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美国航天事业发展和取得的成就
2019-08-14 19:40

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  展开全部20世纪初,R.H.戈达德开始研究和试验固体火 箭,后发表著作论证向月球发射火箭的可能性。1921年,他转向 研究液体火箭发动机,并于1926年发射了世界上第一枚以液氧、 汽油为推进剂的液体火箭。1936年,加利福尼亚理工学院的T. von卡门等人也开始研制液体火箭。第二次世界大战结束后,美国在缴获的德国V—2火箭的基础上开始研究大型火箭和导弹。陆军在W.von布劳恩等德国专家的帮助下,于1945年发射了V—2火 箭,1949年开始研制“红石”弹道导弹,1954年制定用“丘辟特”C 火箭(“红石”导弹作为第一级)发射卫星的“轨道器”计划。美国海军利用V—2火箭技术研制“海盗”号探空火箭,并从l949年开始 飞行试验。美国空军于1954年开始研制“宇宙神”洲际弹道导弹, 并提出以这种导弹为基础发射卫星的方案。为了不影响弹道导弹 的研制,美国决定由海军以“海盗”号探空火箭为基础,研制发射卫 星的“先锋”号运载火箭。1957年苏联成功发射人造卫星,促使美 国在执行“先锋”号计划的同时抓“轨道器”计划。1958年1月31 日用“丘辟特”C火箭(改名“丘诺”1号火箭)成功发射美国第一颗 人造卫星“探险者”1号。为了加速发展航天事业,美国在1958年 2月成立了国防部高级研究计划局,并在同年10月成立主管民用 航天活动的国家航空航天局。从1961年开始实施“阿波罗”登月 计划,1969年7月首次把两名宇航员送上月球,并安全返回地球。 从1972年起,美国航天活动的重点转向开发和利用近地空间,并 开始研制航天飞机。1982年11月航天飞机进行首次商业飞行。

  美国的航天活动包括军用和民用两个部分,分别由国防部和国 家航空航天局负责。国防部和国家航空航天局均有独立的科研和 试验机构、发射基地和测控系统,并与政府其他部门、高等院校和私 营企业广泛协作。美国主要的航天器发射场是空军东靶场、西靶场 和国家航空航天局的肯尼迪航天中心。从1958年到1984年底,美 国使用了8种运载火箭:“先锋”号、“丘诺”号、“红石”号、“雷神”号、 “宇宙神”号、“侦察兵”号、“大力神”号、“土星”号和航天飞机,共发射 了1019个航天器,居世界第二位,耗资约1700亿美元。

  从1958年至1984年底,美国共发射人造地 球卫星923颗,包括科学卫星、技术试验卫星和应用卫星,其中应 用卫星约占加呢。60年代初和以后,相继发射了侦察卫星、气象 卫星、导航卫星和测地卫星。1964年8月19日发射了世界第一颗 地球静止轨道试验通信卫星,使卫星通信进入实用阶段。从70年 代起,预警卫星、地球资源卫星相继投入使用。到80年代,在继续 改进原有几种应用卫星的同时,又发射了广播卫星、跟踪和数据中 继卫星等。

  从1961年至1984年底,美国先后实现了5项载人航天计划,完成46次载人航天,耗费约500亿美元。1961年5月 A.B.谢泼德乘“水星”号飞船首次完成轨道飞行。1961年9月组 建约翰逊航天中心,它的任务是设计和制造载人飞船,选拔和训练 宇航员。印年代实现了“水星”计划、“双子星座”计划和“阿波罗” 工程。通过前两项计划,解决了载人上天和返回的问题,试验了飞 船的轨道机动、交会、对接和宇航员出舱活动等技术,为实施“阿波罗”工程奠定了基础。1969年7月至1972年12月,先后有6艘 “阿波罗”号飞船完成了月球航行,12名航天员在月面上进行了科 学考察。70年代美国重点实行两项计划:‘‘天空实验室”计划和航 天飞机工程。1973。1974年间以“天空实验室”为空间活动基地, 先后有3批宇航员乘“阿波罗”号飞船上去工作,开展了生物学、天文学、地球资源勘测和生产工艺方面的实验。航天飞机于1972年 开始研制,1981年4月首次试验,1982年11月投入使用。

