1961年人类才第一次乘坐宇宙飞船“东方一号”进入太空,时间维持了一个多小时,虽然时间很短,但是还是迈出了人类 探索 宇宙的第一步;而到了1969年,三个宇航员成功登上了月球,他们乘坐的土星五号火箭至今仍然是地球上推力最大的火箭之一,仅次于前苏联的能源号运载火箭,起飞重量可以达到3038吨,总推力可以达到3400吨。
这个推力和运载力到底有多强呢?这么说吧,现在美国还未完全研发成功、正在全新研发的太空发射系统(SLS)的推力也仅仅和土星五号相当,你要知道二者的研发时间已经间隔了50多年,看到这里你是不是觉得人类在运载火箭方面的进步是不是有点慢了。
其实在 历史 上美国曾提出过一个更加疯狂的宇宙飞船计划,它的运载力将是土星五号的数倍乃至十几倍!可以将40个人一次性运载至火星甚至土星。
除此之外,之所以称这个计划非常疯狂,除了惊人的运载力之外,还有这个计划提出的时间也非常早,这个计划到底是什么?既然当初提出了,为什么现在不提了?又是为什么终止的呢?接下来就一起了解下美国在 上个世纪50年代提出的猎户座计划。
上个世纪40年代末开始,美苏两国就开始了冷战,这种冷战的领域是全方位的,自然也就包括了 科技 和宇宙开发 ,毕竟在那之前,人类对宇宙的开发仅限于神话故事和天文观测,火箭理论也属于刚刚提出不久的全新理论。因此谁要是在宇宙开发领域迈出第一步,谁就在关键的 科技 领域压对方一头,因此美苏两国在50年代对于宇宙 探索 领域投入很大。
为了展示自己在 科技 方面的实力,美国在1958年提出了一个非常疯狂的飞船设计计划,名字叫做 猎户座计划 ,当然这和现在美国正在执行的重返月球的 猎户座飞船 根本不是一回事。
他们最初的设想是, 这个飞船重量大约在1万吨左右,可以将40个宇航员一次性运往火星和土星,而且前往火星的时间仅仅用时125天,而且在美国科学家的设想中,1970年,这个猎户座计划就可以将宇航员运往土星!
这可比现在所有的火箭和飞船都更加强大, 归根结底在于这个猎户座计划的飞船的动力十分神秘。
常规的火箭都是采用化学燃料作为推进剂,即使是强大如土星五号也是如此,但是猎户座计划则采用了一种听起来特别难以想象的动力,那就是采用 数万颗核武器接连引爆 作为飞船的推进动力!
在计划中,整个飞船有60层楼的高度,可以说和一座小山差不多,重量有一万吨,飞船会携带有2万枚小型核弹,而且动力也不是持续输出的,而是采用每隔一段时间引爆一颗核弹,以此提供脉冲式的能量来源。
当飞船升空后,下一颗核弹将在飞船后部引爆,喷射出向四面八方喷去的等离子体,在飞船后部,会有一个金属推进盘,核弹引爆后的等离子体以极高速度和能量冲击到金属盘上,给飞船提供前进的强大动力,以此推进飞船前进。
当然由于核爆瞬间爆发的能量极其强大,飞船后部的金属盘上会有一种专门设计的能量吸收装置,然后就能量再释放出去,提供给飞船持续不断的能量。
这个猎户座计划之所以震撼,在于它的几个特点:
1、提出时间很早,在它提出的时候,人类第一个载人宇宙飞船还没有成功,因此并不存在技术路径提出时间太晚的问题;
2、起飞重量数倍于常规燃料火箭,运载力惊人。
但是令人奇怪的是,如今60多年过去了,我们几乎没听过这个核武器推进动力计划的消息,原因是它早就终止研发了。
猎户座计划在1958年提出,提出的时间还是比较早的,但是到了1965年,这个比阿波罗登月计划还雄心勃勃的宇宙 探索 计划就被终止了。原因是多方面的:
1、既然是通过核武器爆炸的方式提供动力,那么在地球上发射时,也会引爆核武器,在离开大气层之前,也会不断引爆核武器,这会给地球环境带来巨大的核污染。
2、1963年,国际上美国,苏联,英国等国家通过了一个禁止大气层核试验的条约,这在一定程度上也使得这个计划终止。
3、1961年,也就是美国提出猎户座计划之后仅仅3年,前苏联就发射了第一个载人宇宙飞船,加加林第一个登上了太空,这个史无前例的成就使得前苏联在太空竞赛领域领先于美国。
因此当时美国NASA把绝大部分精力都放在了 更可能实现的阿波罗登月计划上 ,1965年,美国空军曾要求NASA一起研发猎户座计划,但是NASA以资金已经全部投入阿波罗计划为理由拒绝了,猎户座计划自然也就在那一年终止了。
如今50多年过去了,猎户座计划再也没有重启过,而即使是美国最新研发的太空发射系统(SLS),采用的能量来源也是常规的化学燃料,当然运载力和50多年之前的土星五号也没有明显的巨大提升。
你觉得随着人类 探索 宇宙的脚步越来越远,一旦要开始 探索 太阳系之外的宇宙空间,具备更快速度、更大运载力的核武器推进飞船系统会有重启的可能吗?
