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世界杯揭幕战这只足球来自太空,光明网科普事

  图为同时对接在国际太空站上的两艘飞船(来源:NASA)

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  苏联在上世纪需要设计一款能够长时间滞留在太空并能够进行轨道对接的飞船,包括科罗廖夫设计局在内的多个设计局和相关部门参与了这种飞船的研发。

可能也有一天中国也举办世界杯,那个时候的足球也可能来自中国太空站。不过,到时中国足球队仍然不知道在那里?

  联盟号飞船可以运送三位宇航员进入太空,这是目前国际太空站唯一的人员交流方式。联盟飞船每过几个月就会运送宇航员进入太空,接下来飞船将对接停靠在空间站上,直到需要返回地球的宇航员使用这艘飞船的返回舱。

现在能在太空上出现飞行器主要有这几类:一个是一次性的火箭,第二是卫星,第三是已经退役的航天飞机,第四就是由火箭发射上太空的飞船。而太空站的概念有点像载人的大飞船,不同的是飞船是可以返回地球的。

  出品:科普中国军事科技前沿

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  图为正在发射的搭载MS-07飞船的联盟火箭(来源:wiki)

装配完成的国际空间站长110米,宽88米,大致相当于一个足球场大小,总质量达400余吨,这就是一个太空足球场。

  随着2018年世界杯大幕拉开,世界球迷们沸腾着迎接这一足球盛典。本届世界杯有一个非常有趣的细节,那就是比赛用球上过太空!

作为一位航天小白,我尝试解释一下什么叫“太空站”。首先我们理解两个概念,什么是“航空”与“航天”。简单来说航空就是在大气层以内的飞行器,航天就是在大气层以外的飞行器。

  或许有人会问,宇宙飞船这种堪称大国重器的东西,难不成就用来完成这种民用的小事吗?实则不然,联盟号飞船设计之初就意义重大,只不过军民融合这一观念的确体现在这种飞船上。

世界杯揭幕战这只足球来自太空。

  图为搭乘MS-07联盟号飞船的三位宇航员合影(来源:wiki)

昨晚朋友圈刷了一夜的屏,2018年世界杯揭幕战晚上11点打响。嗯,昨晚我睡得特别早,10点就睡了。

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太空站是一个什么的概念?说白了就是一个宜家家居、或者是乐高的概念,让以前的美国航天飞机和俄罗斯、欧洲火箭把一块一块的组件运上太空,然后再组装在一起。这个建设过程分为三个阶段,过程长达十几年。

  飞船或空间站在轨期间都会进行一系列的科学实验,包括太空育种、动物生理实验,太空3D打印等等。所以说我们能见到的,除了太空足球,还有太空蔬菜、太空水果等等。

这只2018年世界杯比赛用球Telstar18,由俄罗斯宇航员奥列格-阿尔捷米耶夫带到国际空间站,而早些时候另一位俄罗斯宇航员安东-什卡普列罗夫把联盟MS-07密封舱里的这只球带回地球。

  话题回到联盟号飞船本身,这种飞船已经经历了五十多年的漫长发展,从最初的联盟A飞船(Soyuz A),一直演变成现代的联盟MS飞船。这一系列的改进包括加强太阳能电池板的效率,使用更高效和更小的计算机系统,并改进了对接与姿态控制发动机系统。

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  联盟号设计之初包含军事用途

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  虽然,联盟飞船最初被设计时更多的被用于军事用途,但是其也如同其他飞船一样,积极而广泛的参与了国际太空站的科研设备和材料的运输。

而太空站使用年限到了后,也可以回到地球——不过是掉到大气层里烧掉了。

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但从技术和经验方面来说,还是主要靠俄罗斯,因为前苏联和俄罗斯时代已经运行过7个礼炮号空间站和后来的和平号空间站。

  在最初的设计中,联盟号就被设计有多种用途,一方面当然是用于空间探索,另一方面则是用于军事用途。

所以能有完全运营空间站经验和技术的只有俄罗斯,美国主要是参与太空舱的建造,而欧空局有很强的商业卫星发射经验,但人家发射那个主要是赚钱用的,而太空站是烧钱用的。加拿大、巴西、日本也参与了建造,作用就小一些。

  监制:光明网科普事业部

美国航天飞机已经全部退役

  作者:矛隼工作室

不仅如此,这只足球已经被两位宇航员在国际空间站“试用”过了。不过俄罗斯和沙特阿拉伯的两队球员能用上来自太空的足球,相信感觉也是不错的。

  发往太空的快递不只有世界杯足球

所以你可以理解,为什么俄罗斯世界杯揭幕战那只足球来自太空,因为俄罗斯是国际空间站的主人家。

  苏联曾希望借助于联盟号飞船建设各种航天组合体已完成军事目的。事实上在冷战的中期,由于计算机和空间技术的不发达,美苏两国都非常希望使用载人飞船作为主体操作军事航天组合体。美国也曾希望使用载人飞船或是航天飞机来为自己的间谍卫星更换胶卷。

国际太空站为何叫“国际”?

