[展覽 科學教育館] NASA特展 一場人類冒險

 



由美國太空總署 NASA 統籌旗下【美國太空暨火箭中心】、【 NASA -馬歇爾太空飛行中心】等單位,並委由芬蘭【John Nurminen Events 】設計策展規劃,自2011年起分別已在西班牙、土耳其、荷蘭、日本、泰國、瑞典國家展出,台灣是全球展出第八站,也是亞洲第四站

特展展出NASA在歷史上最重要的載人上太空的阿波羅計畫,和計畫中的大小設備

下面幾張圖簡單交代今天的展出:火箭上太空 + 太空人月球登陸 + 回地球,登月球的軌道與數據計算

首先是看到的是幾種火箭的演進,1:72等比例縮小,左1是V-2/A4彈道飛彈,沒有載人但已經是所有現代火箭的原形基礎。2是紅石號,它是第一個搭載太空人的火箭。3已經有足夠的力量進入環繞外太空的地球軌道 ... 5已經進步到載人離開地球軌道進入太空飛行

中間6號是史上最大的火箭神農5號,7號不是火箭而是太空梭

這就是今天展覽最重要的設備:史上最大的火箭:神農5號,縮小1:10等比模型,神農5號是開發用來支援人類探索月球的阿波羅計畫,NASA在1966-1973年被積極的使用,在佛羅里達的甘迺迪航太中心被使用了13次,是由NASA + 波音公司 + IBM合作設計製造出來的,神農5號總共運送24人到達月球軌道,其中12人在月球行走過,當然神農5號花費非常昂貴,不到10年就花費將近於現在的472億美元,過於昂貴又沒有實質效益也是後來再也沒有登陸月球的原因之一

神農5號在發送太空船的過程中,使用上分為幾個部分,這是最下面一節(因為是第一個燃燒的機具,也被稱為第一節),使用的是泰坦1號動力引擎

第1節長度42公尺,直徑10公尺,填滿燃料重達230萬公斤,燃料是80萬公升的煤油+130萬的液態氧。實際上只燃燒3分鐘,可讓火箭爬升高度68公里,換算時速將近1萬公里


第1節燃燒完就會被丟棄,接著就是第2節(下圖 2nd Stage,紅色部分)來發動力量推升。第2節燃燒6分鐘將其餘的機具推升到176公里,時速為2.5萬公里(地心引力漸小,速度更快了),第2節一樣使用完丟棄




下圖紅色的部份是第3節,會燃燒2次,第1次燃燒2.5分鐘,讓機具以在190公里的離地球高度維持時速2.8萬公里,緊接著燃燒第2次以4萬公里的速度脫離地球軌道速度,往月球飛去

接著就不只是純火箭,而是複雜的太空船 + 登月球陸艇


上下兩張圖是登月艙使用的機具,下圖是用來保護登月艙的模組

模組的前面一部分是一個錐狀,下圖已經看到金色的登月艙了!!!

錐狀會如下圖的解開,接著原本在母船的3個太空人,只會有1人留守母船,另2人會進入登月艙

登月艙是整個火箭+太空船中,唯一會登陸月球的部分。而登月艙分為2個部分
    

分為:上面灰色的部份跟下面金色的部分。等一下會有圖解釋兩個部分的用途


===以上是登月艙相關機具 =====

接著下圖右的紅色就是母船,實際上母船也被分為2個部分

母船分為下圖圓柱狀的Service Module(SM)服務艙,服務艙負責提供燃料、氧氣筒、食物等設備送登陸月球的太空人回地球軌道

母船另一部分是錐狀的Command Module指揮艙,這是唯一最終搭載太空人回到地球地面的部份

下圖銀色的就是母船 = 圓柱狀服務艙 + 錐狀指揮艙

下面幾張圖就是錐狀 = 母船的Command Module指揮艙

再講一次只有指揮艙 Command Module (CM) 會載太空人回到地球地面

成功回到地球的指揮艙CM,你看!真的也只有錐狀的指揮艙,掉到海上是最安全的

其實還有一個比較少用到的逃生系統,這是發射過程中要是火箭爆炸(失敗),這個系統會拉住後面的CM指揮艙,並遠離因為爆炸燃燒的火箭

來看一下現場清楚的圖型解說,要是第1節and第2節成功將太空人送上太空軌道

並往月球邁進 ...

