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航天技術(shù)航空航天技術(shù)是指為航空航天活動(dòng)的順利進(jìn)行而創(chuàng)立的一系列高級(jí)復(fù)雜的施工作業(yè)程序。它涉及人力資源配置,設(shè)備儀器搭配與安裝使用等艱深的學(xué)術(shù)作業(yè)。是國(guó)家,民族,乃至整個(gè)人類發(fā)展的高度追求。航空航天技術(shù)使人類文明進(jìn)入三維時(shí)代。航空是大氣層內(nèi)的飛行活動(dòng),航天是穿越大氣層的飛行活動(dòng)。1.航空技術(shù)航空的基礎(chǔ)理論是空氣動(dòng)力學(xué)。航空技術(shù)是綜合高技術(shù),在理論和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,材料技術(shù)是關(guān)鍵,電子技術(shù)是靈魂。航空指飛行器在地球大氣層內(nèi)的航行活動(dòng)。氣球,飛艇是利用空氣的浮力在大氣層內(nèi)飛行,飛機(jī)則是利用與空氣相互作用產(chǎn)生的空氣動(dòng)力在大氣層內(nèi)飛行。飛機(jī)上的發(fā)動(dòng)機(jī)依靠飛機(jī)攜帶的燃料(汽油)和大氣中的氧氣工作。2.航天技術(shù)航天技術(shù)是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的技術(shù)。它是一門高度綜合性的科學(xué)技術(shù),涉及各類航天飛行器的設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射和應(yīng)用。載人航天是航天技術(shù)的最前沿??茖W(xué)家曾把航天器在太陽(yáng)系內(nèi)的航行活動(dòng)稱為航天,航天器在太陽(yáng)系外的航行活動(dòng)稱為航宇,現(xiàn)在則把航天器在太陽(yáng)系內(nèi)和太陽(yáng)系外的航行活動(dòng)統(tǒng)稱為航天。航天活動(dòng)的目的是探索、開發(fā)和利用太空與天體,為人類服務(wù)。航天的基本條件是航天器必須達(dá)到足夠的速度,擺脫地球或太陽(yáng)的引力。第一、第二、第三宇宙速度是航天所需的特征速度。按航天器探索、開發(fā)和利用的對(duì)象劃分,航天包括環(huán)繞地球的運(yùn)行、飛往月球的航行、飛往行星及其衛(wèi)星的航行、星際航行(行星際航行、恒星際航行)。按航天器與探索、開發(fā)和利用對(duì)象的關(guān)系或位置劃分,航天飛行方式包括飛越(從天體近旁飛過)、繞飛(環(huán)繞天體飛行)、著陸(降落在天體上面)、返回(脫離天體、重返地球)。執(zhí)行軍事任務(wù)(具有軍事目的)的航天活動(dòng),稱為軍用航天;執(zhí)行科學(xué)研究、經(jīng)濟(jì)開發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)等民用任務(wù)(具有非軍事目的)的航天活動(dòng),稱為民用航天;執(zhí)行商業(yè)合同任務(wù)(以營(yíng)利為目的)的航天活動(dòng),成為商業(yè)航天。有人駕駛航天器的航天活動(dòng),稱為載人航天;沒有人駕駛航天器的航天活動(dòng),稱為不載人航天。航天技術(shù)是指將航天器送入太空,以探索開發(fā)和利用太空及地球以外天體的綜合性工程技術(shù),又稱空間技術(shù)。航天技術(shù)的組成(1)航天運(yùn)載器技術(shù)。航天運(yùn)載器技術(shù)是航天技術(shù)的基礎(chǔ)。要想把各種航天器送到太空,必須利用運(yùn)載器的推力克服地球引力和空氣阻力。常用的運(yùn)載器是運(yùn)載火箭。運(yùn)載\o"火箭"火箭主要由動(dòng)力系統(tǒng),控制系統(tǒng),箭體和儀器,儀表系統(tǒng)組成。為了使航天器獲得飛出地球所需要的速度,靠單級(jí)運(yùn)載火箭的推力目前難以達(dá)到。為此,人們發(fā)展了多級(jí)運(yùn)載火箭。多級(jí)運(yùn)載火箭是由幾個(gè)能獨(dú)立工作的火箭沿軸向串聯(lián)組成。