  美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行 星际空间环境,重点是月球和火星,其次是金星、水星、木星和土星。1958。1968年间先后用“先驱者”号探测器、徘徊者”号探测 器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”等考察了月球,包括拍 摄月面照片和分析月球土壤,为实现载人登月提供了科学资料。 火星探测器主要有“水手”4号、“水手”6号、‘‘水手”7号和“水手’,9 号以及“海盗”1号和“海盗”2号。1962年发射的“水手”2号和 1967年发射的“水手”5号先后在离金星35000公里和7600公里 处掠过,测量了金星的大气密度和表面温度。1972年3月2日和 1973年4月5日发射的“先驱者”10号和“先驱者”11号分别于 1973年12月和1974年12月掠过木星,探测了木星的辐射带和大 气层,拍摄了木星极区的照片。“先驱者”10号于1986年穿过冥王 星的平均轨道,成为飞离太阳系的第一个航天器。1977年发射的 “旅行者”l号和“旅行者”2号于1979年飞临木星,首次临近观80年和1981年先 后飞近土星,拍摄了土星的照片,提供了关于土星环结构的新资料 并发现了土星的新卫星。

  水星-红石3号于1961年5月5日发射,宇航员艾伦·谢泼德成为了第一位进入太空的美国宇航员。太空竞赛

  前苏联于1957年10月4日成功地将第一枚人造卫星史泼尼克一号送入太空之后,美国的注意力转移到自己正在起步的航天工业发展。国会受到此一史泼尼克危机的震撼,要求政府立即采取行动,但艾森豪总统与其顾问团则认为应该更审慎地考量,在数个月的商议后,认为有必要成立一个全新的政府机构,以领导所有非军事太空行动。

  美国的第一颗环地球人造卫星“探索家一号”在1958年1月31日发射升空。同年7月29日,艾森豪总统签署了NASA的成立,1958年10月1日NASA正式成立。NASA以拥有46年历史的研究机构国家航空咨询委员会的四个主要实验机构与其中80名成员改组而成。由在战后迁移美国的前德国火箭专家沃纳·冯·布劳恩所领导的德国火箭计划,对于美国进入太空竞赛领域有着重大的贡献,被誉为美国太空计划之父。陆军弹道飞弹署(Army Ballistic Missile Agency)和海军研究中心(Naval Research Laboratory)的一部份也整合到NASA的组织里。

  国际空间站 (与俄罗斯、加拿大、欧洲、Rosaviakosmos以及日本宇宙开发局合作)

  原计划中,在水星计划和双子星计划结束之后的阿波罗计划启动,以在太空中做“有意思”的工作,甚至把宇航员送入月球轨道(并未计划登月)。肯尼迪总统在1961年5月25日的演说中声称美国应该在1970年以前“把一个宇航员送到月球上并把他安全带回来”使得阿波罗计划被迅速调整。阿波罗计划也就变成了载人登月计划。双子星计划很快变成了为复杂得多了的阿波罗计划提供辅助航天器技术的任务。

  奥尔德林(阿波罗11号)在月球表面行走包括阿波罗1号中美国第一次有宇航员牺牲的事件,阿波罗8号首次航天器环绕月球的壮举在内,8年的初期准备之后,阿波罗计划为阿波罗11号派遣尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林于1969年7月20日登月并于7月24日返回做好了准备。在踏出登月舱之后,阿姆斯特朗说道:“这是一个人的一小步,也是全人类的一大步。”到1972年为止,共有12个宇航员登月成功。

