俄羅斯為什麼不能生產砷化鎵

Ⅰ 鎵的事實

99.999%鎵的晶體，在實驗室中生長（？foobar/Creative Commons）

鎵是一種柔軟的銀色金屬，主要用於電子電路、半導體和發光二極體（led）。它也可用於高溫溫度計、氣壓計、葯品和核醫學試驗。該元素沒有已知的生物價值。

天然元素

在自然界中，鎵從未作為自由元素被發現，在任何礦物中都找不到大量的鎵。相反，它存在於痕量的各種化合物中，包括鋅礦石和鋁土礦。根據周期旁世氏表，按重量計算，鎵約佔地殼的0.0019%。然而，根據Chemicool的說法，它很容易通過熔煉獲得，而且大多數工業鎵是作為鋁和鋅生產的副產品提取的。最大的鎵生產國是澳大利亞，俄羅斯，法國，和德國。

只是事實原子序數（原子核中的質子數）：31個原子符號（在元素周期表上）：Ga原子量（原子的平均質量）：69.723密度：室溫下每立方厘米相5.91克：固體熔點：華氏85.57度（29.76攝氏度）沸騰要點：3999 F（2204 C）同位素數量（同一元素的原子具有不同數量的中子）：24個半衰期是已知最常見的同位素：兩個穩定的Ga-69（天然豐度60.1%）和Ga-71（天然豐度39.9%）鎵的

、

電子構型和元素性質。（Greg Robson/Creative Commons，Andrei Marincas Shutterstock）根據化學文獻，鎵是元素周期表上唯一的金屬

，被歸為硼族（13組），其中包括半金屬硼返如（B）和金屬鋁（Al）、鎵、銦（in）和鉈（Tl）。這五種元素的外能級都有三個電子，

鎵是一種後過渡金屬。這些金屬元運散素位於周期表上過渡金屬和類金屬（非金屬）之間。後過渡金屬具有過渡金屬的一些特性，但往往較軟，導電性較差。後過渡金屬包括一些硼族元素-鋁、銦和鉈-但也包括錫、鉛和鉍。

鎵具有一些非常獨特的性質。例如，雖然它在室溫下是固體（約77華氏度/22攝氏度），但它仍然很軟，你可以用刀切它。此外，它的低熔點為85.57華氏度（29.76攝氏度），比室溫高出不到10度，所以如果你拿起一塊鎵，它就會從你的手的溫暖中融化。如果你把它放回去，它會再次凝固。

即使在如此低的熔點下，鎵的沸點在3999華氏度（2204攝氏度）相當高，使它成為任何元素的熔點和沸點之間最大的比率之一。在低溫下，鎵是一種易碎的固體，很容易破碎，與玻璃類似，它呈貝殼狀破碎（不遵循自然的分離面）。

使用

鎵主要用於電子產品。事實上，據化學解釋，95%的鎵被用於製造砷化鎵（GaAs），一種用於微波和紅外電路、半導體和藍紫色led的化合物。砷化鎵可以直接從電力中產生激光，用於太陽能電池板，包括火星探測車上的太陽能電池板。氮化鎵（GaN）是藍光技術、手機和觸摸開關壓力感測器中的一種半導體。

鎵很容易與大多數金屬結合，常用於製造低熔點合金。它是四種金屬（包括汞、銣和銫）中的一種，在室溫或接近室溫時呈液態。在這四種金屬中，鎵的反應性最小，毒性最小。化學學會：加利烏

Ⅱ 俄羅斯為什麼不能製造，像樣一點生活用品。之類的東西

1.工業化發展道路讓俄羅斯走上畸形的經濟結構
俄羅斯的前期蘇聯之前是貧困落後的農業國，為了發展經濟，蘇聯不得不改革，慢慢開始從農業國走向工業國。特別是在在位蘇聯之後的那段時期，更是大力發展重工業，他認為只有發展工業才能使國家強大起來，所以他不惜犧牲農業和輕工業，也要優先發展重工業。當然，這樣的做法的確是有些成效的，但卻讓蘇聯的工業發展和經濟結構出現了嚴重的畸形。摒棄了輕工業和農業，這也直接導致了在蘇聯解體之後，俄羅斯立馬就出現了日常生活用品十分短缺的情況。因此中國當時還出現了許多走私生活用品到俄羅斯的情況，直到現在俄羅斯的日常生活用品都非常依賴於中國。

2.廣袤的國土面積成為了俄羅斯人的阻礙
但是俄羅斯輕工業不發達的情況並不能完全怪在斯大林的頭上，因為俄羅斯的地理位置早就已經決定了俄羅斯輕工業發展不起來這樣的結局，因為即便是俄羅斯大力發展輕工業說不定還沒有發展重工業來得好。
3.高昂的運輸成本使輕工業發展困難重重
首先，俄羅斯根本就降低不了輕工業的生產成本，這主要體現在了俄羅斯的運輸上面。大家都知道買東西的時候，很多人會看一看，這個東西是否包郵，但其實我們買這件商品的時候，這運輸的費用已經包含在了我們所付的費用裡面了。所以對賣家也是一個道理，他想要賺錢，就得提高這件商品的價格，雖然不說讓消費者買單全部的運費，但至少要為自己節省一半的開支，這個道理在國際貿易上也是一樣的。

Ⅲ 天和號重達22噸，配備10米機械臂，天和號技術能否超越國際空間站

天和號重達22噸，配備10米機械臂，天和號技術能否超越國際空間站？

隨著科技的不斷發展你知道天和號重達22噸，配備10米機械臂，天和號技術能否超越國際空間站嗎我們一起來聊聊看吧。

2021年對中國航天來說是不平凡的，因為除了即將著陸火星的天問一號，中國空間站的"天和"核心艙也已順利入軌，構想了數十年的中國"天宮"空間站終於呈現在了世人面前。4月29日上午11點許，在海南文昌航天發射中心，長征五號B遙2大型運載火箭，攜帶著中國空間站的核心艙——天和號順利進入近地軌道，這意味著中國空間鉛啟站將展開緊鑼密鼓的建設步伐，雖然其規模比國際空間站小不少，但黑科技很多，充分體現科研工作者的智慧和努力。雖然目前發射升空的僅僅是天和號核心艙，距離建設成一個完整的空間站還有一定的距離，不過根據公開的計劃顯示，我國將會通過11次密集的航空發射。

所謂“自主爬行”，我們可以理解成機械臂一種有趣的“走路方式”，它可以頭尾互換地爬到每一個角落。雖然太空沒有重力，但要在速度快、慣性大的太空里拿起一件東西也不是那麼簡單的；而且萬里之遙的機械臂全靠自己的判斷來選擇採取什麼姿式、用多少勁，這個度很難拿捏。這些都需要在天宮二號上測試。由於天和艙所處的太空並不是真正的真空，而是有著大量空氣分子的”偽真空“，所以長時間運行過後，天和艙的速度就會有所下降，從而受到地球引力影響造成高度下降，所以每隔一段時間天和艙就要提升自己的軌道高度。國的空搏激帶間站自863計劃開始就確定了獨立自主的目標，正是因為從上世紀80年代就規劃到了21世紀20年代甚至是更遠的未來，我國才能一步一基蘆個腳印推進自己的空間站計劃，才有了當下天和艙的成功發射。