自从人类历史上首张黑洞照片刷屏各大社交媒体,一夜之间,对神秘浩瀚宇宙的好奇和热情在公众之间又重新被点燃。
人类共同仰望的那片穹顶之外,依然藏着无数的未解之谜,它的神秘、浩瀚、复杂、和无法被复制的美丽都散发着无穷尽的魅力,吸引着从古至今的人类不断发出对她的探索。
宇宙的真相不仅是科学家们奋斗终生的动力,更是很多艺术家们神圣的缪斯,他们花费数载光阴,只为将外太空的壮阔图景以最真实的样貌呈现在我们面前。
这次,山山将带着大家跟随天文摄影师的镜头,一起去看看穹顶之外的那片星辰大海。
天文摄影师马特·哈比森(Matt Harbison)花了 5 年时间拍摄出 2508 张,经过 500 小时编辑和 42 小时合成处理,终于在 2020 年完成了始于 7 年前的梦想: 一张包含 25 亿像素的猎户座照片 ,极详尽之能事展示了猎户星座的最清晰细节。
这项伟大的创举被哈比森命为“猎户座计划”,他用非凡的努力提供了可能是有史以来最详细的猎户星座图像之一,而所有这一切都源于他小时候的好奇心。
哈比森从小就被猎户座星云所深深吸引,他第一次通过望远镜观看猎户座星云还是在童子军时期。多年后,他利用计算机技术和数码摄影的最新突破,斥资近 5000 美元购买了一台 QHY 16200 CCD 单色相机,为夜空中最重要的地标之一创造了这幅不朽的图像。
我们可以想象,要拍摄成千上万张星座照片需要数百个夜晚的拍摄。为了寻找黑暗的天空和晴朗的天气,哈比森穿越了5个州。
即使拍摄完了所有的照片,完成了每一个板块的摄制(共 200 多个板块),但最终的拼接也并非一帆风顺,因为这是一个巨大的技术挑战。
当时的技术需要 5 年时间才能赶上哈比森的需求 ,因为他要到 2020 年 8 月才能拥有一台足够强大的电脑来完成任务。
这个项目最终的 44TB 数据存储在了 21 个硬盘、7 台笔记本电脑和 4 台台式机上。
但最终,克服了重重困难,哈比森终于在 2020 年十月骄傲地宣布“猎户座计划”的成功。
现在,人们可通过浏览“猎户座计划”的网站,随意地放大和移动这张照片细节,在闲暇时细细地观察这片星空,揭示那片神秘星云背后的秘密。
哈比森相信,最终的结果不仅是科学的力量,更是艺术的呈现。
这张巨型相片放大后的一些细节, 真·美哭了 :
两周之前,中国的嫦娥五号探测器再一次成功登月,尝试将月球岩石样品带回地球。而在同一天,美国犹他州的一位天文摄影家拍下了一张“月之眼”的,当一轮满月穿过数百万年前的那顶砂岩拱门时,你不禁莞尔: 是谁在看着谁?
6000 万光年外,朝南的乌鸦座方向,有两个大星系正在相撞。在这张哈勃太空望远镜的快照中,以惊人的细节捕捉到的宇宙列车残骸需要数亿年的时间才能完成。
这两个星系分别名为 NGC 4038 和 NGC 4039,不过这两个星系中的单个恒星并不经常直接发生碰撞。但它们的大分子气体和尘埃云却会,在残骸中心附近引发激烈的恒星形成事件。新的星团和星际物质在引力的作用下,杂乱无章地被甩出,远离事故现场。
这张哈勃特写画面中,碰撞星系的估计距离约为 5 万光年。在更宽的视野中,它们暗示性的视觉外观——延伸的结构弧度达数十万光年——使得这对星系有了一个广为人知的名字: 触须星系。
M63 在早期被认定为是典型的螺旋星系,是 1850 年代发现的 14 个螺旋星系之一,但在近些年,天文学家们发现它还具有卷曲特征。
美国国家射电天文台(NRAO)也在两个月前公布了 2020 年最佳天文图像奖 ,看看科学家们怎么用艺术的手法让那些神秘的星系离我们更近一些吧!
(以下对的内容解释均来自于 NRAO,虽然有大量术语,但天文学家们已经很努力的用“正常语言”和我们交流了,小伙伴们如果有兴趣可以念一念涨姿势,实在头晕就还是欣赏为主吧!)
宇宙中最具能量的事件是星系团之间的碰撞——这种碰撞迫使巨大的星系间热气体被混合。
通过精密的计算机模拟这些事件,我们可以将我们的宇宙模型与真实的望远镜观测结果进行比较。这些事件都以数十亿年为时间尺度在发生,它们产生的冲击波可高达 600 万光年。
当这些冲击穿过星系之间那些几乎空旷的空间中的弥散磁场时,会产生大量的射电辐射,展示在我们面前的就是被称为“射电遗迹”的壮观一幕。
这是一张 VLA 和哈勃太空望远镜的复合图像,揭示了 NGC 5775 星系的扩展磁场 。
在哈勃太空望远镜的光学数据中,螺旋盘内是由新诞生的恒星所产生的热的、电离气体的气泡(颜色为洋红色)。在这些气泡中产生的快速移动的带电粒子——称为宇宙射线——被传送走,形成所谓的 "射电连续光环",在这里显示为一种微弱的、幽灵般的蓝灰色光芒。有些宇宙射线会被磁场线卡住。这些线用 "流线 "表示(用线积分卷积算法从射电极化矢量转换而来)。
磁力线开始时与磁盘平行(在这个区域指定为紫红色) ,然后向外弯曲,直到它们垂直。在这个较高的区域(被分配为蓝色) ,最大的延伸特征可以追溯到 26000 光年——这是星系直径的四分之一!通过研究 NGC 5775 和其他星系的磁场结构和射电连续晕,天文学家们 希望确定盘状星系磁场的起源,以及它们如何随着时间的推移引起螺旋星系特征的变化。
英仙座星系团距离地球 25 亿光年,是相对较近的几百个星系的聚集地。在这张图像中,两个明亮的巨大椭圆星系脱颖而出:NGC 1275 (中左)和它的姐妹 NGC 1272(中)。
像许多星系一样,NGC 1272 在其中心隐藏着一个强大的超大质量黑洞。这个黑洞就像一个引擎,为传播到星系之外的相对论粒子射流提供动力。这些粒子沉浸在磁场中,发射出射电波段的光(上波浪形的橙红色带状物)。