  美国太空总署赢得了登月竞赛,但在某种意义上失去了方向,至少失去了以保持保证国会批准高额预算的来自公众的关注和兴趣。约翰逊总统下台之后,美国太空总署失去了其主要的政治支持,火箭科学家沃纳·冯·布劳恩被派到华盛顿游说政客。作为后续计划,建立宇宙空间站,建立月球基地,并在1990年前由宇航员登陆火星的想法被提出,但是土星火箭和阿波罗计划所使用的设备却无法支持这些目标。阿波罗13号氧气罐爆炸近乎失事而差点损失全部3名宇航员的性命,引起了全国上下的注意和关切。尽管阿波罗计划一直安排到阿波罗20号,阿波罗17号为她的母计划画上了句号。这个计划因为预算紧缩(部分因为越南战争的高额支出),和建造可重复使用航天器的计划而结束。

  美国国家航空航天局-科研活动 美国国家航空航天局地球气象在航空技术方面,主要从事以下四方面的工作: ① 空气动力:紊流学、翼型、 超音速飞行等。② 推进技术:燃烧与燃料、噪声及其传播、计算流体力学、涡轮机械部件研究。③ 材料与结构:复合材料、高温材料、动态加载与气动弹性、结构分析等。④ 航空电子学和人素工程:制导/导航、航空电子学、飞行管理和模拟技术。

  NASA的长远目标:在利用航空航天技术以满足国家需要方面起领导作用;利用新型空间远距离通信能力于公众服务事业;保持美国民用和军用航空优势;继续进行科学探索以及加强对宇宙、太阳系和地球环境的了解;人造卫星的应用,人造卫星研究和技术发展; 将航天技术和知识转移以用于一般工业。目前NASA主要的研究范围和研究目标包括:

  航空航天技术:实现航空航天领域技术和工程革命,开发更加先进、更加安全的航空技术,增强运载能力,降低辐射和噪声;革新航天运输系统,降低成本,增强安全性并进行商业开发。

  人类航天探索与开发:探索空间前沿,开发能够让人类永久工作和生活空间,对宇宙进行商业开发,分享探索带来的经验和益处。

  地球科学:开发一个了解地球科学系统,探索它对于自然环境变化和人类活动情况的反应,提高气候、天气和自然灾害预测水平。

  1957年苏联第一颗人造地球卫星上天后,美国组建了国家航空航天局,对发展美国的航空航天事业起了重大作用。美国国家航空航天局的研究课题内容广泛,以航天为主。在航空方面的研究课题主要有超声速技术 、飞机节能技术等 ;在航天方面主要配合几个大型工程,如阿波罗工程、天空实验室、航天飞机等开展研究。它通过科研课题、合同、计划等形式与国防部、高等院校、工业企业的研究机构保持密切的关系。它下辖的研究中心和实验室有十几个,如戈达德航天中心、肯尼迪航天中心、喷气推进实验室等。但科研工作80%以上委托局外各单位进行处理。研究成果以NASA出版物形式发表。出版物有《技术报告》、《技术札记》、《合同户报告》、《技术备忘录》、《技术译文》、《特殊出版物》等。

  美国太空总署的年度预算为160亿美元,总部位于华盛顿哥伦比亚特区。在太空计划之外,美国太空总署还进行长期的民用以及军用航空宇宙研究。美国国家航空航天局被广泛认为是世界范围内太空机构的领头羊。

  NASA从事的研究领域:航空学研究及探索,包括空间科学(太阳系探索、火星探索、月球探索、宇宙结构和环境),地球学研究(地球系统学、地球学的应用),生物物理研究,航空学(航空技术),并承担一定的培训计划。