經過以上大概講述你知道是怎麼一回事了吧。

Ⅳ 和平號為什麼會掉下來

和平號的一生

2001年3月23日，一個令人難忘的日子。

這一天，為人類航天事業做出了重大貢獻的和平號空間站，安全順利地墜毀在南太平洋海域，走完了它15年的生涯。和平號，永別了！你的輝煌業績將永載史冊。

上篇：生命頑強的十五年

和平號的話瞎仔題要從冷戰時代說起。在蘇美兩國爭奪空間霸主地位而進行激烈較量之中，蘇聯的長期載人飛行計劃出台了。

1961年4月12日，蘇聯宇航員加加林駕駛聯盟號宇宙飛船成功地環繞地球飛行一周，這一舉世震驚的太空飛行顯露了蘇聯航天霸主的地位。可到了1969年，美國宇航員登上了月球。蘇聯頓感危機就在身邊。為了證明不可動搖的航天霸主地位，蘇聯政府決定，以己之長走載人航天的道路。於是，蘇聯決定建造可作為天基武器發射平台的太空軌道站，讓蘇聯人到天上去站崗放哨。

很快，在太空中建造軌道站的命令秘密下達到「能源」科學聯合體和機械製造科學生產聯合體。從那以後，上千名專家加班加點，日夜打造。沒多久，第一個作品「金剛石」軍用軌道站，也就是「禮炮1號」問世了。不過，它在技術上還不完善，沒有實現升空的願望。爾後，蘇聯航天專家繼續改進自己的作品，隨之而來的是一系列豐碩的成果：1971年，「禮炮2號」發射入軌，無人飛行了170天；1973年，「禮炮3號」在軌道上飛行了26天，其中載人飛行23天。這次飛行，是人類在太空中生活時間最長的一次試驗，它證明了人類可以在太空中生存，也證明了蘇聯專家建立的生命保障系統能夠為人類在太空中生存提供完全的技術保證。後來，又有「禮炮3號」、「禮炮4號」及「禮炮5號」相繼成功入軌飛行。不過，「禮炮」系列體積很小，裡面只能乘載一名宇航員，科學實驗能力很有限。它們代表著蘇聯第一代軌道站。

為了提高軌道站運載能力和科學實驗能力，蘇聯科開始對「禮炮」軌道站進行改造放大，研製第二代軌道站。1977年，造出了「禮炮6號」軌道站，它可乘載兩名宇航員，於1977年9月29日發射入軌，在太空飛行了4年又10個月，其載人飛行總時間為617個晝夜。後來接替它的是「禮炮7號」軌道站，性能與「禮炮6號」差不多，不過它的飛行能力卻比「禮炮號」高一倍，它於1982年4月發射升空，在軌道上飛行8年零10個月，載人飛行總時間為1075個晝夜。

就在蘇聯人建造「禮炮」系列時，美國人唯恐失去太空的席位。於1973年5月，一下子把載有三名宇航員的「太空試驗室」送上了軌道，爾後於1974年又進行了一次發射，美國宇航員在太空也逗留了84天，這在當時是了不起的成就。後來，不知為什麼，美國人突然不「棗銀玩」了，令蘇聯人一度猜疑。原來，美國人認為搞軌道站太費錢，一心一意搞起次往返式太空梭。蘇聯人為此一陣興奮。在蘇聯人眼裡，美國人競爭不過他們。蘇聯繼續按原計劃在空間技術領域前進。

為了提高軌道站載人飛行能力，放大軌道站體積成了蘇聯專家首要任務。在這個思想的驅動下，蘇聯專家發明了多模塊軌道站組建方式，並建立了一整套的建造方法。1979年，蘇聯決定建造第三代多模塊、多功能長期飛行軌道站，以便更好地完成自己的航天計劃。

到了20世紀80年代初，蘇聯政府已漸漸感到載人航天「胃口」實在太大，壓得財政幾乎喘不過氣來。可當蘇聯人剛要反醒自己走的載人航天道路時美國總統里根卻拋出了「星球大戰」計劃。這一計劃，大大刺激了蘇聯政府的神經。剎那間，蘇美兩國空間爭奪再次進入高潮。

經過6年苦戰，和平號第一組件——主體艙竣工，它帶有6個對接樞紐，可以與其它模塊、飛船對接。它是和平號主要控制艙，控制著生命保障系統和所有科學儀器，其中有宇航員休息室和宇航員辦公室。按計劃，和平號最終將由6個模塊組成，即控制「主體艙」、「量子1號」艙、「量子2號」艙、晶體艙、光譜艙及自然艙。計劃建造時間2年，技術設計壽命5年。

「量子1號」艙，又稱天文物理艙。它是用來進行天文物理研究的艙體，由密封的試驗區和非密封的儀器區組成；另外，它有2個對介面，一個用於與主體艙對接，另一個通常用來停靠「進步號」貨物飛船的。

「量子2號」艙，也稱裝配艙。它裝備多種科學儀器和設備，用以保證宇航員進入太空，從事太空行走，進行各種科學研究和實驗。

晶體艙，也稱工藝艙。它主要是用來進行重力材料實驗，內部裝有6台晶體生長熔煉爐、4台用於製造新葯的電泳裝置，還有2台照相機。該艙裝配有2塊太陽能電池。凳神宴

光譜艙，也稱遙感軍事艙。原計劃用來做地面監測，包括對地球自然資源、大氣層、軌道站外表大氣、近地空間自然和地球物理變化過程等進行研究。它裝配有4快太陽能電池，可為和平號提供補充能源。它被稱作軍事艙的原因就是，原計劃用它監測美國導彈發射技術和監測外空技術。當然，後來計劃沒有實現。該艙內部裝有生物醫學和大氣探測儀、計算機、離心機、測力儀等。

地球觀測艙，又稱自然艙。它是前蘇聯和後來的俄羅斯最先進、最復雜的地球觀測航天器。它的主要用途與光譜艙十分相似。主要用來對地球陸地、海洋和大氣進行綜合研究。後來該艙成為俄羅斯在和平號上唯一的一個用來研究自然資源和大氣物理狀態的艙體。

1986年2月20日，作為對蘇共第27大獻禮，和平號主體艙發射升空。3月13日，由索洛維耶夫和基吉姆兩名宇航員組成的第一宇航組飛抵和平號。從此和平號開始了載人飛行。1986年3月31日，和平號第一個模塊「量子1號」艙發射升空，並順利與主體艙對接。緊接下來，應該把另外4個艙體發射上去，以便全面開展科學實驗。可是由於和平號項目開支太大，經濟開始衰敗的蘇聯只能保證支持和平號連續進行載人飛行，而無力按期完成和平號建設了。1989年，「量子2號」艙才發射入軌；1990年，「晶體艙」入軌。

1991年蘇聯解體，冷戰結束。和平號從蘇聯時代飛進了俄羅斯時代。此時，美國又打起了載人空間站的算盤。首先盯上的是那個財力虛弱，但載人航天技術高超的俄羅斯。在這種情況下，俄羅斯把美國的橄欖枝和美國的「綠元」（美元）一並收下。從1991年春到1998年夏，「和平號—太空梭」、「和平號—NASA」計劃執行了7年多，和平號也吃足了「洋飯」。在這期間，和平號徹底完成了建設任務，1995年，「光譜艙」升空入軌，而且在「光譜艙」上裝載的大都是美國的科學儀器。1996年最後一個「自然艙」對接，了卻了前蘇聯和現在俄羅斯航天專家的多年心願。

從1998年夏末開始，隨著對外合作計劃的結束，和平號開始糧草不保，政府開始考慮沉掉和平號。但在「能源」公司總設計師謝苗諾夫為首的「保和派」強大呼聲下，政府後來決定授權「能源」公司對和平號實施商業化運營。沒想到，這條路崎嶇砍坷，無果而終。無奈，和平號於1999年8月28日進入無人駕駛飛行狀態，後來雖有宇航員上去料理了一段時間，但不久它又回到了孤獨飛行狀態。