(2)航天器技術(shù)。航天器是在太空沿一定軌道運(yùn)行并執(zhí)行一定任務(wù)的\o"飛行器"飛行器,亦稱空間飛行器。航天器分無人航天器和載人航天器兩大類。無人航天器按是否環(huán)繞地球運(yùn)行又分為人造地球衛(wèi)星和空間探測(cè)器等,其中人造地球衛(wèi)星按用途分為:①科學(xué)衛(wèi)星:用于探測(cè)和研究;②應(yīng)用\o"衛(wèi)星"衛(wèi)星:直接為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事服務(wù);③技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星:用于技術(shù)試驗(yàn)和應(yīng)用衛(wèi)星試驗(yàn).空間探測(cè)器按探測(cè)目標(biāo)分為月球探測(cè)器,行星(\o"金星"金星,\o"火星"火星,\o"水星"水星,\o"土星"土星等)探測(cè)器和星際探測(cè)器.載人航天器按飛行和工作方式分為載人飛船,\o"空間站和航天飛機(jī)"空間站和航天飛機(jī)等.其中載人飛船可分為衛(wèi)星式載人飛船,登月式載人飛船和行星際載人飛船等;空間站可分為單一式空間站和組合式空間站。(3)航天測(cè)控技術(shù).航天測(cè)控技術(shù)是對(duì)飛行中的運(yùn)載火箭及航天器進(jìn)行跟蹤測(cè)量,監(jiān)視和控制的技術(shù).為了保證火箭正常飛行和航天器在軌道上正常工作,除了火箭和航天器上載有測(cè)控設(shè)備外,還必須在地面建立測(cè)控(包括通信)系統(tǒng)。地面測(cè)控系統(tǒng)由分布全球各地的測(cè)控臺(tái),站及測(cè)量船組成。航天測(cè)控系統(tǒng)主要包括:\o"光學(xué)"光學(xué)跟蹤測(cè)量系統(tǒng),無線電跟蹤測(cè)量系統(tǒng),遙測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),遙控系統(tǒng),通信系統(tǒng)等.航天技術(shù)的發(fā)展探索浩瀚的\o"宇宙"宇宙,是人類千百年來的美好夢(mèng)想。中國(guó)在遠(yuǎn)古時(shí)就有嫦娥奔月的神話。公元前1700年,中國(guó)有“順風(fēng)飛車,日行萬里”之說,還繪制了飛車騰云駕霧的想像圖。外國(guó)也有許多有關(guān)\o"月亮"月亮的美好\o"傳說"傳說。自從1957年10月4日世界上第一顆人造地球衛(wèi)星上天以來,到1990年12月底,前\o"蘇聯(lián)"蘇聯(lián)、\o"美國(guó)"美國(guó)、\o"法國(guó)"法國(guó)、\o"中國(guó)"中國(guó)、\o"日本"日本、\o"印度"印度、\o"以色列"以色列和\o"英國(guó)"英國(guó)等國(guó)家以及\o"歐洲"歐洲航天局先后研制出約80種運(yùn)載火箭,修建了10多個(gè)大型航天發(fā)射場(chǎng),建立了完善的地球測(cè)控網(wǎng),世界各國(guó)和地區(qū)先后發(fā)射成功4127個(gè)航天器。其中包括3875個(gè)各類衛(wèi)星,141個(gè)載人航天器,111個(gè)空間探測(cè)器,幾十個(gè)應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)投入運(yùn)行。航天員在太空的持續(xù)飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)438天,有12名航天員踏上月球。空間探測(cè)器的探測(cè)活動(dòng)大大更新了有關(guān)空間\o"物理"物理和空間天文方面的知識(shí)。到上世紀(jì)末,已有5000多個(gè)航天器上天。有一百多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開展航天活動(dòng),利用航天技術(shù)成果,或制定了本國(guó)航天活動(dòng)計(jì)劃。航天活動(dòng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和軍事部門的重要組成部分。