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太空是指地球大氣層以外的宇宙空間，卡門線是國際航空聯合會定義的，它將大氣層與太空分開，位于離地球海平面100千米（約62英里）的高度，以美國科學家西奧多·馮·卡門的名字命名。 太空有很多奇特的奧秘，例如，太空沒有空氣、沒有重力、沒有磁場，這些因素都對宇航員在太空中生活和工作造成了很大的挑戰(zhàn)。同時，太空探索也對人類認識宇宙、開展科學研究、開發(fā)資源等方面具有重要意義。 總的來說，太空是我們認識宇宙的重要領域，也是人類未來發(fā)展的重要方向。太空
地球大氣層以外的宇宙空間
太空
相關資料
地球大氣層以外的宇宙空間，大氣層空間以外的整個空間。物理學家將大氣分為5層：對流層（海平面至10千米）、平流層(10～40千米)、中間層(40～80千米)、熱成層(電離層，80～370千米)和外大氣層(電離層，370千米以上)。地球上空的大氣約有3/4在對流層內，97%在平流層以下，平流層的外緣是航空器依靠空氣支持而飛行的最高限度。某些高空火箭可進入中間層。人造衛(wèi)星的最低軌道在熱成層內，其空氣密度為地球表面的1%。在1.6萬千米高度空氣繼續(xù)存在，甚至在10萬千米高度仍有空氣粒子。從嚴格的科學觀點來說，空氣空間和外層空間沒有明確的界限，而是逐漸融合的。聯合國和平利用外層空間委員會科學和技術小組委員會指出，當前還不可能提出確切和持久的科學標準來劃分外層空間和空氣空間的界限。近些年來，趨向于以人造衛(wèi)星離開地面的最低高度(100～110)千米為外層空間的最低極限界限。
劃分
關于領空(空氣空間）和外層空間的劃分問題，歷來就有兩種對立的主張。
空間論
主張是以空間的某種高度來劃分領空和外層空間的界限，以確定兩種不同法律制度適用的范圍。
功能論
認為應根據飛行器的功能來確定其所適用的法律，如果是航天器，則其活動為航天活動，應適用外空法；如果是航空器，則其活動為航空活動，應受航空法的管轄；整個空間是一個整體，沒有劃分領空和外層空間的必要。
就“空間論”而言，關于確定外層空間的下部界限大致又有以下幾種意見：
①以航空器向上飛行的最高高度為限，即離地面20～40公里
②以不同的空氣構成為依據來劃分界限。由于從地球表面至數萬公里高度都有空氣，因而出現以幾十，幾百，幾千公里為界的不同主張，甚至有人認為凡發(fā)現有空氣的地方均為空氣空間，應屬領空范圍
③以人造衛(wèi)星離地面的最低高度(105～110公里)為外層空間的最低界限。
1976年，巴西、哥倫比亞、剛果、厄瓜多爾、印度尼西亞、肯尼亞、烏干達和扎伊爾等8個赤道國家發(fā)表《波哥大宣言》。主張各赤道國家上空的那一段地球靜止軌道 (離地面35267公里)屬于各該國的主權范圍。上述主權要求，使外空劃界問題進一步復雜化。近些年來，一些持“空間論”者逐漸趨向于接受上述第三種意見，即離地面100公里左右為外層空間的下部界限。1975年，意大利在外空委員會提出以海拔90公里為領空(空氣空間)的最高界限。1976年，阿根廷、比利時和意大利支持以海拔150公里為界。1979年，蘇聯建議離海平面100～120公里以上為外層空間，同時各國空間物體為到達軌道和返回發(fā)射國領土，有飛越其他國家領空(空氣空間)的權利。但另外一些國家，如美國、英國、日本等，則認為從空間科技現狀來看，仍然無法規(guī)定一定高度作為領空(空氣空間)和外層空間的界限。他們強調劃定外層空間的條件和時機還不成熟。
外空的定義和界限以及地球靜止軌道的法律地位問題尚在聯合國和平利用外層空間委員會審議之中。外空委員會正在審議衛(wèi)星直接電視廣播、衛(wèi)星遙感地球，以及在外空使用核動力源等問題，以便草擬有關的法律原則。
核動力源
外空委員會科學和技術小組委員會在1979年研究報告的結論中稱，只要充分履行有關使用核動力源的安全標準和規(guī)定，核動力源可以在外空安全使用。如今法律小組委員會正在上述研究報告的基礎上審議能否在現有的國際法規(guī)范方面，補充有關在外空使用核動力源的規(guī)定問題。
外層空間法