接著有兩個太空人由母船的指揮艙移動進入登月艙,登月艙獨自登陸月球

登陸月球後的登月艙開始執行月球上的探勘任務

而留守一太空人的母船進入繞行月球的軌道,繞行月球

當月球探勘任務完成,登月艙的上半部..................

獨自起飛!!!

登月艙會與母船docking對接!!! 看過 星際效應 的人一定知道這叫docking

母船與登月艙的上半部饒行確認軌道後,駛往地球

接著最後就是之前提到的指揮艙會丟下服務艙與對接的登月艙上半部,自行降落地球大氣層中,進入大氣層會燃燒,所以指揮艙的耐熱、防止燃燒的材質是很講究的

最終只有錐狀CM 會回到地球,下降的過程會彈射出降落傘

這是NASA真正使用過的降落傘,現場體驗你可以發現非常的大


降落傘降落的過程不小心會燃燒,是有風險的....

成功掉到海上的指揮艙CM

一直都是由直升機將它拉上陸地

幾種登月艙

登月艙那些金色銀色是特別的材質,因為月球沒有大氣層阻隔太陽輻射,需要保護登月艙的表面

登月艙內部


阿波羅計劃(Project Apollo),是美國國家航空暨太空總署從1961年至1972年從事的一系列載人太空任務,總共耗資約240億美元,之後到今天(2016年)40多年來沒有過任何其他的載人太空飛行器離開過地球軌道

1967年的阿波羅1號是美國第一次由三名太空人執行的太空任務,一次測試任務中指令艙突然發生了大火,三名太空人15秒內全部不幸遇難

1968年的阿波羅7號發射於1968年10月,成功環繞地球11天,也是美國首次成功的三人太空環繞任務

1968年12月發射的阿波羅8號是人類第一次離開近地軌道,並繞月球航行的太空任務。太空船航行了3天到達月球並圍繞月球軌道飛行了20小時,拍攝了大量的月球照片

緊接著阿波羅9、10號也都成功執行太空任務

1969年7月16日發射的阿波羅11號,讓阿姆斯壯與艾德林成為了首次踏上月球的人類。1969年7月21日凌晨2點56分,阿姆斯壯的左腳踏上了月球,並說:這是一個人的一小步,卻是人類的一大步(That's one small step for a man, one giant leap for mankind)。兩人在月球表面活動了兩個半小時,拍攝了些照片,也採集了2公斤的月表岩石,並成功返回地球

阿波羅12號一樣成功登陸月球

阿波羅13號發射於1970年,這次任務失敗!原因是服務艙中的氧氣罐爆炸,電力和氧氣均大量損失,登月計劃被迫放棄,厲害的是三人躲入還沒有解開的登月艙(原本只提供兩人空間),並成功利用登月艙的氧氣成功返回地球   p.s.具有戲劇性,後來也被當成電影題材

阿波羅14.15.16.17號後來都成功登陸月球

這張地圖被不少人懷疑作假因為月球上沒有大氣層,也沒有強大的風,為什麼國旗會飄揚? 但是有一有力的反駁說法是..月球表面是真空環境,沒有空氣摩擦的阻力,旗桿的擺幅較大而持久,從而帶動上部的旗幟抖動,的確可以產生飄揚感

這是蘇聯人的月球車,不是給人開的,是由機器控制,並使用太陽能板發電

請注意一下這個輪胎沒有橡膠,原因是月球上的太空輻射會把橡膠烤裂

美國人的月球車是使用電池供電

這些是太空人的食物包裝,這些是蘇聯太空人的,19是伏特加!今天的展場還可購買NASA太空食物,每包$290元台幣

衛星對於地球環境可以提供地表拍照等功能

亞特蘭提斯號太空梭1:1駕駛艙原型,太空梭是火箭+太空船的另一選擇,可以重複使用

太空站大多長超過100公尺,內部可以住太空人,可接太空梭當做中繼站

哈伯望眼鏡,掛在地球軌道上,長期觀測紅外線、紫外線等宇宙射線,至今除了觀星,最大的貢獻就是探測宇宙射線波長發現宇宙的不同星體互相遠離(宇宙一直在膨脹)

這是來自NASA的G力體驗儀,透過機器G-force能夠實際感受太空人升空脫離地球的衝擊感

它轉超快! 不過我沒進去嘗試...