  NASA的机构设置:NASA华盛顿指挥部为最高管理机构。下设埃姆斯研究中心(NASA-ARC)、 德莱顿飞行研究中心(NASA-DFRC)、格伦研究中心(NASA-GRC)、戈达德空间研究所(NASA-GISS)、戈达德航天飞行中心(NASA-GSFC)、独立认证与鉴定研究所(NASA-IVVF)、喷气推进实验室(NASA-JPL)、肯尼迪航天中心(NASA-KSC)、兰利研究中心(NASA-LRC)、马歇尔航空飞行中心(NASA-MSFC)、斯坦尼斯航天中心(NASA-SSC)、沃罗普飞行研究所(NASA-WFF)和白沙试验研究所(NASA-WST F)。

  美国国家航空航天局-奖项设置 美国国家航空航天局NASA杰出公共服务奖章(NASA Distinguished Public Service Medal)为美国国家航空航天局最高奖章,用于授予圆满完成工作任务并为NASA取得卓著贡献,且这种贡献是其它奖章不足以表明其功绩的非政府雇员。

  NASA优异服务奖章(NASA Exceptional Service Medal)仅授予政府雇员. 授予积极主动表现忠于职守或者具有创造性的才干并取得工程、航空、空间飞行、管理等方面进步,使NASA计划取得实质性进展的雇员。

  NASA公平就业机会奖章(NASA Equal Employment Opportunity Medal)授予政府和非政府雇员, 奖励取得突出成就和使美国国家航空航天局公平就业计划取得实质性贡献的政府、社团和群体成员。

  NASA优异管理成就奖章(NASA Exceptional Administrative Achievement Medal,仅授予政府雇员,用于授予联邦政府雇员中取得具有重大意义成就、特殊的成就,主动做出不同寻常的贡献,或者创造性地在管理上使NASA取得实质性进步的人员。

  NASA优异成就奖章(NASA Exceptional Achievement Medal)仅授予政府雇员,用于授予具有重大意义,包括特殊成就、程序改进、效率、服务、金融储蓄及技术进步等方面为NASA做出贡献的人员。

  NASA特殊勇敢奖章(NASA Exceptional Bravery Medal)授予政府和政府雇员.,用于奖励做出模范性的,不顾个人危险勇敢地处理突发事件避免了生命及政府财产损失的个人。

  NASA优异技术成就奖章(NASA Exceptional Technology Achievement Medal)授予政府和非政府雇员.,奖励在NASA计划早期技术发展方面取得引人注目的贡献、模范性的合作努力、技术上的发展变化、航空航天技术转化商业应用方面作出特殊贡献者。

  NASA空间飞行奖章(NASA Space Flight Medal)授予取得重大成就或服务于从事民间或军事太空飞行的人员,包括宇航员、飞行员、任务专家、载荷专家、或者其它参与空间飞行任务的人员。

  NASA公共服务奖章(NASA Public Service Medal)授予非政府职员,奖励完成任务的非政府雇员.,承认其为美国国家航空航天局做出的特殊贡献。

  NASA杰出领导奖章(NASA Outstanding Leadership Medal)仅授予政府职员,奖励取得突出成绩,在美国国家航空航天局技术和行政上有着非凡影响的领导人员。

  NASA杰出服务奖章(NASA Distinguished Service Medal. )仅授予政府雇员.,NASA 的最高荣誉称号,授予联邦政府雇员中提供了卓越服务,具有非凡才干或精神,使NASA取得实质性进步其它奖章不足以表明其功绩的人员。