聯合國和平利用外層空間委員會(簡稱“外空委員會”)作為永久性機構，于1959年成立。外空委員會設立了法律和科技兩個小組委員會，分別審議和研究有關的法律和科技問題，即《關于各國探索和利用包括月球和其他天體在內外層空間活動的原則條約》(1966，簡稱《外層空間條約》)、《營救宇宙航行員、送回宇宙航行員和歸還射入外層空間的物體的協定》(1967)、《空間物體所造成損害的國際責任公約》(1971)、《關于登記射入外層空間物體的公約》(1974)和《關于各國在月球和其它天體上活動的協定》(1979)，中國于1983年12月加入了《外層空間條約》。
原則和規(guī)則
上述條約提出了一些重要原則和規(guī)則，對外層空間法的形成起了重要作用，它們包括：外空的利用應為全人類謀利益；外空和天體供一切國家在平等基礎上自由探測和利用；任何國家不得將外空和天體據為己有；探測和利用外空應遵守國際法和維護國際和平與安全；禁止將載有核武器或其他大規(guī)模毀滅性武器的人造衛(wèi)星或航天器放置在地球衛(wèi)星軌道和外層空間；發(fā)射國對射入外空的物體及其所載的人員具有管轄權和控制權；對緊急降落的宇航員應給以一切可能的協助，盡力予以營救和送回發(fā)射國，發(fā)現的外空物體應予歸還；發(fā)射國為其外空物體對地面上或對飛行中的飛機造成的損害負有賠償的絕對責任；發(fā)射國在切實可行范圍內將所發(fā)射的外空物體和有關情報通知聯合國秘書長；各國探測和利用外層空間應進行合作和互助；在外空進行活動時，應照顧其他國家的利益；從事外層空間活動應避免使外空遭受有害的污染和使地球環(huán)境發(fā)生不利的變化；月球和其他天體應限用于和平目的，禁止各種軍事利用；月球和其他天體及其自然資源為人類共同財產；公平分配這些資源帶來的利益并對發(fā)展中國家和對探索作出貢獻的國家給予特殊照顧，等等。
在國際法上，盡管有些學者曾經提出過領空無限的主張，但由于地球的自轉和公轉，以及整個太陽系的運動，認為國家主權無限制地延伸到宇宙中去是沒有實際意義的。對外空的探測和利用以及數以千計的人造衛(wèi)星不斷地在圍繞地球的軌道上運行的事實，表明外層空間依其性質是難以成為國家主權控制的對象的。1963年聯合國大會通過的《各國在探索與利用外層空間活動的法律原則的宣言》，確定了外層空間供一切國家自由探測和使用，以及不得由任何國家據為己有這兩條原則。
除上述1963年聯大通過的宣言外，外空委員會先后草擬了5項有關外空的國際條約，即《關于各國探索和利用包括月球和其他天體在內外層空間活動的原則條約》（1966，簡稱《外層空間條約》）、《營救宇宙航行員、送回宇宙航行員和歸還射入外層空間的物體的協定》(1967)、《空間物體所造成損害的國際責任公約》(1971)、《關于登記射入外層空間物體的公約》(1974)和《關于各國在月球和其它天體上活動的協定》(1979），中國于1983年12月加入了《外層空間條約》。由柳洪平創(chuàng)建。各國正在積極建立太空司令部。
科學探秘
太空站又稱為“空間站”、“軌道站”或“航天站”，是可供多名宇航員巡航、長期工作和居住的載人航天器。在太空站運行期間，宇航員的替換和物資設備的補充可以由載人飛船或航天飛機運送，物資設備也可由無人航天器運送。1971年前蘇聯發(fā)射了世界上第一個太空站———“禮炮”1號，此后到1983年又發(fā)射了“禮炮”2—7號。1986年前蘇聯又發(fā)射了更大的太空站“和平”號。美國1973年利用“阿波羅”登月計劃的剩余物資發(fā)射了“天空實驗室”太空站。
太空旅游是基于人們遨游太空的理想，到太空去旅游，給人提供一種前所未有的體驗，最新奇和最為刺激人的是可以觀賞太空旖旎的風光，同時還可以享受失重的味道。而這兩種體驗只有太空中才能享受到，可以說，此景只有天上有。太空游項目始于2001年4月30日。第一位太空游客為美國商人丹尼斯蒂托，第二位太空游客為南非富翁馬克·沙特爾沃思，第三位太空游客為美國人格雷戈里·奧爾森。聶海勝就是其中的一位。
太空行走（Walking in space）又稱為出艙活動，即航天員在載人航天器之外或在月球和行星等其他天體上完成各種任務的過程。它是載人航天的一項關鍵技術，是載人航天工程在軌道上安裝大型設備、進行科學實驗、施放衛(wèi)星、檢查和維修航天器的重要手段。要實現太空行走這一目標，需要諸多的特殊技術保障。
太空探索
1957年10月4日，前蘇聯第一顆人造衛(wèi)星上天，拉開了人類航天時代的序幕。前蘇聯宇航員、大名鼎鼎的加加林，于1961年4月12日，乘坐前蘇聯“東方號”飛船，環(huán)繞地球飛行了一圈，歷時近兩個小時，成為第一位進入太空的人。
前蘇聯空間探索
探測器名稱 | 年份 | 成就 |