最終，和平號還是頑強地飛進了21世紀，而且選擇在新世紀第一個春天告別了人類社會。它走得從容而又安詳靜。

中篇：十五年光輝歷程

漫長的十五個春秋，和平號的成就輝煌無比、貢獻無價。和平號加快了人類走進宇宙的步伐。

和平號是第三代軌道站，它是人類航天史上第一個在太空飛行了十五載的多模塊、多功能空間綜合體。有人用「人造天宮」來贊譽它，這並不誇張。和平號的成功建造意味著人類可以到地外空間進行建設，可以走出地球，走向宇宙。

以1986年2月20日主體艙發射入軌為和平號建站標志，到1996年組建完畢，十年終於磨成一劍。最後它由6模塊組成的龐大軌道綜合體，重達137噸，內部空間達400立方米，各種科學儀器達重12噸。這不僅使和平號能在太空中進行各種科學實驗，而且大大地擴大了各種科學方法在太空開發中的應用。

和平號平時可容納3名宇航員長期在軌作業，最多可同時接待10名宇航員。平時其上面停靠著「聯盟號」載人飛船和「進步號」貨物飛船，還可接待到訪的美國太空梭。

從科學角度講，近12噸的先進科學儀器已經把和平號武裝到了牙齒。它的確堪稱為人類太空科學宮殿。近12噸重的科學儀器分別來自世界27個國家，種類超過140種。其中有：由24種地球觀測儀器組成的自然科學綜合體，由6台電鏡、光譜儀組成的天文台和6個醫學診斷綜合體以及材料學、生物工藝儀器等。可以說，和平號薈萃了世界最先進的科學儀器。科學家能夠利用這些科學儀器進行十大科技領域的基礎研究和應用研究，包括空間生命科學、微重力學實驗、天體物理學研究、地球觀測等。有專家形容和平號是人類科學的精典之作。

的確，和平號軌道綜合體都是空前的，它上面開展的一切活動都是史無前例的。和平號上的每一項實驗、每一項成果都可載入人類航天史冊，哪怕是失敗的教訓，對推動探索宇宙的人類來說都是極其寶貴的。

和平號本身建造模式和方法，就是前蘇聯航天專家的獨創，可以說，為今後人類走進太空開辟了道路。他們依靠幾十年工作經驗成功地發明了空間綜合體多模塊組合式建造方法，它使人類建造大型太空城的夢想實現了。有專家說，和平號在過去15年中最大的貢獻是發展了空間生命科學，解決了空間醫學生命保障問題。蘇聯科學家解決了人在太空中的可生活1．5年的技術問題，這是最了不起的發明，它鞏固了前蘇聯和現在俄羅斯在微重力環境研究方面的領先水平。前蘇聯和現在的俄羅斯科學家在一系列實踐中發明的一整套生命保障辦法，為人類開發月球、開發火星等地外星體奠定了科學與技術基礎，也被認為是人類做星際旅行的第一步。除人體科學外，和平號還進行了廣泛的動植物生命試驗。如鵪鶉蛋在微重力條件下的發育和孵化；用土壤和水栽法探索小麥、油菜等植物在太空中的種植方法，以便為星際旅行提供食品。通過這些試驗進一步了解了失重對地球生物成長發育的影響並制訂了一些預防和對抗措施，為人類征服宇宙做出了巨大貢獻。在生命醫學方面，除了建立可以連續在軌飛行1．5年的醫學保障系統外，還建立了培養、培訓專家的方法。在微重力實驗方面，前蘇聯和現在俄羅斯的科學家進行了大量的材料製造、生物制菌制葯及流體力學物理實驗。科學家在太空生長出了砷化鎵晶體、單晶硅等，獲得了由金屬離子形成的等離子晶體結構，完成了蛋白質分離及生長試驗，生產了高純度生物葯品，尋找到了高效微量凈化及分離蛋白質生物製品的辦法。另外，科學家在和平號上還研究並建立了新的動力裝置等。這些成果展示了未來載人航天美好的發展前景。在天文物理學研究和地球觀測方面，和平號也做出重大貢獻。天文物理艙對銀河系內外的各種天體、X射線、伽馬射線、紫外線輻射源及地外空間進行了大量觀察和探測；對基本粒子和宇宙射線進行了大量研究，並長期連續觀測超新星輻射光譜數據，為探索宇宙天體的演化提供了重要信息。

據統計，科學家在和平號上總共完成了約6200次天文物理學實驗，發現了超1987埃的剛性倫琴射線，並仔細研究了「KS」倫琴射線，研究了銀河系中心。在自然資源研究及生態監控方面，和平號宇航員利用新儀器在光譜的各個譜帶中對地球1．25億平方千米的表面進行了拍照，建立了光譜測量和無線電測量信息的影像資料庫。利用和平號15年的飛行，前蘇聯和現在的俄羅斯科學家確定了適於用來建造長期軌道綜合體的材料，還進行了太空纜繩發電試驗、空氣環形天線試驗、陽光反射鏡試驗，進行了和平號與水下核潛艇激光通訊試驗等。

總體來說，和平號在其整個運行其間完成了許多長期研究計劃。於1986年—1990年完成的計劃有：「蘇微電子空間半導體材料學總體目標計劃」，「蘇自然資源和全球生態目標綜合研究計劃」，「蘇應用大體積結構材料和工藝保證綜合目標計劃」「蘇農業領域、空間生物工藝綜合計劃」，此外還有敘利亞的「馬列特」計劃，法國的「阿抗加次」計劃等。於1990年—1993年完成的計劃有：日本的「空間訪問TBS」計劃，英國的「丘諾」計劃，德國的「和平—92」計劃等10個國際項目；1993年—1996年完成的計劃有：哈薩克的「飛行計劃」，美國的「和平—太空梭」計劃、「和平—NASA」計劃、歐空局的「歐洲和平94」計劃、「歐洲和平95」計劃，德國的「卡西歐別亞」計劃等；1997年—2000年完成的計劃有：美國的「和平—NASA」計劃，德國的「和平—97」計劃，德國的「別加斯」計劃，哈薩克的「飛行—M2計劃」等。從完成的計劃可以看出，在某種程度上和平號後來已經成為國際科學實驗室。在總共31200次科學實驗或研究中有7600次為國際合作項目。

十五年中，總共有28個長期宇航組在和平號上工作過，接待了16個短期考察組。十五年裡，總共有104名宇航員訪問過和平號，其中包括美國、德國等11個國家的62名宇航員。和平號先後109次與載人飛船或貨物飛船進行對接，70次為貨物飛船，30次為載人飛船，9次為美國太空梭。俄羅斯宇航員波利亞科夫在和平號上創造了太空連續生活438天的世界紀錄；通過和平號，宇航員共進行了78次太空行走，共計364小時。

據俄航天部門資料，通過無線電遙測通道從和平號傳回地面的科技信息量，若用普通計算機軟盤存儲的話，需要100多萬張，可以堆滿40個100平米大小的房間；運回實驗實物4700千克。和平號在存在這十五年中花費了上百億美元，數字驚人。而專家評論說，和平號所取得的輝煌科技成就是無價的。

下篇：歷經的磨難

3月23日，和平號靜靜地走了，走得那樣自如、走得那樣坦然。坦它也留下了辛酸故事。

蘇聯解體後，和平號進如俄羅斯時代。俄政局不穩，政府自顧不暇，根本沒錢養活和平號。在這種情況下，美國向俄羅斯拋出了國際空間站計劃。也就是從那時起，俄被美國拉幫入伙，和平號也隨之填飽了肚皮。並在美國等西方夥伴的支持下，先後於1995年、1996年把最後2個延誤了多年的光譜艙和自然艙發射生空。和平號苦苦等了近10年，他的全家才得以團圓。可是，好景不長。1998年夏，隨著俄美「和平號—太空梭」、「和平號—NASA」計劃完成，和平號日子在過了六、七年的好日子後，開始了飢荒。