这些喷射流跨越至少 20 万光年(是银河系的两倍) ,其中的粒子以一种复杂的编排方式被捕获,其中包括旋转涡流、狭窄弯曲的通道和涡旋状螺旋。
看过前面那些浩瀚宇宙的之后,我却无数次的想起 1977 年就踏上征程的旅行者一号,和那张著名的 暗淡蓝点——”最后再看一眼熟悉的家园“ 。
旅行者 1 号于 1977 年 9 月 5 日发射;
1981 年,它飞过了土星;
1986 年,它飞过了天王星;
1989 年,它飞过了海王星……
在即将飞到太阳系边缘的时候,美国天文学家卡尔·萨根竭尽全力劝说 NASA 在旅行者 1 号的燃料被耗尽之前,调转镜头,拍下了 64 亿公里之外对地球的最后一次回眸。
在拍照的那一刻,太阳光正好照耀在飞船的金属上,而地球就被埋在这一束金属反光中,暗淡无比,小到只占照片上的 012 像素。
这张照片被传回地球后,引起了巨大的轰动——我们世世代代赖以生存的、那个美丽无比的蓝色星球,在 64 亿公里之外,竟然是这个样子——一个暗淡的蓝点。
卡尔·萨根在他的科普书 《暗淡蓝点》 中不无感情的说:
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尽管相反的言论一个星期之前,美国宇航局局长吉姆Bridenstine确认——这一次在没有确定商务条款——为期两周的研究调查选项启动"猎户座"飞船到月球已经得出结论,重型猎鹰可能是唯一可行的选项如果NASA选择继续。
尽管布里登斯廷行政官继续发表的评论明显前后不一,但令人遗憾但也令人鼓舞的现实情况可以用一个简单的解释来概括:布里登斯廷是一名训练有素的政治家,而不是一名训练有素的官僚。换句话说,他本质上是在玩弄他的群众,调整信息,以便更好地与某些类型的利益相关者产生共鸣。对于一位NASA的管理者来说,这是一个相对较新的做法,他这种不熟悉的做法是否会产生严重后果,还有待观察。
3月13日,坐在参议院商业、科学和运输委员会面前,他宣布了商业猎户座的发射研究,作为一种承认,NASA需要在为美国纳税人和国会的钱袋子持有人保持按时和预算上做得更好。在美国副总统向NASA提出挑战,要求其在2024年之前用一切必要的手段让人类重返月球后,布里登斯廷确认,NASA将尽其所能来应对这一挑战,包括开发商业替代品。在3月27日听证会国会成员明确股权SLS火箭的猪肉,他为猎户座EM-1几乎没有提及商业的替代品,而不是专注于一项配对研究旨在加快SLS启动上市计划同时也重申他的信心,波音公司和其他承包商可以挺身而出。
4月1日,布里登斯汀就猎户座登月计划的商业发射替代方案发表了最新评论。他与美国宇航局几乎所有的主要中心、项目和指导经理都进行了交谈,并就目前的技术问题进行了深入探讨。他一再承认,无论是在2020年底之前发射一艘无人驾驶的猎户座飞船到月球,还是在2024年底之前让宇航员返回月球表面,都将是一项非同寻常的挑战,可能需要NASA进行深远的变革和改革。他还重申,他的意图是确保不排除任何实现这些宏伟目标的可能性。这包括表明(当然更有礼貌,)重型猎鹰的幽灵将继续笼罩的波音和SLS项目向前发展,一个新的和不断的提醒我们,失败是有成本效益的和保持准时从现在开始可能需要行动,这将使SLS几乎完全冗余。
由于NASA隐含的假设猎户座和助推器阶段的在轨交会是不可能的,德尔塔IV重型火箭的潜在性能缺陷,以及猎鹰重型火箭无法发射猎户座/ESM到月球轨道,只有一个选择显然仍然存在。根据Bridenstine, NASA认为任务轮廓的重型猎鹰猎户座的地方,一个服务模块和一个icp上层阶段轨道在一个发射实际上可能是一个严肃的选择——唯一的选择——近期商业替代猎户座的第一作战试飞。上面这张非官方的粗略地展示了猎鹰重型火箭的巨大有效载荷。
[最后],还有另一个解决方案:一架顶部装有ICPS的猎鹰重型飞船——谈论奇怪的同床异梦——以及一架ESM和猎户座载人飞船。最终有能力可能——天哪,(美国国家航空航天局副局长比尔)Gerst会生我的气,说这一切…顺便说一下,这一切都被Gerstenmaier清除,他仍然是我们最好的火箭科学家(相机锅Gerst,笑声),房间里没有侮辱任何人,所以,在一天结束的时候,这里有一个解决方案,可能会对未来的工作。
猎户座飞船、ESM和ICPS燃料助推级在发射时的总重量将不低于56万公斤(约123万磅),而猎鹰重型火箭(Falcon Heavy)在近地轨道(LEO)上的一次性性能约为64万公斤(14万磅)。换句话说,猎鹰重型火箭有可能有效地完成与SLS相同的任务,SLS需要完成一次名义上的猎户座EM-1轨道插入。然而,如此奇特的猎鹰重型配置仍然面临着巨大的挑战。39A发射台将需要配备一系列系统,包括一个液氢推进剂工厂,以及在猎鹰重型火箭顶部和发射台垂直方向上装载猎户座及其服务舱的自燃推进剂的能力。为了允许垂直猎户座/ESM/ICPS处理和加油,并支持车辆的巨大重量和高度(~95米对70米),运输-安装器将需要进行大量修改。此外,猎鹰重型的空气动力学特性将需要完全重新分析这样一个明显更高的有效载荷整流罩。
几天前,美国国家航空航天局采取了下一步措施,以建造更多的太空发射系统固体火箭助推器。这些额外的推进器可以支持多达6次额外飞行。在这种情况下,阿尔忒弥斯计划的任务多达9次。
该助推器是基于航天飞机固体火箭助推器的设计,但是为了发射更大的sls火箭到太空,助推器增加了第五部分所需的额外动力。
