Celestia教学活动之七
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\normalsize\slshape Celestia 教学活动之七 - Celestia 的宇宙飞船，第一部分\hfil\upshape
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要开始我们的旅行，只要左键点击\href{file:///C:/Program Files/Celestia161-ED/Activity_cels/Activity7.vbs}{这里}一次，就等待 Celestia 的打开。
34. 数周内，探索者1号开始坠落并停止传送数据。最终，它坠落出轨道并在大气层中烧毁，但它是美国新太空计划的一个刺激促进。“太空竞赛”在苏联和美国之间正式起步。探索者1号的发射也影响到几个月之后国家航空和航天局(NASA)的成立。
35. 全部问题在作业的 8-12 题。去做作业。
\begin{center}\section*{4 - 为月球做准备}\addcontentsline{toc}{section}{4 - 为月球做准备}\end{center}
36. “我认为这是国家应由自己完成的目标，在这一个十年结束之前，发射人到月球并且使他安全地返回地球。”美国总统约翰 F. 肯尼迪于 1961 年五月在国会前讲演说的简单一句话。这句话交给美国设计，部署，建造，发射和回收太空飞船来有能力带人从地球到月球，使他们在另一个世界登陆，并且带他们再安全地返回地球的目标。
37. 它是勇敢和鲁莽的陈述。从 Sputnik 1 的发射到肯尼迪在 1961 年的讲话的四年里，美国和苏联发射了 25 个不载人飞船而仅有 2 个载人太空舱。它们中的十几艘失败或坠毁。经受大量的事件，不夸张地说要求科学家仅在之后的九年里设计，安排和开发运送人到月球并安全地使他们返回是一个鲁莽的要求。这使世界震惊，然而，美国做到了！
38. 在载人太空飞船的年表中，第一个曾经到达太空并在失重中自由坠落的人是苏联宇航员尤里 加加林。在 1961 年四月，距肯尼迪讲话仅一个月，加加林从发射 Sputnik 1 的同一个拜科努尔航天发射场发射进入轨道。他乘坐 Vostok 1 ，一个空间受限但有效的太空舱。虽然飞行没有持续长时间（一个环绕地球轨道仅少于 2 小时），它再次成就苏联在太空竞赛中的领先地位，也让加加林先生世界闻名。
39. 让我们观察尤里在他的太空舱里——第一个载人飞船进入太空。要那样，点击这里。那个下点就是 Vostok 1。看它的特写镜头，按[G]键。它将放大进入视野。你的飞船穿着一件有力场的“斗篷”来从加加林的视线中隐藏它和你。
40. 你看到的景象不是活着的事物而是看到从前地球上曾经有过的生命历史，一幅我们家世界的美丽景色。加加林先生最后承认在它的美丽和雄伟前他流泪了。
41. 仔细查看 Vostok 1。[鼠标右键-按住-拖拽]环绕它。它看着像可以包括大量仪器的大个金属物。注意它仅有三个小窗户。给宇航员加加林一个舒适的飞船或一个好视野对飞船的设计者们不重要。
42. 接下来一个 108 分钟的轨道（环绕飞行），Vostok 1 点火它的制动火箭并开始使人惊悚地坠落到地面。像一道流星下落，没有人知道如果飞船在和空气的摩擦中超过高温并熔化，第一个人要在太空中死去。作为一个成果，Vostok 1 设计为在大气层上面释放一个降落伞来减慢它的下落。它工作得很好而且当宇航员加加林的飞船到达距离地面 6 千米左右的高度时，他从太空舱弹出跳伞从而单独地下落到地面。这是世界的荣誉...在太空中的第一个人。
43. 作为适当的真实的太空竞赛，仅在两周后的 1961 年五月 5 日，美国发射了他们的第一名宇航员进入“太空”。阿兰 史波德乘坐昵称“自由 7 号”的一颗水星太空舱中，从卡纳维拉尔角发射，FL 发射综合和乘坐像是一枚在 Redstone 火箭顶端的大炮弹。这枚火箭抛掷太空舱进入一个弹道弧线仅距离 300 英里的地方快速回落并溅落入大西洋。然而这个功绩仅是勉强使史波德在数分钟内进入太空的外围，并没有让他进入轨道，美国视他如一位国家英雄。数月之后，宇航员 Gus Grissom 在昵称自由钟 7 号的第二艘水星太空舱重复了这一成就。这一太空舱在从北大西洋回收时实际上倾覆然而 Gus 很好地出来了，这个太空舱灌满水并沉没。在 2001 年，它最终被回收。
44. 在 1961 年八月 6 日，第二名苏联宇航员，Gherman Titov，乘坐东方 2 号进入轨道一整天，在安全地返回地球之前环绕地球 17 次。
45. 六个月之后的 1962 年二月 20 日美国人最后发射一个人进入环绕地球的完整轨道。约翰 格林，乘坐名为 "Friendship 7" 的新水星太空舱，于安全地在海洋上着陆之前，超过 4 小时飞行过程中环绕地球三次。
46. 让我们观察 Friendship 7。要那样做，我们必须返回到 1962 年二月 20 日。点击这里。
47. 你在格林先生旁边飞行，在太平洋之上，接近南美的海岸线。你的速度为 24,000 英里/小时，在地面之上超过 250 千米（155 英里）。
48. 想象孤单的你自己，在很远的地球之上的易损的大机器中的一些时候仅做测试。你的太空舱外面，温度寒冷到 -200 华氏度。气压接近于零。如果一个大的透气缝隙出现在你的飞船里，你将快速死亡并且很痛苦。幸好，这些太空飞船坚固并且可能出现的泄漏将是缓慢的和有望能够修理的，但所有这些初期的太空探索者是更为勇敢的人。在 1971 年，三名俄罗斯宇航员在他们的 Soyuz 太空飞船破裂泄漏并泄漏完空气时死于太空。
49. 让我们在 Friendship 7 穿越非洲海岸上空时伴随约翰 格林。点击这里。多么壮丽的景象。用 [Home] 键放大接近并右键-按住-拖拽。格林先生能够看到窗外下面的地球并给它拍照。从这个窗看。
50. 在按照肯尼迪大胆的指令去做的这些年里，苏联和美国耗费了大量的时间，力量和资金来发展去月球的能力。出现如 Luna, Gemini, Ranger, Surveyor, Apollo 和 Soyuz 太空飞船计划。Luna, Ranger 和 Surveyor 计划产生一系列环绕和登陆（有时撞击）月球的不载人太空飞船。在肯尼迪的命令之后仅 9 年美国的阿波罗计划产生人类在另一个世界第一次成功登陆。
51. 全部问题在作业的 13-23 题。去做作业。
\begin{center}\section*{5 - 人类在另一个世界登陆}\addcontentsline{toc}{section}{5 - 人类在另一个世界登陆}\end{center}
52. 肯尼迪让人在月球登陆的目标继续全速前进。这个计划名为“阿波罗”，是依照罗马/希腊太阳神的名字。1967 年一月，第一艘载人飞船，阿波罗 1 号，开始测试。不幸的是，测试的时候静止在地面期间，里面有一组三名宇航员的太空飞船内部发生火灾。三个人都死了。
53. 阿波罗 2, 3, 4, 5 和 6 号是来测试完成将推进人们到月球的主火箭而发射的不载人太空飞船，而且测试了太空硬件的其他方面。
54. 阿波罗 7, 8, 9 和 10 号都是载人太空飞船携带了三个团队进入太空，来继续测试实际登陆月球表面而需要的硬件和程序。阿波罗 8 和 10 号实际上飞行到月球，环绕到它的背面，没有登陆而返回地球。阿波罗 7 和 9 号在它们的测试期间停留在地球轨道上。
55. 在 1969 年七月 16 日，在佛罗里达新近命名为约翰 F. 肯尼迪空间中心的发射平台上一个巨人般的 Saturn V 火箭发射升空从而打开了人类历史新的篇章。火箭的顶端乘坐三个人，隐藏在复杂的，作为所知的昂贵的机器的阿波罗 11 号太空舱里。太空飞船由四部分构成；指令舱，服务舱和登月舱（上升级和下降级）。我们不久就会观察那些。
56. 悲剧性的肯尼迪总统，制造阿波罗 11 号实现了太空梦想，在 1963 年被刺杀并且不能够证明这一历史事件。他的继任者，林顿 约翰逊，迅速地以他的大名为佛罗里达发射联合体重新命名。
57. 观看和收听阿波罗 11 号真实的发射，点击这里，并等待 Apple QuickTime 视频的打开和播放。确定你打开了你的扬声器。如果你是在计算机教室，降低扬声器的音量。同时按 [Ctrl + 2 或 3] 键增大你的播放屏幕大小。
58. Saturn V 火箭直立高度有 364 英尺而重量超过六百万磅。它是曾经制造的第二最强有力的火箭（一枚俄罗斯火箭动力更大一点）。下面一级配备五个发动机，每个是一辆大卡车大小。发射时，这些发动机每秒钟喷出 15 吨的液体火箭燃料。这五个发动机产生总和七百六十万磅的推力最终推动火箭达到每小时 6,000 英里（超过每小时 9,500 千米）的速度。片刻之后，大的一级从火箭的其他部分分离并持续下落，落回地球坠入大西洋。
59. 第二级（火箭的中部）点火五枚较小的火箭并加速阿波罗的宇航员到每小时 15,000 英里（每小时 24,000 千米）的速度。最后，那一级掉落下去而第三级（在上部的一个小部分）点火它的单一火箭，推进太空飞船进入高处的地球轨道，并当再次点火时在每小时 25,000 英里（差不多每小时 40,000 千米）的速度运送阿波罗 11 号的有效载荷和宇航员到月球。在仅一次的路途中，宇航员也抛弃了第三级。阿波罗宇航员飞行的这个速度是历史上所有人类曾经旅行得最快的，在那时或者现在！