到了1999年8月28日，宇航員被迫撤離和平號，和平號從此進入了無人駕駛的飛行階段。不過值得慶幸的是，美國等西方國家出錢養活了和平號七、八年，等於延長了它的生命。有消息說，在那近10年的時間里，俄航空航天局和能源航天公司獲得外資近15億美元。到了2000年底，當人類社會就要跨越新世紀門檻之時，俄羅斯政府終於痛苦地給和平號做了死亡判決。

專家們認為，和平號設計上也存在問題。電力系統設計上的缺陷，造成供電能力嚴重不足，影響了和平號發揮效能；往返運輸系統運力不足，無法完全回收站上貨物；姿態調控系統存在問題，無法解決能源合理利用問題，造成浪費過大，導致供給次數增多。由於設計問題，導致費用增加，再加上政府對和平號資金支持不夠，導致建設周期加長，導致站體結構老化程度不一，故障頻發，利用率下降。技術上的缺陷，不僅導致幾次致命的事故發生，也影響了和平號飛行壽命。

三次重大事故讓和平號傷痕累累。1994年1月，載乘宇航員齊布利耶夫的「聯盟TM—17」飛船在環繞和平號做最後的飛行時，不知何故與和平號發生了撞擊，慶幸的是這次事故沒有使宇航員受到傷害，和平號站體和飛船也沒有造成嚴重的結構損傷，但是碰撞是巨大的，留下的無法發現的隱患。1997年2月，和平號發生了一場大火，在站的宇航員齊布利耶夫和拉祖特金奮力撲救，花了整整一夜的時間才把大火撲滅，從那以後，好長時間他們不得不戴著防毒面具工作。1997年6月25日的空中撞車事故給和平號造成致命傷害。當時一艘停靠在和平號上的「進步M—34」號飛船為了給即將發射的「進步M—35」號飛船騰位置，進行空中調車，結果，「進步M—33」在調車時失控直接撞向光譜艙。這一撞擊可以說傷害了和平號站體結構。當時光譜艙上的太陽能電池板被撞壞，光譜艙失去密封性，氧氣大量泄出。後來，經過種種努力也沒有修復這次創傷。光譜艙從那以後就徹底關閉了，太陽能電池板也被切斷，脫離了電力系統。

在和平號處於無人駕駛狀態飛行過程中，發生了一次讓世界感到震驚的事故。2000年12月底，和平號突然從俄飛行控制中心監視屏上消失，這一事故讓俄飛行控制中心專家不知所措，24小時杳無音信。慶幸的是和平號後來又回應了地面的呼叫。否則，和平號成了斷了線的風箏，不知會飄落何方。

在3月23日墜毀和平號之前，俄飛行控制中心專家說，和平號該墜毀沉了，趁著它還沒有喪失控制能力，別讓它失控傷害人類。

在和平號殘骸墜入大海後，俄中央機械製造研究所所長安菲莫夫似乎惋惜地說，再修一修和平號還可飛3年。不過，他話音一轉道，問題太多，修理費太大，不值得了．．．．．．．
參考資料：www.wztech.net/newslist.asp?id=851

Ⅳ 【漫話機載有源相控陣雷達】 有源相控陣雷達

AESA（Active-electronically-scanned-array），一般稱為有源相控陣雷達，這是一種公認的對未來空中作戰有著革命性影響的新技術。自上世紀80年代以來，伴隨著電子工業日新月異的進展，機載雷達也越來越多的採用相控陣技術。相對於採用平面縫隙陣列天線雷達而言，有源相控陣雷達具有非常明顯的優勢：在相同大小的面積上，相控陣天線可以集成上千個輻射陣元，每一個輻射單元都具有發射和接收電磁波的功能，同時使用電子控制系統改變相位來實現雷達波束的空間掃描。這種原理具備快速波束控制能力，可以快速將波束在探測范圍內的任意點轉移，只需幾毫秒的時間；而傳統雷達依靠機械伺服系統俯仰轉動實現波束掃描的方式，不僅耗費時間，由於機械構件轉動時會產生雷達反射信號，不利於平台隱身。同常規天線雷達比較而言，有源相控陣雷達中每個T/R組件中接收機直接和功率放大器相連，大大減小了干擾和雜訊對有用信號的影響，從而將信號無誤的傳送到處理模塊中。

各國發展概況

正是由於有源相控陣雷達所具備的巨大技術優勢，世界簡高各主要軍事強國紛紛投入大量資源進行開發，以確保在未來的空中作戰中爭取主動權，其中尤以美國為甚。1998年，裝有APG-63V2有源哪缺相控陣雷達的F-15C戰斗機正式編入現役，標志著有源相控陣雷達戰機的誕生。但是其作為第一代型號技術還不成熟，系統重量過大，據傳改裝的F-15C不得不在機尾增加配重，這是一個很遺憾的地方。在現代戰機的設計中重量控制是非常重要的一個命題，氣動外形確定以後，額外增加的重量會影響到整體氣動性能。這批F-15C部署在阿拉斯加埃爾門多夫空軍基地，隸屬於美國空軍第3戰術聯隊，相信白令海峽對面的俄軍雷達兵經常會和它們發生親密接觸。