阿尔特弥斯项目是人类太空 探索 的下一步,也是美国“从月球到火星” 探索 计划的一部分。宇航员将在月球进行 探索 并获得经验,以实现人类的下一个巨大飞跃并将人类送入火星。
“巨型火箭”sls两个固体燃料火箭助推器的10个组件已组装在移动发射架上。
NASA高级飞行器运营经理cliff Lanham表示,完成火箭助推器组装是“一个巨大的里程碑”,这意味着NASA正处于“漫长旅程的最后阶段”,并准备发射“阿尔忒弥斯1号”。artemisi”。
据悉,“阿尔忒弥斯1号”是NASA在2023年载人登月任务之前,用于“猎户座”飞船(the orion spacecraft)和sls火箭作为集成系统进行的非载人测试。
sls具有“前所未有的动力和能力”,是唯一可以在任务中将“猎户座”航天器,宇航员和货物运送到月球的火箭。
升空时,sls核心级和双固体火箭助推器发射,推动575万磅重的火箭从肯尼迪航天中心发射台上驶出,无人驾驶“猎户座”飞船并将其送入轨道。
发射将使用“重型猎鹰”火箭,时间定在2023年的底部。
太空 探索 公司还获得了“重鹰”的nasa合同,包括计划于明年发射的“灵神”(Psyche)小行星探测任务和2024年4a前两个组件的发射任务。
NS-13任务将携带十几个有效载荷到太空边缘并返回,包括演示月球着陆传感器。该传感器将作为nasa的“阿尔什弥斯计划”的一部分,作为未来的月球任务测试技术。该传感器将是第一个配备在new shepard火箭外部而不是太空舱内的有效载荷。
猎户座飞船的外貌与阿波罗飞船相似,但内部空间比阿波罗飞船大25倍,最多可容纳6名宇航员,融入了电脑、电子、维生系统、推进系统及热防护系统等领域的诸多最新技术。同航天飞机比,猎户座的使用成本更加低廉,安全系数也提高10倍,而且与航天飞机一样可以回收再用。
尽管它是美国新一代的载人飞船,但不少外界人士认为,它深受早期阿波罗飞船的设计思路影响,甚至有人说,它就是20版的阿波罗飞船。
猎户座飞船将替代航天飞机的计划,并要求现有航天飞机在2010年前退役。这是继航天飞机计划以后的另一个里程碑,太空探索方面的一大步。
按照计划,猎户座飞船将会在肯尼迪太空中心的39号发射场进行发射。该发射场的39A发射台目前被用于发射航天飞机,而39B则正在进行适应发射战神火箭的改造。美国国家航空航天局将在2011年进行最后一次航天飞机发射之后,用该飞船来执行载人航天任务。其首次任务被定于在2015年执行[8],之后将用于访问国际太空站。如果商业轨道运输服务出现问题无法使用,则该飞船将会替代执行国际空间站的后勤运输任务[9]。此后,猎户座飞船将会作为载人月球及火星计划中的一个关键装备。
战术核弹[1]和战略核弹的主要区别是用途不同; 战术核弹主要是战术用途,主要用在局部战场上; 战略核弹主要是战略用途,主要用在全局战场上。 根据用途不同,还衍生出其他的不同,如射程不同,战术的都小于战略的,威力不同,战略的都大于战术的,飞行空间不同,战术的主要在大气层里,主要由远程战略轰炸机投放,但因其安全性和可靠性的致命缺陷,现基本已被各核大国抛弃,只能起到威慑作用,战略的有在大气层外的,多为弹道导弹,弹头数量不同,战术的一般是单弹头,战略的一般是多弹头的,造价不同,战略的都很贵,在国家的地位不同,战术的只能改变局部战场的命运,战略的可以改变国家的命运,还有战略的要比战术的先发明出来。 战略核武器是指用于袭击对方战略目标,核当量在2万吨以上。通常射程在1000公里以上,如洲际弹道导弹。它是使命是削弱或摧毁对方的军事和经济实力,使对方在战争中处于被动地位。 战术核武器是指用于攻击战术目标,核当量从10吨到2万吨,如核地雷、核炮弹、核鱼雷等。通常指射程在1000公里以内,携带小型核战斗部的各种导弹,多为巡航导弹。某些大型反导系统也可以携带小当量核弹头,这也属于战术核武器的范畴。
[编辑本段]原子弹与核弹关系
核弹是指能进行核裂变或核聚变反应、并具有大规模破坏效应的武器。核弹包括: 1,按结构原理分:原子弹、氢弹、氢铀弹、特殊性能核武器(如中子弹、核同质异能武器、反物质武器等): 2,按作战使用范围分:战略核武器、战术核武器、战区核武器: 3,按配用的武器分:核导弹、核地雷、核炸弹、核炮弹、核鱼雷、核深水炸弹 等。
[编辑本段]疯狂太空计划:坐核弹升空
1958年,当时正是冷战时期美苏两国展开了激烈的太空争霸,美国政府制定了一个秘密的太空计划“猎户座计划”。 科学家打算造一艘像远洋客轮般庞大、至少可以搭载40名宇航员的巨无霸太空船,用数万枚小型核弹作动力,将其送往火星、木星或土星。“猎户座”是一种太空运载工具,它的推进系统利用身后200尺距离上的核弹爆炸作为动力。表面上看起来这个主意是很荒谬的,也许这就是猎户座计划失败的原因之一?但是实际上许多杰出的物理学家都曾为其工作,并且确信这一计划在工程实践上是可行的。 因为核弹是彼此分开的个体,所以发动机采用脉冲的方式工作,而不是连续运转。太空船会携带20000枚小型核弹,当飞船需要动力时,宇航员就从船尾释放出一颗核弹,接着再释放出一些由含氢塑胶制成的固体圆盘,当飞船驶出一定距离,核弹将在飞船后面爆炸,蒸发掉塑胶圆盘,将其转化成高热的等离子浆。这些等离子将会向四面八方冲击扩散,其中一些将会追上太空船,撞击太空船尾部巨大的金属推进盘,从而推动太空船高速行驶。事实上,这些等离子的推动力将非常猛烈,它们将会使飞船产生令人难以承受的加速度,因此,太空船上将设计一个震波吸收系统,冲撞到金属推进盘上的能量可以被储存起来,并逐渐被释放出去。