60. 从发射日期到抵达，它用三天到达月球。一到那里，阿波罗 11 号点火它的指令/服务舱火箭缓慢下降，并下落进入月球轨道。接下来的一天，指令长尼尔 阿姆斯特朗和驾驶员巴兹 奥尔德林进入登月舱（昵称 "LEM"）从停留在轨道上的指令/服务舱分离，点火 LM 的下降火箭发动机并成功在月球表面登陆，在 1969 年七月 20 日着陆。
61. 留在后面的是指令/服务舱里德航天员，迈克尔 科林斯。阿姆斯特朗和奥尔德林在成为 Mare Tranquillitatus, 即英语中的“静海”的坚硬，平坦的古火上熔岩流的岩石平原上着陆。一些准备之后，尼尔 阿姆斯特朗迈出了历史中任何地球生命形式在其他世界曾经历的第一次行走。当他迈入月球时，阿姆斯特朗先生的声音他的著名引述，“那是人的一小步，人类巨人般的跨越”。
62. 要真实地听录音和看哪个历史事件的录像，点击一次这里并等待它的打开。
63. 用 Celestia，让我们首先模拟发射和向月球的行程。我们将开始于 1969 年七月 16 日的佛罗里达上面的肯尼迪航天中心的地面上。我们将在那时持续增加我们的速度直到我们达到每小时 17,000 英里（每秒 7 千米），如从我们下降着陆的地方我们所看到的。你准备好了吗？
64. 只点击\href{cel://Follow/Sol:Earth/1969-07-16T15:32:45.90786?x=2tT0deDPkrEG&y=NwS867S3gv///////////w&z=RFBgs1pz7aA0&ow=-0.171054&ox=-0.651283&oy=-0.710882&oz=0.203023&select=Sol:Earth&fov=31.472271&ts=0.000000<d=0&p=0&rf=40855&lm=0&ver=2}{这里}一次。按 [A] 键一次来启动推进器，那时立刻按 [Q] 键一次来产生逆向推力。发射！
65. 当你上升的时候，给 [A] 键短暂的轻击来加快速度。每秒钟保持轻击差不多直到在左下角显示你的速度读到每秒 6 千米左右（仅是达到接近）。别让它着急。它看上去像阿波罗 11 号太空飞船真实时间所达到的那个速度。
66. 当你达到地面之上 400 千米左右时，按 [down] 箭头键或者在数字键盘上的 [2] 键来使你倾斜缓慢上升直到你可以看见地球的美丽地平线。那时按 [S] 键来关闭你的发动机。
67. 按 [\verb"\"] 键来重新开始实际时间。你现在滑行在地球之上的高空，在你到月球的途中。
68. 阿波罗 11 号继续在途中加速并最终在一天后当它脱离地球轨道的时候达到每秒 11 千米开始了它到月球的历史性航行。阿波罗 11 号需要两天的时间到达月球。我们从来没有这时间，我们将在很大程度上高于每秒 11 千米的速度上在哪里飞行。
69. 现在点击这里返回 Celestia。在远方是我们的月球。太阳的光从遥远的右侧倾斜过来形成一个渐满的新月。
70. 现在地球在我们的后面。要看到它，按 [Shift + *] 键来转动在你飞船后部的摄像机。在做完后再次按它们，确定让你看到了月球。
71. 来增加我们的速度。按 [F3] 键一次。这将提速到每秒 1000 千米，那是比真实的阿波罗 11 号飞船快一百倍。到那时，轻击 [A] 键若干次提速到每秒 2,600 到 3,000 千米之间。在左边较上部提示，到月球的距离正在减小。
72. 片刻的观察。要我们离开所看到的背后的地球，一同按 [Shift + *] 键。再次按它们来转回前方的视野。请要知道这个速度在目前是虚构的。你飞行得比任何人类曾经的航行都要非常非常快。
73. 你快速抵达。当你到达月球大约不超过 10,000 千米时，按 [S] 键来关闭你的发动机。使用 [Shift + *] 键观看背后的地球。再次按它们转回到月球的视野。
74. 点击这里来最后调整方位。
75. 在你的白色文字工具套件中，[uncheck] 驾驶舱栏来给你一个更好的景象。
76. 你的目的地是 "Mare Tranquikkitatus" （静海）。它是在月球右上角的黑暗，圆形的多岩石平原。这是阿波罗 11 号登陆的目标。要找到它，在 Celestia 的 "Render" 下拉菜单中，选择 "Locations" 标签条，并检查说 "Maria" 的菜单栏。在那时一同按 [Shift + \&] 键。这打开位置标签。你将发现在月球上的一些“月海”。
77. [右键-按住-拖拽] 那样静海是在你下面。
78. 在十八世纪，科学家们在地球上通过粗陋的望远镜观察月球看到这些黑暗的区域并感觉它们一定是冻结的大洋即水结了冰的大海。它们像是没有洞穴（火山口）。他们，因此命名它们“海”，在拉丁语中那是“海”的意思。已证实它们不是水。它们是平坦的远古熔岩流形成的坚硬岩石。一次，月球的火山活动并在月球坚硬表面的缝隙熔岩流出并覆盖表面，变硬成为月海。
79. 一直以来它们平坦而少有火山口，它们是成为首次在月球表面登陆的好地方。
80. 阿波罗 11 号和 Celestia 1 号飞行得一样快正对我们飞船在静海着陆的地方。首先，我们要开始为安全着陆而安排的环绕月球轨道。阿波罗 11 号的宇航员已经先于我们一点点下降进入轨道。要超越他们，单击这里。
81. 你所看到的景色壮丽，阿波罗 11 号，在月球和地球轮廓背景上。
82. 阿波罗 11 号由四个独立部分组成。有发动机的大个的银灰色圆柱体称为服务舱，并包含大量设备，一些容器，燃料，氧气，发动机等。三人组成的团队乘坐在银色的指令舱从月球，那叫做，“哥伦比亚”。它是有窗的一个。两名成员乘坐在登月舱或 LM 里去月球并返回。它的昵称是 "Eagle"。LM 包括两部分；金箔覆盖着的下降级和灰/银色的上升级。它没有空气动力因为它的飞行将只通过没有空气的空间（月球没有大气）。
83. 全部问题在作业中的 20 - 30 题。去做作业。
84. 全方位仔细观察阿波罗 11 号，用你的鼠标拖拽控制。这是一个在任何模拟程序里能有的这个飞船最精确的模型而且是用数百工时来制作！让人喜欢的是反射阳光像它们从飞船金属般的表面弹落。
85. 你现在规划房间各处从而让 Celesia 未发挥的专长带你到 1969 年的那个位置。想象你自己像是宇航员阿姆斯特朗，奥尔德林和格林离家那么遥远，从指令舱的窗口看遥远的地球和下面的月球。如果他们的飞船损坏呢？他们没有援救飞船可用。他们将陷于困境，并死在环绕月球的轨道空间...永远。世界将一直崇敬他们的勇气。
86. 在 1969 年七月 20 日世界时(UTC)17:47:00，登月舱 "Eagle" 从指令舱分离并载着指令长尼尔 阿姆斯特朗和驾驶员巴斯 奥尔德林在历史中第一次下落到另一个世界的表面。在 20:17:40 UTC，分离之后 2 1/2 小时左右，Eagle 在“静海”，即 "Mare Tranqillitatus" 的坚硬的平坦区域登陆。让 Celestia 1 号到那个斑点，处于 LM 登陆时的月海上方。
87. 要那样，点击这里。阿波罗 11 号指令和服务舱为迈克 柯林斯乘坐是可以看到。LM 有阿姆斯特朗和奥尔德林是看到右侧下方的远处，朝着表面下降。放大来观察 CSM。
88. 你的飞船在较慢的速度追踪 LM。要观察它点击这里。显示在远离地球之处，在右下角！它是惊人的。LM 经过一次，按 [F] 键和 [G] 键到它那。当按 [\verb"\"] 键时回到实际时间。
89. [右键-按住-拖拽] 从全方面观察 LM。尝试去仔细观察在那里的飞船，向在另一个世界着陆而下降。哇！你是在一个特权座位上。
90. 见证登陆并听真实的从阿波罗 11 号的播音，点击这里。那个移动的小圆点是 LM。当你的飞船时钟读到 20:17:23 时，按键盘上部的 [3] 键来聆听从 CM （确定你的计算机扩音器是打开的）的播音。在 Celestia，观看 LM 登陆。按 [3]，再一次登陆。
91. 当按 [G] 键时 Celestia 1 号将带你下落到表面，处于 LM 上方。
92. 轻击 [End] 键或者鼠标滚轮仅仅一点来继续缩放，在那时右键-按住-拖拽围绕它。两人将从灰色顶端部分上迈上楼梯平台并攀下梯子第一次进入另一个世界。当指令长阿姆斯特朗迈下最下的梯级到月球表面时，他说，“这是人的一小步...人类的一大跨越”。
93. 要看到阿波罗 11 号在静海中的位置，按住 [End] 键直到你可以看到两个白点和月海的全景。那斑点是人类创造太空历史的地方！
94. 阿波罗 11 号的宇航员在月球上停留少一一天。在七月 21 日 17:52:17 时，登月舱的上部（灰色上升级）升起离开月球载着宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林经过上空返回到与指令舱相汇合处。
95. 下降级（LM 下面金色部分）停留在后面并将永远遗留在月球上。因为那里没有水或大气，那里没什么损毁，腐蚀或风化太空飞船。除非将来某一天它恰巧受到陨石的撞击，它将存留在表面数百万年不会损毁。甚至宇航员的脚印可以保存一千年不会扰乱。将来某一天，它们将吸引月球旅行者中重要的一个旅行者（也许你的曾曾外孙将是看到 "Eagle" 的人。
96. 当上升级接近指令舱的时候使阿波罗 11 号重新接合。要那样做，点击这里。两艘飞船将在还没有对接的一段时间，他们先确保自己所有的系统排列成一直线为对接做好准备。对接是紧张的时刻。一个稍微不在一条直线上那么两艘飞船可能损毁或者对接棒弯曲。如果那发生了....
