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太空中可以轻松走动吗？
在地面上的行走，原本就是反抗地球重力的活动。失重虽使行走摆脱了地球重力的束缚，但同时也给行走带来了许多天大的困难。
在飞船的密封座舱中，由于失重，人处于飘浮状态，只要用脚、手或身体的任何部位碰一下固定物体，借助反作用力可进行立体行走，到达空间的任何地方。同时，在密封座舱中有空气，划动四肢也可进行立体活动。这里的行走似乎非常随意和惬意。
但在座舱以外的太空中行走，情况就大不一样了。这里不讲吸纯氧排氮、穿舱外活动航天服保障生命安全，仅讲行走本身的蹊（qi）跷（qiao）。
人走出飞船的密封座舱，仍以原有速度与飞船一起作轨道运动，即仍处于失重状态。由于太空为真空，也四处无着，无法靠人体自身的动作产生反作用力来达到行走的目的，只能靠喷气背包代步。但走得多快和走得多远，却无法作出主观上的判断。因在广阔无垠的太空，除同速前进的飞船外，没有什么物体可作参照物，既难以判断速度的快慢，也难以判断距离的远近。同时，对看到的物体，也难以判断它的大小，会将遥远的星星看成是近在咫尺的小石头，而如果眼前飘着一片小小的锡纸片，却可能看作是远在天边的屏障。如果并排前行的飞船在转动，长时间盯着它，更会使人晕头转向。
1984年2月，美国“挑战者”号航天飞机飞行时，航天员B·麦坎得利斯和L·斯图尔特背着喷气背包，进行第一次不系安全带的太空行走。他们在离地面265千米高的太空中，与航天飞机一起以28000千米/小时（5000米/秒）的速度绕地球运行，当他们开动喷气背包时，又以0.30-0.60米/秒的速度相对航天飞机移动。在太空行走过程中，地面指挥控制中心的监视人员提醒斯图尔特离航天飞机的距离太远了，斯图尔特便操纵喷气背包的喷气方向，向航天飞机靠近了些，然后问在航天飞机上的指令长布兰德：“现在行了吗？”布兰德回答说：“你怎么还往远里走！”
在失重环境中行走，似乎应该是很轻松的，但实际上却非常累人。1988年12月，法国航天员让·克雷蒂安与苏联航天员亚·沃尔科夫走出“和平”号航天站密封座舱，在太空行走6小时，进舱时克雷蒂安连腿都挪不动了，在沃尔科夫帮助下才返回航天站。
航天运动会对宇航员造成伤害吗？什么叫航天运动病？它的症状如何？
航天运动病又叫太空适应综合症，是人进入太空后头几天经常出现的病症，症状与在地面上晕车、晕船和晕机等运动病差不多。如头晕、目眩（xuan）、脸色苍白、出冷汗、腹部不适、恶心、呕吐，有的还出现唾液增多、嗜（shi）睡、头痛和其它神经系统症状。
最早出现航天运动病症的，是1961年9月苏联第二名上天飞行的航天员格·季托夫。他在绕地球飞行第二圈时开始头晕、恶心和腹部不适。在做头部运动时，这些症状加重。在睡眠后症状减轻。返回地面后症状消失。
据苏联对执行“上升”计划的5名航天员和执行“联盟”计划中的22名航天员的统计，患航天运动病的分别占40%和40.9%。美国在执行“阿波罗”登月计划时，对15名第一次飞行的航天员统计，患航天运动病的占40%。由此可见，大约有40%的航天员在首次太空飞行时会患航天运动病。有了一次太空飞行经历后，患航天运动病的比率会下降。如美国在“阿波罗”登月计划中，有过1次以上飞行经历的18名航天员，只有5人患航天运动病，占27.8%。但也有例外，如美国执行“水星”和“双子星座”计划的所有航天员，都没有患航天运动病，而在“天空实验室”计划中，有55%的航天员患航天运动病，可见航天运动病的复杂性。
航天运动病的成因很多，据认为，主要原因可能是在失重环境中，前庭器官功能紊（wen）乱造成的。前庭器官是协调运动、维持人体平衡的内耳神经系统。在地面上，两岁以下前庭器官发育尚不健全的儿童和丧失前庭器官功能的聋哑人，一般不会晕车、晕船和晕机，这可能是佐（zuo）证之一。可见，这里又是失重在弄人。
航天运动病虽不是严重病症，而且经几天适应和返回地球后，症状会自行消失。但是，航天运动病会降低航天员的工作能力和工作效率。由于发病率高，从而会严重影响航天任务的完成。这就使它成为一个严重的航天医学问题。因此，各航天大国都很重视对航天运动病的研究。
太空航行会改变容貌吗？
前面讲到，在失重环境中，人的前庭器官功能发生紊乱，导致航天运动病。其机理可能是由于耳石失去重力，其运动平衡功能丧失，大脑对外界信息的感受发生变化，形成感觉的信息冲突所致。
其实，失重使人体生理功能发生紊乱和造成的后果远不止此。如心血管功能紊乱，会使人的面部大改容。
在地面环境中，人的血液和其它液体，在心脏工作和地球重力作用下，总是向下或循环流动。在失重环境中，由于失去了重力，增加了血液和其它液体向上涌的趋（qu）势。据估算，有多达1-2升的血液涌向胸部和头部。
这么多血液涌向胸部和头部会带来什么后果？最直接的后果就是胸部发闷、面部充血浮肿和下肢缺血。