“猎户座”太空船将从美国内华达州杰克斯平地核测试地点被发射升空,整个太空船有60层楼高,外型有点像颗子弹头,太空船尾部的推进盘直径将达41米,发射平台将由8个高达76米的发射塔组成。当太空船被发射升空后,太空船尾部每隔10秒钟就要爆炸一颗相当于2万吨TNT能量的小型原子弹。 1963年8月,猎户座计划遭受到重大打击:美国、英国和苏联签署了禁止大气层核试验的条约。猎户座就当前的国际法而言是违法的。然而这一计划还没有被立即宣布死亡,它仍然可能被认为是和平利用太空的计划而获得许可,虽然这的确减少了猎户座计划的政治资本。1965年,美国空军要求NASA一起投资“猎户座计划”,NASA却以资金已全部投入“阿波罗计划”为由加以拒绝,美国空军随即宣布终结对“猎户座计划”所有投资,历史7年之久的“猎户座计划”正式死亡,此时,美国政府已对这项匪夷所思的秘密太空计划白白投入了成百上千万美元。
[编辑本段]原子弹爆炸
1945年8月6日,美国空军B-29超级堡垒轰炸机“艾诺拉‧盖”在广岛投掷核武器“小男孩”。该款轰炸机经特别改装,可携带原子弹。事件中估计71379位平民罹难,广岛遭受极大的破坏。这是原子弹的第二次引爆,并首次应用于军事行动。广岛、长崎的原子弹爆炸,迫使日本在第二次受袭后的第六日投降。 原子弹爆炸后,广岛市重建为“和平纪念都市”。最接近引爆位置的幸存建筑物,定名为“原子弹爆炸圆顶屋”,为广岛和平纪念公园的一部分。市厅持续提倡废除核武器,更主张世界和平。1968年以来,各地若有核武引爆,他们都会举行抗议。 原理 裂变只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核,同时放出二个到三个中子和很大的能量,又能使别的原子核接着发生核裂变……,使过程持续进行下去,这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时,释放出巨大的能量称为原子核能,俗称原子能。1千克铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时),与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。 聚变由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量,原子核的变化(从一种原子核变化为另外一种原子核)往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核,叫核裂变,如原子弹爆炸;如果是由轻的原子核变化为重的原子核,叫核聚变,如太阳发光发热的能量来源。 (铀238 钚239) 只有中国,美国,法国,俄罗斯才有
[编辑本段]核弹的构造
核弹头的基本结构 不管核武器样式多么繁多,核弹头的基本构造通常由壳体、核装药和热核装药、引爆控制系统(引信)和电源等组成。其中壳体用于盛装核弹的各种装置并能防止其机械损坏。在弹道导弹核弹头壳体外壳还涂有特殊涂料或隔热层,以防弹头再入大气层时受高速气动加热使弹头壳体及内部装置因过热而烧毁。核装药和热核装药,由裂变和聚变材料构成,以氢弹为例:核装药(裂变装药)置于由普通炸药构成的球形装药的中央部位,在球形装药外面四周安装了许多电雷管。引信传来的敏感信号通过引爆控制系统产生的高压电起爆各电雷管,使普通炸药以“枪法”或“内爆法”使裂变材料迅即达到最大超临界质量而实施核裂变爆炸,并使爆炸产生的部分辐射能量转换用以加热和点燃(高能中子的轰击)热核装药产生聚变反应,形成整个氢弹的核爆炸。引控系统是保证核弹到达预定炸点时发出起爆核装药指令并可靠起爆的装置。电源是给弹头各组件提供能源的小型一次性使用的蓄电池,在导弹发射准备时激活蓄电池,导弹发射起飞时才能用弹上蓄电池供电。
[编辑本段]何谓核弹裂变
用中子撞击重原子核使其分成两个或多个较轻原子核的过程,叫裂变。 1千克铀全部裂变,释放的能量超过2000吨煤完全燃烧时释放的热量。 一个重原子的核分裂为两个或更多部分、并在分裂时释放能量和两到三个自由中子的过程。 裂变释放能量是因为原子核中质量-能量的储存方式以铁及相关元素(见核合成)的核的形态最为有效。从最重的元素一直到铁,能量储存效率基本上是连续变化的,所以,重核能够分裂为较轻核(到铁为止)的任何过程在能量关系上都是有利的。如果较重元素的核能够分裂并形成较轻的核,就会有能量释放出来。然而,很多这类重元素的核一旦在恒星内部形成,即使在形成时要求输入能量(取自超新星爆发),它们却是很稳定的。 不稳定的重核,比如铀-235的核,可以自发裂变。快速运动的中子撞击不稳定核时,也能触发裂变。由于裂变本身释放分裂的核内中子,所以如果将足够数量的放射性物质(如铀-235)堆在一起,那么一个核的自发裂变将触发近旁两个或更多核的裂变,其中每一个至少又触发另外两个核的裂变,依此类推而发生所谓的链式反应。这就是称之为原子弹(实际上是核弹)和用于发电的核反应堆(通过受控的缓慢方式)的能量释放过程。对于核弹,链式反应是失控的爆炸,因为每个核的裂变引起另外好几个核的裂变。对于核反应堆,反应进行的速率用插入铀(或其他放射性物质)堆的可吸收部分中子的物质来控制,使得平均起来每个核的裂变正好引发另外一个核的裂变。 1千克铀-235的全部核的裂变将产生20,000兆瓦小时的能量(足以让20兆瓦的发电站运转1,000小时),与燃烧300万吨煤释放的能量一样多。
