《中华民族的航天梦——载人航天知识问答》通过100个具有代表性的知识问答,浓缩介绍了中国载人航天相关的基础知识。语言深入浅出,配有大量珍贵图片,使即使初次接触航天的读者也可以轻松阅读本书。本书主要内容选自《丛书》的各个分卷,部分内容选自《神舟巡天》《太空行走》和《揭秘“天宫”》等科普图书,并作了适当修改;根据工程进展,增补了空间实验室的相关内容。为了更加广泛地向青少年读者普及载人航天科技知识,本书以《中国载人航天科普丛书》为基础,结合天宫1号、神舟8号、神舟9号和神舟10号相继发射以及空间交会对接任务的实施情况,编辑出版了兼具知识性和趣味性的初中级科普读物——《中华民族的航天梦——载人航天知识问答》,奉献给广大航天爱好者。
34 什么是太空育种?
从20 世纪90 年代中期开始,常常会出现关于“太空育种”的报道。种子上天回来后会发生什么变化,什么原因引起这些变化,一直是学术界颇具争议的问题。有争论就说明我们的认识还有缺陷,需要去研究,去认识它的本质和机理。太空育种思路的来源,也许要追溯到第二次世界大战后开始发展起来的辐射育种。辐射育种是人工使用γ 射线、X 射线或其他辐射源处理植物种子,通过电离辐射诱发植物的遗传变异,按照人类的需要从这些种子的后代中选育出新的优良品种。进入航天时代,人们关心的是,复杂的太空强辐射环境是不是也可以有这种效果呢?
早在20 世纪六七十年代的太空探索初期,科学家们就研究了植物种子经历太空飞行后的变化。科学家观察到它们返回地面后,生长发育异常和细胞核内染色体畸变频率增加,被太空辐射粒子击中的种子,变化更为明显。植物种子一直是我国返回式卫星、神舟号飞船的常客。20 多年来,不少研究人员对经历过太空旅行的植物种子进行田间种植和繁育,发现它们后代的许多性状,如个子高矮、果实大小、生长到成熟的时间周期等都发生了变化,经过多代观察、选择,发现有些性状的变化是可以遗传的,即可以从这一代传到下一代。经过育种专家们有意识地根据需要去选择,就可以从中选育出所需的优良品种,于是出现了“太空育种”的说法。科学家们在研究中还发现,经过航天返回的种子,虽然培育出的植物和它们的后代发生了形形色色的性状变化,但是其变化没有清楚的统计规律可言,大都是随机性的。例如,有由高变矮的植株,也有由矮变高的植株;结籽类植物有籽料增多的,也有减少的,甚至有结不出种子的;果实类植物,有果实变大的,也有变小的;花卉类有花色变艳的,也有变暗的,表现千差万别。
太空具有诸多与地球上完全不同的环境因素,除强烈的太空辐射外,还有微重力、高真空、弱磁场等。太空辐射,特别是质子和重离子,是公认的有效的诱变因子,也就是说它们会引起种子后代遗传性状的变化,科学家们称之为“诱发突变”。那么,还有没有其他因素会诱发突变呢?如何更深刻地认识航天育种引起变异的机理,找出人们能够控制的规律来呢?这些正是众多热衷于太空育种的科学家孜孜不倦和执着追求的目标。太空育种专家在进行空间实验的同时,也采用粒子加速器模拟太空辐射,应用回转器模拟重力变化,用零磁空间实验室模拟太空弱地磁环境等各种方法来处理种子,希望明确各个因素在太空诱变中的作用。显然,太空育种不单纯是育种问题,更深层次上,它还是科学家研究空间特殊环境对生物影响的一个重要手段。在人类持续的航天技术发展中,也许人们最终能够揭示其中的奥秘,开拓人类第四生存环境,建立一方太空乐土找到一个最佳的方案。
第1章 载人航天相关知识
1. 宇宙究竟有多大?
2. 空间真是空的吗?
3. 宇宙中存在暗物质吗?
4. 载人航天的目的是什么 ?
5. 载人航天为什么这样难 ?
6. 太空中的微重力环境是如何形成的 ?
7. 在微重力环境中,人体会有什么奇异的感觉?
8. 飞船的飞行轨道为什么会不断降低?
9. 微流星会对飞船产生怎样的威胁?
10. 水在太空真的能往高处流吗?
第2章 中国载人航天工程总体
11. 中国载人航天工程的发展战略是什么 ?
12. 中国载人航天工程由哪些系统组成 ?
13.…载人航天飞行任务一般分为哪几个阶段 ?
14. 载人航天为什么先要发射无人飞船?
15. 我国有哪些航天员参加过载人航天飞行任务?
第3章 航天员系统
16. 预备航天员需要具备哪些基本条件?
17. 航天员都要进行哪些训练?
18. 航天员进入发射场后还要进行哪些训练?
