NHỮNG QUỐC GIA NÀO XÂY DỰNG NÊN TRẠM KHÔNG GIAN VŨ TRỤ ?

Phi thuyền vũ trụ và máy bay hàng không vũ trụ là phương tiên đón đưa các nhà du hành vũ trụ, còn trạm không gian mới là nơi các nhà du hành làm việc và sinh hoạt. Trong trạm không gian vũ trụ Hòa bình của Liên Xô, các nhà khoa học đã tiến hành nhiều các thử nghiệm khoa học trên nhiều các lĩnh vực. Ngày 23 tháng 3 năm 2001 lịch sử huy hoàng trong suốt 15 năm của trạm Hòa bình đã khép lại, trạm này đã được cho rơi xuống Nam Thái Bình Dương theo quỹ đạo đã dự tính. Trên cơ sở những kinh nghiệm mà trạm Hòa bình tích lũy được, trạm không gian quốc tế - một căn cứ trên không nữa của nhân loại sẽ được vận hành trong nay mai.

Một cần cẩu đang vươn cánh tay dài đưa một cấu kiện thép vào đúng vị trí, những người công nhân xuất hiện, họ leo lên công trình và dùng các công cụ cố định những cấu kiện này lại; chúng ta có thể thấy được cảnh lao động này ở khắp mọi nơi trên Trái Đất nhưng điểm khác ở đây là họ đang làm việc trên độ cao cách mặt đất 400km. Và họ rất vinh dự bởi công trình họ đang làm chính là trạm không gian quốc tế. Trạm không gian quốc tế là hợp tác phi quân sự lớn nhất trong lịch sử nhân loại với sự tham gia của 16 nước và các vùng lãnh thổ trên Trái Đất như Canada, Mỹ, Nhật, Nga, Braxin và Cục Không gian Châu Âu. Công trình này có ý nghĩa thời đại giống như ý nghĩa lịch sử mà nhân loại đã xây dựng nên kim tự tháp cách đây mấy nghìn năm. Trung tâm của công trình là 6 khoang thực nghiệm với rất nhiều căn phòng, mỗi nhà du hành vũ trụ có thể có tới 6 căn phòng. Một đợt du hành của một nhà du hành vũ trụ thường kéo dài 90 ngày, trạm không gian này cung cấp cho họ sống và sinh hoạt tốt hơn nhiều so với trạm Hòa bình trước kia. Trạm không gian này tiêu tốn đến 100 tỷ đô la Mĩ, nó sẽ tiếp tục sứ mệnh mà trạm Hòa bình chưa hoàn thành hết và mục tiêu chủ yếu là kiểm tra các phản ứng của có thể sống lâu ở trong không trung làm cơ sở cho việc đưa người lên sao Hỏa.

Với tinh thành hợp tác xây dựng công trình không gian, chúng ta tin rằng loài người sẽ có những bước tiến xa hơn trong nghiên cứu vũ trụ. Trong tiến trình thăm dò khám phá vũ trụ, một câu hỏi luôn được đặt ra là liệu có sự sống trí tuệ ở ngoài Trái Đất hay không? Cho dù những câu chuyện về người ngoài hành tinh bị phủ nhận nhưng con người vẫn không từ bỏ, thậm chí vẫn tiếp tục phát các tín hiệu của mình ra ngoài, chế tác ra danh thiếp của Trái Đất. Tấm danh thiếp này phản ánh vị trí của Trái Đất trong hệ Ngân Hà, có hình vẽ một nam và một nữ và tàu thăm dò ''Người du hành'', một đĩa tiếng ghi lại các thứ tiếng đại diện cho nền văn minh Trái Đất và mọi người đều hi vọng có một nền văn minh ngoài Trái Đất sẽ phát hiện ra và biết được sự tồn tại của con người.

Một con lắc đơn có chiều dài dây treo l = 0,249m, quả cầu nhỏ có khối lượng m = 100g. Cho nó dao động tại nơi có gia tốc trọng trường g = 9,8m/s² với biên độ góc α₀ = 0,07rad trong môi trường dưới tác dụng của lực cản (có độ lớn không đổi) thì nó sẽ dao động tắt dần với cùng chu kì như khi không có lực cản. Biết con lắc đơn chỉ dao động được 100s thì ngừng hẳn. Độ lớn của lực cản bằng:

A. 1,7.10^-3N.

B. 2,7.10^-4N.

C. 1,7.10^-4N.

D. 1,2.10^-4N.

Khi làm việc dài ngày trên các trạm không gian vũ trụ, việc theo dõi các chỉ số sức khỏe như chiều cao, khối lượng cơ thể của các nhà du hành vũ trụ là rất quan trọng. Hình 2.7 chụp cảnh một nhà du hành vũ trụ đang ngồi trên dụng cụ đo khối lượng được lắp đặt tại trạm vũ trụ Skylab 2.

Dụng cụ này được thiết kế để cho phép các nhà du hành xác định khối lượng của họ ở điều kiện không trọng lượng. Nó là một cái ghế có khối lượng 12,47 kg gắn ở đầu một lò xo có độ cứng k = 605,6 N/m. Đầu kia của lò xo được gắn vào một điểm cố định của trạm.

Một máy đếm điện tử được kết nối với chiếc ghế có thể đo được chu kì dao động của ghế. Một nhà du hành ngồi trên ghế và đo được chu kì dao động là 2,08832 s. xác định khối lượng của người đó.

VÌ SAO PHÓNG TÀU VŨ TRỤ PHẢI DÙNG TÊN LỬA NHIỀU TẦNG ?

Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên Mặt Trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác thì tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.

Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của Trái Đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1g muốn thoát khỏi Trái Đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40W trong 1 giờ.

Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ chất khisphutj ra phía sau tạo nên phản lực. Khí phụt ra càng mạnh, tên lửa bay càng nhanh. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài tốc độ phụt khí rất cao, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.

Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cach thỏa đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.

Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động... cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9km/s trở lên để bay quanh Trái Đất hoặc thoát khỏi Trái Đất.

Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiên liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5km/s, tỉ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.

Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.