[编辑本段]中国核弹发展史
核武发展螫伏期:1946-1953年 1946年, 中国安全部门负责人康生倡导招募海外华裔科学家,特别是火箭和核能方面的专家。 1949年10月1日,中华人民共和国成立。 1950年6月25日,朝鲜战争爆发。恼羞成怒的美国多次威胁要对华动用核武。 1951年, 中苏开始联合在新疆进行铀矿勘探。 1953年,中国原子能委员会在中国科学院正式成立。 1月,由核科学家钱三强率领的中国科学家代表团访问莫斯科。 7月,朝鲜战争结束。 核武急速发展期:1955-1965年 1955年1月4日,莫斯科宣布将按照协定提供给中国核裂变材料 1月15日毛泽东主持中共中央书记处扩大会议,会议决定发展战略武器。 9月,加州理工学院培养的火箭专家钱学森和150名旅居欧美的华裔科学家返华服务。 1956年,中国从苏联得到2枚仿德制R-1型火箭。 3月14日,钱学森向中央军委提交了建立我国国防航空工业的建议书并在与会上讨论通过。 5月26日,毛泽东在“论十大关系”的讲话中提出了要发展原子弹的目标;航空航天部的前身 --弹道导弹研究院及原子能研究设计院成立,钱学森任导弹研究院院长。 1956年十月十七日,中央批准聂荣臻的“自力更生为主,力争外援和利用资本主义国家已有的科学成果”导弹研究战略。 1957年,苏联赠送给中方2枚更先进的R-2型导弹。其中一枚留作研究,一枚进行仿制。 10月15日,聂帅在“中苏核技术合作协定”上签字。 1958年初,中共中央军事委员会为国防科学技术委员会提出“发展核武器的指导方针”。 同年,中国开始对R-2进行仿制,即东风-1。 三月三日,中央书记处批准在中国西北地区建立导弹试验靶场,在辽西建立海上导弹试验靶场。 1959年6月20日,苏联单方面撕毁同北京签订的核技术合作协定,开始取消对中国的技术援助,到1960年完全停止了援助。 1960年11月5日, 由中国仿制苏联的东风-1短程弹道导弹首次进行了成功的试射。 1964年6月29日,中程弹道导弹东风-2试射成功。 10月16日15时(北京时间),中国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功,中国从此成为核俱乐部的第五个成员。 同日,中华人民共和国政府发表声明,10月17日国务院总理周恩来致电世界各国政府首脑,阐明中国对于核武器问题的立场:中国政府一贯主张全面禁止和彻底销毁核武器,中国进行核试验、发展核武器,是被迫而为的。中国掌握核武器,完全是为了防御,为了保卫中国人民免受核威胁。中国政府郑重宣布,在任何时候,任何情况下,中国都不会首先使用核武器。 1965年,东风-2制导系统完成升级工作,改进后的导引系统采以电解积分仪为核心的全惯性制导。 同年,中国展开东风-3的设计工作。 文革滞后期:1965-1976年 1965年3月,中央军委做出研制洲际弹道导弹的决定,当时经论证确定为液体洲际导弹。 5月,东风-4的设计工作正式开始,东风-5的项目可能同时上马。 5月14日,一架装有原子弹的轰炸机从西北某机场起飞,飞临试验场上空,飞行员按照预定成功地实现了空爆。这是中国进行的第二次原子弹爆炸试验。 11月,东风-2A增程型弹道导弹发射试验成功。 1966年,中国首次部署东风-2中程弹道导弹。 10月,首枚直径为1,400毫米的固体火箭发动机试车成功。 10月27日,长达10年的文化大革命开始。中国唯一一次携核弹头实弹发射试验在甘肃双子成基地取得成功,一枚2万当量装药的东风-2导弹在900公里外新疆罗布泊核试验场上空预定高度爆炸。 12月26日,东风-3进行了首次试射。 1967年3月,以周恩来总理为首的中央专委命令七机部立即展开具有二级固体火箭的巨浪-1的研制工作。 1967年3月2日,周总理批准在东北地区建设中远程地地导弹试验场。 6月17日,中国第一颗氢弹爆炸成功。 7月1日,中国战略导弹部队在北京正式成立,周恩来亲自命名为“第二炮兵”。 1970年1月30日,东风-4中远程弹道导弹发射试验成功。 5月,正式部署东风-2A。 4月14日,由东风-4衍生的“长征-1”型运载火箭将中国第一枚人造卫星“东方红-1”号射入近地轨道。 12月26日, 中国自行研制的核动力潜艇下水。 1971年5月,东风-3开始服役。 11月15日,东风-4弹道导弹全程飞行试验成功。 1974年,中国建立了战略导弹作战指挥体系。 1975年5月,中央决定抓紧东风-5洲际导弹的研制,同时积极进行潜射弹道导弹的研制。 8月4日,东风-3战略核导弹定型生产。 11月26日,长征-2运载火箭首次发射返回式遥感卫星(侦察卫星),该卫星在3天后按预定指令返回地面。 核武研制恢复期:1976-1986年 1976年1月23日, 2,000吨级核弹头试验,从此实现了核弹头小型化。 10月,文革结束。 11月27日,发射一枚限程洲际导弹,载有一枚400万当量的核弹头。 12月7日,用试验型的全程洲际导弹发射第七颗卫星。 1977年12月,国务院和中央军委下达“关于加速我军武器装备现代化的决定”。决定指出将以发展常规武器装备为主,有重点的发展导弹核武器。 1978年,邓小平提出“以战略导弹打游击”的思想,直接导致了东风-21的产生。 10月14日,中国首次进行地下核试爆。 1980年,中国首次部署东风-4型中远程弹道导弹。 5月18日,东风-5洲际导弹自甘肃酒泉基地向南太平洋作全程试射,成功。 1981年初,夏级核动力弹道导弹潜艇下水。 同年,中国开始“试验性”部署2个东风-5陆基发射井。 