不过,并非所有作物种子上太空游历一番后都能发生有益的变异,也有受不了这种“高级礼遇”的,如茄子、萝卜、丝瓜等作物种子上天走了一遭后,非但不能增产,反而像得了病似的,发芽又慢又小,且发芽率降低。其实,即便是同一种作物,不同的品种,搭载同一颗卫星或不同卫星,其结果也有不同,这在一定程度上说明了太空环境的复杂性和太空育种的局限性。
太空育种开创了一种全新的育种模式,也为发展现代农业提供了新的技术支撑,所以如今引种、试种“太空蔬菜”和“太空粮”也在全国逐渐升温。目前,全国已有20多个省、市、自治区开展了太空青椒、番茄、黄瓜和太空稻、太空麦等的引种、试种,北京、南京等地还建立了航天育种中心,山东、黑龙江、江苏、北京和上海等地都建有“太空蔬菜”种子繁育基地,并进入了小面积推广和商品化生产阶段。据介绍,前年开始,已有批量“太空椒”、“太空番茄”、“太空黄瓜”等在北京、上海、南京、广州等大城市的市场上登场亮相,仅上海和江苏两地在近几年里累计上市量就有10多万公斤。
第一只太空生物——苏联的太空小狗莱依卡
1957年,苏联在发射了第一颗人造地球卫星之后仅一个月,又发射了第二颗人造卫星,这颗卫星重508千克,为锥形。与第一颗卫星不同的是,在这颗卫星上增设了一个密封生物舱,舱内有一位特殊的宇航员,这位宇航员是一只名叫莱依卡的小狗。小狗的身上连接着测量脉搏,呼吸,血压的医学仪器,通过无线电随时把这些数据传递到地面。为了使舱内空气保持新鲜清洁,还安装了空气再生装置和处理粪便的装置,并使舱内保持一定的温度和温度。科学家们为了使小狗能够有规律地用餐,还特制了一套自动供食装置,信号灯每天三次定时亮起来,莱依卡看见灯亮就知道该用餐了。由于受到当时技术水平的限制,这颗卫星无法进行回收,许多极为珍贵的第一手资料未能返回地面。莱依卡在卫星生物舱内生活了一个星期,但飞船进入轨道后,保证生命的绝热层剥离,舱内温度急剧上升,莱依卡很快因舱内高温致死,为人类探索太空作出了牺牲。
四、 载人航天
载人航天器按飞行和工作方式分为载人飞船、空间站和航天飞机。载人飞船包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。航天飞机既是航天器又是可重复使用的航天运载器。
载人飞船
载人飞船的设计依据是由飞船上天要执行或完成什么任务而定的。当然还要根据发射飞船国家具体科技水平而定。例如,世界上第一批上天的飞船——苏联的东方号和美国的水星号。它们的任务很简单:一是要把飞船发射到太空正常运行;二是看看人在太空能否生存和有没有工作能力;三是安全地把飞船和人回收。而第二代飞船,如美国的双子星号座飞船和苏联的上升号飞船,它们的设计指标除了满足第一代飞船全部要求外,还要加上新的太空飞行任务,如航天员出舱到太空行走,完成一些空间科学试验任务,等等。随着载人飞船的任务不断增多,在太空飞行时间日益延长,甚至为了实现登月,要求有效载荷、活动空间、物质耗费量、用电量、飞船体积和重量等的增加及实验任务中特殊需求等,都给飞船的设计带来新的指标要求,加大了设计难度。
飞船的主要结构特点是有载人舱。它的主要结构可分为几个舱段,例如,可采用两舱式结构(返回舱和服务舱)和三舱式结构(返回舱、轨道舱和服务舱)。如有对接任务时则有对接机构,它放在飞船的最前边。前苏联第一代飞船东方号的结构很简单,是两舱式,飞船只载1个人。第二代飞船飞行时,前苏联的上升号多了一个出舱用的气闸舱,且能载2~3人;而美国双子星座号飞船仍为二舱式加对接机构。第三代飞船是三舱式结构,如苏联的联盟号飞船。这种飞船的最前端是对接机构,然后接轨道舱,再接返回舱和服务舱,最后与运载火箭相连。有的舱之间有过渡舱段相接连。有出舱任务的载人航天器都增设出舱用的气闸舱。美国阿波罗号飞船除有两舱段结构外还增设登月舱。
飞船的轨道舱是飞船重点的舱段。它前端的对接机构供飞船与其它飞船或空间站对接用,其下端通过密封舱门与返回舱相连。它是航天员在太空飞行(轨道)中,进行科学实验、进餐、体育锻炼、睡觉和休息的空间,其中备有食物、水和睡袋、废物收集装置、观察仪器和通信设备等。轨道舱还可兼作航天员出舱活动的气闸舱。
返回舱也是密闭座舱,在轨道飞行时与轨道舱连在一起称为航天员居住舱。在起飞阶段和再入大气层阶段,航天员都是半躺在该舱内的座椅上,并有一定角度克服超重的压力。座椅前方是仪表板,以监控飞行情况;座椅上安装姿态控制手柄,以备自控失灵时,用手控进行调整。美国水星号飞船在返回地面时自控失灵,就是靠航天员手控使飞船返回地面的。在飞船返回地面之前,轨道舱和服务舱分别与返回舱分离,并在再入大气层过程中焚毁,只有返回舱载着航天员返回地面。
飞船的服务舱也可称“仪器设备舱”。它的前端通过过渡舱段与返回舱相连,后端与运载火箭相接。联盟号飞船的这个舱又分前后两部分,前段是密封增压的,内部装有电子设备,以及环境控制、姿态控制、推进系统和通讯等设备;后段是非密封性的,主要是安装变轨发动机和贮箱等物。服务舱外部装有环境控制系统的辐射散热器和太阳能电池板。
载人飞船、航天飞机和空间站是当代载人航天器的三种主要类型,其中载人飞船是开创载人航天历史的载人航天器。它用一次性火箭发射,发射费用较少,结构简单,用途也较广,既可作为载人于天地之间往返的运输工具,又可作为空间站的救生艇。与航天飞机比较,飞船技术比较简单,更切合载人航天初期的实际需要。发展航天飞机的初衷是想通过重复使用降低运行成本,但从目前发展航天飞机的大国看,其研制、运行费用并未减下来,俄罗斯因经费问题,其航天飞机也未研制下去,目前仍使用飞船;欧洲发展小型航天飞机赫尔墨斯号,由于电子技术复杂、研制成本高,所以进行了8年之后下马。由此看来,中国发展载人航天事业,从技术基础、研制成本费用等多方面综合考虑,发展载人飞船是切合中国国情的实际的途径,也符合载人航天历史发展的情况。苏联和美国的载人航天也是从研制载人飞船起步的,先用载人飞船把航天员送入太空;接着,利用飞船进行航天员的太空行走、航天器之间的对接等活动;最后,航天员乘坐飞船登上月球。
有人说现在有了航天飞机,载人飞船就可以不用了,这是不正确的,从载人航天总体任务来看,载人飞船不但不能放弃,还要有重大的发展。
载人空间站
载人空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员在其中生活工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成,较大型的可分批发射组件,在太空中组装成为整体。在空间站中要有人能够生活的一切设施,不再返回地球。其结构特点是体积比较大,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体,再加上有不同用途的舱段,如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口,以保证站内电能供应和实现与其它航天器的对接。