總體上看，美國有源相控陣雷達研製計劃十分龐大，不僅在研戰機會安裝，大批現役戰斗機也會分批改裝。按照五角大樓的計劃，到2010財政年度，美軍將會有200架以上的戰機採用AESA技術。尤其是F-35批量生產後，美軍AESA戰機數量將會有巨大的增長。其中，裝備F-22戰機的AN/APG-77雷達最具有代表性。該雷達在傳統雷達大小的天線面積上集成了多達2000多個T/R組件，其中每一塊組件都可以在不同頻率和時間上發射信號，用來迷惑對方的電子截獲設備；還可以控制陣面上一部分組件組成多個「子雷達」，分別完成不同的功能，例如在遂行空中作戰時同時觀察地面戰場態勢，具有很強的實戰意義。當然，這必須要有強大的數據處理能力作為支撐，因為採用對地模式工作時雜波的散布范圍很寬，必須採用很多方法，例如空時自適應處理（李咐辯STAP）等方法降低載波的影響。另一種主力戰機――F-35上面搭載的是AN/APG-81型有源相控陣雷達，這一型號的亮點是天線陣列上採用了瓦式T/R組件。這種組件能夠將陣列的安裝深度大大降低，更靈活地構建陣列的幾何形狀，組成「拱型陣」。其未來可以進一步發展成為智能蒙皮技術，成本和重量也會有大幅度降低。不過，五角大樓的預算官員對於AESA雷達無疑是抱著復雜心情的，舉個例子，一個10WX波段T/R組件的價格會高達3000美元，即便是美國這樣財大氣粗的國家，要想實現大批量裝備AESA戰機仍需成本大幅度下降，對於發展中國家更是如此。
作為傳統空軍強國，俄羅斯同樣在該領域取得了很多成就，1983年服役的米格-31戰機就採用了無源相控陣雷達。與有源相控陣雷達相比，無源系統上面的接收機和發射機是統一的，只是天線採用了相控陣結構，其最終還是會被有源系統取代。蘇-27M上面搭載的N011M無源相控陣雷達系統對RCS的目標截獲距離為80到100公里，對戰斗機大小的目標最大探測距離可達140公里。當然，這一性能相對於AN/APG-77等有源相控陣雷達仍有較大的差距，AN/APG-77在試驗中對目標的有源探測距離超過了220 公里。俄羅斯同印度正在聯合開發「雪豹」（Irbis）式有源相控陣雷達，預計在2010年應用於蘇-30MKI戰機。長期以來，前蘇聯在機載雷達領域進行了大量卓有成效的探索，開發了一大批性能各異的型號。但是自蘇聯解體以來，很多型號被取消，現有項目進展同美國相比也落後了許多，這在下一代戰斗機裝備後將尤為明顯。
目前，法扎塔隆設計局正在開發「隼」（Sokol）式雷達，其天線直徑980毫米（增益37dB），重275公斤，可同時追蹤24～30個目標，並同時攻擊其中的6個，對戰斗機大小目標截獲距離可達245公里（資料中的數據，應該指的是在普通搜索模式下，如採用TWS邊跟蹤邊掃描模式達不到這一距離）。另據消息，印度准備採用俄羅斯提供的Koyopo-F雷達裝備LCA戰機。這是一種小型AESA雷達，峰值輸出功率只有「隼」式雷達的一半左右，探測距離肯定也會下降不少，但由於尺寸較小，天線直徑只有440毫米，因此可以用來改裝一些機鼻較小的現役戰機。實際上，AESA技術中最核心部分在於T/R組件的開發，更進一步的闡述就是砷化鎵材料的改進和砷化鎵單片微波集成電路（MMIC）的性能。MMIC技術需要高集成度的製造工藝和封裝技術，俄羅斯在這方面一直比較薄弱，電子器件的製造工藝甚至落後於我國，造成同等性能雷達普遍存在超重的現象。
歐洲各國的「台風」、「陣風」戰機雖然目前採用的都不是AESA雷達，但都有相應的改裝計劃。可以這樣說，如果一架戰機在未來10年裡繼續服役，就要考慮到雷達方面的改進。國內相關科研院所也做了大量的研究開發工作，攻克了許多技術難題，舉個例子，在機載相控陣雷達上，因為平台限制，對陣面電源的體積和質量限制極其苛刻，與傳統電源相比總功耗數十倍的設計，這就對冷卻系統提出了很高的要求。在應用了一些新的理念和大量實驗修改後，我們終於掌握了這一技術。AESA雷達是非常尖端的技術，在這種關繫到國防安全的核心技術領域，必須而且只有依靠自主研發才能掌握主動權。譬如從前年開始西方國家借口我國軍力威脅，全面禁止了向我國出口電磁設計專業軟體Mafia。筆者認為，在這種核心領域，只有橫下一條心艱苦奮斗，全國科研院所通力協作，才能打破西方的技術壟斷，開創出裝備研發的新局面。

功能多元化

現代多用途戰機需要機載雷達除了完成傳統的搜索與跟蹤任務外，更重要的是監視、目標識別和分配、武器制導和任務完成核實的空對地搜索、跟蹤和成像等其他任務。未來的空戰主要是體系與體系的對抗，在遂行突防作戰時，戰機不僅要面對敵方的攔截戰機，還要對陸基或者海基的防空系統進行有效壓制。這時，相控陣雷達具備的同時多模式優點就體現了出來。假設以「飛豹」一類的戰機對多山島嶼目標進行突防時，面臨的問題主要是兩個：一個是對方空防系統，尤其是如果第三方干涉，而囿於外交等方面原因，不能搶先對第三方發動攻擊，則突防作戰時空中壓力更大；第二個是多山環境下復雜地形雜波的影響很嚴重。要想同時處理好這兩方面的問題，傳統雷達改進的潛力不大，在執行空對地模式由於載機本身的移動，地面雜波的特性也在相應發生改變，濾波器要不斷調整以適應環境的變化，這對天線本身和處理系統都提出了很高要求。運用AESA雷達集成的上千個T/R組件，可以組合成「子雷達」應對不同威脅，己方突防戰機可同時對敵方地基防空系統和攔截戰機進行監視，提高突防成功率。另外，由於AESA雷達的快速波束控制能力，可以進行空空模式和空地模式的快速切換，提高戰場勢態把握能力。一隊配備AESA雷達的戰機在高速大容量數據鏈的支持下，將是一支不可忽視的強大力量。
現代空戰是分秒決勝負的時代，先敵發現是敵我雙方都在努力追求的。目前各國在研的機載AESA雷達都能做到在200公里以上截獲到戰斗機大小目標，未來視距外空戰將成為主要的作戰模式，近距格鬥的機會越來越少，從海灣戰爭到科索沃戰爭以來的空戰記錄充分反映了這一趨勢。從這里我們也可以看出，沒有搭載AESA雷達的戰機如果與載有此雷達的戰機交戰將會吃很大的虧，如果不依賴地面指揮系統的支援，起碼先敵發現很難做到。而且就算進入了截獲距離，載有AESA雷達的一方戰機仍有很多優勢，使用單部干擾機幾乎無法對其實施有效干擾，相控陣雷達可以迅速在干擾方向形成天線零點。以F-22戰機搭載的AN/APG-77雷達為例，計算機系統里存儲了很多種雷達的信號，如果發現敵方雷達信號，計算機可以快速解算出敵方雷達進入鎖定狀態的剩餘時間，然後在最佳時間進行干擾。

相控陣列天線的另外一個優點是摒棄機械伺服的天線俯仰結構，可維護性能大大提高，平均故障間隔時間(MTBF)值要遠遠高於機械掃描天線雷達。陣列中即使有部分T/R組件損壞，整個系統仍可繼續工作。這在近距格鬥空戰中有著相當的實用意義，如果彈片命中載機頭部，在毀損程度不嚴重的情況天線仍可繼續工作，當然性能會有下降。從這里可以看出，下一代戰機設計中也越來越多的引入了類似海戰中損管的概念。F-22的設計中考慮了翼面在空戰中損壞的情況下重新計算控制律來維持操縱性能，這是一個飛躍。以前的戰機設計中，設計師很少考慮戰機被擊中後的情況，如果在實戰中真的被擊中，那基本上就只能靠飛行員「藝高人膽大」了。
由於AESA雷達的卓越性能，使未來空戰中可能會出現一些全新的作戰模式，比如利用戰機截擊巡航導彈。現代戰爭中外科手術式的打擊越來越多，大規模巡航導彈突襲對方目標的手段將越來越多的被採用，利用戰機攔截的好處是比地基防空系統更加機動靈活。但是巡航導彈的RCS（雷達截面積）很小，「戰斧」巡航導彈的RCS只有0.05平方米，和一隻大鳥差不多；「戰斧」Block Ⅳ可能會進一步降低到0.01平方米甚至更低。而且「戰斧」多在對方防空火力范圍圈外發射，在現有雷達水平下利用戰機來攔截還比較困難。但是AESA雷達使這種作戰模式成為可能，事實上美國空軍已經開始著手這方面的試驗了。雷聲公司專門開發了一種AIM-120C-6的空空導彈型號，可以精確攻擊移動中的慢速目標。如果試驗中效果比較理想，則預計將改裝AESA雷達的戰機，包括F-15C和F/A-18E/F都將具備攔截巡航導彈的能力。如果美國在關島、沖繩一線的基地部署這樣的戰機，會對亞洲國家發動外科手術式打擊的能力構成威脅。
除了傳統意義上機載雷達的應用領域外，還可用於如電子戰、通訊甚至定向能武器等方面。在過去的空戰中，類似於對敵方雷達進行干擾的任務通常由專用干擾源完成的，但是從整體意義上來說，如果己方戰機雷達具備對敵進行電子干擾的能力，將大大方便空戰中己方力量的綜合調度管理，畢竟專用電子戰機數量總是有限的。由此，指揮機構便可以指派距敵方發射源最近的AESA戰機實施干擾。在一定的時期內，用AESA雷達遂行干擾作戰任務時效果還是無法同專用干擾設備相比，在美國軍方的實驗中，APG-79雷達只能在對方前半球實施干擾，並且在實際應用中必須要將雷達告警接收機與AESA雷達結合起來進行使用。其實在今天的空中作戰中，各個子系統將被網路中心數據鏈連為一個整體，以電子干擾為例，可用干擾源也越來越多，美軍計劃未來將無人機、大型飛機上的干擾吊艙和所有AESA戰機整合到一起遂行電子作戰，通過預警指揮系統協調所有態勢感知和電子支援的力量。所有的資訊可以通過數據鏈在系統各個節點中共享，自動辨識目標並對其進行排序，指派最近的戰機實施攻擊。
網路中心戰體現的是整個系統的對抗，對於數據共享的要求很高，大量數據要以秒為單位在整個空戰網路系統中傳輸，類似於Link-16這樣的傳統數據鏈系統在執行這種任務時已經顯得有些落伍。一個幾十兆大小的數據包如果用Link-16數據鏈傳輸大約需要半小時，將戰機如此長時間的暴露於復雜電磁環境下是極為危險的；在執行大容量數據傳輸，例如中繼制導這樣的任務時，戰機本身的自衛性能將下降，因此如何加大數據鏈的帶寬和傳輸速度是亟待解決的問題。美國軍方已經著手這方面的試驗，據傳APG-77雷達傳輸速率可達上G每秒。如果大規模換裝載入數據鏈功能的AESA戰機，這些戰機之間幾乎可以做到實時共享海量數據，這是未來的一個發展趨勢。除了外延拓展新功能，就相控陣雷達本身來說也在不斷改進中，尤其是發射寬頻信號時存在著一定的波束偏斜現象，因為發射頻率不同會導致信號的出射角度不同，帶寬的瓶頸限制了雷達的基本性能，特別是面對反輻射導彈的威脅必須增大雷達的瞬時帶寬。光控相控陣雷達技術的出現能夠有效解決這一問題，實際上等於利用內置的光電解調器將信號重新調節來消除不同頻率產生的相移。目前各國在這一領域都開展了大量的研究，可以預見不久的將來肯定會有光控相控陣雷達投入實用，跟蹤這一領域的進展並研發出我國自己的相應技術是一個重要的課題。

