【中华千秋颂】一枚火箭如何创造历史!
在科技日益发达的今天,人们对新鲜事物的接受能力越来越强,如今我们随口就可以谈论出“区块链、物联网、5G运营商、人工智能、载人航天”等等名词,这些高新科技在我们的生活中扮演着不可或缺的角色。
就在最近,一条SpaceX所属火箭成功发射的消息刷爆了航天爱好者的朋友圈。有些朋友就要问了:“SpaceX是啥?”
SpaceX又叫“太空探索技术公司”,它是一家美国私人经营的太空运输公司,主要负责国际空间站补给任务,同时也负责火箭研发,该公司在2013年制造出可重复使用火箭。
当然,如果你非常了解关于“火箭”的历史,就会知道,我国关于火箭与航天的研究从很早就开始了。为了更好地与大家分享知识,大坛从《中华千秋颂》壁画中整理出一套问卷,快来试试你能做对几道吧~
中华千秋颂
《中华千秋颂》环形彩色浮雕壁画周长117米,高5米,采用了国内十五种天然彩色的花岗岩雕刻而成,由清华大学美术学院袁运甫教授担任总设计。整幅壁画设计以中华民族五千年历史为主线,围绕"先秦的理性精神”“汉唐的包容气概”"宋元明清的公忠气节”“近现代百年历史"为主题。用不同历史时期的重大历史事件、代表人物、文化经典贯穿下来一气呵成,宛如一幅历史的长卷,从悠悠的远古一直到我们亲历的时代。展现了中华民族生生不息的发展道路和绵绵不断的灿烂文化。
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1
我国的四大发明中哪个与“火箭”相关?
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A.造纸术
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B.火药
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C.印刷术
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D.指南针
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答案:B
解析:中国火药发明于隋唐时期,孙思邈的《丹经内伏硫黄法》记录了人类最早的火药配方。唐朝炼丹师郑思远在《真元妙道要略》中对火药的属性做了详细说明。而火药最早用于军事中,北宋军官岳义方、冯继升造出世界上第一个飞行兵器——火箭。
“古代火箭兵器”模型图
2
中国早期火箭的原型有哪些?
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A.火龙出水
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B.神火飞鸦
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C.一窝蜂
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答案:以上都是
解析:中国是火箭诞生的故乡,最早的火箭不是现在我们看到的航天推进器。它是由箭身和药筒组成的飞行冷兵器,药筒用竹子或厚纸制成:内填充火药,前端封死,尾端有导火绳,点燃后,火药燃烧产生的气体从尾端喷出,利用气体喷射的反作用力把火箭推出去,这就是最早的火箭雏形。“火龙出水”“神火飞鸦”“一窝蜂”等火箭兵器也是经由此原理改进得出。现在中国科学技术馆中有展出复原模型,在中华世纪坛《中华千秋颂》壁画中也有所体现。
《中华千秋颂》壁画“火龙出水”
“火龙出水”模型图
“神火飞鸦”模型图
“一窝蜂”模型图
3
世界上第一个利用火箭飞天的人是谁?
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A.加加林
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A.杨利伟
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B.陶成道
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答案:C
解析:是不是换了个名字大家都不知道这个人是谁了?陶成道是万户的本名,他是我国有记录最早尝试飞天的人。他利用火箭助推原理,将47支“火箭”捆绑在椅子后,用两只风筝作为平稳的落地的辅助器,这一大胆的尝试也成为世界上第一个试图用科技走向天空的例子,虽然途中火箭爆炸,以身陨告终,但万户的科学精神一直鼓励着航天科学者,为纪念他献身精神,国际天文学联合会将月球上一座环形山以“万户”命名。
万户飞天
4
中国第一枚火箭叫什么名字?
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A.东方-一号
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B.长征一号
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C.快舟一号甲
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答案:A
解析:1958年9月8日,我国首枚自行研制的火箭——二级固体探空火箭“东方-一号”发射成功,它代表着我国航天事业的开始,而长征系列火箭在1970年时已经发展成为三级运载火箭,它在1970年4月24日成功发射“东方红一号”卫星,长征系列火箭是我航天工程的里程碑;C中提到的“快舟一号甲”与“长征六号小型液体运载火箭”在2019年11月13日同一天发射成功,它们成功创下密集发射的历史记录。
《中华千秋颂》壁画“长征三号乙火箭”
在做完这几道题后,大家是不是会发出和大坛一样的感叹:原来我国古代的“科研能力”已经如此厉害!但是从古至今,火箭技术已经有了质的飞跃。
在上一篇北京国际摄影周《飞天之路——中国载人航天纪实》展览回顾中,我们看到了火箭发射瞬间的震撼影像,更了解到航天员训练的日常。这个精彩的展览让我们深刻体会了我国航空航天事业的艰辛和伟大成就。
(点击这里,回顾“飞天之路”精彩内容)
但是,真正的主角——火箭,我们还未曾深度挖掘。接下来我们就聊一聊火箭是由哪些部分构成的。
火箭基本分为四个组成部分——推进系统、箭体和有效载荷,有控火箭还装有制导系统。而火箭升空的过程,就像一个人在跑马拉松。火箭比作为一个人,推进系统是人的双腿,它决定你跑多快;箭体是人的骨骼,它决定人在奔跑时能承受多少力;有效载荷则是可以穿的外在辅助装备,比如长跑时可以带一条毛巾擦汗,拿一瓶水解渴;制导系统是人的大脑,它决定你的方向和终点。这样说是不是就简单易懂啦。
那火箭的哪个部分最重要呢?
