![](upload/Mag_Catalog/18-056.jpg)
美國航太總署(NASA)是目前全世界最大也最重要的太空探索機構,它成立於美國與蘇聯的冷戰期間,在這場資本主義與社會主義的長期抗戰中,太空科技的發展也是重要的一環,美蘇雙方都想證明自己的科技發展優於對方。而就在1957年10月,蘇聯先馳得點,發射了全世界第一顆人造衛星「史普尼克1號」,11月又發射了史普尼克2號後,美國旋即在1958年宣布成立NASA,為這場太空科技之戰揭開了序幕。
接下來的十幾年間,美蘇雙方你來我往,互有領先。1961年1月,美國送上了第一隻上太空的黑猩猩「漢姆」,緊接著三個月後,蘇聯空軍中尉加蓋林成了首位上太空的太空人,美國也不甘示弱,在加蓋林上太空的一個月之後,美國的首位太空人薛帕德搭乘自由者7號於地球軌道上飛行了15分28秒。然後美國打算乘勝追擊,在隔年9月,美國總統甘迺迪發表著名演說,宣布美國將在1960年代結束前登陸月球,並且在1969年7月正式達標,由世界知名的太空人阿姆斯壯在月球上留下意義非凡的人類腳印。
在這場政治角力推波助瀾之下,美蘇二國的太空科技突飛猛進,雖然冷戰早在1989年結束了,人類對太空的好奇與探索卻沒有停擺,反而投入了更多的資源,得到許多令人驚嘆的成就。現在就一起踏入NASA展,一窺這場人類冒險旅程吧!
火箭的演進
在美蘇的太空科技軍備競賽裡,火箭科技可說是舉足輕重,雙方都有優秀的人才相互較勁。蘇聯的首席火箭科學家齊奧爾科夫斯基是史普尼克1號的幕後推手,之後的月球2號登陸月球、加蓋林的第一次載人太空飛行,齊奧爾科夫斯基都是重要的功臣。
美方則延攬了德國的納粹科學家馮布朗以及他的研究團隊,專門從事火箭的研發。這個團隊在研發火箭之前的「代表作」,是著名的V-2軍用導彈,這是當時最先進的長程彈道飛彈,馮布朗的團隊也以研發V-2導彈的知識背景做為基礎,為美國研發先進的火箭。神農5號就是其中最具代表性的研發成果之一,它是有史以來最巨大、功能也最強大的火箭,阿波羅登月計畫就是利用神農5號做為發射載具。
雖然現場展示的神農5號模型體型不小,但真正的神農5號可是比展品還大了10倍,足足有111公尺高。神農5號火箭分為三節,最接近尾端也最龐大的是第一節,它載滿燃料時可是高達了230萬公斤重哩!神農5號升空時的總重約294萬公斤,第一節的燃料就占了一大部分。這麼多的燃料會在第一節火箭內部燃燒成非常高溫的氣體,從噴氣口噴出,利用產生的反作用力來抵抗重力,奮力將整個火箭往外太空加速推進。
等到第一節火箭的燃料燃燒殆盡,該節火箭就會被拋棄、墜落地球的大海裡,雖然有點過河拆橋之嫌,但這樣可以減輕神農5號的重量,而且依據動量守恆定律,將第一節火箭往後拋出,也能提供推力給體型變小了的神農5號,繼續往太空加速。
接下來,第二節與第三節火箭如法砲製,它們容納的燃料雖然沒有第一節那麼多,但因為此時神農5號已經愈來愈輕巧了,因此能持續加速,直到達到地球的脫離速度(也就是不會被重力拉回地球了),便一路朝著月球而去。此時第三節火箭也已拋棄,剩下位於神農5號頂端的指揮艙與登月艙繞著月球軌道運行,接著登月艙登陸月球,太空人著手對月球的探測或採集樣本的工作,再回到指揮艙返回地球。
太空人的生活
一旦上了太空,食衣住行都成了大問題。太空人在太空中都吃些什麼?這個問題一直令人好奇,從右圖所展示的太空食物來看,太空人吃的東西很像……呃,真空包裝的肉泥、罐頭,還有……牙膏?
為了避免食物腐敗,並減輕重量,太空食物幾乎都經過脫水、輻射照射以及高溫殺菌,有些食物可以等到食用前,再加水還原,這樣吃起來就美味多了。至於那二管像牙膏一樣的17、18號,分別是越橘糖和乳酪凝塊加蘋果泥,它們是第一代的太空食物,供應美國1960年代水星任務的太空人食用,不過據說不怎麼美味。10~12號展品是一種叫做「湯匙碗」的發明,用於阿波羅計畫,塑膠外包裝打開後,太空人可以用湯匙吃,就像是在自家餐桌吃飯一樣(雖然看起來還是有點像調理包)。
說起太空衣,一般直接聯想到的,就是穿起來又胖又笨重的感覺吧?令人意外的是,第一代的太空衣可是走瘦子路線的喔!上圖中的第一件其實不能稱之為太空衣,它是美國空軍的「高空壓力衣」。在執行高空任務時,飛行員的高度可以達到七萬英呎,這裡的空氣稀薄,大氣壓力比地面小很多,人類的血管可能會爆開致死。高空壓力衣的用途就是用壓迫的方式避免血管爆裂,因此可以看見衣服上面有非常多的綁帶設計,穿上時也非常緊繃。......
[更多詳細內容請參閱《科學少年》2016年7月 ]