水晶、光譜、自然等相應的艙體形成壹個重量為140噸、工作容積為400立方米的巨大空間軌道復合體。在這個“小型航天工廠”裏接受過考察的俄羅斯和外國航天員有106人,科研項目多達22000個,重點項目600個。
在“和平”號上進行的最吸引人的實驗是延長人在太空的停留時間。延長人在太空的停留時間,是人飛出搖籃地球,向火星等天體進軍的最關鍵壹步。要解決這個問題,需要克服失重、宇宙輻射以及人在太空中產生的各種心理障礙。俄羅斯宇航員在這方面取得了巨大進步,其中宇航員波利亞科夫創造了“和平”號單人連續飛行438天的紀錄,被視為20世紀航天史上的重要成就。在軌道站上,科學家們進行了大量的培育鵪鶉、蠑螈、種植小麥等生命科學實驗。
如果把“和平”號空間站視為人類第三代空間站,國際空間站屬於第四代空間站。國際空間站項目耗資600多億美元,是人類迄今為止最大的載人航天工程。從最初的構想到最後的實施,既是當年美蘇競爭的產物,也是當前美俄合作的結果,從側面反映了壹個歷史過程。
國際空間站計劃的實施分為三個階段。從1994開始的第壹階段已基本完成。在此期間,美國和俄羅斯主要開展了壹系列聯合載人航天活動。美國航天飛機8次與俄羅斯“和平”號軌道站對接,壹起飛行,鍛煉了美國宇航員在空間站生活和工作的能力。第二階段從6月1998 165438+10月開始:俄羅斯用質子-K火箭將空間站的主艙——功能貨運艙送入軌道。它還承擔壹些軍事實驗,因此該艙只允許美國宇航員使用。實驗艙的發射和對接標誌著第二階段的結束,當時空間站已經初具規模,可以長期容納三名宇航員。第三階段是將美國的居住艙、歐洲航天局和日本制造的實驗艙、加拿大的移動服務系統送入太空。當這些艙與空間站對接後,標誌著國際空間站組裝的最終完成。此時,空間站上的宇航員人數可以增加到7名。
美國、俄羅斯等15個國家共建國際空間站,預示著壹個共同探索、和平開發太空的時代即將到來。然而,幾十年來載人航天活動所取得的成就遠遠不能滿足人們對太空的渴望。人類壹直懷有征服太空的願望和和平利用太空資源的決心。除了歐美,中國、日本、印度等國也對太空表示了極大的興趣,並展開了新的科學探索...