97. 几小时之后，登月成员抛弃登月舱上升级（不是长时间需要），它坠落到月球并撞击它。他们那时点火大发动机你看到指令舱/服务舱的背面并在那个飞船里返回地球。作为他们从月球看到的离别景象，点击一次这里。地球映衬在群星中的轮廓。现在按 [G] 键到那里。
98. 阿波罗计划又接连成功发射五艘阿波罗太空飞船，接连搭载 15 人到月球。他们中的十人在它的表面行走而且甚至驾驶漫游车。他们执行重要的科学研究和收集月球背面岩石为在地球上研究。那些岩石让我们能够知道月球如何形成（阅览 Celestia 教学活动 9 - 原始地球和月球的全部故事）。第六次任务，阿波罗 13 号，在 1970 年前往月球途中在太空经历了一次近于致命的事故并中止了任何登陆的尝试。在服务舱内的爆炸导致太空飞船失去它的大部分氧气供给。这个团队，指挥者吉姆 洛威尔，承担精确估计来保存他们所剩余的那一点氧气。在他们的氧气耗尽之前他们仅够完成返回地球一次成功恢复。
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99. 全部问题是 31 - 36 题。去做作业。
\begin{center}\section*{6 - 生活在太空 - Skylab, Soyuz, Apollo-soyuz, 和 Mir}\addcontentsline{toc}{section}{6 - 生活在太空 - Skylab, Soyuz, Apollo-soyuz, 和 Mir}\end{center}
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100. 阿波罗的成功给予，美国人和苏联人外层空间活动的刺激，两者的计划为未来的探索而得到大量的政府资金。NASA 回应以两个不同的手段。他们发射了一系列不载人太空飞船去探索太阳系的行星和卫星。我们将在 Celestia 教学活动之八中对那些太空飞船中的一些进行观察。对于第二个手段，NASA 发射了 Skylab。
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101. 1973 年五月，一枚巨大的 Saturn V 火箭从肯尼迪航空中心发射了整个的太空站进入地球上的轨道。Skylab 由隐蔽在一个总长 118 英尺宽 40 英尺（36 米 x 6.6 米）的巨大圆柱体中的若干“房间”构成。它设计为在最多 90 天的一段时间里居住三人。它的基本功能是作为从太空使用望远镜和仪器研究太阳的一个轨道天文台，并且测试出如果人要生活在失重环境中数月的时间没有健康影响。
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102. 发射时，Skylab 空间站被损坏。在发射期间一个弹性防护板断裂而那是扩大覆盖太空站在太空中保护它来自陨石和高度太阳热量的伤害。还被损坏的是 Skylab 的主太阳能电池板（那是转化太阳光为电能）。没有防护板和电池板，Skylab 将在超热和产生太少电力下运转。幸运的是，工程师们在地球上设计出一个黄色太阳伞并在几个月后由宇航员携带上一艘阿波罗太空飞船进入太空展开覆盖 Skylab。这个技巧完成了。他们也修理了一个断裂的太阳能电池板，让 Skylab 有正好足够的电力来运转。
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103. 三批三人团队每次都是乘上阿波罗太空舱航行到 Skylab。第一组呆了 29 天。第二组呆了 59 天，而最后一组在 Skylab 上生后了 84 天。所有三队在相当好的身体状态下返回地球。不过，登陆之后，第三队需要一些时间进行锻炼恢复他们的腿部肌肉。生活在没有重力（在自由降落中）的结果是你的肌肉显著地变得很无力。
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104. 来观察 Skylab，点击这里。你的飞船将飞行在你返回第二队任务期间会聚的时候。里面是宇航员 Alan Bean, Jack Lousma, 和 Owen Garriott。Skylab 将穿过不远的美国的 Great Lakes 和加拿大及北大西洋上空。记住这是个大物体。它是 3 辆校车长而宽度是两辆并排。
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105. 如果需要用 [右键-按住-拖拽] 并用 [Home] 键或者鼠标滚轮放大。 提示 jury-rigged 黄伞。两组工作中的太阳能电池板对着太阳为电能俘获阳光。
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106. 观看 Skylab 穿越北美海岸线上空。从后面观看它那么你可以看到它正在向前移动。要转动你的视野，按 [] 或 [] 键。它是激动人心的情景。想象生活在那个金属里面可能 3 个月！！
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107. Skylab 对太阳的研究是我们对我们赖以生存的恒星知识的三倍。最后，Skylab 在 1974 年关闭并遗留在轨道上直至 1979 年七月，当它坠落回地球时，在印度洋上空碎裂为碎片。
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108. 相关 Skylab 的全部作业问题是 37 - 45 题。去做作业。
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109. 苏联在阿波罗和 Skylab 时代期间没有无所事事。当美国专注送人到月球的时候，苏联专注于完善在太空生活和工作的技能。他们制造出小而有效的太空舱宇航员能在里生活数天到数周的时间。处于地球周围的轨道上，它名为 Salyut。从 1971 年到 1982 年，苏联发射了七艘 Salyut 太空飞船让人在轨道上有栖身的地方。苏联在发射中也获得了大量经验，宇宙飞船的对接，太空行走和操作载人宇宙飞船。他们偏爱名为 Soyuz 的类似一个阿波罗太空舱（虽然它的外形大不一样）的飞船载人从地球到太空。总共，苏联发射了 40 艘不同的 Soyuz 载人太空舱，承载着超过 100 名宇航员进入轨道。
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110. 在 1975 年七月 15 日，美国发射了一艘阿波罗太空舱（阿波罗 18 号）进入轨道在同一天和苏联处于轨道上的一艘 Soyuz 太空舱(Soyuz 19)会合并对接。一个特别对接通道是为适合它们两者设计的，那样苏联宇航员和美国宇航员能共享设施并且拯救假若那里有一次太空事故中的每个人。在七月 17 日，两艘宇宙飞船对接并成为一条直线。这项任务称作 "Aollo-Soyuz"。两天中来自两艘飞船的成员在失重环境中从一艘飞船飘到另一艘那里。他们在那时分别并安全地返回地球。
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111. Celestia 1 号可以航行回到这两艘飞船对接。点击这里。慢慢地，飞船将对接。当它们进行时，[右键-按住-拖拽] 来仔细观察他们的飞船紧密联合。
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112. 在 1986 年二月 19 日，苏联发射了它自己的空间站，一个更大的，比 Skylab 更先进的飞船。命名为 Mir，它是装配在太空的一间间房间，那样当完成时，它有九个舱室总合为成直角度量的小房子。在整个 1990 年代期间，Mir 是在历史中最成功的空间站。超过 60 次载人航天飞行由苏联而后期由美国的航天飞机来实现，它有一些对接的机会。
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113. Celestia 1 号按预定步骤让你到 1997 年的 Mir，飞船开始服役之后的 11 年。点击这里。这个空间站上的人们，生活在太空中并主持试验。它超过 32 米（100 英尺长），那比最大的家更长。
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114. 用 [Home] 键或者鼠标滚轮放大并用 [右键-按住-拖拽] 旋转空间站。想象和同伴装入这个太空中的大罐头里几个月的一段时间假如你不能化解你的争论。无疑这对有幽闭恐惧的人不宜的地方。这个团队还是成熟了一点...唉...老难题！
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115. 差不多 20 年，Mir 作为一个卓有成效的太空中的前哨站为 2-3 人组工作。当它变老了，无论如何，它的许多零部件开始失灵，威胁到它的乘员。你看到它在 1997 年显露出它的年龄（损坏的金属板以及受到多年太阳辐射和陨石撞击的表面）。
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116. 2000 年末，俄罗斯空间局彻底关闭 Mir。在 2001 年三月，Mir 自动点火一个小火箭缓慢下降并坠落到地球，破裂成碎片在冒着火中下来越过太平洋。要看真实解体的计算机模拟，点击这个 Mir 燃烧坠落的电影。按 [Cttl + 2 或 3] 来增加视频大小。
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117. 全部问题是 46 - 49 题。去做作业。
\begin{center}\section*{7 - 航天飞机}\addcontentsline{toc}{section}{7 - 航天飞机}\end{center}
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118. 虽然美国和苏联空间成果是不平常的成绩，而所有那些宇宙飞船设计者有同一个难题。它们是惊人的昂贵，仅使用一次的飞船。它们花费数亿美元来建造和发射，而且使用一次，它们没有设计为再次飞行。显然需要的是宜于重复使用的太空飞船。在 1972 年，理查德 尼克松总统呼吁开发“太空运输系统”(STS)，这将是返回地球，安全着陆且是整套设备而且为其他任务再次重复发射。