失重对面部容貌的改变，使任何技术高超的化装师和整容医生都望尘莫及。在这里，失重真正是一面效果奇特的“哈哈镜”，它可使长脸变成圆脸，大眼睛变成小眼睛，额头上的深皱纹变浅，浅皱纹消失，尖下巴变圆，圆下巴变胖，双下巴变成单下巴。一名航天员正是这样描述的：“洗脸照镜子时，发现自己原来的大眼睛变成了小眼睛，长脸变成了圆脸，双下巴变成了单下巴，脸上的皱纹也减少或消失了……假如这时拍下照片送给亲人，那会很难认出来的。”
心脏的功能是将血液挤压到全身。由于血液丧失了重力，心脏无需像在地面上那样用力，就可驱动血液。用进废退，久而久之，心肌的张力就会降低。这对一直呆在失重环境中的人来说，是一种适应，但对返回地球的航天员来说，功能减退了的心血管系统，就有一个不能再适应的问题。
不能再适应的主要症状是：脸色苍白、出冷汗、血压降低和站立不稳、立位耐力大大降低了。
除心脏外，心血管系统还会发生其它变化，如红血球、血红蛋白、血小板和血浆容积减少等。
此外，失重还可能使四肢向前弯曲、臀部后翘（qiao）等，使形体发生变化。
太空回来还会走路吗？
失重还会使人体内的钙、磷、镁（mei）等无机盐的代谢功能紊乱，不仅吸收减少，而且骨质中原有的无机盐（主要是钙）丧失，从尿中排出。
苏联曾用生物卫星对动物进行实验。在失重环境中生活18天的幼年大白鼠，骨骼的形成率明显地比地面上低。
美国曾对“双子星座”上飞行一两天的短期航天的航天员进行骨质密度测量，他们的骨质密度减少量在2%-2.5%之间。而飞行近14天的航天员，骨质密度降低量明显增加。在“天空实验室”上生活84天的航天员，从第一天起尿中钙含量就开始增多，到第10天时，每天从尿中排出的钙量达50毫克，30天后每天增加到100毫克，直到飞行结束。
苏联对“礼炮”号上长期航天的航天员的骨质测量表明，每日的钙丧失量为体重的0.3%-0.5%，一般在3-6个后，钙、镁等无机盐的丧失量趋向稳定，不再随时间的增加而增加。
骨钙丧失主要发生在负重的跟骨、大腿骨等骨骼上。长期太空生活的航天员，跟骨的骨钙丧失量可达3.2%-8.3%。足见这是“用进废退”规律在起作用。
骨质大量脱钙会变得疏松，返回地面后，轻微活动和用力就会造成骨折，特别是脊柱和长骨的骨折。
用进废退规律还会在肌肉上发生，因为在失重环境中，产生力量的肌肉无用武之地了，它便会逐渐萎缩。
肌肉有由快肌纤维组成和慢肌纤维组成的两种。由快肌纤维组成的肌肉，其功能是进行迅速而有力的运动；由慢肌纤维组成的肌肉，其功能是在重力下维持身体的姿态。在失重环境中行走，不用力或用力很小，腿肌就会萎缩；在失重环境中干活，无需作功或作功较小，四肢等处的肌肉因而萎缩，如此等等。
生物卫星上的动物实验表明，在失重环境中生活20天的大白鼠，肌肉减少25%-38%。
失重使人骨软肌肉瘦，因而从太空返回的航天员，需要用担架抬下飞船。苏联一名在太空生活180天的航天员，连家属献给他的一束菖（chang）蒲（pu）花都拿不住。
太空航行会使人体重减轻吗？
航天员从太空返回地面后，除个别人外，一般体重都会减少。如第一名进入太空飞行的航天员尤里·加加林，绕地球一圈，体重减少0.5千克。第二名航天员格·季托夫绕地球飞行17圈，体重减少1.8千克。
体重减少，也是失重捣的鬼。
由于失重，心血管功能紊乱，体液上涌，胸部和头部体液充盈（ying），给感受器官一种虚假的信号：体液过量了。内分泌系统便自动地进行调节，将部分体液以尿排出体外。所以，初入太空的人，口渴感都减少，喝水量减少，而排尿量则增加。常此以往，导致体内的血容量和其它体液减少，使体重降低。
前庭器官和心血管系统功能紊乱，使味觉失调，食欲不佳，进食量减少，造成热量供给与消耗量不平衡，也会导致体重减少。
航天员的工作十分繁重、紧张，体力和脑力消耗都很大，每人每天应从饮食中吸收热值2800大卡以上，但由于失重捣鬼，一般都达不到这个量。如美国“双子星座”计划中一些航天员，每天热值的消耗量在2010-2410大卡之间，但他们从进食中能得到的热值量却在515-2230大卡之间。在对“阿波罗”登月计划中15名航天员的调查发现，他们每天的热值消耗量在2000大卡以上，但他们从所进食物中所能得到的热值量，平均只有1680大卡。入不付出，只有消耗体内原有的脂肪和肌肉。与此同时，从尿中排出的氮量反而增加了。因此，导致航天员的体重普遍减少。
航天员体重减少都发生在进入失重环境初期，随着对失重环境的逐渐适应，体重减少量也随之减少，甚至最后停止体重的减少。而且，返回地球后，只要适当补充钙盐、水份和增加营养，体重就会很快恢复。
在失重环境中体重减少，因素很多，原因很复杂。上面说到的，只是其中的几个主要原因。其它应该考虑的因素，与失重有关的还有过度疲劳和心理应激等。
在太空中疲劳了怎么办？
在失重环境中工作，似乎是很轻松的，其实非常累人，加之狭小环境、特殊照明、噪声和高低温的影响，使感觉功能、运动功能和中枢神经功能等都会降低，容易出现疲劳症状，降低工作效率，影响航天任务的完成。