航天技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶,它以基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)科學(xué)為基礎(chǔ),匯集了20世紀(jì)許多工程技術(shù)的新成就。\o"力學(xué)"力學(xué)、\o"熱力學(xué)"熱力學(xué)、\o"材料學(xué)"材料學(xué)、\o"醫(yī)學(xué)"醫(yī)學(xué)、\o"電子技術(shù)"電子技術(shù)、\o"光電技術(shù)"光電技術(shù)、自動(dòng)控制、噴氣推進(jìn)、\o"計(jì)算機(jī)"計(jì)算機(jī)、\o"真空技術(shù)"真空技術(shù)、\o"低溫技"低溫技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、制造工藝學(xué)等對(duì)航天技術(shù)的發(fā)展起了重要作用。這些科學(xué)技術(shù)在航天應(yīng)用中互相交叉和滲透,產(chǎn)生了一些新學(xué)科,使航天科學(xué)技術(shù)形成了完整的體系。航天技術(shù)不斷提出的新要求,又促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。一、火箭技術(shù)火箭技術(shù)推動(dòng)了人類航天發(fā)展的\o"歷史"歷史。\o"火藥"火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一,火箭是在火藥發(fā)明之后中國(guó)人發(fā)明的。早在公元1000年宋朝唐福獻(xiàn)應(yīng)用火箭原理制成了戰(zhàn)爭(zhēng)武器,13世紀(jì)初傳到外國(guó)。傳說在14世紀(jì)末,中國(guó)有個(gè)學(xué)者萬戶在坐椅背后安裝47支當(dāng)時(shí)最大的火箭,兩手各持大風(fēng)箏,試圖借助火箭的推力和風(fēng)箏的升力升空。但是一聲爆炸之后,只見煙霧彌漫,碎片紛飛,人也找不見了。為紀(jì)念這位世界上第一個(gè)試驗(yàn)火箭飛行的勇士,月球表面東方海附近的一個(gè)環(huán)形山以萬戶命名。18世紀(jì),印度軍隊(duì)在抗擊英國(guó)和法國(guó)軍隊(duì)的多次戰(zhàn)爭(zhēng)中曾大量使用火箭并取得良好的效果。由此推動(dòng)了歐洲火箭技術(shù)的發(fā)展。曾在印度作戰(zhàn)的英國(guó)人康格雷對(duì)印度火箭作了改進(jìn)。他確定了黑火藥的多種配方,改善了制造方法并使火箭系列化,射程達(dá)3公里。這些初期火箭的原理成了近代火箭技術(shù)的基礎(chǔ)。19世紀(jì)末20世紀(jì)初,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,近代火箭技術(shù)和航天飛行發(fā)展起來,先驅(qū)者的代表人物有前蘇聯(lián)的齊奧爾科夫斯基,美國(guó)人\o"戈達(dá)德"戈達(dá)德和\o"德國(guó)奧伯特"德國(guó)奧伯特。\o"齊奧爾科夫斯基"齊奧爾科夫斯基畢生從事火箭技術(shù)和航天飛行的研究。在他的經(jīng)典著作中,對(duì)火箭飛行的思想進(jìn)行了深刻的論證,最早從理論上證明用多級(jí)火箭可以克服地心引力進(jìn)入太空。他建立了火箭運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)學(xué)方程,奠定了理論基礎(chǔ)。他首先提出了使用液體推進(jìn)劑火箭的倡議,經(jīng)過了短短的30年就實(shí)現(xiàn)了。他預(yù)想到現(xiàn)代火箭的真實(shí)結(jié)構(gòu),并論述了關(guān)于液氫-液氧作為推進(jìn)劑用于火箭的可靠性,設(shè)想用新的燃料(\o"原子核"原子核分解的能量)來作火箭的動(dòng)力。他具體地闡明了用火箭進(jìn)行航天飛行的條件,火箭由地面起飛的條件,人造地球衛(wèi)星及實(shí)現(xiàn)飛向其他行星所必須設(shè)置中間站的設(shè)想。