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119. 国会通过了这笔款项和 NASA 及它的承包人开始工作。九年之后，航天飞机 rolled out of 它们的 hangers。虽然它看上去像一架大的喷气式飞机，但它不是喷气机。它的动力来自在它尾部的巨大火箭发动机燃烧非常易爆的氧气和氢气液体混合物。从佛罗里达肯尼迪航天中心在竖直状态下发射，航天飞机点火它的三枚火箭且助力于附于它的两个大固体火箭。
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120. 在图 10 中大的红色箱体时供给航天飞机三枚主火箭燃料的燃料箱。在一起，它们产生惊人的 7.3 兆磅推力举起航天飞机和它的装载物进入地球之上几百英里的轨道，航行在每小时 17,000 英里（每小时 27,000 千米）。当固体火箭和燃料箱被抛掉的时候，乘降落伞返回地球来回收并重新使用。燃料箱落入海洋并丢失。航天飞机继续在轨道上直到任务执行完。
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121. 那时，它转向它的尾部面向前方，点火它的火箭来减速下降，并落回地球。在那个方向，它旋转它的腹部朝向前方并滑行下降到地球。它必须减速下降从每小时 17,000 英里到零当它着陆时仅有的事情是空气阻力减缓它的下降。它没有喷气机发动机那么如果它偏离跑道，它会撞上地面并且危及机上的所有人的生命。航天飞机在完成着陆前只有一次发射。
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122. 要减速下降，航天飞机腹部装有远比同等重量黄金还贵的“特殊”陶片。这些瓦片在再入期间升温超过 2,000 摄氏度但不融化，从而保护像燃烧的流星一样坠落回地球时的航天飞机和里面的成员。
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123. 航天飞机的通常执行的任务是携带货物进入太空。人造卫星是在它大部分服役期间的主要货物。在它的 60 英尺长乘 15 英尺宽的货物空间可以装载一颗大的人造卫星并带到地球上面的轨道。在那里，巨大的门在航天飞机的顶部打开，显露货舱在外部空间。一个机械臂用来轻轻地衔起人造卫星，把它举出来并释放它（记住，一切在轨期间是在实重自由落体状态那样不需要非常大的力来衔起甚至一个大的太空人造卫星，缓慢地移动相同的长度）。
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124. 一次人造卫星的释放，航天飞机由它所用的同一个小火箭发动机持续移动，人造卫星点火它自己的小发动机进而离开地球轨道朝向另一个行星而去，抑或是增加进入一个分别得环绕地球轨道的力量。航天飞机停留在轨道上直至返回地球。它没有设计成为飞越地球轨道并且没有燃料去那样做。
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125. 在最近几年，航天飞机的主要货物变化了并且成了国际空间站（看后文）的组成部分。
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126. 航天飞机方案充满有趣的事实。例如，仅用八分钟航天飞机就达到每小时 17,000 英里（每小时 27,359 千米）的速度。只一个它的火箭发动机就达到相当于 39 台机车。它们三个同时点火与胡佛水坝的输出相同而产生足够的能量为超过 90,000 家庭点亮一整天。气体离开它的发动机的速度超过每小时 6,000 英里（每小时 9,656 千米），而气体温度达到 6,000 华氏度（3,371 摄氏度），几乎是太阳表面温度的百分之六十。特殊的隔热在使用期间保护发动机熔化。航天飞机的机械臂在地球上的重量是 900 磅左右但可以移动太空中重 66,000 磅（29,937 千克）的货物，它全部包装后的大小差不多装载入灵缇公交车。
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127. NASA 制造了五架工作上的航天飞机名为 Atlantis, Discovery, Challenger, Columbia 和 Endeavour（一架名为 Enterprise 的第六架航天飞机是仅用于测试而现在展览于杜勒斯机场史密森博物馆航空航天中心）。在 1981 年四月 12 日，第一架航天飞机 "Columbia" 从肯尼迪航空中心的发射平台上发射升空执行它的第一次任务。让我们在太空和它相遇。你准备好了吗？点击这里。
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128. 当 Columbia 飞越非洲海岸线时你将位于它的后面。在你前方是埃及吉萨金字塔。照亮在地平线上面群星世界的夜空。两个明亮的亮点实际上是我们的行星土星和木星。
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129. 回到问题 50 至 56 题。去做作业。
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130. 这第一次任务仅是计划测试完成这艘飞船。自那时以来，二十年中 Columbia 执行了十二次飞行任务，搭乘人造卫星，机组成员和科学实验进入环绕地球的轨道。悲痛的是，在 2003 年一次太空任务返回的时候，在重入期间 Columbia 一侧机翼过热，造成在地球之上 39 英里 still 的时候宇宙飞船解体。失去了飞船和七位成员。在早年，1986 年，航天飞机 Challenger 在肯尼迪航天中心起飞时爆炸，它的成员也死去了。
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131. 让我们去看在一次关键任务期间的另一架航天飞机。点击这里。这个日期在 1989 年的五月。这个地方...接近航天飞机 Atlandis 的地球上的轨道。它正从它的货舱中使 Magellan 入轨并释放它。
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132. 注意机械臂在货舱上面静止的位置。在几个小时里，Magellan 上唯一的火箭发动机将点燃，在它与行星金星相会和的道路上推动着它。它在金星遇到了引人入胜的事并将在这个活动的第二部分（活动之八）谈论到。你会认识到你是在地球那里。在 Magellan 后面观望。你认出那大地吗？
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133. 用 [Home] 键放大，右键-按住-拖拽，左键-按住-拖拽在细节上仔细观察航天飞机和 Magellan。为转动你的飞船，用 [left] 和 [right] 箭头键。
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134. 作为特殊待遇，你的飞船有能力 teleport 你到 Atlantis 驾驶舱内部。我们那样小心不使机组成员看到你（至少可以说他们“暂时行为异常”）。好了，点击这里。你现在是在驾驶舱内的前面，坐在飞船右侧的座位上。计算机操纵并且可以看到航天飞机的操纵杆。按 [up] 或者 [down] 箭头键和数字键盘上的 [6] 键或 [4] 键来转动你的视野。哇！多么有特殊待遇的座位。窗外地球的景色。赶快...机组成员在后面但马上就回来。我们不能呆很长时间！
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135. 看 Atlantis 当它结束它的 1989 年的任务，点击这里。你看到与众不同的黎明遍及非洲海岸穿越下面的撒哈拉沙漠朝前到右边。用 [Home] 键或鼠标滚轮放大接近 Atlantis 利于留意细节和它的船体结构。右键-按住-拖拽。你甚至可以透过窗口看到里面的驾驶舱。
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136. 让我们最后停留来观看航天飞机 Endeavour，当它在 2002 年与国际空间站对接的时候。ISS 是一个由几个国家的力量建造和管理的一个地球轨道上的大空间站而且将要在下个段落论述。点击这里。放大并仔细观察 ISS 和 Endeavour..注意从 Endeavor 到 ISS 的对接通道。
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137. 之后，回答关于航天飞机的问题 57 至 61 题。去做作业。
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138. 在 2011 年七月，航天飞机计划彻底用完资金，最后的航天飞机的宇宙飞行从地球起飞向 ISS。贯穿它的存在期间，这 37 年，130 次任务的航天飞机计划花费美国巨额的 1,960 亿美元来制造，发射和管理。它老了并且经历了两次灾难性的事故，Obama 总统和 2011 年度过会决定终止该计划。航天飞机 Atlantis 从肯尼迪航天中心发射成为最后的航天飞机的太空飞行，递送补给到轨道上的 ISS，并在 2011 年七月 21 日返回地球。
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139. 所有遗留下来的航天飞机将转移到美国的博物馆，被用于展览。在那时没有能代替航天飞机的。当 2012 年，美国没有宇宙飞船承载人进入太空的能力。ISS 组员将仍然包括美国宇航员，但他们将由俄罗斯，搭乘他们的 Soyuz 宇宙飞船完成往来 ISS 的飞行。
\begin{center}\section*{8 - 国际空间站(ISS)}\addcontentsline{toc}{section}{8 - 国际空间站(ISS)}\end{center}
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140. 太空是一个通常需要“大”形容词的话题...最广大，最遥远。最巨大，最热，最重大...现在可以加入“最昂贵”到这个清单。在 1980 年代末 Ronald Reagan 总统提议启动一个新的太空计划。他希望美国，以其他国家的国际协助，来建造在环绕地球轨道上的新的长期“空间站”作为继续空间研究的基地而工作。理论上讲，小组成员能作为美国航天飞机或者俄罗斯 Soyuz 太空舱的乘客而穿梭于空间站，到达空间站并在它上面生活长达六个月的一段时间。定期地，团队成员将会变换新的面孔，此外补给从地球运送到空间站。