1957 | 第一顆人造衛(wèi)星 | |
1957 | 動物首入太空 | |
1959 | ||
月球1號 | 1959 | 第一顆人造太陽衛(wèi)星 |
1959 | 第一艘撞擊其他星體的人造飛船 | |
1959 | ||
東方1號 | 1961 | 人類第一次進入太空 |
東方1號 | 1961 | 人類第一次繞地飛行 |
1961 | 第一批飛向其他行星的飛船 | |
火星1號 | 1962 | 飛向火星 |
東方6號 | 1963 | 女性航天員首次進入太空 |
上升1號 | 1964 | 第一次多人在太空飛行 |
上升2號 | 1965 | 首次太空漫步 |
金星3號 | 1966 | 首艘進入其他行星大氣的飛船 |
月球10號 | 1966 | 首顆環(huán)繞其他星體飛行的飛船 |
月球9號 | 1966 | 首次在其他星體上進行軟著陸 |
月球16號 | 1970 | 首次從其他星體上取回樣本的遙控飛行 |
月球17號 | 1970 | 首輛在其他星球上行駛的車輛 |
火星3號 | 1971 | 首次在另一顆行星上軟著陸 |
金星8號 | 1972 | 首次在科學上成功著陸另一顆行星 |
聯盟35號 | 1980-1981 | 首次時長約為一年的載人飛行 |
金星15號 | 1983 | 首次環(huán)繞另一顆行星進行雷達探測 |
維佳1號 | 1985 | 首次在另一顆行星的大氣中設置氣球站（金星） |
維佳1號 | 1986 | 首次與彗星近距離相會 |
和平號 | 1986 | 首個宇航員輪換的空間站 |
美國空間探索
探測器名稱 | 年份 | 成就 |
探險者1號 | 1958 | 首項空間科學發(fā)現——范艾倫輻射帶 |
探險者6號 | 1959 | 首次從天空觀看地球電視圖像 |
水手2號 | 1962 | 行星際空間的首項發(fā)現——直接觀測到太陽風 |
水手2號 | 1962 | 首次在科學上成功的行星觀測 |
軌道太陽觀測臺1號 | 1962 | 太空中的首次天文觀測 |
阿波羅8號 | 1968 | 首次繞另一星體作載人軌道飛行 |
阿波羅11號 | 1969 | 人類首次在另一星體上著陸 |
阿波羅11號 | 1969 | 首批在另一星體采集樣品送回地球 |
阿波羅15號 | 1971 | 首輛在另一星體上由人駕駛的車輛 |
水手9號 | 1971 | 首艘環(huán)繞其他行星的空間飛船（火星） |
水手10號 | 1974 | 首艘探測了兩顆行星的飛船（金星、水星） |
海盜1號 | 1976 | 首次成功著陸火星、第一艘探索其他行星生命的飛船 |
先驅者10號 | 1973 | 首次飛越木星，首批抵達太陽逃逸速度的飛船 |
1974 | 第一批達到太陽逃逸速度的飛船 | |
1974 | 首次飛越水星 | |
先驅者11號 | 1977 | 首次飛越土星 |
旅行者1/2號 | 1977 | 首批抵達太陽逃逸速度的飛船 |
哥倫比亞號航天飛機 | 1981 | 首艘可重復使用的載人空間飛船 |
太陽極大使者 | 1980-1984 | 首艘能在太空回收、維修和重新安置的衛(wèi)星 |
1985 | 首次遠距離與彗星會合（賈可比尼金納彗星） | |
1986 | 首次飛越天王星 | |
旅行者2號 | 1989 | 首次飛越海王星 |
旅行者1/2號 | 1992 | 首探太陽風層頂 |
伽利略飛船 | 1992 | 首次與一個主帶小行星會合（第951號小行星加斯普拉） |
伽利略飛船 | 1994 | 首次發(fā)現小行星的衛(wèi)星（第243號小行星艾達） |
登月
月球是距離地球最近的天體(約38萬公里)，是人類進行太空探險的第一站。前蘇聯1959年發(fā)射的月球2號探測器在月球著陸，這是人類的航天器第一次到達地球以外的天體。同年10月，月球3號飛越月球，發(fā)回第一批月球背面的照片。1970年發(fā)射的月球16號著陸于豐富海，把100克月球土壤送回了地球。
美國在20世紀60年代開始的雄心勃勃的“阿波羅”計劃的目的就是將人類送上月球進行實地考察。在此之前的1961年到1967年間，9個“徘徊者”、7個“勘測者”探測器和5個月球軌道器先后對月球進行了考察。它們拍攝了月球的照片，并分析了月球的土壤，為登上月球做好了準備。隨后美國便使用“土星”5號運載火箭先后向月球發(fā)射了17艘“阿波羅”飛船。其中“阿波羅”1-3號是試驗飛船，4-6號是無人飛船，7號飛船載人繞地球飛行，8-10號載人繞月飛行，11號至17號是載人登月飛行。
