国际空间站是如何建造起来的？體型巨大的國際空間站是如何建造并投向太空的呢 #科普知識 #automobile #科学 #熱門

龐大的國際空間站是如何組裝起來的 其實就跟搭積木一樣 國際空間站的第一個模塊 是俄羅斯在1988年發射的曙光號 同年的12月 美國建造了團結號節點艙 為了與曙光號對接 團結號被裝上了航天飛機 並運往空間站 航天飛機首先會慢慢追趕曙光號 追趕過程中 飛機內部的機械臂 會將團結號抬起 與航天飛機的接口進行對接 大概四天左右 航天飛機追上空間站 並慢慢靠近 機械臂會抓住曙光號 然後將曙光號移動到團結號的上方 這時航天飛機的推進器點火 從而將曙光號和團結號順利對接上 值得注意的是 俄羅斯和美國航天器的接口是不一致的 所以需要通過適配器 分別適配俄羅斯和美國的接口 對接完成後 航天員會通過航天飛機上的出艙口出來 因為空間站外部的連接電纜和天線 需要航天員安裝 安裝時機械臂可以協助航天員來回移動 一切準備就緒後 航天員就能打開艙門 從而進入空間站 進入空間站主要為了檢查艙室內部情況 為下次任務做準備 接著航天飛機從空間站脫離 然後返回地球 之後幾年裡 空間站先後又安裝了幾個模塊 接著時間來到2001年2月份 命運號實驗艙建成 它是用於科學研究的主要實驗室 命運號依舊採用航天飛機進行運輸 它被放在了飛機的機艙內 當航天飛機和空間站對接上後 機械臂首先會將適配器接口移到上部 然後機械臂將命運號模塊從機艙中抬起 緩慢地翻轉180度 然後將其連接到團結號 準備就緒後 航天員就能打開艙門 進入到命運號實驗艙了 最後機械臂會將適配器接口 重新安置到命運號的前方 完成任務後 航天飛機脫離空間站返回 說到這裡你可能會發現一個問題 就是任務中不可或缺的機械臂 是安裝在航天飛機的 航天飛機返回 機械臂也就沒法用了 所以接下來一個重要任務 就是為空間站也安裝一個機械臂 同年的4月份 航天飛機攜帶機械臂來到空間站 與空間站對接上後 航天飛機的機械臂將帶過來的機械臂取出 放到命運號實驗艙的頂部 然後機械臂會慢慢展開 在航天飛機機械臂的協助下 機械臂完全展開 然後移動到底部 與底部的接口進行對接 接著機械臂將託盤交給航天飛機的機械臂 並將託盤送回機艙內部 到這裡空間站就擁有了一隻靈活的手臂 這樣空間站在對接上如虎添翼 但是有個問題 航天員想要出艙 都是通過航天飛機的艙口出來的 飛機返回地球後 會大大限制航天員的出艙活動 怎麼解決這個問題呢 回答這個問題前 如果你對這種科普動畫感興趣 可以下載左下角的抖音精選APP進行學習 裡面都是優質的中長視頻合輯 感興趣的可以下載一下 言歸正傳 為瞭解決出艙問題 因此同年7月份 美國發射了尋求號氣閘艙 依舊採用航天飛機運輸 不同的是 這次模塊使用的是空間站的機械臂進行安裝 機械臂首先將氣閘艙與團結號進行了對接 接著使用機械臂對高壓氣罐進行了安裝 這個過程需要航天員進行協助 直到將所有的氣罐安裝完成 完成後航天員可以進入氣閘艙 穿上航天服 打開艙門 就能進行出艙活動了 以上所說到的僅僅是空間站的早期建造階段 後面又經過了大量的建造和對接 直到2010年才徹底建造完成 手機能夠打電話和上網 離不開這些信號塔 那信號塔是如何產生信號的呢? 這就要用到電磁波 最容易產生電磁波的方式是使用一個閉合導體 輸入不斷變化的電信號 就能產生一個波動的磁場 但是這種電磁場只會圍繞著導體波動 並不會傳播出去 而信號塔的電磁波需要與導體分離 並且需要不斷向外傳播 怎麼做到這一點呢? 這是一對相隔一段距離的正負電荷 它們會產生一個電場 假設正負電荷開始震盪 可以看到電荷震盪到中間時 速度是最快的 震盪到兩端時速度為零 帶電粒子的這種加速和減速 也會帶動磁場不斷變化 我們只取其中的一條磁場線 可以看到隨著時間的推移 磁場會發生相應的變化 當在四分之一時間段時 正負電荷會相遇 繼續往前走 就會發生磁場的分離 電荷持續震盪運動 就能產生一個不斷向前推進的電磁波 現實中是使用天線來發送電磁波的 取一根如圖所示的彎曲導體 在其中心位置施加電壓信號 在電壓的作用下 電子將從導體的右側流向左側 右側由於失去電子帶正電 而左側則帶上負電 隨著電壓的變化 正負電荷會在導體間來回穿梭 從而產生跟之前一樣震盪的電荷 這就能不斷地向外輻射電磁波了 這種天線不僅可以發射電磁波 還能接收電磁波 當在天線周圍施加一個電磁場時 電子會瞬間移動到導體的一端 如果電磁波不斷變化 正負電荷也會根據電磁波的變化而變化 從而產生變化的電壓信號 現在有個問題 這樣產生的電磁波信號一般強度很弱 無法進行遠距離傳播 這就需要將基帶信號調製成高頻信號 那如何調製呢? 