他還提出過許多的技術(shù)建議,如建議用燃?xì)舛婵刂苹鸺?,用泵來?qiáng)制輸送推進(jìn)劑,以及用儀器自動(dòng)控制火箭等,都對(duì)現(xiàn)代火箭和航天飛行的發(fā)展起了巨大的作用。戈達(dá)德博士在1010年開始進(jìn)行近代火箭的研究工作。他在1919年的論文中提出了火箭飛行的數(shù)學(xué)原理,指出火箭必須具有7.9km/s的速度才能克服地球的引力。他認(rèn)識(shí)到液體推進(jìn)劑火箭具有極大的潛力,1926年3月他成功在研制和發(fā)射了世界上第一枚液體推進(jìn)劑火箭,飛行速度103km/h,上升高度12.5米,飛行距離56米。奧伯特教授在他1923年出版的書中不僅確立了火箭在宇宙空間真空中工作的基本原理,而且還說明火箭只要能產(chǎn)生足夠的推力,便能繞地球軌道飛行。同齊奧爾科夫斯基和戈達(dá)德一樣,他也對(duì)許多種推進(jìn)劑的組合進(jìn)行了廣泛的研究。真正的近代火箭的出現(xiàn)是在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)的法西斯德國(guó)。早在1932年德國(guó)就發(fā)射A2火箭,飛行高度達(dá)3公里。1942年10月發(fā)射成功V-2火箭(A4型),飛行高度85公里,飛行距離190公里。V-2火箭的發(fā)射成功,把航天先驅(qū)者的理論變成現(xiàn)實(shí),是現(xiàn)代火箭技術(shù)發(fā)展史的重要一頁(yè)。1945年5月,第二次世界大戰(zhàn)德國(guó)戰(zhàn)敗,前蘇聯(lián)俘虜部分德國(guó)火箭技術(shù)人員,繳獲了幾枚V-2火箭和有關(guān)技術(shù)資料。在此基礎(chǔ)上,1947年前蘇聯(lián)仿制V-2火箭成功。1948年自行設(shè)計(jì)了P-1火箭,射程達(dá)300公里。1950年和1955年又先后研制成P-2和P-3火箭,射程分別達(dá)到500公里和1750公里。1957年8月,成功發(fā)射兩級(jí)液體洲際導(dǎo)彈P-7,射程8000公里,經(jīng)過改裝的P-7于1957年10月4日,發(fā)射成功世界上第一顆人造地球衛(wèi)?quot;人造地球衛(wèi)星1號(hào)",從而揭開了現(xiàn)代火箭技術(shù)新的一頁(yè)。前蘇聯(lián)由于發(fā)射多種航天器的需要,先后研制成功"東方"號(hào)、"聯(lián)盟"號(hào)、"宇宙"號(hào)、"質(zhì)子"號(hào)、"能源"號(hào)等多種型號(hào)的運(yùn)載火箭,可將100多噸的有效載荷送入近地軌道。二戰(zhàn)后,美國(guó)俘虜了以馮·布勞恩為首的德國(guó)火箭專家,繳獲了100余枚V-2火箭。美國(guó)陸軍在布勞恩的幫助下于1945年發(fā)射了V-2火箭,1949年開始研究"紅石"彈道導(dǎo)彈,1954年制定\o"人造衛(wèi)星"人造衛(wèi)星計(jì)劃,1958年2月1日"丘辟特"C火箭成功發(fā)射美國(guó)第一顆人造衛(wèi)星,美國(guó)為發(fā)射多種航天器的需要,先后研制成功"先鋒"號(hào)、"丘諾"號(hào)?quot;紅石"號(hào)、"偵察兵"號(hào)、"大力神"號(hào)和"土星"號(hào)等運(yùn)載火箭。中國(guó)于1960年11月5日第一枚近程火箭發(fā)射試驗(yàn)成功。中國(guó)有“長(zhǎng)征”號(hào)(CZ)系列運(yùn)載火箭,主要有CZ-1、CZ-2、CZ-3、CZ-4四種基本型運(yùn)載火箭和CZ-1D、C(CZ-2C)、CZ-2C/SD、CZ-2D、CZ-2E、CZ-2F、CZ-3A、CZ-3B、CZ-4B等幾種改進(jìn)型。\o"1990年4月7日"1990年4月7日,中國(guó)CZ-3運(yùn)載火箭發(fā)射成功美國(guó)制造的"亞洲一號(hào)"衛(wèi)星。長(zhǎng)征火箭成功地進(jìn)入了國(guó)際商業(yè)發(fā)射衛(wèi)星的行列,至今已將27顆外國(guó)衛(wèi)星發(fā)射上天。\o"法國(guó)"法國(guó)從50年代開始自行研制探空火箭和導(dǎo)彈,并在此基礎(chǔ)上研制“鉆石”號(hào)運(yùn)載火箭。