1969年7月16日發(fā)射的“阿波羅”11號使人類首次登上了月球。執(zhí)行該次任務的是阿姆斯特朗、阿爾德林和柯林斯。飛船抵達月球軌道后，柯林斯駕船繞月飛行，另兩名宇航局駕駛登月艙于7月20日降落在月球表面的靜海。阿姆斯特朗成為第一個登上月球的人。宇航員在月球表面進行了實地的科學考察，并把一塊金屬紀念牌和美國國旗插上了月球。此后又有5次成功的登月飛行，宇航員在月球上停留的時間總共約300小時。
此后對月球的考察幾乎停滯，直到1994年，美國又發(fā)射了“克萊門汀”號無人駕駛飛船，對月球進行了新的地貌測繪，其目的是為在不久的將來建立月球基地和月基天文臺作準備。1998年1月6日發(fā)射升空的“月球勘探者”攜帶有中子光譜儀探測氫原子。它發(fā)現在月球兩極的盆地底部存在水。
金星和水星
金星的半徑、質量、密度等與地球接近，是地球的姐妹行星。人們對它的興趣很大，然而，地面觀測所得的資料比較貧乏，對金星的研究充滿了未知數。航天器可以使人們了解它更多的信息。雖然最初的幾次探測器發(fā)射都失敗了，但1962年美國發(fā)射的水手2號從距金星35000千米處飛過，成功地實現了航天器首次飛越行星，同時它發(fā)現金星表面溫度高達400多度。1969年至1981年，前蘇聯的金星5號至14號探測器先后在金星表面著陸成功，執(zhí)行了多項科學考察任務。美國1978年5月20日發(fā)射的先驅者-金星1號經過長距離飛行，于同年12月4日到達金星并圍繞它飛行，它用雷達探測了金星地形。先驅者-金星2號到達金星后向金星大氣釋放了4個探測器，探測器在向金星表面墜落的過程中，獲得了金星大氣、云層、磁場等各方面的數據。1989年美國發(fā)射的“麥哲倫號”探測器又運用綜合孔徑雷達對金星表面進行了探測。這些探測使我們了解到金星的磁場很弱，表面氣壓是地球海面氣壓的90倍。金星12號還探測到了閃電。
美國發(fā)射的“水手10號”飛船在考察了金星之后，曾3次飛臨水星。是它發(fā)現了水星的磁場和磁層，并探測出水星大氣的主要成分是氦。飛船上的兩個攝像機拍攝了多幅圖象，揭示出水星地形是由大量的隕石坑和盆地組成的。
火星任務
火星很像地球，有堅硬的表面和四季的交替。同時它還擁有隨四季變化的極冠。在望遠鏡觀測時代，人們還曾有認為火星上有人工的運河。人類對火星的興趣一直是非常濃厚的，因此到如今已經20多艘飛船執(zhí)行了探測火星的任務了。1962年前蘇聯發(fā)射了“火星1號”、“宇宙21號”，美國發(fā)射了“水手3號”，但均遭到了失敗。1964年1月28日發(fā)射的“水手4號”于1965年7月14日在距離火星的一萬公里的高空成功掠過，獲得了第一批火星的照片。1974年，前蘇聯發(fā)射的“火星5號”宇宙飛船首次拍攝了火星的彩色照片。隨后兩國又相繼發(fā)射了多個繞火星飛行的軌道器，更加詳細地了解了這顆行星的情況。
1976年，美國的海盜1號和海盜2號登陸器分別在火星上降落，并在降落的過程中，測量了大氣溫度的分布情況、火星大氣壓的情況。火星上有干涸的河床，有流水沖擊的特征，這表明在過去有過大量的水。海盜號飛船的分析結果表明火星大氣和表層物質中沒有有機分子存在。攝像機監(jiān)視結果也表明火星上沒有生命活動的跡象。因此我們也許可以下結論說，火星表面如今可能沒有生命，如果更嚴格的說，是沒有與地球上類似的生命。人們不僅對火星感興趣，也對火星的兩個衛(wèi)星感興趣。在1988年，7月7日和7月12日，前蘇聯發(fā)射了火衛(wèi)飛船1號和2號繞火衛(wèi)一飛行并著陸。
到最近幾年，隨著科技的飛速發(fā)展，人們可望在下世紀初直接登上火星進行實地考察，徹底弄清火星生命問題。因為它是太陽系中最有可能存在生命的星球。在人類踏上火星之前，將進行一系列的準備。
1993年美國“火星觀察者”探測器在進入環(huán)繞火星的軌道之后，與地球失去聯系，導致計劃失敗。1996年12月，美國又發(fā)射了“火星探路者”探測器，經過7個月的星際飛行，在火星的阿瑞斯平原著陸。火星探路者攜帶了一個六輪小車，可以在火星的表面漫游，因而叫做火星漫游者，價值2500萬美元。它分析了火星巖石和土壤。照片證實了海盜號的結論，火星上曾發(fā)生過大洪水。
