我国的航天器

1970年4月24日。随着西北戈壁滩的一声巨响，“东方红”1号载着中华民族的飞天梦徐徐升空。

这是中华民族向太空进军的第一声礼炮。这一天，对于我国航天界乃至全国各族人民来说，都是个值得纪念与回顾的日子。

“东方红”1号的上天，标志着我国在航天技术领域实现零的突破，开创了我国航天事业的新纪元。从此我国不仅成为世界上第五个独立研制和发射人造卫星的国家。在随后的30多年的时间里，经历多次挫折和失利，我国航天事业创造了许多辉煌的纪录。

一、中国航天事业的发展

1970年4月24日，随着第一颗人造地球卫星“东方红”1号在酒泉发射成功。中国成为世界上第五个发射卫星的国家。

1975年11月26日。首颗返回式卫星发射成功。3天后顺利返回，中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。

1988年9月7日，长征4号运载火箭在太原成功发射了风云1号A气象卫星。

1990年4月7日，“长征3号”运载火箭成功发射美国研制的“亚洲1号”卫星。中国在国际商业卫星发射服务市场中占有了一席之地。

1990年7月16日，“长征”2号捆绑式火箭首次在西昌发射成功，为发射载人航天器打下了基础。

1999年11月20日，“神舟”1号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，飞船返回舱于次日在内蒙古自治区中部地区成功着陆。

2001年1月10日，“神舟”2号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，在轨飞行7天后成功返回地面。这是我国第一艘无人飞船。飞船上进行了微重力环境下的空间生命科学、空间材料、空间天文和物理等领域的实验，各种仪器设备性能稳定，工作正常，取得了大量数据。与“神舟”1号试验飞船相比，“神舟”2号飞船的系统结构有了新的扩展。技术性能有了新的提高。飞船技术状态与载人飞船基本一致。

2002年3月25日，中国成功发射“神舟”3号试验飞船，环绕地球飞行了108圈后。于4月1日准确降落在内蒙古中部地区。飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备以及形体假人，能够定量模拟航天员呼吸和血液循环的重要生理活动参数。“神舟”3号轨道舱在太空留轨运行180多天，成功进行了一系列空间科学实验。

“神舟”4号飞船于2002年12月30日成功发射，在完成预定空间科学和技术实验任务后。于1月5日在内蒙古中部地区准确着陆。这艘飞船除没有载人外，技术状态与载人飞船完全一致。飞行中。先后进行了对地观测、材料科学、生命科学实验及空间天文和空间环境探测等。

“神舟”5号飞船于2003年10月15日成功发射。飞船采用“长征2号F”运载火箭作为动力载体，限制返回舱，飞船搭载了杨利伟一人。

“神舟”6号飞船于2005年10月13日成功发射，飞船采用“长征2号F”运载火箭作为动力载体，飞船搭载了费俊龙、聂海胜两名宇航员，在“神舟”五号的基础上进行了100多项技术改进，飞船正常飞行时宇航员可以打开返回舱舱门，进入轨道舱进行科学实验活动。中国载人航天实现了2人5天、航天员直接参与空间科学实验活动的新跨越。中国成为继俄罗斯和美国之后世界上第三个掌握载人航天技术的国家，这是我们中华民族的骄傲。

“神舟”7号载人航天飞船于2008年9月25日21点10分04秒从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。“神舟”7号飞船共计飞行2天20小时27分钟。“神舟”7号飞船是中国第三个载人航天飞船。

2008年9月27日16点30分，宇航员翟志刚出舱作业，实现了中国历史上宇航员第一次的太空漫步，中国成为第三个有能力把航天员送上太空并进行太空行走的国家。

二、运载火箭的材料

飞船的发射离不开运载火箭，而运载火箭在穿越大气层时会因摩擦产生大量的热。温度高达几千摄氏度，那么，什么样的材料能承受这样的高温呢?

事实上，火箭的外壳一般是用钛合金、铍合金和铝合金等材料制成的，而这些合金材料很容易传热。要是火箭的外壳直接接触这样的高温，那么火箭外壳的强度将会大大减弱，几千度的高温就很快传到火箭内部，烧坏火箭的各种自动控制仪器和电子元件，火箭也就无法按预定的轨道正常飞行。

为了防止几千度的高温传人火箭内部，使火箭内的各种仪表正常工作，人们想办法给火箭外壳涂上一层又轻又薄的特种涂料――耐烧蚀隔热涂料。涂上这种涂料，就好比给火箭穿上了一件石棉衣服，火箭在大气中飞行就安全无恙了。大多数涂料是以有机树脂为基料的，它为什么在高温时会有不燃烧和隔热的性能呢?人们通过长期的科学实验，发现只要合成一种含有硅、磷、氮、硼、氯等元素的有机树脂，它就具有耐高温和自熄的特性。如果再在这类耐高温的树脂中。加入一些无机填料(如二氧化硅、云母粉、碳硼纤维等)和升华物质(如氧化硒、硫化汞等)，就可以制得一种既耐高温又有良好隔热性能的涂料。

这种特种涂料可以采用一般的涂刷、喷、刮的方法，把它紧密地覆盖在火箭的外壳上。当火箭在大气中高速飞行时，火箭外壳和气流摩擦所产生的热量，使涂层中的升华物质渐渐挥发，与此同时，耐高温有机树脂形成了微孔的碳化层。在这个过程中，虽然涂料表面消融了，但也带走了部分热量。留下的碳化层就好像一道隔热的屏障，把外界大部分热量隔绝掉。当然，火箭在高速飞行时，气流有可能把这层碳化层冲走，但是涂层的厚度是根据火箭飞行时间、涂料消融速度和涂层的隔热效果设计的。冲走了一层碳化层，它还“后继有人”。下面没有碳化的涂层又开始“赴汤蹈火”。直到火箭完成飞行使命为止。这种耐烧蚀隔热涂料，除了用于火箭和飞船等航天工具，还可用在飞机发动机的隔热、玻璃钢火箭发射筒的隔热和抗激光穿透等方面。

三、运载火箭的燃料

运载火箭使用什么动力把航天器送上太空的呢?

早在运载火箭发明前，人们使用油和汽做燃料，汽车、轮船和飞机就是靠这些燃料来行驶的。后来，科学家发明了靠化学能来产生动力的运载火箭。运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用硝酸、液态氧等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。

从物理形态上讲。火箭发动机使用的推进剂有两种形式，一种是液态物质，另一种是固态物质。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机。或称为液体火箭发动机，两者都是呈固体状态。则称为固体燃料发动机或固体火箭发动机。如果在两种燃料中，一种为固体，一种为液体，则称为固一液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机，如氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高，所以，目前研制的火箭发动机多是固一液火箭发动机，两种燃料相遇燃烧，形成高温高压气体，气体从喷口喷出，产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。

30多年的时间里，我国航天技术取得了巨大的成就，引起了世人的瞩目，但是应该清醒地认识到我们的不足。目前，我国现有的长征系列运载火箭是在战略武器的基础上演变延用而来的，其推进剂(偏二甲肼、四氧化二氮)毒性大、污染严重、价格高、性能低，其不足是很明显的。随着全世界对环境保护的日益重视，很可能在不久的将来，全世界禁止生产使用偏二甲肼作为火箭推进剂。如何提高运载火箭可靠性，降低发射成本，增强竞争力，是加速我国运载火箭产业化进程的关键所在。