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141. 成员有他们的时间是另一个问题。起先提议设计名为"Freedom"的较小空间站。它被取消并较晚取代以更大的，设计更复杂的名为“国际空间站”或简称 "ISS"。ISS 没有使宇宙飞船入轨的能力。它没有火箭燃料并且不能离开地球轨道。它的唯一目的是为做太空“研究”者的生活处所而服务。
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142. 在其中存在难题。当在环绕地球的轨道上失重漂浮的时候，正好你可以在一组狭小太空舱，通道和舱室中做大量“研究”。你可以实验晶体的生长和在没有重力下熔化金属以及其他液体看它们如何形成小液滴。你可以培养细胞，植物，动物组织甚至金鱼来通过延长一段时间看生物的活动，一个对人在任何时候长期在太空航行或生活的重要考虑因素。你可以从望远镜研究地球和仔细观察深空的一些方面（虽然 ISS 没有装备任何作用强大的望远镜）。这些全都是令人愉快的话题，但让许多空间站的批评者恐惧的而现在更远为他们真正害怕的，是它的建造和维护的财务费用。
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143. ISS 设计为九个独立“模块化”相连房间而成总合 356 英尺宽 250 英尺长，加上一个紧急逃生飞船（一艘俄罗斯 Soyuz 太空舱）。每个舱室比一辆校车大一点，那样室内差不多等同于 10 辆校车大小左右，加上许多支撑船梁，构架，太阳能电池板，等等。在一起，空间站重量超过 1 兆磅（500 吨）。所有每次从地球运送到 250 英里上的轨道的每一磅都由穿着太空服的宇航员在太空自由漂浮时（称为太空行走）装配的。这一切，46 次独立任务由美国和俄罗斯从地球发射到空间站当 2012 年使 ISS 在太空构成，仍然没有完成。
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144. 总共，当 23 年前里根总统最初提议时 ISS 的预算是...80 亿美元。在 2010 年，准确的当前用于建造，维修和管理国际空间站的费用估算显而易见。它现在估算的费用在 1,200 亿美元（那是 \$120,000,000,000），创造了人类历史上人曾经建造的最昂贵的单一“东西”昂贵得多。这个费用分摊到 ISS 的 15 个成员国，包括加拿大，丹麦，德国，法国，英国，意大利，日本，荷兰，俄罗斯，美国和瑞士，而很大程度上仍然是美国使它出世。
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145. Let's revisit the ISS as it exists today and see what all this is about. 那样做，点击这里。你的飞船 NAV 计算机将让你位于空间站的巨大太阳能板右侧一个边缘的激动人心的位置上。观看 ISS （和你）在地球轨道上一同庄严地转动方向。
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146. [左键-按住-拖拽]和[右键-按住-拖拽]。深入探究 ISS。
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147. 你看到每部分和部件从零开始设计，极精细地制造，在地球上的测试室里，QC 测试，冷却，置于高真空中，摇动颠簸，射线攻击和声波爆破，所有都是保证它是足够结实来经受发射和太空的严酷环境而不坏。它们只经受一次考验而存留下来，它们就会在巨大的洁净的室内包裹起来并运到肯尼迪航天中心，装进航天飞机的货舱。
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148. 很难设想仅仅再多几年的运转时间这就是在全部历史中最昂贵的物体。耶！整个空间站计划在 2016 年关闭（封存）。当然，如果这些国家决定这样运作那也会有变化。然而，由于航天飞机计划的终结，那是它自地球的主要货物和供给运输线，过了 2016 年继续消减 ISS 多出的规模！
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149. 让我们测试你的驾驶技术。作为 Celestia 1 号的驾驶员，让我们看到你可以在 NASA 航天飞机使用过的同一个舱门和 ISS 对接，不要撞上它而/或毁坏 Celelstia 1 号。这是个关键的练习；一个事故而你...和 ISS 的居住者不能企望幸免。你的飞船安排让你到距离 ISS 大概 50 千米的起始位置。你准备好了吗？点击这里。我们暂停时间。在你前面的空间站是微小的一点。你飞船的 NAV 计算机锁定它但你要很好地完全驾驶来完成和它的对接。
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150. 你的第一个任务是仔细观察下面的两幅图片，以先前的航天飞机为例。你要由图 12 中蓝色箭头路标接近 ISS。在内测蓝色箭头尖端是对接舱门。你的飞船要和它正处在一条直线上，当你接近 ISS 时你首先要飞到它的左侧，当转动你的飞船朝向 ISS 时看到下面图 13 中位于 Celestia 1 号船首前方要连接的对接舱门的特写。成功的关键是缓慢地移动。你最后接近速度不要超过每秒 0.5 米（0.5 m/s）。任何更快的速度你就有撞上空间站的危险。那结果将不会漂亮！
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151. 好了，让我们去做。现在，保证是你的飞船转向和节流操作装置是使你舒适的。在数字键盘上的数字 [2] 和 [8] 使你的船首向上或向下倾斜。数字 [4] 和 [6] 使你的飞船转向左或右。数字 [7] 或 [9] 让你的飞船围绕它的长轴转动。现在以它们做练习。你没有时间限制。
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152. 现在练习。[左键-点击] 白色 HUD 显示的驾驶舱按钮转换驾驶舱场景。现在轻击 [A] 键一次。当你的速度显示在左下角已显示出时，你的飞船就开始向前移动。再次轻击它们就会加速。轻击 [Z] 键慢下来。轻击 [Q] 键是相反的航向。再次轻击它重新开始向前的速度。轻击 [S] 键停止你的飞船。轻击数字键改变方向。
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153. 当你准备好时，按 [S] 键停止你的飞船，那时点击这里。在那时，轻击油门 [A] 加速到每秒 450 - 550 米左右。开始让你的飞船向上朝向 ISS 对准到左边那样仅从左侧接近 ISS，不要直接向前。
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154. 查看在你的左上方的距离显示。当你在和空间站 10 千米之内时，ISS 会从一个白色小点变为一个有结构的实体。当到达它时，减慢到每秒 50 米左右并按你的键盘上方的 [1] 键来打开你的雷达导航。
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155. 当你是在 ISS 内 2 千米时，减慢到不超过每秒 15 米并做你的最后接近。同时，开始用 [7] 和 [9] 键转动你的飞船在你靠近时你更准确地形成一排（看上图 13）。
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156. 当你到达 800 米之内时，(16Jan2016zyx)在行程中用 [Z] 键减速直到当你接近对接舱门时最后的滑行不超过每秒 1 米为止。注意。你甚至在一个微小的角度下都不能接近对接舱门。你必须在正面，端正地接近它。
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157. 当你到达它时，按 [1] 键关闭你的雷达，和 [S] 键来停止你的飞船。按 [Y] 键来衔接对接锁！如果你接近得不精确，无论如何不要尝试对接。你要是简单地让 Celestia 1 号撞上 ISS 而损坏它们两者。还是用 [Q] 键倒车，回到原距离，如果你有时间轻击 [Q] 反复地尝试。
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158. ISS 很大并在太阳光中明亮反光。你甚至可以看到它穿过你家的上空。如果你有互联网连接，你可以由点击互联网上的 ISS 凌日网站观看如果/当 ISS 通过你的住地上空。
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159. 回答作业中关于 ISS 的 62 至 64 题，去做作业。
\begin{center}\section*{9 - 中国的神舟飞船}\addcontentsline{toc}{section}{9 - 中国的神舟飞船}\end{center}
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160. 在 2003 年十月 15 日，中国的第一艘载人宇宙飞船，神舟 5 号，从中国甘肃省的酒泉卫星发射中心发射。宇宙飞船由杨利伟驾驶，在返回之前航行了一个 21 小时的环地球轨道的飞行。
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161. 中国自从 1996 年有了空间计划并发射了超过 20 颗宇宙飞船进入轨道，主要是通信卫星。这是第一次发射载人任务。
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162. [左键-点击] 工具装备箱关闭你的驾驶舱景象。观看 2003 年十月当时在地球轨道上的神舟 5 号，点击这里。当它飞越戈壁沙漠时你会看到它，那是一处有利发射的地方。它是极其满意的飞船。用 [右键-点击-拖拽] 转向你看到的飞船景象并/或放大。北京，中国的首都，穿越国家的南部地区。
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163. 回答有关神舟的 65 至 67 题。去做作业。