1996年11月美國發(fā)射了“火星全球勘測者”，在繞火星的軌道上研究火星表面、大氣和磁場的情況。它還向地球發(fā)射無線電波，經過火星大氣后到達地球，由此了解火星大氣的溫度、引力和化學組成。1999年1月3日，“火星極地著陸者”發(fā)射成功。然而，在飛行了11個月并登陸到火星上以后，就與地面失去了聯系，宣告了這次航天活動的失敗。此后發(fā)射的火星氣候觀測器也遭失敗。2001年，美國又發(fā)射了“火星奧德賽”探測器，現已成功抵達火星并成功進入環(huán)火星軌道。
歐洲空間局計劃于2003年發(fā)射“火星快車”探測器考察火星，這標志著歐洲空間局在行星探測方面跨入了新紀元。它將由軌道器和著陸器組成。軌道器上有一個著陸器通信包用于支持國際上在2003年至2007年間開展的火星探測活動。
帶外行星探測
美國的“先驅者10號“于1973年12月4日首次在掠過木星，并傳回了木星和木衛(wèi)的照片。它最后在1983年越過海王星軌道后成為飛出太陽系的第一個人造天體。接著“先驅者11號”、“旅行者1號”、“旅行者2號”也相繼飛越木星和木衛(wèi)。
“先驅者”10號、11號各自攜帶了一塊相同的鍍金鋁板，上面刻有人類男女的裸像，以及太陽與九大行星位置的示意圖，還指明了它來自太陽系的第三顆行星。“旅行者”1號和2號探測器，則各自帶有一套“地球之聲”的光盤，唱片上有照片、60種語言的問候語、35種各類地球上的聲音和音樂。包括了中國長城和中國人家宴的照片，粵語、廈門話和客家話的問候，和中國古曲“流水”。它們作為地球的名片希望有朝一日能被“外星人”收到。
從旅行者號拍攝的木星黑夜半球的圖象上可以看到木星上有極光。有趣的是，木衛(wèi)一上有一座正在噴發(fā)的火山，噴發(fā)的高度達到30公里，噴發(fā)速度是每秒幾百米到1公里。“旅行者”飛船還發(fā)現了土星有射電輻射，頻率在3千赫到1.2兆赫之間。1986年1月，“旅行者2號”飛船又測出天王星的自轉軸和磁軸有很大的交角。飛船還拍攝了天王星衛(wèi)星的照片，隨后它又拜訪了海王星，并發(fā)回了照片。
“伽利略”號的任務是觀測木星系統，它觀測了木星的大紅斑，還向木星云層釋放了一個探測器。這個探測器依靠降落傘進入木星大氣，在它被巨大的木星大氣壓力摧毀前向地球傳回了許多寶貴的資料。“伽利略”號對木衛(wèi)二和木衛(wèi)四的觀測的結果還顯示這兩個木星衛(wèi)星的表面之下可能有液態(tài)水海洋。有液態(tài)水存在就意味著可能有生命生存，這無疑是一個令人振奮的消息。
美國于1997年10月15日發(fā)射了“卡西尼”號飛船，它是第一艘使用核動力電池的飛船。“卡西尼”號的主要任務是探測土星系統，并將向土星最大、最神秘的衛(wèi)星——土衛(wèi)六釋放出一個名為“惠更斯”的探測器。土衛(wèi)六是一個被濃厚的大氣包裹著的星球，其環(huán)境與早期的地球有些類似，使用一般觀測手段無法看清它的表面。“卡西尼”號將于2004年七月抵達土星系。
此外美國宇航局還計劃進行更多的行星探測計劃，以便更多地了解我們生存的太陽系。其中包括向木衛(wèi)二發(fā)射一個探測器，用以探測木衛(wèi)二隱藏在冰層下的巨大液態(tài)水海洋。如果技術成熟，有可能向木衛(wèi)二表面釋放一個水下探測器，找尋可能存在的地外生命。
彗星和小行星
宇宙飛船不僅僅用于對太陽系內的大行星及衛(wèi)星進行近距離觀察。1985-1986年哈雷彗星回歸過程當中，有5艘飛船對它進行了近距離觀測，有許多令人驚奇的發(fā)現。例如，哈雷彗星的核并非人們想象的球狀，而是橢球狀，氣體和塵埃從核的表面幾個活動區(qū)域噴出。
歐洲空間局的計劃中，已經或即將開始對7個短周期彗星進行空間探測。它們是“深空1號”（DS1）計劃、“星塵”計劃、“等高線”計劃、“羅塞塔”計劃、“深空4號”（DS4）計劃。其中DS1和DS4計劃是與美國國家宇航局合作的。
于1998年10月發(fā)射的“深空1號”飛船，將飛越小行星3352號McAuliffe、火星、以及威爾遜-哈林頓彗星。飛船與彗星將于2000年6月相遇。DS1將以約15公里/秒的速度距彗核約500公里處飛過，對彗發(fā)、彗核進行觀測。它首次采用了離子發(fā)動機。飛船于2010年5月將樣品送回地球。
“星塵”在1999年2月發(fā)射，飛向懷爾德－2彗星，并將首次帶回珍貴的彗星樣品。