筆者以為，AESA雷達已經脫離了傳統意義上機載雷達這樣的定義范疇了。由於其本身的卓越性能，未來空戰將會隨之發生很大的變化，但問題不在於這種技術的本身，而是由之而來的整體空戰戰略戰術的改變。就好比二戰時日本的潛艇技術同德國一樣出色，甚至在某些方面要更勝一籌。但是日本海軍的決策者頑固的將潛艇用於反艦作戰，而不是用在它所擅長的破交作戰，由此而來的後果是在付出了慘重代價的同時，戰果與同時期德國海軍潛艇部隊相比幾乎可以忽略不計。我們研究AESA雷達的同時，一定要注意同戰法的改進結合起來。經這么多年的努力，我國在雷達電子領域取得了很大進展，回想當年殲8戰機入役多年後配套雷達還沒有著落的局面，今天我們已經初具規模，即便是AESA這樣當代機載雷達最尖端的技術領域亦有相當的研究成果，我們有理由自豪。但是，與之配套的戰略戰術的改進以及衍生技術的研究同樣重要。
在可以預見的下一場空戰中，我們必將遭遇裝備有AESA戰機的空中力量。如何做到利用地基防空系統早期發現敵機、協調防空系統對AESA實施干擾，以及將AESA戰機與非AESA戰機混編作戰等，都是值得研究的問題。尤其是AESA不再僅僅是完成傳統上的搜索、跟蹤、制導等功能，而是越來越多的被整合進了電子戰、通信甚至定向能武器等衍生功能，武器裝備落後一方要想通過形成局部不對稱態勢戰勝對手難度更大了。因為這樣的戰機或者說所有的搭載平台都可以視作網路中心站中的一個強大節點，同其中任何一個節點交手都是在同整個體系對抗。
體系對體系就是均衡的較量，僥幸的機會越來越少。但是任何事物都有其兩面性，AESA雷達雖然性能卓越，不過並非不可戰勝，在實戰中技術落後一方只要抓住它的缺點還是能與之較量。試驗中採取一些特殊措施，也能對相控陣雷達形成有效的干擾：例如由於AESA雷達的快速波束控制能力，使用單部干擾機對其干擾時，被干擾方可以快速在干擾源的方向形成空間圖零位，使得干擾達不到效果。這個過程需要一個對干擾源分析計算的時間（自適應時間），如果能同時集合多架戰機，利用干擾機「接力賽」的方法，就能對其形成有效干擾。同時，對現有的干擾機也要加大功率。當然如果己方也能開發出先進的AESA雷達與敵方對抗，那是最好的解決方案。
AESA究竟會給空戰格局帶來多大的影響，在下一場空戰中我們將獲得准確的答案！

Ⅵ 磁敏感測器的工作原理

一， 傳統的磁檢租陪磨測中首先被採用的是電感線圈為敏感元件。特點正是無須在線圈中通電，一般僅對運動中的永磁體或電流載體起敏感作用。後來發展為用線圈組成振盪槽路的。 如探雷器， 金屬異物探測器，測磁通的磁通計等. (磁通門，振動樣品磁強計)。 二, 霍爾感測器 霍爾感測器是依據霍爾效應製成的器件。 霍爾效應：通電的載體在受到垂直於載體平面的外磁場作用時，則載流子受到洛倫茲力的作用， 並有向兩邊聚集的傾向,由於自由電子的聚集(一邊多一邊必然少)從而形成電勢差， 在經過特殊工藝制備的半導體材料這種效應更為顯著。從而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應的材料Insb(銻化銦)。為增強對磁場的敏感度,在材料方面半導體IIIV 元素族都有所應用。近年來，除Insb之外，有硅襯底的，也有砷化鎵的。霍爾器件由於其工作機理的原因都製成全橋路器件，其內阻大約都在150Ω~500Ω之間。對線性感測器工作電流大約在2~10mA左右，一般採用恆流供電法。 Insb與硅襯底霍爾器件典型工作電流為10mA。而砷化鎵典型工作電流為2 mA。作為低弱磁場測量，我們希望感測器自身所需的工作電流越低越好。（因為電源周圍即有磁場，就不同程度引進誤差。另外，目前的感測器對溫度很敏感，通的電流大了，有一個自身加熱問題。（溫升）就造成感測器的零漂。這些方面除外附補償電路外，在材料方面也在不斷的進行改進。 霍爾感測器主要有兩大類，一類為開關型器件，一類為線性霍爾器件，從結構形式（品種）及用量、產量前者大於後者。霍爾器件的響應速度大約在1us 量級。 三，磁阻感測器 磁阻感測器，磁敏二極體等是繼霍爾感測器後派生出的另一種磁敏感測器。採用的半導體材料於霍爾大體相同。但這種感測器對磁場的作用機理不同，感測器內載流子運動方向與被檢磁場在一平面內。（順便提醒一點，霍爾效應於磁阻效應是並存的。在製造弊斗霍爾器件時應努力減少磁阻效應的影響，而製造磁阻器件時努力避免霍爾效應（在計算公式中，互為非線性項）。在磁阻器件應用中，溫度漂移的控制也是主要矛盾，在器件制備方面，磁阻器件由於與霍爾不同，因此，早期的產品為單只磁敏電阻。由於溫度漂移大，現在多製成單臂（兩只磁敏電阻串聯）主要是為補償溫度漂移。目前也有亂昌全橋產品，但用法（目的）與霍爾器件略有差異。據報導磁阻器件的響應速度同霍爾1uS量級。 磁阻感測器由於工作機理不同於霍爾，因而供電也不同，而是採用恆壓源（但也需要一定的電流）供電。當後續電路不同對供電電源的穩定性及內部雜訊要求高低有所不同。 四， 磁敏器件應用的問題 磁敏器件（單元）體積問題： 在磁敏元件作為檢測磁場而設計和製造的 ，一般檢測的概念是：測量磁場中某一點的磁性。作為點的定義在幾何學中是無限小的。在磁場檢測中，由於磁場的面積、體積、縫隙大小等都是有限面積（尺寸），因此我們希望磁敏元件之面積與被測磁場面積相比也應該是越小越准確。在磁場成像的技術中，元件體積越小，在相同的面積內採集的像素就愈多。解析度、清晰度越高。在表面磁場測量與多級磁體的檢測中，在磁柵尺中，必然有如此要求。從磁敏元件工作機理看，為提高靈敏度在幾何形狀處於磁場中的幾何尺寸都有相應要求，這與「點」的要求是相矛盾的。在與國外專家技術交流中得知，1999年俄羅斯專家說他們製成了體積0 .6mm得探頭（是幾個研究所合作搞成的）。美國也有相應的產品，售價約70美元一隻。是否是目前最高水平，未見其它報導。 在二維場和三維場的測量中探頭的封裝垂直度的要求也有很大的難度。>