19. 航天员需要配备哪些个人救生物品和装备?
20. 航天员暴露在高空环境中为什么会出现体液沸腾?
21. 航天员在太空飞行时为什么要穿航天服?
22. 航天员如何在太空淋浴?
23. 航天员的生理废弃物如何处理?
24. 航天员在太空如何休闲和娱乐?
25. 航天员在太空为何会失眠?
26. 航天员身体不适会导致航天飞行中止吗?
27. 地面人员如何对在轨飞行航天员进行心理支持?
28. 在太空飞行时,航天员为什么会出现肌肉萎缩?
29. 如何防止航天员将病毒带入太空?
第4章 空间应用系统
30. 航天员在太空能看到长城吗?
31. 利用遥感技术如何进行农作物估产 ?
32. 植物在太空朝什么方向生长?
33. 动物在太空如何运动?
34. 什么是太空育种?
35. 太空细胞培养技术有何应用前景?
36. 空间环境对材料科学研究有何作用?
37. 在太空进行了哪些学生实验?
第 5 章 载人飞船系统
38. 载人航天器有哪几种 ?
39. 神舟号飞船为什么采用三舱布局?
40. 神舟号飞船的观察窗是怎样防热与密封的?
41. 神舟号飞船的“黑匣子”起什么作用?
42. 神舟号飞船为什么没有采用弹射座椅救生方案?
43. 飞船再入大气层时,航天员为什么要坐在返回舱的“倒座”上?
44. 神舟号飞船返回舱是怎样产生升力的?
45. 为什么神舟号飞船的主伞面积需要 1…200 平方米?
46. 联盟号系列飞船为什么经久不衰?
47. 哥伦比亚号航天飞机为什么会解体 ?
48. 美国航天飞机给我们留下了什么启示?
第 6 章 空间实验室系统
49. 天宫 1 号空间实验室是由哪几部分构成的?
50. 天宫 1 号空间实验室的主要任务是什么?
51. 交会对接机构必须具备什么条件?
52.“天神”如何在空间交会?
53.“天神”对接分为哪几个步骤?
54. 手动交会对接与自动交会对接有什么区别?
55. 神舟 8 号和神舟 9 号在与天宫 1 号交会对接时有什么不同?
56. 神舟 10 号与天宫 1 号交会对接的主要任务是什么?
57. 中国首次太空授课都有哪些内容?
58. 多模块空间站是怎么在轨组装的?
59. 国际空间站分为哪几个建造阶段?
第 7 章 运载火箭系统
60. 火箭的推进原理是什么?
61. 载人火箭需要具备哪些条件?
62. 长征 2F 载人火箭有何特点?
63. 火箭为什么也要“开口”透气?
64. 什么是 POGO 振动,如何抑制它?
65. 火箭各级之间是如何分离的?
66. 什么是冗余容错设计?
67. 陀螺仪为什么能感受火箭姿态的变化?
68. 为什么喷气飞机不能像火箭一样在大气层外飞行?
第 8 章 发射场系统
69. 飞船上天前,为什么必须进行检漏?
70. 我国载人航天为什么采用“三垂一远”测试发射模式?
71. 火箭发射前,为什么要进行人、船、箭联合测试?
72. 火箭发射前出现异常情况,如何处置?
73. 火箭发射前出现危险情况,航天员如何紧急撤离?
74. 火箭发射过程中发生火灾,会产生什么后果?
75. 火箭发射过程中,导流槽起什么作用?
76. 什么是发射窗口?
77. 海上发射和空中发射各有什么优势?
第 9 章 测控通信系统
78. 太空中的航天器靠什么有序运行?
79. 飞船发射成功的标志是什么?
80. 如何确定和预报飞船的轨道?
81. 地面怎么与太空中的航天员通电话?
82. 地面是如何看到飞船内航天员图像的?
83. 地面医生如何了解太空中航天员的身体状况?
84. 地面如何对航天员出舱活动进行测控通信支持?
85. 地面如何控制伴星对飞船进行绕飞?
86. 天基测控网能够完全代替陆海基测控网吗?
第 10 章 着陆场系统
87. 飞船返回舱是如何返回地面的?
88. 黑障对飞船返回舱再入返回有何影响?
89. 地面如何控制飞船返回?
90. 我国载人航天着陆场为什么选在陆上?
91. 我国载人航天主着陆场在什么地方?
92. 飞船返回后,如何快速找到飞船返回舱?
93. 飞船返回后,航天员为什么不能立即出舱?
94. 受伤航天员如何出舱?
第 11 章 载人航天未来展望
95. 载人火箭的发展趋势是什么?
96. 中国计划何时建造空间站 ?
97. 中国为什么要建设海南发射场?
98. 人类能在太空长期生存吗?
99. 人类能在太空自由生存吗?
100. 人类能实现太空移民吗?