“羅塞塔”將于2003年發(fā)射，對Wirtanen彗星及其環(huán)境進行長達近兩年的仔細研究。9年之后，飛船與彗星相遇，總重20公斤的儀器將降落在彗星表面。這些儀器將采掘彗星表面和近表面樣品進行研究，并用聲波法探測彗星內部結構，研究周圍等離子體與太陽風相互作用等。
“深空4號”飛船將于2003年4月發(fā)射，于2005年12月進入環(huán)繞Tempel 1彗星的軌道，并于2006年4月將著陸器送上彗星表面作實驗。最后，將彗星表面下不同深度的物質分裝在3個不受外界影響的密封金屬罐內，由著陸器的上半部將樣品送回飛船。飛船于2010年5月將樣品送回地球。
空間科學研究
1946年，美國用繳獲的德國V-2火箭將一支果蠅送入太空，成為第一個生物火箭。1957年，前蘇聯發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星'史潑尼克一號。空間站是人類在太空進行各項科學研究活動的重要場所。1971年，前蘇聯發(fā)射了第一座空間站“禮炮”1號，由“聯盟”號飛船負責運送宇航員和物資。1986年8月，最后一座“禮炮”7號停止載人飛行。1973年5月14日，美國發(fā)射了空間站“天空實驗室”，由“阿波羅”號飛船運送宇航員和物資。1974年天空實驗室封閉停用，并于1979年墜毀。
1986年2月20日，前蘇聯發(fā)射了“和平”號空間站。它全長超過13米，重21噸，設計壽命10年，由工作艙、過渡艙、非密封艙三個部分組成，有6個對接口，可與各類飛船、航天飛機對接，并與之組成一個龐大的軌道聯合體。自“和平”號上天以來，宇航員們在它上面進行了大量的科學研究。還創(chuàng)造了太空長時間飛行的新紀錄。“和平”號超期服役多年后于2001年3月19日墜入太平洋。1983年，歐洲空間局發(fā)射了“空間實驗室”，它是一座隨航天飛機一同飛行的空間站。
國際空間站是建造中的新一代空間站。它由美國和俄羅斯牽頭，聯合歐洲空間局11個成員國和日本、加拿大、巴西等16國共同建造運行。空間站從1994年開始分多個步驟建設安裝，至2006年全部建成。建成后空間站將長110米，寬88米，質量超過400噸，將是有史以來規(guī)模最龐大、設施最先進的人造天體。可供6至7名宇航員同時在軌工作。
1981年全世界第一顆紅外天文衛(wèi)星發(fā)射升空。而對于天文學上有重要意義的事件是1990年4月25日由美國“發(fā)現”號航天飛機送入太空的哈勃空間望遠鏡(HST)。它的目的是探測宇宙深空，了解宇宙起源和各種天體的性質和演化。HST耗資21億美元，對天文學特別是天體物理學的推動是巨大的。在空間放置望遠鏡可以擺脫大氣的干擾，沒有大氣消光的問題，同時因為沒有大氣，設計的望遠鏡可以達到衍射極限。它的鏡面不受重力的影響，不會變形，望遠鏡有極高的分辨率。它是人類的千里眼，探索宇宙奧秘的利器。此后美國和歐空局又相繼發(fā)射了“錢德拉”空間X射線望遠鏡和XMM空間天文臺等。
美國的航天飛機是當前世界上唯一一種用于在地面和近地軌道之間運輸人員物資，并可重復利用的航天器。它也可以在太空中進行各種科學實驗活動。
中國航空
中國1964年7月19日，成功發(fā)射了一枚生物火箭。1966年10月27日，導彈核武器發(fā)射試驗成功。1970年4月24日在酒泉發(fā)射了我國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號”。1975年11月26日，發(fā)射了一顆返回式人造衛(wèi)星。1980年遠程運載火箭發(fā)射成功。2年以后，潛艇水下發(fā)射運載火箭獲得成功。1984年4月8日，我國第一顆地球靜止軌道試驗通信衛(wèi)星發(fā)射成功。1986年2月1日，我國發(fā)射了一顆實用通信廣播衛(wèi)星。1988年9月7日，中國發(fā)射了一顆試驗氣象衛(wèi)星“風云1號”。1999年11月20日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用運載火箭成功發(fā)射了第一艘“神舟號”試驗飛船。2003年10月15日9：00，中國發(fā)射了第一艘載人飛船“神舟5號”，飛船在太空中飛行了21小時，繞地球運行14周后，于16日清晨6：23安全返回地面。宇航員楊利偉成為第一個乘坐中國人自己的飛船進入太空的中國人。展望未來，在2010年以前，中國的宇宙飛船將訪問月球。2011年9月29日21時16分3秒，中國將建立自己的空間站天宮一號發(fā)射升空。之后，中國將進一步開展月球探測、建設月球基地、探測火星、登陸火星等一系列航天活動。