Ⅶ 高一物理課題研究：幻象——沒有重力的世界，我選的是探究失重時產生的現象，跪求研究背景和結題報告

物理學上的概念,即視重等於零的現象。
衛星中的物體與衛星做同樣的圓周運動，重力（萬有引力）充當向心力，這時，物體在衛星中就好像沒有重力一樣（實際上重力還在），不需要支持物提供支持力就可以相對衛星靜止（視重為0）。
在電視看見裡面的人和物飄在空中的現象就是完全失重現象。
完全失重現象-什麼是失重

物體對支持物的壓力小於物體所受重力的現象叫失重。也就是視重小於實際重力，當近地物體的加速度向下時，其實際視重小於實際重力我們就稱其處於失重狀態 當物體以加速度g向下加速運動時（自由落體）我們叫它完全失重狀態。
拿起一個裝滿水的杯子，將杯口朝下，水卻不流出來；突然一鬆手，杯子並沒有往下掉，而是穩穩的停在半空中……
完全失重現象下宇航員
影片《卧虎藏龍》中大俠們「騰雲駕霧，飛檐走壁」的絕技在太空飛行中可是易如反掌，你只要輕輕一點腳，人就會騰空而起，在空中自由的飛來飛去，本領之大，超過人們的想像。
以上種種的現象就是人們通常所說的失重，它的機理是什麼呢？
原來，當一切物體在進行航天飛行缺陸時，它們的重量都不見了，這種現象稱為「失重」。首先應該指出的是，「失重」是指物體失去重量，而不是失去重力。重量是物體對其周圍相接觸的物體或介質所表現出來的作用力；重力則是地球（或其他天體）對物體的引力。重量與重力（引力）有聯系，又有區別。重量消失（等於零），不等於重力或引力消失（等於零）。也就是可以說，失重就是零重量。
失重物體的特徵：判斷物體是否失重一個最重要的標志是，物體內部各部分、各質點之間沒有相互作用力，拍雹即沒有拉、壓、剪伏賀頃切等任何應力。
完全失重現象-分析說明

太陽系內的宇宙飛船(或人造衛星)只受萬有引力作用而運動的時候，它的質心相對太陽系質心坐標系這個慣性系的加速度A不為零，等於宇宙飛船受到的萬有引力與質量之比,即等於飛船所在處的引力場強度.
以宇宙飛船的質心為原點,坐標軸指向某幾顆遙遠的恆星,這樣建立的坐標系稱為宇宙飛船質心坐標系.要在宇宙飛船質心坐標系中,對其中的或附近的質量為m的物體,應用牛頓第二定律,原則上應該引入等於(-mA)的慣性力.由於物體受到的萬有引力(mA)跟慣性力(-mA)的矢量和正好為零.因此在宇宙飛船質心坐標系(坐標軸指向遙遠的恆星)中，對宇宙飛船或裡面的物體或附近的物體，應用非慣性系牛頓第二定律的時候,可以同時不考慮慣性力和萬有引力.在這個非慣性系中,物體似乎失去了萬有引力(實際上為慣性力所平衡),這種現象稱為完全失重.
完全失重的概念，提示人們只受萬有引力作用的物體的質心坐標系具有怎樣特殊的性質.
完全失重現象-生活例子

電梯中也會出現完全失重現象
電梯只受萬有引力作用的時候,如果試圖在電梯質心坐標系(最好定義它的坐標軸指向遙遠的恆星,定義它相對地面平動尚可)中,對電梯或電梯中的物體(以及對電梯外邊附近的物體,比如電梯正下方的幾米厚的泥土),應用牛頓第二定律,那麼電梯和其中的物體似乎失去了地球和其它天體施加的萬有引力(實際上為慣性力所平衡),這種現象也稱為完全失重.
兩塊磚頭疊在一起,作平拋運動或自由下落的時候,如果試圖在磚頭質心坐標系中,對每塊磚頭應用牛頓第二定律,那麼磚頭似乎失去了萬有引力(實際上慣性力正好跟萬有引力平衡),這種現象也稱為完全失重.在磚頭質心坐標系中,每塊磚頭都處於靜止狀態,受力平衡或不受力；磚頭完全失重，相應地，兩塊磚頭之間沒有壓力作用.
按照以上定義,完全失重概念適用於,只受萬有引力而運動的物體的質心坐標系中,對質心附近的物體進行動力學分析.
完全失重現象-物理現象

人造地球衛星、宇宙飛船、太空梭等航天器進入軌道後，其中的人和物將處於失重狀態。航天器進入軌道後可以近似認為是繞地球做圓周運動，做圓周運動的物體的速度方向是時刻改變的，因而具有加速度，它的大小等於衛星所在高度處的重力的大小。這跟在以重力加速度下降的升降機中發生的情況類似，航天器中的人和物都處於完全失重狀態。
完全失重狀態下的現象
能夠想像出失重的條件下會發生什麼現象嗎？設想地球上一旦重力消失，會發生什麼現象，在宇宙飛船中就會發生什麼現象。物體將飄在空中，液滴呈絕對球形，氣泡在液體中將污泥濁水上浮。宇航員站著睡覺和躺著睡覺一樣舒服，走路務必小心，稍有不慎，將「上不著天，下不著地」食物要做成塊狀或牙膏似的糊狀，以免食物的碎渣「漂浮」在空中，進入宇航員的眼睛、鼻孔……你還可以繼續發揮你的想像力，舉出更多的現象來。
還可以再想一想，人類能夠利用失重的條件做些什麼？下面舉幾個事例，將會幫助你思考。這里所舉的事例雖然還沒有完全實現，但科學家們正在努力探索，也許不久的將來就會實現。
在失重的條件下，熔化了的金屬的液滴，形狀呈絕對球形，冷卻後可以成為理想的滾珠。而在地面上，用現代技術製成的滾珠，並不呈絕對球形，這是造成軸承磨損的重要原因之一。
玻璃纖維（一種很細的玻璃絲，直徑為幾十微米），是現代光纖通信的主要部件。在地面上不可能製成很長玻璃纖維，因為沒等到液態的玻璃絲凝固，由於重力的作用，它將被拉成小段。而在太空的軌道上，將可以製造出幾百米長的玻璃纖維。
在太空的軌道上，可以製成一種新的泡沫材料?泡沫金屬。在失重條件下，在液態的金屬中通以氣體，氣泡將不「上浮」，也不「下沉」，均勻地分布在液態金屬中，凝固後就成為泡沫金屬，這樣可以製成輕得像軟木塞似的泡沫鋼,用它做機翼,又輕又結實。
同樣的道理，在失重的條件下，混合物可以均勻地混合，由此可以製成地面上不能得到的特種使合金。
電子工業、化學工業、核工業等部門，對高純度材料的需要不斷增加，其純度要求為「6個9」至「8個9」，即99.9999%－99.999999%.在地面上,冶煉金屬需在容器內進行，總會有一些容器的微量元素摻入到被冶煉的金屬中。而在太空中「懸浮冶煉」，是在失重條件下進行的，不需要用容器，消除了容器對材料的污染，可以獲得純度極高的產品。