长期在孤独环境中超负荷地工作，不仅容易疲劳，而且容易发生心理应激。心理应激的主要表现是焦躁不安，情绪激动，睡眠中多梦，睡眠质量不高，甚至失睡、情绪低落、抑郁，常常产生错觉和幻觉，容易发火，迁怒于人，造成人际关系紧张。
心理应激不仅影响工作，而且影响身体健康。所以航天科学工作者十分重视对心理应激的研究和处理。美国和苏联科学家曾对潜艇、南极考察站的工作人员，以及征集自愿者在航天模拟器上进行试验研究，寻找应付心理应激的方法。
首先，在选拔航天员时，应特别重视心理素质和精神素质的选拔。
其次，在训练航天员时要加强心理素质和精神素质的训练，其中包括航天特殊技术训练。
第三，要随时由心理专家对飞行中航天员的心理状况进行监管，提供心理咨询，以及开展与地面人员联欢、与家人见面交谈等活动，以排解思地、思亲情绪。
最后，提供医疗药物。
一般在长期太空生活中容易产生心理应激。特别在6、7个月以上的长期航天中时有发生。
在接近返回地球时也易产生心理应激。如1975年7月，在完成“美苏对接”任务后，美国“阿波罗”飞船上的航天员，在胜利喜悦和回家团聚的憧（chong）憬（jing）中，由于心情激动，返回程序操纵欠细腻（ni），险些被反推火箭中未用尽的有毒推进剂毒害。
在航天器发生重大事故危机时，也易发生心理应激。如“阿波罗13”号飞船贮氧箱爆炸后，3名航天员在缺氧、寒冷环境中努力奋战，非常疲劳，时有愠怒发生，地面上告诉他们服食兴奋剂后，才得以抑制，团结合作，谨慎地操纵飞船，胜利返回地球。
在听到重大的航天事故消息时，也会使正在飞行的航天员产生心理应激。如2003年1月美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回时解体，7名航天员罹难的消息传到国际航天站后，那里的航天员产生了心理应激，经过地面上的心理健康顾问的帮助，才克服悲观情绪，继续平静地在太空飞行。
在太空中生了病怎么治疗？
人在太空生病，是不可避免要发生的事情，失重给在太空治病带来许多麻烦。
首先是诊断难，失重使胸部、头部充血，外貌发生变化，望诊、听诊难以准确。
其次是化验标准是什么。如血液化验用地面上的生化指标行吗？尿液化验用什么指标？
再次，用于透视检查的X射线会发生什么变化？准确吗？
还有，在狭小的失重环境中，传染病患者如何隔离？生病人员的工作由谁来接替等等。
最不好解决的是，在失重环境中如何进行外科手术？苏联曾在飞机抛物线飞行的短暂失重环境中，对兔子进行过开腹手术，初步证明可以在失重环境中进行外科手术。但这离在太空对人进行外科手术还有差距。因为在航天器的狭（xia）小空间中，不可能建大的手术室和手术台；同时，人在失重环境中免疫力已降低，手术的危险性有多大？这些都需要深入研究和创造条件来解决。
目前，对付失重和其它航天环境对航天员的一般影响，按照预定的健康保障措施执行，其中最重要的是加强体育锻炼；对偶尔发生的小病痛，地面医生通过遥测诊断后，指导航天员服用配备的药品也可解决；对急病、重病，则需送回地面治疗。如在1985年11月，苏联航天员弗·瓦休京在“礼炮7”号航天站上患病，用“联盟T14”号飞船送回地面。
将生病航天员送回地面，对急病患者来说，可能因丧失宝贵时间而危及生命，这是最大的问题。另一个问题是花费昂贵，一般需要2-3亿美元。因此，未来的解决办法，应在太空建医院，收治太空病人，在此之前，应视情况分别处理。1987年2月8日，苏联航天员亚·拉韦金和尤·罗曼年科乘“联盟TM2”号飞船进入“和平”号航天站工作，预计在太空生活1年，但拉韦金中途生病，地面指挥中心决定让他随另外两名短期飞行航天员一起，于这年7月30日乘原飞船返回地面治疗。后来，罗曼年科也感觉疲劳，但地面指挥中心没有让他返回地面，而是逐渐减少他的工作时间，由原来的8.5小时，逐渐减少为6.5、5.5、4.5小时，直到最后停止一切工作，使他创造了太空连续飞行326天的纪录。
宇航员怎样在太空中锻炼身体？
目前，对抗失重引起的生理变化的主要办法是加强体育锻炼。不过体育锻炼项目仍要受到失重和环境狭小的制约。单杠、双杠、举重、哑铃等靠反抗重力的项目达不达锻炼的效果；各种球类、游泳、滑雪、滑冰、越野、爬山等则受失重和场地的双重限制无法进行。目前，失重环境中的主要体育锻炼项目有如下一些。
踩自行车练功器。锻炼者坐在固定的车架上，身体用安全带固定，以免飘浮，双腿套在弹力带上，克服弹力带的弹力蹬动车轮，所作的功由记录器记录下来。美国“天空实验室”和苏联“礼炮”号航天站上的航天员，规定每人每天需作功390-440千牛米。迄（qi）今规定未变。
在微型跑道上跑步。锻炼者站在皮带式滚道上，双腿套上弹性带，以模拟人在地面上的体重，迈步时，一般需克服约490牛的弹性带拉力。苏美都规定，每次在微型跑道上跑步的距离，应达到3-4千米。在太空连续生活326天的苏联航天员罗曼年科，在微型跑道上共跑了1000多千米。