太空環(huán)境
在太空中，各種天體也向外輻射電磁波，許多天體還向外輻射高能粒子，形成宇宙射線。如太陽有太陽電磁輻射，太陽宇宙線輻射和太陽風，太陽宇宙線輻射是太陽在發(fā)生耀斑爆發(fā)時向外發(fā)射的高能粒子，而太陽風則是由日冕吹出的高能等離子體流。
太空還是一個高真空，微重力環(huán)境。重力僅為百分之一到十萬分之一g (g-重力加速度) ，而人在地面上感受到的重力是1g。
太空垃圾危害
自上世紀50年代開始進軍宇宙以來，人類已經發(fā)射了4千多次航天運載火箭。據不完全統計，太空中現有直徑大于10厘米的碎片9千多個，大于1.2厘米的有數十萬個，而漆片和固體推進劑塵粒等微小顆粒可能數以百萬計。
不要小看這些太空垃圾，由于飛行速度極快（6-7公里/秒），它們都蘊藏著巨大的殺傷力，一塊10克重的太空垃圾撞上衛(wèi)星，相當于兩輛小汽車以100公里的時速迎面相撞——衛(wèi)星會在瞬間被打穿或擊毀！試想，如果撞上的是載人宇宙飛船……而且人類對太空垃圾的飛行軌道無法控制，只能粗略地預測。這些垃圾就像高速公路上那些無人駕駛，隨意亂開的汽車一樣，你不知道它什么時候剎車，什么時候變線。它們是宇宙交通事故最大的潛在“肇事者”，對于宇航員和飛行器來說都是巨大的威脅。
當前地球周圍的宇宙空間還算開闊，太空垃圾在太空中發(fā)生碰撞的概率很小，但一旦撞上，就是毀滅性的。更令航天專家頭疼的是“雪崩效應”——每一次撞擊并不能讓碎片互相湮滅，而是產生更多碎片，而每一個新的碎片又是一個新的碰撞危險源。如果有一天，等地球周圍被這些太空垃圾擠滿的時候，人類探索宇宙的道路該何去何從呢？
太空垃圾是人類在進行航天活動時遺棄在太空的各種物體和碎片，它們如人造衛(wèi)星一般按一定的軌道環(huán)繞地球飛行，形成一條危險的垃圾帶。太空垃圾可分為三類：一是用現代雷達能夠監(jiān)視和跟蹤的比較大的物體，主要有種種衛(wèi)星、衛(wèi)星保護罩及各種部件等，這類垃圾當前已達8000多個；二是體積小的物體，如發(fā)動機等在空間爆炸時產生的，其數量估計至少有幾百萬；三是核動力衛(wèi)星及其產生的放射性碎片，到2000年，這類衛(wèi)星送到地球軌道上的碎片達3噸。
1957年10月4日，前蘇聯成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，揭開了人類空間時代的序幕，同時也為太空送去了第一批垃圾。當時，宇航員完成飛行任務，把衛(wèi)星的裝載艙、備用艙、儀器設備及其他遺棄物都留在了衛(wèi)星軌道上。此后，隨著人類太空史上的一次次壯舉，太空垃圾與日俱增。人類先后已將4000余顆衛(wèi)星送入太空，當前仍在正常運轉的僅有400余顆，其余的或墜毀于地球表面，或遺留在太空，成為太空垃圾。據統計，當前約有3000噸太空垃圾在繞地球飛奔，而其數量正以每年2%—5%的速度增加。科學家們預測：太空垃圾以此速度增加，將會導致災難性的連鎖碰撞事件發(fā)生，如此下去，到2300年，任何東西都無法進入太空軌道了。
太空垃圾給航天事業(yè)的發(fā)展帶來了隱患，它們成為人造衛(wèi)星和軌道空間站的潛在殺手，使宇航員的安全受到嚴重威脅。要知道，太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎面而來的直徑為0．5毫米的金屬微粒，足以戳穿密封的飛行服；人們肉眼無法辨別的塵埃（如油漆細屑、涂料粉末）也能使宇航員殞命；一塊僅有阿司匹林藥片大的殘骸可將人造衛(wèi)星撞成“殘廢”，可將造價上億美元的航天器送上絕路。在人類太空史上，太空垃圾造成的事故和災難屢見不鮮。1983年，美國航天飛機“挑戰(zhàn)者”號與一塊直徑0．2毫米的涂料剝離物相撞，導致舷窗被損，只好停止飛行。1986年，“阿麗亞娜”號火箭進入軌道之后不久便爆炸，成為564塊10 厘米大小的殘骸和2300塊小碎片，這枚火箭的殘骸使兩顆日本通信衛(wèi)星“命赴黃泉”！1991年9月15日，美國發(fā)射的“發(fā)現者”號航天飛機差一點與前蘇聯的火箭殘骸相撞，當時“發(fā)現者”號與這個“不速之客”僅僅相距2．74千米，幸虧地球上的指揮系統及時發(fā)來警告信號，它才免于喪生。據計算，當前太空軌道上每個飛行物發(fā)生災難性碰撞事件的幾率為3．7%，發(fā)生非災難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算，今后將每5—10年可能發(fā)生一次太空垃圾與航天器相撞事件，到2020年將達到2年一次。