完全失重現象下玩游戲機
在電子技術中所用的晶體，在地面上生長時，由於受重力的影響，晶體的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重條件下，晶體的生長是均勻的，生長出來的晶體也要大得多。在不久的將來，如能在太空建立起工廠，生產出砷化鎵的純晶體，它要比現有的硅晶體優越得多，將會引起電子技術的重大突破。
在太空失重的條件下，會生產出地面上難以生產的一系列產品。建立空間工廠，已經不再是幻想。
人類在太空建造永久性建築日益成為可能，太空工廠將列入第一批太空建築。由於脫離了重力約束，在高度真空的特殊條件下，太空工廠將成為製造某些地球上不能製造的稀有產品的理想場所。由太空梭把原料送往太空工廠，或者利用太陽系各行星中的資源，製造加工成所需的產品後再運回地球。因為太空不存在冷熱對流、濃淡、沉澱等現象，所以太空工廠製造的葯品比在地面上製造的純度至少高5倍，制葯的速度快400倍。
完全失重現象-關於微重力的概念

牛頓
完全失重是一種理想的情況，在實際的航天飛行中，航天器除受引力作用外，不時還會受到一些非引力的外力作用。例如，在地球附近有殘余大氣的阻力，太陽光的壓力，進入有大氣的行星時也有大氣對它的作用力。根據牛頓第二定律，力對物體作用的結果，是使物體獲得加速度。航天器在引力場中飛行時，受到的非引力的力一般都很小，產生的加速度也很小。這種非引力加速度通常只有地面重力加速度的萬分之一或更小。為了與正常的重力對比，就把這種微加速度現象叫做「微重力」。其實，航天器即使只受到引力作用，它的內部實際上也存在微重力，這是因為航天器不是一個質點，而是具有一定尺寸的物體。
人們常用10-6－10-4g來表示航天器中微重力的水平。微重力越小，失重越完全。總之，失重狀態只是理想狀態，微重力才是實際情況。
完全失重的定量分析：
當a＝g時，支持力為N，由牛頓第二定律知：
mg－N＝ma＝mg
所以N＝0
由牛頓第三定律可知，物體對支持物的壓力為0。
完全失重現象-相關試驗與訓練

利用電梯體驗完全失重現象
找一個用過的易拉罐或塑料瓶，在靠近瓶底的一側打一個小洞，用手指按住洞，在裡面裝上水，移開手指，水就從洞中射出來，顯然大氣壓強P0加上液體重量產生的附加壓強ρgh，大於孔外側的大氣壓強，水就會從塑料瓶的小孔中射出，接著讓塑料瓶自由落下，在下落過程中，水就不會從小孔中流出。
教學中，在准備這個實驗時，找一個空的塑料瓶，在靠近瓶口的側壁上打一個直徑為2mm的小孔，靠近瓶底部的側壁上打一個直徑為1mm的小孔，實驗時，先用一個透明膠粘住靠近空瓶底部的小孔，然後在瓶中裝上水，由於透明膠，水不會流出，拉開透明膠，水就從那個小孔中射出，如果在高處松開手，讓塑料瓶自由落下，水就不會從小孔中流出。
這個失重演示實驗具有可操作性，可以自己在家完成這個實驗，體會水的「完全失重現象」，但是，這個失重實驗容易做成功，但是教師在課堂上演示這個實驗時存在幾個問題：
1．兩米的高度讓塑料瓶自由落下，下落的時間不足1秒，由於水是無色的，所以在很短的時間，後面的同學不能確定水是否流出。
2．透明膠粘住小孔，水還是很容易滲透，教師不好操作
3．塑料瓶往下落，學生容易理解到慣性上面，以為是瓶子下落的比水快些，所以水才不會流出
完全失重現象下的人
（一） 改進
將塑料瓶原來靠近瓶口的側壁上打孔改成在瓶蓋上打孔，將原來這個靠近瓶底部的側壁上打一個孔改成打20個孔。實驗時，將水裝滿，擰緊瓶蓋，用手按住頂部小孔，由於大氣壓的緣故，水不會流出，放開瓶蓋上的手指，水會從20個小孔中射出，如果在高處松開手，塑料瓶自由落下，在下落的過程中，水受的重力全部產生g，也就不產生附加壓強ρgh，「完全失重」的水將不會從孔中流出，開始是20個孔射出水，現在是滴水不漏，對比非常強烈，另外，為了增強實驗的效果，還可以在水中滴上幾滴紅墨水，這樣，無論坐在哪裡的同學，失重實驗的現象一目瞭然。
（二）拓展
失重實驗還可以說明「物體發生超重還是失重，是由加速度的方向來決定的，而不是速度的方向決定」，瓶子下落時水不流出來更不是慣性的原因。
教師可以設計這樣的提問：當把塑料瓶豎直上拋，水會不會從小孔中射出來呢？有的同學會錯誤的回答：上升的階段有水射出，回落時無水射出。
然後讓學生自己做實驗糾正錯誤觀點，把裝滿水的塑料瓶高高拋起，發現上升和下降階段都是滴水不漏的，甚至還可以隨便讓瓶子象任一個方向拋出，現象都一樣。最後得出：「當物體減速上升和加速下降時，物體都會發生失重現象」，和「當物體有向下的加速度時，物體不論向哪裡運動，都會發生失重現象，如果這個加速度的數值等於g，物體就會發生完全失重的現象。」
模擬訓練：
在失重飛機中進行模擬訓練
失重訓練是利用失重飛機完成的。它可以完成拋物線飛行，形成15-40秒的微重力時間。使航太員感受、體驗和熟悉失重環境，在失重的時間裏可以做各種試驗，如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運動，甚至可把一個艙體搬進機艙中，還可以進行人在失重的時間裏從艙體爬出來的試驗，訓練太空的出艙活動。
美國的小型失重飛機有T-33和F-104飛機改裝的失重飛機。大型失重飛機有KC-135和PC-9，蘇聯/俄羅斯用伊爾-76改裝的大型失重飛機，其微重力時間大約有30s秒。法國有「快帆」和A300失重飛機，A300是目前世界上最大的失重飛機。日本也有大型或中型失重飛機。中國曾利用殲教-5改裝成小型失重飛機。
在地面還可以用中性浮力水槽產生的漂浮感覺，模擬訓練航天員在失重時進行工作和維修。中性浮力水槽模擬失重的原理是，當人體浸入水中時，通過增減配重和漂浮器使人體的重力和浮力相等，即中性浮力，獲得模擬失重的感覺和效應；但它並沒有消除重力對於人體及其組織的作用，因此，它不同於真實的失重環境。目前，這種方法主要用於對出艙活動的航太員進行訓練。一般是將1：1的航太器放入水槽中，航太員穿上改制的艙外航太服，進行出艙活動程式的模擬和技能的訓練。