1965年11月至1967年2月,法國(guó)“鉆石”號(hào)火箭將A-1、D-1人造衛(wèi)星送入太空。法國(guó)積極推動(dòng)西歐國(guó)家聯(lián)合發(fā)展歐洲航天事業(yè),它是歐洲空間局的主要成員國(guó),并承擔(dān)"阿里安"號(hào)運(yùn)載火箭的大部份研制工作。歐空局正式成員國(guó)有\(zhòng)o"比利時(shí)"比利時(shí)、\o"丹麥"丹麥、\o"法國(guó)"法國(guó)、\o"聯(lián)邦德國(guó)"聯(lián)邦德國(guó)、\o"愛爾蘭"愛爾蘭、\o"意大利"意大利、\o"荷蘭"荷蘭、\o"西班牙"西班牙、\o"瑞典"瑞典和英國(guó);非正式成員國(guó)有奧地利和挪威;加拿大為觀察員國(guó)。由歐空局研制的“阿里安”1號(hào)運(yùn)載火箭于1979年12月24日首次發(fā)射成功。迄今已研制有“阿里安”1-5號(hào)五種基本型和多種改進(jìn)型火箭。"阿里安"4號(hào)為歐空局主要運(yùn)載工具,至今已發(fā)射80余次,失敗7次,成功率在世界商用衛(wèi)星運(yùn)載工具中名列前茅。\o"日本"日本自1963年開始研制"謬"系列固體運(yùn)載火箭,共有4代。1970年日本宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)決定引進(jìn)美國(guó)"德爾它"號(hào)運(yùn)載火箭技術(shù),以發(fā)展本國(guó)的\o"N號(hào)運(yùn)載火箭"N號(hào)運(yùn)載火箭。1975年9月,日本首次用N-1火箭成功地發(fā)射了"菊花"1號(hào)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。1994年試驗(yàn)成功帶有氫氧燃料裝置的N-2火箭。印度自行研制成功運(yùn)載火箭系列SLV,ASLV,PSLV和GSLV。2001年4月同步軌道衛(wèi)星運(yùn)載火箭GSLV發(fā)射成功。此外,還有英國(guó)、意大利、加拿大、印度、巴西、以色列、韓國(guó)、朝鮮等國(guó)均有利用本國(guó)制造或租用他國(guó)運(yùn)載火箭來發(fā)射人造衛(wèi)星的能力。二、衛(wèi)星時(shí)代人造地球衛(wèi)星的計(jì)劃設(shè)想早在1945年就在美國(guó)出現(xiàn),美海軍航空局已著手研究一種把科學(xué)儀器送入太空的衛(wèi)星,次年美國(guó)陸軍航空局在一項(xiàng)類似的研究報(bào)告中,就有“實(shí)驗(yàn)性環(huán)球空間飛行器”的初步設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和一系列大功率運(yùn)載火箭的發(fā)展,為人造地球衛(wèi)星的研制和發(fā)射打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1957年10月4日,前蘇聯(lián)用“衛(wèi)星”號(hào)運(yùn)載火箭把世界上第一顆人造地球衛(wèi)星送入太空,衛(wèi)星呈球形,外徑0.58米,外伸4根條形天線,重83.6公斤,衛(wèi)星在天上正常工作了三個(gè)月。同年11月3日,前蘇聯(lián)發(fā)射了第二顆衛(wèi)星,衛(wèi)星呈圓錐形,重508.3公斤,這是一顆生物衛(wèi)星,除了利用小狗"\o"萊伊卡"萊伊卡"作生物試驗(yàn)外,還有于探測(cè)太陽(yáng)紫外線,X射線和宇宙線。按照今天的標(biāo)準(zhǔn)衡量,前蘇聯(lián)的第一顆衛(wèi)星只不過是一個(gè)伸展開發(fā)射機(jī)天線的圓球,但它卻是世界第一個(gè)人造天體,把人類幾千年的夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí),為人類開創(chuàng)了航天新紀(jì)元。