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164. 在 2005 年并再次于 2008 年，中国发射了神舟 6 号和 7 号。它们两个上有人作为乘客在环绕地球的轨道上飞行几天。
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165. 中国所确定的目标不是在之后 10 年使人登陆月球，就是要有能力在地球轨道上建设它自己的小型空间站。它明确控制太空竞赛！\begin{center}\section*{10 - 地球轨道望远镜}\addcontentsline{toc}{section}{10 - 地球轨道望远镜}\end{center}
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166. 宇宙是一个非常大的地方。没有仪器来放大模糊的天体，我们能用肉眼看到的只会是很少的我们的宇宙知识。
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167. 直到 1609 年伽利略让我们使用折射望远镜人们了解宇宙。他一旦使用了它，他就发现了一个宇宙。一个关键的发现是地球不是宇宙的中心（地心说）这一真相，在数百年间教育了全欧洲。更确切地说，地球和所有其他行星在我们的太阳系中围绕太阳的轨道上运行（日心说）。这一学说大约早于 60 年由尼古拉斯 哥白尼深入发展。伽利略的发现帮助证实了它。
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168. 自从伽利略，仅一百年前望远镜在多方面为我们开启了没有一个料想到的宇宙。新的望远镜发现了使人惊奇和无法解释的事物激发我们的想象力；巨大的黑洞吞噬整个恒星把它们吸入它自己空间中的多维缝隙，来自深空的伽马射线暴如此巨大它们仿佛有一整个星系能量的爆发，还有围绕其他恒星轨道运行的系外行星。
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169. 即使在我们的太阳系，我们有惊人的发现。以木星为例，有 63 颗卫星。它们的一个有超过 300 座爆发中的火山。在太阳系各处自由运动的小行星能摧毁地球上的所有生命。一些必然在将来和地球发生冲突。
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170. 望远镜是探测电磁能量（EM 能量）的设备。电磁能可以看成是称作“光子”的单独微粒（像肥皂泡）的洪流以极高的光速（每秒 186,000 英里，即每秒 300,000 千米）一起穿行于空间。光子运动在直线上并以一个无法衡量“大小”的数量即密度涌来。为简化工作，科学家将所有这些光子能量分丛到粗略的七组即“范围”中。这些组命名为“射电，微波，红外，可见，紫外，X 射线和伽马”谱系。请记住那不是理所当然的光子七个类型。它们实际具有数万亿个能级。我们简单地把它们分丛为七大组为的省事。
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171. 你会惊讶得知你的身体能够“察觉”飞速穿越太空与地球表面交叉的最多的电磁能光子。例如，你有眼睛可以察觉“可见光范围”的光子。你的皮肤当天气炎热时可以感觉“红外光子”。其实，不仅我们的太阳发出红外光子，而且你的身体也发出红外光子那是以光速自你不断快速（你在黑暗里的红外光上明亮发光）。
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172. 来自太阳的“紫外(UV)光子”轰击你的皮肤会与你的皮肤细胞相撞击而损伤它们达到会被灼伤的程度（你得了太阳嗮斑）。过于暴露在 X 射线和伽玛射线下它们的轰击将严重伤害你身体中的任何组织你会快速死去。甚至人能察觉到微波。它们使你体内的水分非常迅速地变热（如果你无故爬进微波炉并启动它，你会快速开始沸腾（喔！）像一只热水杯）。只有无线电波光子穿过你显得无害而没有引起你的注意。
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173. 幸亏天文学的研究，宇宙充满光子。天空中的所有大小的每一颗星每一秒产生巨大数量的能量从电磁到伽马。
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174. 作为例子，你能看到星星是因为它们发出可见光光子。你能感觉太阳的热量是由于从太阳不断发射而在 8 分钟之后抵达地球的红外光子。我们的银河中心在电磁波段正在拨发。给一台设备就可以“看”并接收无线电光子（无线电天线），我们可以看到银河系的心脏。
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175. 20 世纪期间，人们开始发明能探测已知存在于大自然的光子的所有波段。我们建造天线来监听射电光子。我们建造雷达天线会看到微波光子。我们发明探测器“触摸”红外光子并转换它们成为我们能在电视荧光屏上看到的可视图像。我们制造大而又大并以照相底片来收集可见光子的光学望远镜。在近 50 年，我们开发的望远镜可以看到红外线，紫外线，X 射线和伽马射线的光子。它们指向太空极大地拓宽了我们的天空知识。
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176. 幸好生活在地球，我们的行星大气层吸收和阻挡大部分高速穿越太空的光子。这好处在于没有我们的大气层，紫外线，X 射线和伽马射线轰击地球而杀死我们行星上的一切是几天内的事，而红外线光子会很快把你烤脆。遗憾的天文学家希望在细节上研究星星，从星星发出的大量信息不能到达地球的地面。这些光子为我们的空气所吸收（看图 14）。除非我们可以发送接收器在大气层之上，我们在行星，恒星，星云和星系机制的知识是有限的。
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177. 图 14 所显示，一些光子到达地面。它们包括全部射电光子，一些微波光子，一小部分红外光子，全部可见光子和少量紫外光子。所以，我们可以从地球很好地“看到”在射电和可见光能量范围中的星星。结果，我们正在地面上建造巨大的望远镜。以地球上最大的射电望远镜为例，是在 Poerto Rico 的阿雷西博射电望远镜。它的直径是 305 米（1,000 英尺）并占据整个山顶。
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178. 也有许多建筑大小的镜面的巨大可见光望远镜。最大的单一望远镜是在 Canary Islands 的 Great Canary 望远镜。
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179. 就是用以上设备，然而，地球大气是不洁净不清澈的。它使到来的能量模糊不清。此外，由于它阻挡了所有其他范围的光子，不通过到大气层上面的途径我们不可能研究在太空中那些范围内的对象。
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180. 随着太空时代的到来，这个难题解决了。与 Sputnik 同时开始，我们开始制造要送到大气层之上的太空望远镜。今天，人类发射了许多上面提到那样的宇宙飞船而它们的发现使我们对宇宙的了解发生了重大的改变。
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181. 让我们去看环绕地球轨道上的四台最卓有成效的望远镜/探测器。我们的第一站是曾经制造出的最有效力的光学望远镜，哈勃空间望远镜。点击这里。在那时按 [G] 键。
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182. 哈勃空间望远镜（或缩写为 HST）是用 Edwin Habble 的名字命名的，是发现星系种类和活动的著名天文学家。HST 有一辆校车大小。它的发射是美国在 1990 年由航天飞机里携带到它现有的地球之上 570 千米（350 英里左右）的轨道。它被释放而且门朝它的巨大的 98" 宽光学反射器镜面向太空打开。每个人的担心，它的初期太空照相是不能令人满意的模糊。由于设计上的错误，哈勃成了近视。要三年来修复它并有赖于宇航员携带上一副“眼镜”乘坐航天飞机 Endeavour 来装在 HST 的镜面后面。眼镜工作了，自从由 HST 捕捉到的图像倾倒了世界。
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183. 关于哈勃让人如此震惊的是它的视场。当你可以在 Celestia 里看时，处于地球大气层之上，在那里没有什么东西使它的宇宙视野模糊...没有不洁净的大气...没有城市灯光的反射...仅是纯净的太空真空状态。即使在白天，哈勃能够看到太空幽深的黑色，因为它在大气层上面。它所具有的视野。它可以再太空中转动来指向任何方向的任何地方（除了朝向太阳之外）。
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184. 当你观看时，哈勃正穿越印度尼西亚上空。在几分钟里，它将进入地球黑暗一侧。它的仪器可以“看”到可见光，红外线和紫外线范围的光子。
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185. HST 所获得那么多惊人发现这个文档未曾充分对它们。NASA 管理一个深爱哈勃空间望远镜的网站。它包含全部历史，重要事实和它的一些惊人发现的极好展览。
如果由你的老师允许，点击哈勃画廊（如果你是互联网连接）你可以去看那个展览。
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186. 当你询问 NASA 的科学家挑选哈勃曾经获得的最惊人的照片时，许多选择图 15。它是黑暗天空中靠近天炉座的一个小点的视场，在 2004 年获得。你看到的这些对象不是星星。它们全是恒星的星系，它们有 10,000 个。你能猜出这张照片展现的一小块天空的大小吗？难以置信，它比以一臂之距所持的沙粒大不了多少。你上面黑暗夜空不是空的。你看到每一处满是星系和星星...绵延远到黑暗。只是因为你的双眼是那么小不能看到它们全部。
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187. 用你的鼠标，[右键-按住-拖拽]，放大，而仔细观察哈勃望远镜的所有侧面。由你自己发现浩瀚深空光辉景象。尤其是，转动望远镜那样你可以向下看到在它的大镜面里面它的长筒（在筒的黑色中勉强看得见）。还要留意在它的下侧面美丽的地球反光。