拉弹簧拉力器。弹簧的弹力与重力无关。在失重环境中拉弹簧拉力器，与在地面上一样费力，可以达到锻炼的效果。一个弹簧拉力器一般有5根弹簧，每拉长0.3米，需用力107.8牛。
作徒手体操。这是短期航天的主要体育锻炼项目，每天两次，每次30-60分钟。作体操时也要当心失重的捉弄。曾有航天员在做头部运动和甩动四肢时，感到头好像在脖子上360度地转动、四肢好像离开了躯体。
穿负压裤子。这是一种准体育器材。穿上后将裤子中的空气抽掉，造成下身负压，促使体液流向下身。
此外，平时和锻炼时都可穿“企鹅服”。这是苏联科学家为航天员设计的服装，因外型像企鹅而得名。它具有弹性，能给穿着者的肌肤一定的压力，对失重给予一定的补偿。
体育锻炼对抗失重影响的效果是非常明显的。如在太空生活326天的罗曼年科，虽在后期因疲劳而逐渐停止了工作，但仍依照专家制订的体育锻炼程序，每年坚持锻炼，使脉膊、血压始终保持正常，体重、骨钙和肌肉虽有稍许下降，但都在正常范围内。返回地球后3小时就能自主活动，比10年前飞行96天后归来的情况还好。另一名航天员瓦·柳明，在完成175天太空飞行后8个月，又进行185天太空飞行，由于坚持体育锻炼，体重还增加4.5千克。
“失重”是怎样捉弄人的？
失重环境被人形容为“潘多拉”魔盒，奥秘无穷。在航天飞行中产生失重是宇宙的造化，它的本质不是用简单的几句话能说清楚的，但又不能完全不说。这里试着用比拟的手法形象地稍作说明。
航天器作轨道飞行时为什么会失重，用牛顿力学的语言说，是它的离心排斥力与天体对它的引力相互抵消。这种离心排斥力是由离心加速度产生的，即离心惯性。在爱因斯坦广义相对论中，引力并不是一种力，而是弯曲时空的一种属性。质量使时空弯曲，即将时空压出坑、阱来。不同质量的天体使时空弯曲的曲率不同，即压出不同深度的阱和沟（瞬时为阱、动态的为沟），这曲率值就是引力的大小，也就是“引力阱”的深度。广义相对论的一个重要理论是“加速度与引力等价”，这就是说，加速度可以抵消引力。形象地说，物体的运动加速度可以“填平”引力阱，或者说将弯曲时空拉平拉直。这里，我们或许可以说，失重是平直时空的属性。
任何形象比拟只能是简略的近似，一般是蹩（bie）脚的，很可能是荒谬（miu）的。
前面我们说了失重捉弄人的许多事例，其实，这不及失重为我们提供认识宇宙、发展科技文明的巨大机遇的万一。在失重环境中，浮力和对流消失，毛细作用和附着力增强，表面张力成为液体物质的一种主要力，物质的电势、磁势、热电音响，以及热和质量的传导等性质都发生变化。如何利用失重创造的这些独特的条件，更深刻地认识宇宙规律、提高科技文明水平，是人类的造化。
目前，科学家正在利用失重环境的特有条件，进行生命科学、宇宙动力学等等在地面上难以进行的实验研究；生产地面上难以均匀混合的新型合金和生长大型晶体等工业材料；高效率地制造地面上难以制造的高纯度的药物等等。
当然，在利用失重环境时，仍要小心被失重捉弄。美国科学家曾遇到过这样一件事，他们研制的一套试验装置，在地面上经反复检查测试，一切正常。但是，由航天飞机带入太空进行实验时，却毫无结果。在寻找失败原因时，仍然发现一切器材都很正常。经反复查找研究，才发现原因在一个并不重要的卤化灯上---卤化灯中的气体在失重环境中不对流！
万事开头难，失败是成功之母。让我们勇敢地打开“潘多拉”魔盒，迎难而上吧！
天上方数日，人间真的会是几千年吗？
由于质量与能量等价，使宇宙飞船无法以超光速航行，这是不是说，爱因斯坦的狭义相对论阻断了宇宙航行之路？不，正好相反，正是狭义相对论开通了宇宙航行之路。
且不说无法创造超光速的速度，即使可以，超光速几倍、十几倍、上万倍也是于事无补的。因这样到最近的仙女座星系，仍需要几百、几十万和上百万年，更不必奢望穷极宇宙了。
爱因斯坦狭义相对论虽然断言宇宙中物质的运动以光速为极限，任何物体的运动速度都不可能达到光速，但当一个物体高速运动时，会产生一种速度效应，即运动的尺子会变长，时钟会变慢；而对相对静止的物体来说，长度则收缩，时间则膨胀。运动速度越高，速度效应越显著，当无限接近光速时，运动的尺子变得无限长，运动的时钟几乎停摆；相对静止的物体则长度收缩为零，时间膨胀为无限大。
速度效应是事实吗？是的，前面提到的μ介子就是自然界的证据。天然的μ介子一般在离地面10千米高度上生成，按光速飞行计算，在它衰变之前只能走过600米的距离，远不能到达地面。但由于速度效应使时间膨胀（寿命延长），它实际上能到达地面。物理学家还将μ介子放在粒子加速器中进行加速实验，也使它的寿命延长了几十倍。其它粒子的加速实验结果，同样证明了速度效应的存在。
当速度远低于光速时，时间膨胀效应几乎测量不出来，如坐在以1000千米/小时的速度飞行的飞机上飞行60年，时间只膨胀了千分之一秒。而当达到90%的光速时，时间膨胀了两倍多；达到99%的光速时，则膨胀了7倍多；达到99.9%的光速时，膨胀22倍多；达到99.9999999%的光速时，膨胀2000多倍。当达到小数点后面10个9的光速时，时间膨胀了64000倍，如果宇宙飞船以这种速度航行，则只要36年的时间就可到达仙女座星系。