答案当然是:一样重要!但火箭研发中最令人头疼的还是推进装置,也就是火箭发动机。一个强大的心脏决定了火箭能不能承受巨大的载荷飞向太空。长久以来我国的科学家们进行了无数次艰苦的实验,这里大坛就分享一个“有味道”的小故事。
在我国陕西凤县有一个航天科技研究基地,被称为火箭发动机的摇篮。时任火箭发动机设计师的付永贵被派到这里进行火箭姿控发动机的研究工作。由于当地基建工程还未完成,没有能力提供单独的实验室,起居饮食和实验全都在一座大楼中,解手则要在楼外面的厕所(记住它,划重点)。
火箭发动机工作时,需要燃烧大量燃料产生喷射气体,从而达到升空的目的,但有时会产生爆炸,楼内的实验室虽然简陋,但仪器会被炸坏。付永贵团队只能另寻他处做实验,这时一个不怕被炸坏的地方被付永贵发现——厕所。他们将男厕蹲位用水泥填好,作为操作间,女厕墙上打好孔,用来当观察室。当时很多同事都戏称他们在“炸粪坑”。正是在这个“厕所实验室”,付永贵团队研发出我国第一台液氧煤油发动机,标志着我国成为世界上第二个完全掌握液氧煤油高压补燃循环液体火箭发动机核心技术的国家。
可是火箭是怎么工作的呢?
这位同学问的好!
火箭的发射是利用牛顿第三定律的原理,即“两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上”。也就是我们在玩枪战游戏时,98k子弹打出后,伴随产生很强的贯力后坐。火箭箭体内会储存大量的燃料和氧化剂,它们被点燃后会产生高压气体,火箭就是利用高压气体喷出后产生的反作用力飞起来的。
另外再给大家普及一下,飞机不能飞向太空,是因为飞机需要吸入空气,利用空气与燃料的燃烧来飞行。火箭则是内部自带氧化剂,所以可以在太空飞行哦~
其实不仅仅是中国,全世界都在探索天空,踏足太空的道路上留下了许多高光时刻值得我们铭记。正因为有了这些第一次,才成就了今天的飞天之梦。最后让我们回顾一下那些载入史册的时刻吧!
奠定火箭推进理论
俄国科学家齐奥尔科夫在1903年发表了世界上第一部喷气运动理论著作《利用喷气工具研究宇宙空间》,提出了液体推进剂火箭的构思并绘制出原理图,还提出火箭可以在不需要燃烧空气的情况下达到脱离地球引力,并在太空飞行的理论。
第一个热气球
1783年11月21日,孟格菲兄弟用他们发明的热气球进行了第一次载人飞行实验。气球从巴黎西部的布洛涅林园起飞,在空中持续了25分钟,最后降落在今巴黎十三区的意大利广场附近。这次飞行比莱特兄弟的飞机飞行早了整整120年。
第一艘人力飞艇
1784年,法国罗伯特兄弟制造了一艘人力飞艇,长15.6米,最大直径9.6米,充氢气后可产生1000多公斤的升力。
第一架飞机
1903年12月17日,这是一个载入史册的日子,美国莱特兄弟实现了第一次驾机飞行。虽然这次飞行的留空时间只有短短的12秒,飞行距离仅有36米,但它却是人类历史上第一次有动力载人、稳定可操纵的飞行,正是这次驾机飞行标志着人类征服天空的梦想开始变为现实。
第一个成功发射载人航天飞船的国家
1961年4月12日,苏联成功发射“东方1号”宇宙飞船。飞船成功进入太空,开创了载人航天的先河,使苏联成为了世界上第一个成功发射载人航天飞船的国家。
我国的两弹一星
1964年10月16日,中国第一颗原子弹在中国新疆的罗布泊爆炸成功;1967年6月,中国第一颗氢弹爆炸成功;1970年2月24日,中国用自制的“长征一号”运载火箭,在酒泉卫星发射中心成功发射了第一颗人造地球卫星——“东方红一号”。
《中华千秋颂》壁画“两弹一星”
火箭是人类走向太空的桥梁。从我国古代科学家发明火药至今,科技在逐渐满足我们对天空和太空的神往,这是科学家们的成果,更是全人类的成果。我国现代航天事业的发展,就像美国宇航员尼尔·奥尔登·阿姆斯特朗在登月时所说的一样:“我的一小步,是人类的一大步”。
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监制:昭一
责编:丝雨
撰稿:甜乐
校对:心宇、三山