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188. 望远镜的设备在 2008 年已到使用期限而一些仪器开始失灵。在 2009 年一次维修检查修复 HST 使它至少足以维持 10 年以上。
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189. 回答 68 至 81 题。去做作业。
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190. 我们第二站是到设计为看到 X 射线中的宇宙的空间望远镜。名为钱德拉 X 射线天文台，它由美国在 1999 年发射，而且是一些国家在地球发射进入太空的至少五个在轨 X 射线卫星中的一个。X 射线是由剧烈爆炸和极高温，太空中激烈过程产生的。由于 X 射线不能到达地球地面，有一架太空望远镜能“看到” X 射线中的天空让我们得到宇宙中承受激烈事件位置的认定。
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191. 让我们飞行到钱德拉。要为这次航程指定位置，点击这里。地球上的城市在它的夜晚一侧点亮灯火。处在你的取景器中央的是钱德拉，在这个距离上看它的大小。
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192. [左键-点击] 工具套件箱打开你的驾驶舱场景。用 [1] 键开启你的雷达。在那时，按 [F3} 键。你会加速到每秒 1000 千米。这个倒钱德拉的距离在左上角将开始减小。按 [A] 键提高你的速度到每秒 2000 千米。要看到正在向后退去的地球，同时按 [Shift 和 *] 键。再次按它们来向前看。当你在到钱德拉 10,000 千米之内时，按 [S] 来停止你的飞船并按 [G] 来让你的 NAV 引擎在剩余路程带你到这个望远镜。
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193. 用 [1] 键关闭雷达。
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194. 在你前面的飞船是曾经制造出的强有力的望远镜之一。用 [Home] 键或鼠标滚轮放大并观看镜筒的内部。你会看到一组同心环。这些是镜面。因为 X 射线几乎穿透所有物质而不弹开，镜面必须陡峭地倾斜放置那样到来的 X 射线光子轰击镜面几乎与它们行走的路线平行，当弹回进入望远镜背面的探测器时没有光子被镜面吸收。这些是镜面圆环所起的作用。
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195. 自从 1999 年以来，钱德拉获得了一些不可思议的宇宙 X 射线照片。计算机转换那些成为我们可以看到的图像。最理想的一个是获得自一个遥远的旋转星系内部的光而相信在它的中心隐藏着一个巨大的黑洞。在下面左边的图像是以哈勃空间望远镜在可见光获得的。相信在它的中心是黑洞，但被尘埃和气体所遮蔽。在右侧是同一个星系在 X 射线光中显露出来。钱德拉的图像显示这个星系深远内部不是一个而是两个巨大的黑洞。宇宙中是每一个百万恒星的集群，还有每一个在围绕另一个的轨道上高速运行，正受到最大引力折磨的一个和旋转星系。
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196. 为第二个可以看到的乐趣，点击这里。你的飞船超反常地到了巨大的省略星系名为 NGC 1132 前面的位置。背景图像是由哈勃望远镜获得。留意所有星系。淡紫色图像，而是，由钱德拉在 X 射线上获得并叠加在其他图像之上。这个星系显示了五次比之前所设想的更大。它在强烈的 X 射线方面巨大而强烈从而难住了许多天文学家。
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197. 我们第三个空间望远镜在 2003 年进入太空。斯皮策空间望远镜(SST)是设计为看到红外能量（IR热量）中的夜空景象。因为太空非常冷也非常大，少量的热能从太空中遥远的天体到达地球（不同于我们的太阳）。因此，观察 IR 中的天空要非常灵敏的有非常冷的探测器的望远镜。在地球上，过于温暖的大气中研究红外深空，但在太空...看到我们的宇宙。
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198. 让我们去看斯皮策并观察它的设计。要那样做，点击这里。你的飞船当斯皮策仅以它穿行太空真实速度的百分之一的速度通过时追踪它。
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199. 去观察它。按 [J] 键反转时钟它会再次通过你（回到先前）。再一次按 [J] 键重新开始向前的时间，并按 [F] 键指令你的飞船锁定斯皮策。为接近观察而放大，[右键-按住-拖拽] 环绕它。
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200. 按 [T] 键来关闭追踪。
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201. 当你看到时，斯皮策空间望远镜是一个有太阳嵌板的 2.5 米左右长（约 8 英尺）的大望远镜镜筒，一个盘状天线和一个在镜筒末端背后的大仪器，包含为探测来自深空的红外光子的仪器。要采集如此微弱的热信号，SST 要处于远离我们温暖行星的轨道上。事实上，你现在在那个距离上，地球仅是在广阔无垠的太空中微小一点。
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202. 斯皮策必须保持非常冷。这里是这样的太空区域，-400 华氏度（-240 摄氏度）。要使它不被阳光加热，看到由太阳伞保护的镜筒和仪器。另外，斯皮策携带液氦制冷剂，那么很好地在 -456 华氏度（-270 摄氏度）下保持它的冷却。
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203. 为什么有关 SST 是那么特别》最好的回答方法是看图 17。它是深空中一个星系的两张照片组成的。在可见光，由哈勃空间望远镜获得，星系 M81 看上去像右上角小照片中，一个大的白色圆光斑。然而，当看到由 SST 上的红外相机得到的图像，这个星系获得全新的度量。我们可以看到的不是光，而是由星系内的恒星和尘埃微粒所发出的“热”，展示了不寻常的结构细节和不能用正常光看到的“热斑”。
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204. 另一个空间望远镜是在 2006 年发射的。它称为 COROT，是由欧洲空间局(ESA)发射进入地球高层轨道。要观看它，点击这里。Corot 是一架有特殊任务的可见光望远镜。它正在寻找围绕其他恒星轨道上运行的其他地球...那行星像我们的...那行星可以维持生命，甚至...智慧生命。
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205. 它是一个困难的工作。发现遥远恒星周围像我们地球一样小的行星要有特殊的仪器和有力的反射镜和透镜。Corot 具备它们。
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206. 放大并 [右键-按住-拖拽]。验证它！
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207. 在 2008 年六月，一架有力的空间望远镜由美国发射。它称为费米伽马射线空间望远镜（之前名为 GLAST），是设计为研究从伽马光子看到的天空。一个天文学中最大的不可解释的事是称作伽马射线暴的现象。它在太空中是如此巨大的爆炸好像整个星系的能量都被释放出来。它是罕见的。GLAST 被设计为研究和发现它们。
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208. 在 2009 年三月，开普勒空间望远镜发射进入太空中遥远环绕太阳的轨道上，联合 Corot 搜寻其他恒星轨道上的行星。当 2012 年四月，它已发现 25 颗已证实的行星和超过 1,200 颗其他可能存在的候选者。
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209. 2009 年 ESA 也发射了普朗克空间望远镜。它的工作特殊是研究深空微波辐射（称作“宇宙微波背景或 CMB”）那可以帮助科学家绘制大尺度宇宙结构和温度以及它的时期。它也观察理论上的不可见物质的迹象，科学家现在认为宇宙中全部自然物质的百分之九十应该是由“暗物质”构成。
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210. 普朗克的运行轨道是在一个称为 L2 的远离地球的位置上环绕地球。要观看它，点击这里。普朗克是在左上，与遥远的地球之间标上红线。
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211. 在普朗克上 [左键-点击]，并在宇宙飞船 [放大]。右键和左键-按住并拖拽。
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212. 普朗克在天文学中达到了一个里程碑。它现在是太空中最冷的物质物体。普朗克配备有效的冷却器降低它的温度下降到惊人的 -273.05 摄氏度的低温，仅以 0.05 摄氏度就超过了绝度零度 - 在我们宇宙中理论上可能存在的最冷温度。对于普朗克的探测器必须是那样的低温来观测宇宙微波背景(CMB)。现在的探测器是那么灵敏它们能发现月球表面上一只兔子的热量。
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213. 全部问题是 82 - 91。去做作业。
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214. 自从 Sputnik 在二十世纪五十年代发射以来，人类把数以千计的机器设备在巨大的金属火箭顶部发射进入太空。问题是，太空不是完全空的，至少不靠近地球。小流星，尘埃颗粒，来自以前火箭的涂层微粒，丢掉的金属和塑料碎片，抛弃的助推火箭和所有散落的碎片作为“垃圾”任由进入太空。根据美国政府的说法，现在靠近地球的太空中有数以百万计的太空残骸的小碎片可能与我们的人造卫星相撞而且在雷达上发现至少足有 29,000 个人造物体。