如果进一步提高宇宙飞船的速度，让时间膨胀182.5万倍，则只要1年多一点时间就可飞到仙女座星系，要飞到更远的星系也就成为可能了。而时间膨胀182.5万倍是个什么概念呢？那就是宇宙飞船上的5天，相当于地球上的5000年。这正是“天上方数日，人间几千年”。
太空是漆黑一片吗？
宇宙航行，美景无限。
宇宙飞船启航，这时速度较慢，仍可定眼观看宇宙背景。嗬，好一幅美丽的画面。在太空真空中看星星，与在地球上看不同，由于没有大气层的影响，星星显示的都是它们本来的颜色，即由于它们的温度不同，而分别呈黄、红、蓝、白颜色。它们射出的光芒也没有大气折射造成的闪烁。没有了大气层的影响，宇宙背景呈深邃（sui）的黑色，使满天星斗像是在黑色天鹅绒上用一颗颗晶莹剔（ti）透的宝石镶嵌（kan）出的各种图案。飞船的运动，又使这一切具有动感，活像是在立体电影院中欣赏三维电影！
欣赏之余，又会有这样的沉思浮现脑际：宇宙背景为什么是漆黑的？无限的宇宙有无限的恒星，即使每颗恒星的光是暗淡的，但无限多个暗淡的星光迭加起来，也会形成巨大的光芒。
19世纪的天文学家H·奥伯斯，也曾为“夜空为什么是黑暗的”这个古老的问题困扰过。因此后来这被称为“奥伯斯佯谬”。
根据热力学理论，无限个恒星把热和光辐射到空间，会使宇宙空间的温度不断升高，即使在经过100多亿年后，宇宙空间还没有达到恒星表面温度那样的热动平衡状态，也应该是几千K的温度，宇宙背景应该在这个温度上发热发光，它怎么会是漆黑的呢？
现代宇宙学解开了这个佯谬。首先，恒星不是永恒地燃烧的，原始恒星和死亡了的恒星不发光，发光的主序恒星有一定的寿命；其次，宇宙不是静止的，而是在不断地膨胀着；最后，也是最根本的，宇宙不是无限的，它有有限的年龄，有有限数量的恒星。因此，有限的宇宙和有限数目的恒星的光的迭加，也是有限的，而且是很微弱的，因为宇宙的不断膨胀降低了温度和光芒。
从热力学角度看，就是从宇宙诞生至今，还没有达到热平衡所需要的足够时间。而且，如果宇宙一直膨胀下去，也将是在很低温度的水平上的平衡。如果这样，不仅现在的宇宙背景是漆黑的，将来也会是漆黑的。
宇宙飞船是怎样调节温差的？
宇宙飞船在太空中飞行时，由于始终受到太阳光的强烈照射，向阳的船体一侧温度会高达100℃以上，背阴的那边却要低到-200℃。宇宙中没有大气，不能用空调器，那么，宇宙飞船用什么方法来调节这么悬殊的温差呢？
人们在生活中早就发现，表面是黑色的物体吸热本领强，表面是白色的物体吸热本领差。因此人们通常在夏天穿浅色衣服，冬天穿深色衣服。科学家们根据这个原理在飞船壳体外表面涂上一层浅蓝色或银白色的涂料。当阳光照在它上面时，可以防止温度剧烈升高；它背向太阳的时候，白色又可以减少向外辐射热的作用。在飞船壳体的内面，涂上一层黑漆，就像一层黑色的衣服里子。由于黑色吸热和放热的本领都大，可以使壳体内部温度的那一面放出热，使温度低的那一面吸收热，这样就使得舱体内的温度趋于均衡。加上宇航员穿上用特殊材料做的宇航服，就能在太空中进行科学实验了。
太空对接是怎样完成的？
在浩瀚的宇宙太空，人类发射的航天器有时也需要互相对接，以便完成人员轮换、物资补给、设备维修等任务。不过，航天器的飞行速度很快，要使它们交会并对接，当然不是件容易的事。
那么，航空器是怎样完成这一过程的呢原来，航天科技人员是通过航天器轨道控制和航天器姿态控制实现对接的，其过程主要通过航天器控制系统完成。1965年12月15日，“双子星座”7号和“双子星座”6号在空间交会，当时它们在同一轨道上运行，又是同一速度，两个航天器仅相隔10厘米，这是世界上第一次实现航天器空间交会，为实现对接积累了经验。
对接通常都是在宇航员的指挥和操纵下进行的。例如，“双子星座”号飞船和“阿金纳”号火箭对接时，两者相距仅300米左右，相对速度为1.5~3米/秒时，宇航员通过手控调整飞船完成对接，随后“阿金纳”号火箭的对接环与飞船的小头紧密配合，连成一个整体。
航天器的轨道如何对接？
航天器的轨道会合和对接，是航天活动中一项必不可少的技术。对确定了载人登月计划的美国来说，更是急需解决的一项关键技术。
进入轨道的航天器，在轨道上做无动力惯性飞行。要使两个航天器对接起来，首先要让它们在同一条轨道上会合。这要求其中一个航天器用携带的小火箭发动机产生动力，进行变轨机动飞行，去追赶另一个航天器。人们分别把两个航天器叫做追踪航天器和目标航天器。
载人航天器之间，由于需要有环形通道，一般采用“异体同构-周边对接机构”，就是两个航天器上的对接机构是相同的，所有对接部件都在对接口的周边。
航天器的会合和对接，一般分为四个阶段，即地面引导、自动寻的、接近和停靠、对接合拢。
追踪航天器在地面控制中心的引导下，经过几次机动飞行，改变轨道，飞至目标航天器后面15-100千米处，使追踪航天器的测量装置能捕获到目标航天器。