  美国国家航空航天局-组织机构 太阳出现巨大黑子NASA在行政上直属总统领导,由局长总体负责。NASA是在两个层次的基础上实施管理,局总部管理和战略事务部管理。局总部对全局负有领导责任,协调局内外工作,执行NASA的对外成本核算和联络,制定该局长远规划、年度计划,实施预算集成,制定NASA的发展战略、长期投资战略、NASA政策和标准。监督各研究中心的技术管理工作;检查各阶段工作进展和完成情况;保证执行经国家批准的计划。NASA建立了六个战略事务部,分管NASA的主要业务领域,以实现NASA的任务和更好地服务于客户。它们分别是:航天飞行部(约翰逊航天中心、肯尼迪航天中心、马歇尔航天飞行中心、斯坦尼斯航天中心);航空航天技术部(下属艾姆斯研究中心、德莱登飞行研究中心、兰利研究中心、戈兰研究中心四个研究中心);地球科学部(下属戈达德航天飞行中心);空间科学部(下属喷气推进实验室);生物和物理研究部和安全与任务保障部。每个战略事务部都有自己的一套战略目标、目的和为满足主要客户需求的执行措施。战略事务部负责确定客户需求并确保所有客户满意。各事务部会同分管业务的副局长确定其工作方向,负责制定各事务部的长期投资战略、预算、项目资源分配和性能评估、政策和标准,执行NASA的政策。

  NASA 1994年度雇员为24731人,到1999年减少到21000人。1994年度经费为145.5亿美元, 1995年度经费为143亿美元。2001年经费为142.5亿美元。2002年,NASA有雇员18800多人,其中总部有1200多人、约翰逊航天中心2900多人、肯尼迪航天中心1800多人、马歇尔航天飞行中心2700多人、斯坦尼斯航天中心约300人,艾姆斯研究中心1500多人、德莱登研究中心约600人、兰利研究中心2300多人、戈兰研究中心1900多人,戈达德航天飞行中心3300多人。从业务领域来看,从事人类航空航天探索与开发的有6700多人,从事空间科学的有2453人,从事生物与物理研究的1200多人、从事地球科学的1800多人。

  《技术报告》(TR)、《技术札记》(TN)、《合同户报告》(CR)、《技术备忘录》(TM)、《技术译文》(TT-F)、《特殊出版物》(SR)等。

  美国国家航空航天局-科研发现 美国国家航空航天局美国国家航空航天局2009年7月21日证实,木星在过去相当短一段时间内再次遭遇其他星体撞击,使木星南极附近落下黑色疤斑,撞击处上空的木星大气层出现一个地球大小的空洞。

  木星新出现的这处空洞由澳大利亚业余天文爱好者安东尼韦斯利于20日上午从澳大利亚最初观测发现。美国航天局位于加利福尼亚州的喷气推进实验室随后展开观测活动,并借助设于夏威夷的空间红外望远设备捕捉到了木星空洞及疤痕静态画面。喷气推进实验室天文科学家格伦奥顿说:“疤痕可能因彗星撞击所致,但有待进一步证实。” 喷气推进实验室宇航员雷格弗莱彻告诉美国《新科学家》杂志,木星黑斑“约等同于一个地球大小”。

  观测并拍摄到木星新空洞的澳大利亚天文爱好者韦斯利现年44岁,正业是一名计算机程序编写员。澳大利亚媒体报道,韦斯利从小就喜欢天文观测,此次发现木星空洞的工具是架设在他家后院内的一台14.5英寸折反射望远镜。 韦斯利20日在互联网上刊登了他拍摄的照片及拍摄记录。他说,当天他首先观测到木星南极处出现一个“黑点”,原本以为是木星“极暴”,但随着木星自转,他发现黑点为立体空洞状,随即推翻“极暴”猜测转而判定为撞击痕迹。木星为液态行星,是太阳系八大行星中体积和质量最大的一颗。1994年7月16日至22日,一颗名为苏梅克-列维9号的彗星与木星迎头相撞,成为人类史上第一次直接观测到的天体相撞。

  那次彗木相撞产生相当于20亿枚爆炸的威力,产生直径达10公里、温度达7000摄氏度的火球,形成地球大小的尘埃云团,在木星表面衍生的黑斑存在了数月之久。 《纽约时报》报道,美国航天局仍在继续追踪观测木星,以获取更多信息,包括证实撞击物究竟是彗星还是其他物质。由于此次相撞的时间很可能与15年前的彗木相撞重合,科学家还希望研究其间是否存在某种规律

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