我們來看一個簡單的類比 當我們將一張紙扔出去 這張紙不會被扔得很遠 現在我們如果用紙包著一塊石頭在扔 紙就會被扔得很遠 調製就跟這個類似 其中石頭代表一種高頻信號 被稱為再波信號 紙就代表我們要發送的基帶信號 任何信號都有三個基本特性 幅度和頻率以及相位 如果再波信號的頻率 根據基帶信號的幅度而變化 這種技術被稱為調頻 如果再波信號的幅度 根據基帶信號的值而變化 這種技術被稱為調幅 但是這些調製技術都是模擬類型的 已經過時了 現在的調製都是數字調製技術 也就是直接將數字信號轉換成電磁波 我們可以根據數字信號 調整再波信號的幅度 高振幅代表1 低振幅代表0 不同的二進制值產生不同的波形 現在使用最普遍的調製技術為正交調幅 將一個信號使用再波進行幅度調製 另一個信號也使用 相同頻率和幅度的再波進行幅度調製 然後將兩個再波信號進行90度相移 從而將兩個調製信號混合在一起 形成一個單一的信號 稱為多路附用信號 接收端在接收到多路附用信號後 可以很容易地從附用信號中分離出原始信號 從而大大的節省了寬帶 比如我們現在要發送一個視頻出去 視頻的底層其實都是二進制值 我們可以將這些二進制值 每4bit打包在一起 然後通過正交調幅後 產生不同的多路附用信號 接著將這些信號組合在一起 形成單一的電磁波 最終發送到用戶的接收設備上 另外為了實現全球互聯和頻率重複使用 需要用到蜂窩網絡 什麼是蜂窩網絡呢? 回答這個問題前 如果你對這種科普動畫感興趣 可以下載左下角的抖音精選APP進行學習 裡面都是優質的中長視頻合輯 感興趣的可以下載一下 言歸正傳 運營商會將地理區域 劃分成像蜂窩一樣的六邊形區域 每個六邊形區域內都會建造一個信號塔 每個信號塔之間使用光纖電纜連接 為了防止你的手機接收到 鄰近手機信號塔的信號 相鄰的不同信號塔會分配不同的頻率 而相同信號塔下的用戶 則採用多指技術 以不同的無線信道分隔 從而防止相互幹擾 有了蜂窩網絡 當你撥通電話時 手機會向離你最近的信號塔發送電磁波 信號塔會將信號轉發給移動交換中心 交換中心再將信號 轉發給接收方所在的信號塔 最終就能建立連接 並實現千里傳音了 吳某凡要進去採十幾年縫紉機了 今天我們就教教他如何採縫紉機 縫紉機是如何工作的呢 很早之前人們想要縫衣服 需要先用針穿過布料 再從另外一邊將線抽出來 但是縫紉機打破了這種方式 採過縫紉機的都知道 縫紉機使用的針 並不需要兩邊來回穿針引線 能做到這一點 得益於針的獨特設計 縫紉機的針的穿線孔在針頭處 當針頭向下移動 返回時會將一部分線圈留在布料下面 接著將布料向前移動一下 然後讓針頭剛好穿過前面留下的線圈 針頭向上移動時 再留下一個線圈 並將布料再向前移動一下 依此反復循環操作 就能實現連續的穿針引線了 而真實的縫紉機也是這麼設計的 在縫紉機的針的下面有一個鉤子 它能鉤住前面的線圈 當針穿過布料時 剛好能穿過這個線圈 當針向上移動時 針和布料之間的線會彎曲 形成一個小線圈 鉤子能恰到好處的鉤住這個線圈的間隙 然後布料向前移動一段距離 接著操作跟前面一樣 反復循環 就能不斷紡織衣物了 但是這種設計有沒有什麼問題呢? 如果我們將線頭鬆動 就會發現一連串的針線都會被扯出來 怎麼解決這個問題呢? 其實很簡單 將前面用到的鉤子直接換成這種振動縮芯 縮芯裡面也有線 並且縮芯前面是尖的 當針穿過布料時 縮芯剛好能穿過針返回時留下的線圈 針上的線和縮芯的線互相纏繞 這使得紡織的衣物變得異常結實耐用 到這裡其實還有一個最重要的問題沒解決 那就是布料是如何自動向前移動的呢? 回答這個問題前 如果你對這種科普動畫感興趣 可以下載左下角的抖音精選APP進行學習 裡面有一個優質視頻的合集廣場功能 感興趣的可以下載一下 言歸正傳 想要布料移動也不難 在布料下方安裝一個帶凹槽的金屬塊即可 當針往上移動時 金屬塊也會跟著向上移動 並壓住布料 接著金屬塊會向前移動 在摩擦力的作用下 布料就能在金屬塊的帶動下不斷移動了