追踪航天器用微波和激光等敏感器件测量与目标航天器的相对运动数据，并自动飞近到距目标航天器500-1000米的初始瞄准点。
追踪航天器首先捕获目标航天器的对接轴，然后在轨道平面外机动绕行，进入以对接口轴线为中心线的锥形对接走廊，然后逐渐调整飞行姿态，使其对接口轴线与目标航天器的对接口轴线重合。这时，两个航天器相距约100-200米。然后以3-1米/秒的相对速度接近。在这个过程中，追踪航天器必须随时精确测量与目标航天器之间的距离、相对速度和姿态。最后使用冷气喷射系统以0.15-0.18米/秒的速度与目标航天器相撞停靠。
相撞停靠后，关闭动力系统，两个航天器利用对接机构上的抓手、缓冲器和传力机构相互接触，环与环连接，并调平拉紧，然后用锁紧机构实现两个航天器的硬连接并密封。这时，两个航天器的对接通道可供人员往来。最后完成信息传输总线、电源线和流体管线的连接，使两个航天器成为一个整体。
完成会合和对接一般需要3-4小时。
为什么人在太空中衰老得快？
在太空飞行，尤其是超过月地空间的深空飞行，所遇到的首要问题就是长期失重。短期、近地空间的宇航活动会造成宇航员的“太空运动病”：头晕、出虚汗、流涎、恶心、呕吐等等。当然，这些症状通常都会在宇航员返回地面后逐渐消除。
可是，有一个问题却很难解决，那就是太空飞行会引起骨质疏松。人类的骨骼长期以来为适应地球引力，产生了一种“反地球引力”的机能。而一旦进入失量的太空环境，这些能力消失殆（dai）尽，就会使肌肉开始萎缩，骨骼中的矿物质减少。
过长的失重时间将造成骨骼的永久性损伤，极易导致骨折。另外，钙的大量流失也会加剧骨质疏松，造成不可逆转的后果。失重还可使脑垂体分泌激素的数量降低，这大大削弱了人体的新陈代谢和免疫功能。
以上因素都会引起人的衰（cui）老，所以，人在太空中比在地球上衰老快。
人在太空中为什么会长高？
前苏联宇航员尤里·洛玛曼柯43岁时，在太空站生活了326天后回到地面时，身体竟长高了1厘米。人在太空中为什么会长高呢？
我们知道，人的脊柱骨由33块骨头组合而成，其中绝大多数骨头中间由椎间盘所分隔，椎间盘是一种坚韧的纤维组织，起保护脊柱的缓冲作用。在太空，由于地心引力对脊柱的影响不复存在，脊柱骨因为得到舒展而延伸，所以生活了一段时间后，人会长高。
也许有人会这样想，要是有朝一日，太空旅行成为可能，那么一个矮个人要想长高些，通过参加太空旅行团去旅行一年不就行了吗？其实是不行的。因为，这种长高与正常的身材增高是不同的。正常的增高是由于人体内较大的骨头的两端长出新的骨膜，并不断积累的结果。而太空人的高是在太空的特定环境下发生的，所以当他返回地球后，就会很快恢复原来的身高。
火箭到月球为什么不走直线？
当年，“阿波罗”首次登月，引起巨大的轰动。也许，你会理所当然地认为，它登月飞行所走的轨迹是直线，因为两点之间直线最短，肯定既经济又省时。
其实不然，阿波罗飞行实际上是沿着一条十分复杂的曲线进行的：先通过一、二级火箭把飞船送入180千米的圆形环地轨道。在此轨道上运行1.5~2周后，再通过第三级火箭的推动使飞船达到第二宇宙速度进入奔月轨道。在飞船距月面约110千米时，进入先椭（tuo）圆后圆形的环月轨道。在作了13周的绕月飞行后才由登月舱正式登月。
为什么登月飞行要走曲线呢这是因为，地球、月球都在运动之中，火箭的发射都得考虑这种运动。选择最佳的航行轨道对规划飞行时间、优化火箭设计等都是必不可少的。再则，登月飞行是空前规模的航天创举，虽有充分而精确的前期试验，但在正式奔月和登月之前，先在绕地、绕月的“停泊轨道”上逗留做冲刺前的精心调整，也是十分必要的。
未来的客机是什么样子？
最近，美国麦道公司及国家航空和航天局联合，研制一种外形像“飞翔的蝙蝠”的未来型客机。
据调查资料表明，随着世界经济的发展，各国交流的日益频（pin）繁，空中旅行越来越繁忙，而且乘客数量有继续增加的趋势。因此，美国麦道公司和国家航空和航天局要求制造新型“超巨型”客机，以缓和航空交通的拥挤状况。这种被称为“机翼机身融合体”（简称BWB）的飞机正在研制过程中。
BWB飞机将拥有800个座位，头等舱54个座位，二等舱229个座位，余下的为经济舱的座位。机翼为双层舱结构形式，可用来运送旅客和货物（下层为货舱），它的航程为1.3万千米，时速是966千米，飞行高度为1.2万米。BWB飞机将使用强度大、质量轻的碳复合材料制造，其性能比目前所有的客机都优越。
将来会出现月球城市吗？
美国航天局提出一项计划，打算在2010年，耗资1000亿美元在月球建立一个可容纳100人的基地。这个基地外形为轮状或圆筒状，直径1~2千米，内有山脉、河流、湖泊、森林、草原等，还有许多生物，是一个能自给自足的充满生机的封闭型生态系统。