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今天我们来聊一下这个来自太空的足球场——国际太空站。

  2018年3月21日,携带着比赛用球的MS-08联盟号飞船发射升空。5月31日,俄罗斯宇航员Shkaplerov和Oleg Artemyev还使用了这个足球在国际太空站上进行了一场别开生面的足球赛。

揭幕战在莫斯科卢日尼基体育场打响,东道主俄罗斯战沙特阿拉伯。不过今天我们不谈如何踢球,而是谈一下踢的那只足球。当然这只足球那里生产的无从考究,很多人希望它是来自中国。

  联盟号主要活跃在近地轨道,其在轨对接技术也直接催生了一系列的航天计划,也包括这次世界杯比赛用球Telstar18暂时“居住过”的国际太空站。

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  联盟号的返回舱(Descent Module,又名下降模块)近似于一个圆球,这使得其返回时几乎是弹道式的返回。返回舱的第一个减速手段是利用大气层的摩擦,随后其将打开自己的制动伞,再打开自己的主降落伞。在返回舱最终降落之前,其固体燃料制动发动机将被启动,完成最终的减速。

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  图为停靠在国际太空站上的MS-01联盟号飞船(来源:wiki)

最后上一组NASA公布的国际空间站美照:

  1965年8月1日,苏联军事工业委员会(VPK)签署了一道命令,建议改进上升号和联盟号飞船用于军事。苏联分别有过卫星截击机计划和光学侦测计划,前者是使用联盟号飞船作为载体,进行太空的反卫星作战,后者则是一个以光学对地观测设施为主体的空间站,联盟号飞船的宇航员将负责操控这个空间站,但是这两个计划最终都被放弃。

我们见到的所有飞机,都是大气层以内飞行的,都属于航空领域。而太空站在大气层外,属于航天领域。还有一种在研发当中的飞机,它在介于大气层空气稀薄高度飞行,我们管它叫“空天飞机”。

  总而言之,联盟号飞船这个俄罗斯航天的功勋老臣,同时肩负着国家安全的探索工作,又在为了俄罗斯民间的经济和科研事业任劳任怨。相信这次它从太空带下来的足球,也能给今年的俄罗斯世界杯带来好运。

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  联盟号飞船通常使用联盟系列运载火箭发射。非常有趣的是,联盟火箭也是由作为军事用途的R-7型洲际弹道导弹经过数十年改进而来的。

而美国从来没有建造过空间站,他们把钱花在航天飞机上了。

  宇航员在国际空间站用世界杯用球“射门”

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  这运送足球的飞船——联盟号飞船是自上世纪以来,俄罗斯最主要的载人飞船,目前也主要承担了国际太空站的人员运输和替换任务。

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  联盟号是目前宇航员通往国际太空站的唯一方式

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  的确,本次的世界杯比赛用球Telstar18今年三月份就被送上了国际太空站,并跟随宇航员乘坐MS-07号联盟飞船返回地球。

因为是很多国家参与建造和使用的呀,国际空间以美国、俄罗斯为首,另外包括加拿大、日本、巴西和欧空局等4个重要成员,共有16个国家参与。

  2018年6月3日,已经在轨166天之久的MS-07飞船开始返回地球,俄罗斯宇航员安东•什卡普列罗夫也带着这个足球返回了地球。

中国将于2022年左右建造自己的太空站

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所以后来我们决定单干了,之前的消息是中国将于2022年左右建造自己的太空站,到时将会是一个60吨级的太空器,而国际空间站是总重超过了400吨。

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这个情况与中国足球的情况有点相反,中国足球队是因为要在国内看电视直播而没有去。但国际空间站是因为中国航天有点实力,美国不让去——理由很多,例如怕中国从中可以提高自己的军事实力。

太空站就像是乐高玩具一样装配出来

不过白岩松都说了:“俄罗斯世界杯中国除了足球队,什么都来了。”那为什么不年建设国际太空站的时候有这么多国家参与,却唯独没有中国?

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