人造地球衛(wèi)星出現(xiàn)之后,60年代前蘇聯(lián)和美國(guó)發(fā)射了大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、\o"技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星"技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和各類應(yīng)用衛(wèi)星。70年代軍、民用衛(wèi)星全面進(jìn)入應(yīng)用階段,并向偵察、\o"通信"通信、\o"導(dǎo)航"導(dǎo)航、預(yù)警、氣象、測(cè)地、海洋和地球資源等專門化方向發(fā)展。同時(shí)各類衛(wèi)星亦向多用途、長(zhǎng)壽命、高可靠性和低成本方向發(fā)展。80年代后期新起的單一功能的微型化、小型化衛(wèi)星是衛(wèi)星發(fā)展上的新動(dòng)向,這類重量輕、成本低、研制周期短、見效快的小型衛(wèi)星將是未來衛(wèi)星的一支生力軍。除美、蘇外,中國(guó)、歐洲航天局、日本、印度、加拿大、巴西、印尼、巴基斯坦等國(guó)都擁有自己研制的衛(wèi)星。為什么經(jīng)過短短的三十多年,航天活動(dòng)取得了如此迅速的發(fā)展呢?除了美、蘇搞空間軍備競(jìng)賽發(fā)射了大量的軍事應(yīng)用衛(wèi)星外,主要是人類一開始就非常重視航天技術(shù)的應(yīng)用。航天活動(dòng)大大擴(kuò)大了人類知識(shí)寶庫(kù)和物質(zhì)資源、給人類日常生活帶來了重大的影響和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。航天活動(dòng)大大推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的向前發(fā)展。三、空間探測(cè)空間探測(cè)的主要目的是:了解太陽(yáng)系的起源、演變和現(xiàn)狀;通過對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)的各主要行星及其衛(wèi)星的比較研究進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地球環(huán)境的形成和演變;了解太陽(yáng)系的變化歷史;探索生命的起源和演變??臻g探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了對(duì)月球和行星的逼近觀測(cè)和直接取樣探測(cè),開創(chuàng)了人類探索太陽(yáng)系內(nèi)天體的新階段。月球探測(cè):月球是地球的唯一的天然衛(wèi)星,自然成為空間探測(cè)的第一個(gè)目標(biāo)。直接考察月球有助于更好地了解地-月系統(tǒng)的起源,月球是未來航天飛行理想的中間站和人類進(jìn)入太陽(yáng)系空間的第一個(gè)定居點(diǎn)。美國(guó)和前蘇聯(lián)自1958年至1976年8月共發(fā)射過83個(gè)無人月球探測(cè)器,其中美國(guó)36個(gè),前蘇聯(lián)47個(gè)。此后,美、蘇再也沒有發(fā)射過無人月球探測(cè)器。1990年1月日本發(fā)射了一顆月球探測(cè)器,成為第三個(gè)向月球發(fā)射探測(cè)器的國(guó)家。探測(cè)器由兩部分組成,一部分(182公斤)進(jìn)入大橢圓軌道,在地-月系統(tǒng)中飛行,另一部分(11公斤)在月球軌道上飛行。日本還計(jì)劃在1996年2月發(fā)射一顆重550公斤(含推進(jìn)劑190公斤)的月球-A探測(cè)器。月球探測(cè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的主要方式有:(1)在月球近旁飛過或在其表面硬著陸,利用這個(gè)過程的短暫時(shí)間探測(cè)月球周圍環(huán)境和拍攝月球照片;(2)以月球衛(wèi)星的方式獲取信息,其特點(diǎn)是探測(cè)時(shí)間長(zhǎng)并能獲取較全面的資料;(3)在月球軟著陸,可拍攝局部地區(qū)的高分辨率照片和進(jìn)行月面土壤分析。1999年7月31日,為了確證月球上到底有沒有冰,美國(guó)月球勘探者號(hào)進(jìn)行了飛行器撞擊月球?qū)嶒?yàn)。