美、日等国还准备从2020年起他们将建设月球农场和工厂，研究开发利用微波照射等提炼氦的技术，以解决能源供应问题。并把多余的能源输送回地球。从2030年开始，月球上的居民将完全能做到自给自足。月球到地球之间设有定期往返的航线，中途还有供人们休息和娱乐的太空旅馆。
航天界还有一个更令人鼓舞的目标，到2050年，在月球表面建造一个巨大的人造气罩，内有青山绿水，自然环境如同地球一样。到了那个时候，月球上将出现一座座崭（zhan）新的城市。不过，由于客观因素影响，月球城市的居民不会太多，也许只有数百人。
太空之旅离我们还有多远？
美国安德鲁航天技术研究所已研制出一种新型推进方案，取名为“炼金师”。该方案能够大幅度降低航天飞机起飞和飞行的费用。因而，几年来一直停留在宣传阶段的太空旅行不久将成为现实。
与以往的设计不同，航天飞机将不再凭借自己的力量起飞，而是由一架类似波音777的飞机来运载。如果采用传统的垂直推进方式起飞，航天飞机需要非常大的推力才能克服重力，而采用运载飞机可节省很多花在推进剂上的费用。另外一项降低费用的举措就是减轻安装在运载飞机上的航天飞机的重量，使之降低到通常起飞重量的五分之一。其中的奥秘在于，航天飞机的燃料箱里只装氢气。至于推进器工作所必需的、占推进剂总重量80%的氧气则由运载飞机和航天飞机在大气中共同生成。为此.它们需要在8000米高空盘旋3个小时之久。在盘旋的过程中，由涡轮机吸进的空气只有20%在推进器中燃烧，剩余的空气从燃烧室旁边的管道中通过。通过热交换器使这些空气充分冷却，变为液态；然后在离心机中分离空气中的其他成分；最后剩下纯液氧，其中的一部分被抽取到航天飞机的燃料箱里。在这之后，运载飞机和航天飞机发动火箭推进器，升到5万米的高空。在那里，航天飞机与运载飞机分离，航天飞机使用自己储备的氧气飞入太空。
这种背负式技术还有另外两个优点：首先，航天飞机可以在世界上任何一个大型机场起飞；其次，起飞时的水平位置会让旅客们觉得更舒适些。富翁丹尼斯·蒂托飞往国际空间站花了2000万美元，但15年后，我们的太空之旅或许只需花费大约2万美元。
为什么现在还不能向太空移民？
现在，人类已经掌握了比较成熟的航天技术，到宇宙中旅行，甚至居住都已经不再是梦想。面对地球的人口压力，科学家们提出了向宇宙其他星球移民的设想。但是，这个设想暂时还无法实现，因为它涉及到方方面面极为复杂的科学问题。
首先，人类及动物在地球环境中经过漫长的演化，才逐步适应了目前地球上的物理、化学的生存环境。一旦到太空去生活，那里的生存环境与地球截然不同。即使设计的与地球环境相似，但也很难长期保持。一旦发生环境变化，后果不堪（kan）设想。
其次，人类在太空中居住一旦遇到流星袭击，空气就会逃逸。缺乏维持人类生存的空气，人类及动物将无法生存。
第三，在太空建造人类生活区，不但耗资巨大，而且以目前的科技水平也难以实现。所以，人类向太空移民的设想，目前看来，还很难实现。
航天飞机为什么会破坏臭氧层？
目前，我们都已经了解了臭氧层的价值。它在距地面大约30千米的高空，相当于给地球穿上一件衣裳，可以保护人类，免受太阳紫外线的伤害。过多的紫外线照射，会损害人的免疫能力，使人类皮肤癌发病率增多，并危及海洋生物的生存，因此保护臭氧层是全球数十亿人们的共同责任。
据科学家研究发现，氯气和氯化物，氧化氮、氧化铝等都是破坏臭氧层的杀手。然而固体火箭助推器燃烧时在它的排放物中就会有上述物质。尤其是航天飞机的发射，据科学家统计，航天飞机在起飞后的2分钟内就向大气中排放出187吨氯（lǜ）气和氯化物，7吨氧化氮和180吨氧化铝，这些物质足以破坏800吨臭氧，这个数据是相当惊人的。
因此，我们必须采取有效的措施改进航天飞机的发射技术，以便保护人类赖以生存的地球，保护臭氧层。
为什么航天飞机升降方式不同？
航天飞机发射都是垂直升空，返回地面时，却像滑翔机一样无声无息地降落。这是为什么呢？
发射时的航天飞机身上“绑着”比自己还要大的外燃料箱，还有两枚助推火箭。在这些“大力士”的帮助下，航天飞机先上升到几十千米高空，扔下两枚耗尽燃料的助推火箭（它们可以用降落伞回收后重复使用）。再上升到100多千米高度时，又抛弃庞大的外燃料箱，这时航天飞机本身的发动机才足以把它送上几百千米的轨道。
航天飞机挂了那么多东西，当然无法像飞机那样水平滑跑起飞，而且它受到的空气阻力也远远超过大型飞机。再说火箭发动机只能短时间工作。因此，航天飞机必须在最初一二分钟里垂直上升，尽快冲出稠密的低层大气。当它返航时，早已摆脱了累赘（zhui）的外挂物，就能像滑翔机一样降落。
飞机能不能发射卫星？
小朋友们都知道，要把卫星从地球送到太空，必须要克服地球的强大引力。传统的发射卫星方式是利用火箭作为运载卫星的工具。将卫星固定在火箭的前端，火箭点火后，在极短时间内达到第一宇宙速度，从而使卫星脱离地球，在太空中环绕地球飞行。
可是，这种传统的发射卫星方式有一个缺点。发射卫星时，往往需要多级火箭；况且，火箭都是一次性使用，不能重复利用，因此，随着火箭级数的增加，卫星发送的成本就跟着急剧增加。