9月21日,“风暴-1”型运载火箭一箭三星成功,向世人显示多弹头分导式重返大气层载具的能力。 1982年10月12日, 中国用一艘苏制Golf级常规动力潜艇,水下发射巨浪-1潜射弹道导弹成功。 1983年, 巨浪-1潜射弹道导弹开始服役。1980年末,巨浪-1完成增程任务,射程从2,000公里增加到 3,000公里。 1984年,二炮正式承担起战略值班的神圣职责。 4月8日,长征-3发射地球静止轨道通信卫星成功。 10月1日,在35周年国庆阅兵式上,二炮首次向世人公开亮相。 1985年5月20日,东风-21试射成功。 9月28日,第一次潜射巡航导弹试验。 10月15日,人民解放军首次从夏级发射巨浪-1,因未成功,故未广泛报道。据西方情报机构的披露,9、10月前后中国共进行了四次巨浪-1试射,均告失败,其中一艘夏级核潜艇在发射中被全毁。 12月,据信,东风-3的增程工作告一段落(1981-1985),导弹射程从2,700公里增加到3,500公里以上。 体制改革跃进期:1986-至今 1986年,用东风-4弹道导弹进行多弹头分导式重返大气层的第一次试验。 同年,东风-31/41/JL-2的研制工作正式展开。 3月21日,中国对外宣布不再进行大气层核试验。 10月11日,第八次回收侦察卫星。 12月16日,东风-5洲际导弹设计定型。 1987年,中国向沙特阿拉伯秘密输出了36枚东风-3战略导弹,此举震惊全球,尤其使那些曾对中国战略导弹生产能力质疑的西方核武专家跌破了眼镜。 6月5日,第33次地下核爆,当量为20万吨级。 1988年4月,中国访问学者从美国劳伦斯实验室回国,使得几项中子弹技术获得了突破。 9月7日,长征-4A运载火箭向太阳同步轨道发射“风云-1”号气象卫星。 9月27日,中国人民解放军首次从夏级潜艇上发射了巨浪-1型弹道导弹,此枚导弹落在了半径为65公里 的目标区内,其中心为北纬123。53度,东经28。13度。巨浪-1导弹设计定型。 9月28日,中国进行了第34次地下核爆,当量仅为1~20千吨,美国率先报道中国刚刚试爆了一枚中子弹。 90年中情局参院听政会上承认中国掌握了从劳伦斯实验室(Lawrence Livermore Lab)带走的技术机密。 同年,M-9战术弹道导弹定型生产并对外出口。 1989年8月,东风-21固体燃料弹道导弹以机动方式发射成功。 1990年5月26日,第35次核爆(地下),当量为40千吨。 8月16日,第36次核爆(地下),当量为50-200千吨。 1992年,M-11战术弹道导弹定型生产并出口。 3月9日,中国签署反核子扩散条约,成为该条约第174个会员国。 5月21日,第37次核爆(地下),此次核爆威力巨大,当量测得为1,000-2, 000千吨。 9月25日,第38次核爆(地下),当量为1-20千吨。 1993年10月5日,第39次核爆(地下),当量为80-90千吨。 1994年6月10日,第40次核爆(地下),当量为10-40千吨。 10月7日,第41次核爆(地下),当量为40-150千吨。 1995年,中国可装载战术核武器的歼轰-7进入预量产,并开始装备部队。 7月21-23日,江西乐平的二炮基地向台湾外岛澎屿附近发射了4枚东风-15。 5月15日,第42次核爆(地下),当量为40-150千吨。 5月29日,美、日国防部同时传出消息,中国的新型东风-31洲际导弹从山西太原向新疆库尔勒地区成功地进行了首次高弹道的试射。 8月17日,第43次核爆(地下),当量为20-80千吨。 1996年,东风-31洲际导弹研制成功。 3月8日及13日,江西乐平、福建永兴岛与东山岛,向台湾海域各发射2枚改良型东风-15。 6月8日,第44次核爆(地下),当量为20-80千吨**炸药。 7月29日,中国抢在禁止核试前进行了第45次核爆,当量为1-5千吨。同日,中国宣布从即日起中国开始暂停核试验。 9月24日,中国外长钱其琛在纽约联合国总部,和美、俄、法、英等60多个国家联合签署了“全面禁止核试验条约”。 1999年8月2日,中国对外宣布试射“新型远程导弹”成功。
[编辑本段]核武器的危害
一般核武器对人类造成的危害,公认的有以下5种(未包括心理危害): 1,高压杀伤破坏——冲击波(占50%) 在核爆时,巨大的能量是在不到一秒钟的时间里释放出来,爆炸产生的高温高压气体强烈地向四周膨胀,这个像飓风一样的压力波通过空气、水和土壤等介质传播。5秒钟就可以传到2千米的地方,摧毁一切它可以推到的东西(主要是建筑),大量的人员直接死于高压的挤压和间接死于房屋的倒塌。随着距离的延长,冲击波会逐步减弱。 2,高温杀伤破坏——光辐射(占35%) 核爆时的火球发光可以持续几秒钟,使周围的空气温度高达几十万度,火球发射的光辐射包括X射线、紫外线、红外线和可见光。如此高的温度辐射,会把大部分物体烧焦、熔化、致死,人员不死也会烧伤皮肤、毁坏视力、灼伤呼吸道。 3,特殊杀伤破坏——贯穿辐射(占5%) 是由阿尔法、贝塔、伽马和中子流组成的辐射,它们对人体肌体内部细胞产生电离作用,破坏细胞正常功能,并可产生有毒物质(致癌),使人得急性放射性病在短期内死亡,或对下一代影响极大。广岛原子弹死亡的14万人中,大部分是核爆后得放射性病逐步死亡的。 4,长期危害——放射性沾染(占10%) 核爆一分钟内,前三种危害作用就会消失,但核爆放出的放射性物质会弥散在大地、水源和空气中,有的衰减的很快(几秒),有的很慢(几万年),但大部分会较快地减弱。经过清洗会更快减弱。但是,如果把放射性物质吃进或吸入体内,危害极大。 5,对通讯联络的破坏——电磁脉冲(对人也有一定危害) 电磁脉冲好像是强大的雷鸣闪电,电场强度可达到几十万伏,会中断通讯、使各种控制失灵、使电子计算机数据混乱、扰乱正常的电波传播等。它的传播破坏距离达到几百或几千公里,远远大于前4种破坏距离。