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研究發(fā)現 太空讓人類活的更長久
在80年代末90時代初期的聯盟號飛船宇航員中，只有4個人真正意義上在太空中生活長達一年之久(技術上講Vladimir Titov 和 Musa Manarov這倆人只待夠了364.9天，但是我們不會計較這0.1天)。而其中的Sergei Krikalev是在太空中生活最長時間的記錄保持者，他通過6次航天飛行在太空中生活了長達2.2年。對于航天旅行來說，這絕對算的上非常長的時間了，因為都可以很輕易的觀察出你的肌肉是怎么萎縮，你的骨頭是是怎么變脆惡化的。當然在太空無重力環(huán)境待夠這么長的時間，宇航員還會承受很多其他方面的負面影響。
由諾丁漢大學Sergei Krikalev博士牽頭的一項新的研究對上述的現象沒有表示任何的反駁，他們的研究發(fā)現，在送往國際空間站的蟲子體內，一種特定的基因表達級別要比在地球要低很多，于是在太空中，該蠕蟲肌肉里會積累大量的毒蛋白。而當Szewczyk博士改變了c型蠕蟲的該基因表達量后，這種實驗蠕蟲會生存的更久。(由于c型蠕蟲的肌肉萎縮變現與人類驚人相似，于是經常被用語太空環(huán)境研究)
當然，我們不能就光拿蟲子說事，比較太空中的人體反應與試驗蠕蟲的反應還是有很大不同。在一個博士的實驗團隊還沒有完全搞清楚造成蠕蟲存活長久的其他因素是什么。但是Szewczyk 博士表示他還是相信人體內還是有相同的機制反應，讓太空中生活的人體能生存的更久。他說：“我們一共定位了7個基因片段，這些基因能在太空環(huán)境下將生物的有效生命時期縮短.....當然現在我們還不是很確定其中的具體機制，但能肯定的是這7條基因涉及到蠕蟲如何感知外界環(huán)境變換并且改變自身新陳代謝以適應這種環(huán)境的。舉個例子來說，我們定位基因中的一條可以轉錄翻譯生成胰島素，因為它涉及到體內激素代謝的控制以免患上糖尿病。而在蠕蟲，蒼蠅，以及老鼠體內，胰島素還會和生命長短的調節(jié)有關系。”
談到這個研究對于宇航員的身體狀況以及未來太空旅行的意義時，Szewcyzk博士只能推測說：
“我們都知道在太空中肌肉會萎縮，最新的研究成果表明這種萎縮是一種本能的適應性反應而非人們所理解的病態(tài)反應。肌肉的年齡在太空中也要比在地球長的多，這也許還是因為航天旅行減慢了肌肉的新陳代謝。”
很難說這種變化機制在人體中會實現多少，即使這種調節(jié)代謝的技術授權可以實施在宇航員身上，但是真正的航天旅行會引起人體很多部位的問題比如免疫系統，心血管系統，甚至有可能是最基本的生物系統。
要進行太空旅行的話，宇宙中無處不在的有害輻射會讓任何延緩衰老的措施都無濟于事。但是如果人類要進行常年的航程來對外星進行探索時，那么我想對于到達目標星球的時間宇航與是絕對夠了。
人類送上太空的怪異物長啥樣？
自從1977年，航海家1號和航海家2號探測器被發(fā)射到太空中(它們目 前仍舊停留在那里)，那些具有聽覺系統的潛在生命形式都可能已經聽到了來自地球的聲音。都是什么聲音呢？這些聲音包括來自不同文化和地區(qū)的音樂，既有來自自然界的，也有來自人類自身的(比如，一個母親親吻孩子的聲音，風、雨和海浪的聲音)，都被刻錄在一張12英寸鍍金的銅質光盤上。這些聲音是由美國天文學家卡爾·薩根領導的委員會負責挑選的，此外還以模擬編碼的形式收錄了當時美國總統吉米·卡特的一份短信和115張圖片。美國國家航空航天局還配備了易于播放光盤的唱機。
詹姆斯敦鉛質標簽
這是考古學家在研究弗吉尼亞州詹姆斯敦城(英國人在美洲的第一個永久殖民地)時在一個井底發(fā)現的。這個寫著“Yames Towne”字樣的標簽很可能是貼在貨船上的行李箱或運貨箱上的。2007年3月，美國國家航空航天局將這個鉛質標簽，以及兩枚詹姆斯敦城的紀念幣放到了亞特蘭蒂斯號航天飛機中。
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