能不能既节省投资，而又能安全可靠地将卫星发送上天呢于是，人们把目光投向了飞机。现在，飞机的技术日趋完善，科技人员于是设想，用飞机将卫星带到尽可能高的高空，借助飞机的速度和高度，只要使用一级火箭就可以发射卫星了。这样，不仅可以大大节省卫星发射的地面设备，还可使相同质量卫星发射的成本大大下降。目前，利用飞机发射卫星的技术已基本成熟，即将投入正式使用。
为什么要回收“太空垃圾”？
在太空中，漂浮着许多废弃的航天器及其零部件，我们把它们称为太空垃圾。太空垃圾中，大多数都是金属物品，它们可不是普通的“废铜烂铁”，而是十分宝贵的黄金、钛和钨等，具有很高的回收价值。
还有一些“垃圾”就更宝贵了，它们是一些失效的或失控而未能进入预定轨道的卫星。如1980年发射的“太阳峰年观测卫星”，运行还不到1年时间，就因不能对太阳定向而成废物。1984年4月10日，“挑战者”号航天飞机将它抓入货舱，修复了它的对日定向系统，并加装一台观测器，使这颗重2吨、价值2.4亿美元的科学卫星起死回生。
对一般只有8~10年工作寿命的卫星，通常都可通过更换部件、局部维修等方式，使它“返老还童”，费用只不过几百万美元而已。而修复后的卫星所发挥的作用是远远超过维修费用的，所以，我们要对“太空垃圾”回收再利用。
什么是太空发电站？
多少年来，科学家们一直在设法寻找一种既清洁又取之不尽的能源。他们认为，最好的办法是向太空要电能，建立一个沿着地球轨道运行的太空电站，通过光电板吸收太阳辐射，然后以微波形式把这些吸收的能量发往地球。
如今，一个命名为SPS2000的太阳能卫星计划的实施，将使这一设想变成现实。这颗卫星呈等边三棱柱状，边长336米，高303米，重240吨，三棱柱的两面覆（fu）盖着由硅构成的太阳能板，另一面安装着向地球输送微波的天线。
这所电站，实际上是一颗能产生1万千瓦电能的巨型卫星。
太空发电站怎样把电输送到地面？
太空电站SPS2000卫星，通过太阳能板吸取太阳辐射，将产生的直流电首先转换成微波，然后由一个装在卫星上的发射天线向地球传送。在地球基地，由一个直径达2千米的接收天线接收微波，然后通过转换器，把微波转换成直流电，直流电再被转换成交流电，最后接入当地的电网。由于目前技术水平的限制，在转换过程中，能量被损耗，只有约50%的能量被利用。
地球基地每小时可连续蓄积250千瓦时的电能。
天空可以模拟吗？
天空也能人造吗？英国科学家已经建了一个直径8米，安装着640个灯泡的大圆顶，这就是人造天空。这个人造天空能够模拟地球上任何气候条件下的光照情况，用来测量各种云层遮蔽天空时进入室内的太阳光辐射量，还用于测量不同时刻、不同气候条件和不同地区在一天中所得到的室内光照量。通过研究，人们能在将来更好地利用太阳能。宇航史上的第一进入太空第一人：原苏联宇航员尤里·加加林1961年4月12日9时，他乘坐东方1号宇宙飞船，绕地球飞行了108分钟后安全返回地面。加加林的名字，连同他那迷人的微笑，从此传遍了世界每个角落。
进入太空的第一位女性：原苏联宇航员瓦连金娜·捷列什科娃1963年6月，原苏联宇航员瓦连金娜·捷列什科娃驾驶“东方”6号飞船升空，成为进入太空的第一位女性。
太空行走第一人：原苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫1965年3月，原苏联宇航员阿列克谢·列昂诺夫乘坐上升号飞船进行了2分钟的人类首次太空行走，由于宇航服的膨胀，他险些没能爬回舱内。登月第一人：美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗1969年20日，阿波罗11号飞船成功地降落在地球的卫星--月球上。美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗率先踏上月球那荒凉而沉寂的土地，并说出了此后在无数场合常被引用的名言：“这是个人迈出的一小步，但却是人类迈出的一大步。”
第一架航天飞机升空1981年4月12日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚”号在肯尼迪航天中心首次升空。美国先后又相继研制了“挑战者”号、“发现”号、“亚特兰蒂斯”号和“奋进”号等航天飞机。华裔太空第一人：美籍华裔科学家王赣骏1985年4月29日，美国“挑战者”号航天飞机发射升空，美籍华裔科学家王赣骏和6名美国宇航员一起参加了这次为期7天的太空飞行。
太空游客第一人：美国人蒂托2001年4月30日，第一位太空游客、美国人蒂托快乐地进入国际空间站，开始了他为期一周的太空观光生活。
进入太空的第一位中国人：杨利伟2003年10月15日9时整，神舟五号载人飞船发射成功，将中国第一名航天员杨利伟送上太空。飞船经过绕地球14圈以后，于16日6点23分在内蒙古阿木古郎草原安全着陆，航天员自主走出返回舱，状态良好。