“阿尔忒弥斯计划”(Artemis)是美国NASA在2019年“人类登陆月球50周年”纪念日上正式提出的重返月球计划,其主要目的是在2024年将一名男宇航员和一名女宇航员送上月球,并且在月球上建立永久基地。
“阿尔忒弥斯计划”是希腊神话中月亮女神,NASA用其命名就已经表明了这个计划的主要目的——占领并开发月球。美国CNBC电视台主持人就曾经透露NASA的目标,重返月球——占领月球——建立中转站——进军火星及深空。
在2020年10月15日的时候,美国就伙同日本、英国、澳大利亚、加拿大、卢森堡、阿联酋、意大利签署了《阿尔忒弥斯协定》,虽然表面上是说要为和平利用太空、和平开发月球建立法律框架,实质上就是建立一个美国主导的月球及太空开发联盟。目前这个协议只有8个国家签订,但是后续或将还有更多国家加入,包括中国和俄罗斯都在其邀请范围内,当然仅是邀请签个法律框架而已。
“阿尔忒弥斯计划”使用的火箭是SLS(太空发射系统),这是一个庞大的巨型火箭,由航天飞机发展演变而来。第一阶段具有LEO轨道70吨载人能力,最终版本将超越土星五号的130吨运载能力。目前SLS的核心级已经完成,正在进行Green Run(初试)测试。Green Run测试一共8项,目前已经完成6项,还剩下加注合练及4台RS-25发动机点火的热测试两项。已完成的测试数据不错,最后一项热试车计划在2020年11月份进行。
而SLS火箭使用的固体助推器,在今年8月份在犹他州诺斯罗普·格鲁曼公司的测试场成功的进行了点火测试。
“阿尔忒弥斯计划”使用的飞船是“猎户座”,这是NASA的新一代飞船,由洛克希德·马丁公司负责设计和建造。“猎户座”由服务舱、乘员舱、发射中止系统以及飞船适配器组成,重约23吨,加压舱容积约为195m³,大约是阿波罗飞船的25倍,最大可搭载6名宇航员。“猎户座飞船”于2014年12月5日首飞成功,这是登月计划中进展最快的一部分。
与阿波罗系列飞船相比,猎户座除了载人数量更多外,还有很多优越的地方。比如说安装了太阳能板,可以使飞船携带的燃料更少;安装性能先进可靠的计算机,每秒可执行48亿条指令;更加可靠的逃逸系统,整体安全性是航天飞机的十倍;使用高 科技 合成材料,飞船更轻,而且隔热效果更好,复用次数达到10次。除了可以飞往月球外,“猎户座”还可以飞往小行星,甚至具备前往火星的能力。
月球登陆系统是登陆计划中重要的一环,包括下降(从月球轨道降落月球)、上升(离开月球)、转移、燃料加注功能等。NASA将月球着陆系统交给了商业部门完成,获得NASA合同的公司主要包括蓝色起源、Dynetics以及SpaceX公司,其中蓝色起源占了大头。拿了大头,当然要积极一点了,今年8月份的时候,蓝色起源团队就展示了他们的着陆器工程模型。
为了保障登陆月球更加顺利,NASA还提出了“月球门户”(Gateway)空间站建造计划。“月球门户”重约50吨,加压空间约125m³,支持猎户座飞船对接。“月球门户”主要作用是作为深空 探索 前哨站,为航天员提供科学实验、星际探险的基地,并让他们习惯于深空生活。
“月球门户”的原型地面测试已经完成,预计在2022年开始建设,主要使用SLS火箭及猎户座飞船组装和运营,大约需要发射5~6次。不过根据目前状况,进度不容乐观,2024年重返月球能否使用上是个疑问。
除了上述系统外,还有一些辅助但是必要的东西,包括宇航服、月球车、通信系统等等。其中2019年时候NASA就展示过两款衣服,分别是乘坐发射和重返猎户座飞船时穿的舱内服,以及 探索 太空的舱外活动服。新的宇航服设计在安全性、机动性做出了革新,应用了许多新技术、材料及理念,而且可以在飞船出现紧急情况时提供长达6天的生命支持。
NASA新一代月球车叫做“蝰蛇号”(VIPER),大小与高尔夫球车差不多,可以在月球上行走数公里。原计划2022年发射的,但由于各种原因,已经推迟到2023年发射了。除此之外,日本丰田公司(没错,就是造 汽车 的那家公司)已经和JAXA合作,要研制6轮月球车。基于美国和日本的合作,丰田的这个名为“Lunar Cruiser”的月球车很可能后续也被应用到“阿尔忒弥斯计划”中。
另外, NASA已经选定诺基亚公司合作,要在月球上建立4G / LTE通信系统,这也是“阿尔忒弥斯计划”的一部分。
根据NASA最新计划,2021年开始使用SLS火箭发射猎户座飞船无人版,为期3周,测试各种情况;2023年发射载人版绕月球飞行,但不降落;2024年使用“阿尔忒弥斯3号”,将2名宇航员送到月球表面,并将在月球上逗留大约1星期。
由此可见,如果不出意外,NASA确实具备2024年将人送上月球的能力,毕竟50年前登月的技术和经验积累可不是白给的。不过前提是一切顺利情况,万一哪个关键部分掉链子,那也只能推后了,在航天上也是寻常之事。
当然,美国重返月球肯定不是为了面子问题再次登陆月球,而是要建立月球永久基地(计划2028年建成),并开发月球资源。并且,凭借重返月球机会,巩固在太空领域的优势,谋取新世纪内继续的主导世界地位。当然,世界上也不只有美国NASA在进行深空登月活动,我国也有相关计划,并且在按照自己的步伐稳步前进中!