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交會對接技術是載人航天的關鍵

(1)建設大型的空間站是中國載人航天「三步走」戰略的第三步,中國空間站是一個具有中國特色的空間實驗室,預計在2022年前後建成,空間站的軌道高度為400至450公里,設計的使用壽命為10年,重量達到90噸的空間站能夠容納三名宇航員的「駐守」。2024年,當國際空間站退役之時,中國將成為世界上唯一擁有在地球軌道運行的空間站的國家。空間站的建設採用了「搭積木」的國際通用方式,中國將用大型大型火箭長征5號將空間站的核心艙和實驗艙送上軌道,將用中型火箭長征七號將貨運飛船和載人飛船送上空間站。為了實現空間站的核心艙和貨運飛船、載人飛船的「合體」,必須掌握關鍵的交會對接技術。中國在載人航天工程的第二階段實現了載人飛船和空間飛行器的交會對接,2011年11月,「神州八號」和「天宮一號」實現了自動對接,2012年6月,「神州九號」和「天空一號」實現了手動對接,2016年10月,「神州十一號」和「天空二號」實現了對接,2017年4月,貨運飛船「天舟一號」和「天宮二號」實現了對接。中國空間站的五個模塊——核心艙、兩個實驗艙、神州號載人飛船、天舟號貨運飛船將通過交匯對接技術「拼裝」起來。

(2)2004年,中國正式實施名為「嫦娥工程」的月球探測計劃,就像中國的載人航天工程分為三個階段一樣,中國的嫦娥工程分「三步走」,第一階段為無人月球探測,第二階段為載人登月,第三階段為建立月球基地。2007年10月,「嫦娥一號」發射升空,2010年10月,嫦娥二號完成預定使命,2013年2月,「嫦娥三號」著陸器在月球表面實現「軟著陸」,中國的月球漫步者「玉兔一號」首次在月面進行了巡視勘察。2018年12月8日,嫦娥四號發射升空,2019年1月3日,嫦娥四號探測器在月球背面的南極盆地實現了人類首次軟著陸,中國的月球漫步者「玉兔二號」首次在月球背面進行了巡視勘察。今年的年底,中國計劃發射嫦娥五號探測器,它的使命是採集月球樣本,重新返回地球,完成探月工程「三步走」的第一步,為探月工程的第二步——載人登月積累經驗和數據。中國載人航天的兩大工程——空間站和登月工程分為三個階段,兩大航天工程的實施符合哲學階段論的「等效原理」,這只是兩者實施階段的一致性,空間站和嫦娥工程存在航天技術的交互性,關鍵的交會對接技術同步地應用於兩大工程。「天宮一號」和「天空二號」實際上是兩個空間站的「原型體」,在天宮號飛船和神州號載人飛船、天舟號貨運飛船之間實現了精確的交會對接,這種技術將會在月球軌道上重複使用。

(3)未來的「天宮五號」進入月球軌道之後,兩個太空艙的組合體將實現分離,一個登陸艙將會降落到月球表面,完成月球樣品的採集,登陸艙將在月球表面重新點火升空,與在月球軌道上「等待」的太空艙進行交匯對接,重新組合的兩個太空艙將把月球樣品帶回地球。2011年11月,「神州八號」和「天宮一號」實現了自動對接,2012年6月,「神州九號」和「天空一號」實現了手動對接,交會對接技術的成功應用標誌了中國跨入航天大國的行列,而載人航天的兩大目標——將宇航員送上中國空間站和月球的完成將標誌中國跨入航天強國的行列。中國將在未來的十年實現從航天大國向航天強國的轉變。交匯對接技術在空間站和登月工程的應用符合哲學技術論的「等效原理」,看似不相關的兩大航天工程實際上存在技術上的內在聯繫。明年,中國將發射火星探測器,從而拉開中國火星探測工程的序幕。

(4)地球大氣和系外行星大氣的特徵符合哲學屬性論的「等效原理」,既然地球大氣充當了地球生命的保護傘,那麼系外行星大氣同樣發揮了生命保護層的功能。芝加哥大學的地球和天文科學家在幾年前分析了系外行星氣體雲的特徵,他們將銀河系中宜居性行星的數量提高了兩倍。地球氣象學和「系外行星氣象學」符合哲學原理論的「等效原理」、或氣象學的規律在地球和在系外行星的表現一致。行星上的氣體雲具有反射和吸收恆星輻射的兩大功能,覆蓋在行星上的大氣反射恆星的光線,將一部分恆星的輻射熱量阻擋在大氣層以外;覆蓋在行星上的大氣吸收一部分行星表面的輻射,這種溫室氣體效應提升了行星表面的溫度。行星大氣層對行星表面起到了一種溫度調節器的作用。如果地球大氣僅有反射太陽光的機制,那麼地球將變得異常寒冷;如果地球的大氣僅有吸收和釋放太陽輻射熱量的機制,那麼地球將變得異常炎熱,海水將會幹枯,宜居的地球將變得不宜居。芝加哥大學的科學家對行星大氣的研究成果顯著地擴大了「生命行星」的範圍,生命行星的形成至少有兩種條件,或者行星處在主恆星的宜居帶;或者處在非宜居帶的行星得到了行星大氣層的保持,「生命行星」的兩種形成方式符合哲學結果論的「等效原理」,宜居行星不是生命行星形成的唯一途徑,芝加哥大學的研究成果相當於將大量的非宜居行星納入了生命行星的範圍。

(5)英國曼徹斯特大學的一支天文團隊在幾年前發現了一種尋找「迷失的重子」、或「迷失的物質」的方法,我們已知的可見物質僅占宇宙總成分的4%左右,大量的、或主要的物質躲藏在黑暗中,我們甚至沒有發現所有的可見物質。科學家檢測了射電暴信號的特徵和來源,他們以射電暴在太空傳播的分布來確定星系之間射電束、或電子束的數量,而星系間的電子數量、或電子的丰度表徵了質子和中子的數量、或表徵了重子的數量,而確定質子和中子、或重子的數量有助於科學家破解宇宙學中重子數不足的謎題,通過直接地測量星系間的射電束、或電子束來間接地獲得星系間重子的數量,將間接獲得的重子量數據和理論預期的重子數丰度進行對比,科學家找到了破解「迷失的重子」的一種方法,遙遠的射電波信號也許隱藏了宇宙學的一大奧秘,以探測射電波的方法和以萬有引力定律的方法來尋找宇宙中缺失的物質,兩種方法符合哲學目的論的「等效原理」。宇宙事物存在多樣化的聯繫,對宇宙事物的研究存在多樣化的方法。

(宇哲筆記:2019-3-18)

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