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215. 那里还发生了碰撞。几乎每一个太空舱进入太空的位置（和空间站一样遥远的一切），同小的微流星和其他高速移动的固体碰撞。一个高速运动的单个涂层微粒竟然造成现已退役的航天飞机外壁和前窗出现凹痕。幸运的是，这个损伤没有灾难性的危及生命和身体的伤害发生。然而，已经受到了伤害。
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216. 国际空间站(ISS)是一个大物体并为大量的散落小碎片撞击。在最近几年中至少在五个时候，地基雷达跟踪太空垃圾安排空间站在轨道上竟把它的位置移动了几英里，来躲避会击穿它的散落碎片的撞击。
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217. 在一部名为“火星任务”的好莱坞电影中，一群卵石般大小的流星在 20 倍枪弹的速度快速运动着撞击承载着人员去火星的虚构的宇宙飞船。这艘飞船被摧毁了。同样的事发生在围绕地球轨道位置的人造卫星上。只是撞击不是由流星而是由一颗金属微粒的太空抛弃物与太空舱高速相撞。在 2009 年，两颗在轨人造卫星相互撞击并都被摧毁。它们留下数千块碎片而所有将会被标出和跟踪。
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218. 根据简单的物理定律，一个小玻璃弹球大小的太空残骸的碎片在轨道上以每小时 22,000 英里的快速运动具有从十层建筑物安全落下的 400 磅动能。也就是说，如果它击中了你，你就死了。如果它击中了你的飞船，将会在船身上出现一个穿洞。
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219. 让我们去看上述的残骸碎片。点击这里。你将绕过用于美国阿波罗计划的一枚火箭的陈旧碎片。用 [1] 键开启你的雷达。你可以看到它在远处不断翻滚。它这么大！（10 米即 40 英尺左右长）。它大概有一节铁路罐车大小的一块。愿意以它的高速被它撞上吗？
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220. 让我们尝试一个实验来获得知识。你的飞船计算机锁定了它。轻击 [F2] 键你会靠近它在正面相撞。这一撞击会将 Celestia 1 号和那个物体两者完全撞毁。幸好，由于这只是计算机程序，这次它将穿过你和你的飞船而没有“物理损伤”。
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221. 嘿！按 [S] 键停止你的飞船。用 [1] 键关闭你的雷达。在那时，点击这里并轻敲 [A] 键而飞向那个物体。正要相撞之前快速按 [S] 键来停止你的飞船。仔细观察太空丢弃物的特写。
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222. [F2] 键在仅每秒 1 千米撞进你。在太空，适合更大的每秒 20 千米的截止速度。愿意了解它，点击这里。我们再次让你朝向残骸碎片，但这次，你距它 200 千米。反复按 [A] 键直到你前进的速度是每秒 20 千米左右，看！不要眨眼！哎呀！！
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223. 它又一次去“穿越你的飞船”，按 [S] 键停止！
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224. 设想有一个目标有大量装载的卡车在那个速度上攻击你，你可能会理解为什么许多人对工作在太空的人的安全而担忧！遗憾的是，在它那里没有多少我们能做的。你不能炸开太空抛弃物的碎片因为那对你正有数千更小的碎片，所有都能穿透你的飞船。所有我们能做的是跟踪它们，并尝试避开它们的路径。
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225. 回答问题 92 - 94。去做作业。
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226. 六十年来，科学家和工程师们艰难地设计着宇宙飞船向寻找处理艾萨克 牛顿著名的两条物理定律的方法前进。牛顿第二运动定律陈述为加速一物体（变为运动），你要用一个力。根据他的第一定律，一次力的作用，物体将继续在同一个方向上移动（你让它在任何速度上移动），直到另一个力作用到它来改变它的速度或方向。作为例子，如果一个火箭工程师在忽略行星或恒星引力足够远的距离点火宇宙飞船上的火箭，宇宙飞船会开始向前移动并持续加速直到关闭火箭发动机或燃料用完。到那时，宇宙飞船仅会在恒定速度下向前滑行，基本上永远，直到某个其他的力减慢它或改变它的航向。
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227. 现在这个活动中的所有宇宙飞船你都看过了。它们没有火箭发动机继续在燃烧。它们在恒速向前滑行。引力影响它们并力图拽它落向地球。这改变它们的运动方向，但它们向前的速度基本没有变化，这样它们不会掉下来。
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228. 问题是，火箭最终耗尽燃料而且燃料非常沉重。推举火箭进入太空所消耗燃料超过全部的 70% - 80% 是仅用在推升燃料自己。作为例子，开始看到的 Saturn V 火箭，超过 30 层楼高，几乎全部是燃料。全部有效荷载（阿波罗太空舱）仅是巨大的燃料箱顶端的一个小包裹。
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229. 有此效果，宇宙飞船尽量小而轻。同样，航行到太空中的远方也成为不切实际。它正需要过多的火箭能量来推动巨大的宇宙飞船朝向外行星的远方。
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230. 唉，如果太空有它自己的“燃料”那是什么？如果你要设计一艘宇宙飞船而不需要由它从地球携带它的能量补给，而会从太空中获取已有的能量供给是什么？证明上面的构想不仅可能，而且可以成为现实。让我们现在去找到它！
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231. 点击这里。你将抵达 2010 年。啊！多么奇特的宇宙飞船。它看着像...一把大扇子！你甚至可以看透它！
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232. 在它上 [左键-点击] 那样显示说“宇宙 1 号”，在那时按 [F] 键和 [空格] 键让时间继续。
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233. 在你面前是宇宙 1 号的设计图，人类第一艘不由火箭，而以阳光为动力的宇宙飞船。那是右侧！你前面的宇宙飞船正杨帆航行。它的巨帆，每个 46 英尺长并用薄纸纤维制作，由阳光所推动。这将会让许多人当成惊奇的事。在我们最多的感知中，阳光不是坚实的。它不能像风推动帆那样“推动”某物...它能吗？这个回答是，“是它可以”。在物理学中，阳光是“光子”所“制造”的。如之前所述，光子是奇特的东西表现得像微小的“粒子”流，有一点像微笑的肥皂泡。这粒子洪流穿越太空非常快地运动着...以光速(c)，那是难以置信的每秒 300,000 千米（每秒 186,000 英里）。太阳每秒钟发出难以想象的quadtrillions光子，像一架巨大机枪发射出的子弹。事实上，重要的事情是发出能量（电灯，火焰，电视的，你的计算机荧光屏...甚至你自己的皮肤）...发射能量光子以光速从它们的源头不断飞行。
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234. 一个单独的光子非常非常非常微小，是一个可见的能量泡。然而，它们一起足够能以感觉到的力影响某物。作为例子，如果你使你的身体接近另一个人，他们的皮肤会“感觉到”以每秒钟数十亿计地涌出你的皮肤的热红外线光子的影响，尽管你没有接触！
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235. 此刻，每一秒钟来自你面前的显示器的数十亿光的粒子，不断地从显示器向着你的座椅非常轻柔地推着你。你不能感觉到它们因为你非常大而它们非常小并且太少。然而，如果你的表面积非常大而光源非常强（如太阳），你会感到从它不停地向后轻推。你的加速性能会很小...仅是每小时几英尺...但那是从不抵消的力的范例。一天 24 小时，太阳向太空喷射着光速光子...周复一周，月复一月...推动着...一直在它们到达的任何地方推动着。
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236. 如果你建造一艘宇宙飞船在太空中“接得住”光子能量吗？宇宙飞船会足以被推动吗？回到是“能”。实际上，如果你保持帆打开并朝向太阳，你会持续被推动...更快...更快。你会确实持续加速，直到你远离太阳，远远超越我们的太阳系向着太空。
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237. 因为阳光的光子以难以想象的光速航行，如果你有耐心和足够大的帆，你也可以加速你的宇宙飞船到难以置信的速度。你不能达到光速或即使接近它（原因非常复杂）。但是如果你给它足够的时间，你的飞船在长途旅行过程中可以加速到每小时百万英里。
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238. 当然，那里有许多难题需要解决。你如何转动和操纵你的宇宙飞船的航向？你如何在航程终点再回家？如果帆破了怎么办？太阳帆飞船运动的最大质量是多少？并且如何可以结实？
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239. 宇宙 1 号实际不是 NASA 宇宙飞船。确切地说，它是由工程师和卖方签订合同为行星协会和宇宙影视工作室设计的私人出资的宇宙飞船。
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