行星和行星際探測(cè)人類長(zhǎng)期借助于天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)行星表面的細(xì)節(jié),發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、木星衛(wèi)星和天王星;運(yùn)用萬有引力定律陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星;借助于近代照相術(shù)、分光術(shù)和\o"光度測(cè)量技術(shù)"光度測(cè)量技術(shù)對(duì)行星表面的物理特性和化學(xué)組成有了一定的認(rèn)識(shí)。然而人們?cè)诘孛娓糁髿鈱佑^測(cè)行星,已經(jīng)不能滿足對(duì)行星的深入研究。\o"行星和行星際探測(cè)器"行星和行星際探測(cè)器為行星和行星際空間的研究提供了新的手段。自1960年至1978年美、蘇和西德共發(fā)射了63個(gè)行星和行星際探測(cè)器,其中美國(guó)23個(gè),前蘇聯(lián)38個(gè),西德2個(gè)。采用的探測(cè)方式有:(1)從行星附近飛過拍攝照片,測(cè)定它們的\o"輻射"輻射和\o"磁場(chǎng)"磁場(chǎng);(2)在行星表面硬著陸,直接探測(cè)行星大氣;(3)繞行星飛行,成為行星的人造衛(wèi)星;(4)在行星上軟著陸,對(duì)行星表面進(jìn)行細(xì)致的分析和探測(cè)。1960年3月發(fā)射了第一個(gè)行星際探測(cè)器"先驅(qū)者"5號(hào),進(jìn)入了一條0.8~1.0天文單位的橢圓日心軌道,測(cè)量了行星際磁場(chǎng)、行\(zhòng)o"星際粒子"星際粒子和太陽(yáng)風(fēng),探測(cè)表明太陽(yáng)風(fēng)像噴水池螺旋形噴水圖形;發(fā)現(xiàn)地球磁場(chǎng)在向著太陽(yáng)的一面被太陽(yáng)風(fēng)壓縮,另一面至少延伸到500萬公里遠(yuǎn)。1962年8月發(fā)射的"水手"2號(hào)成功地飛過金星,發(fā)現(xiàn)金星沒有磁場(chǎng)和輻射帶。1970年8月發(fā)射的"金星"7號(hào)第一次降落金星表面,探測(cè)表明金星表面溫度為475℃,壓力為90±15個(gè)大氣壓。多次探測(cè)表明金星有稠密的大氣層和厚厚的云層和頻繁的閃電,發(fā)現(xiàn)金星大氣中二氧化碳占97%,氮?dú)庹?%~3%,,水氣占0.1%~0.4%。1964年11月發(fā)射的"水手"4號(hào)飛過火星,探測(cè)表明火星沒有輻射帶和磁場(chǎng),測(cè)量到火星電離層的特性和大氣密度垂直分布,火星表面大氣壓不到海平面大氣壓的百分之一,照片表明火星上的環(huán)形山與月球相似。1975年8月發(fā)射的"海盜"1號(hào)第一次在火星上著陸成功,探測(cè)表面火星大氣中塵土含量很高,火星大氣本身二氧化碳占95%,氮占2.7%,還有微量的氬、氧和水汽;對(duì)火星土壤分析表明,硅占15%~20%,鐵占4%,還有少量的鈣、鋁、硫、鈦、鎂、銫和鉀。1973年11月發(fā)射的"水手"10號(hào),同水星相會(huì)的探測(cè)表明,水星有極稀薄的含有微量氬、氖和氦的大氣,只有地球大氣的一萬億分之一;水星表面溫度在510℃~-210℃之間;水星有磁場(chǎng),強(qiáng)度是地球磁場(chǎng)強(qiáng)度的百分之一,照片表明水星有密密麻麻環(huán)形山。1972年2月和1973年4月發(fā)射的"先驅(qū)者"10號(hào)和11號(hào)發(fā)現(xiàn)木星的輻射帶強(qiáng)度是地球輻射帶強(qiáng)度的10000倍,而且它的脈動(dòng)磁場(chǎng)延伸到土星附近,發(fā)回了木星和土星云量的圖像,有關(guān)土星主外光環(huán)很有價(jià)值的資料,它們通過小行星帶時(shí)沒有受到損害,它們最終將飛出太陽(yáng)系進(jìn)入恒星際空間,它們帶有會(huì)被地外文明世界理解的信息牌。為了探索宇宙的奧秘,美歐聯(lián)合研制的"哈勃空間望遠(yuǎn)鏡"于1990年4月發(fā)射升空,這項(xiàng)計(jì)劃獲得了巨大的成功,十年間進(jìn)行了10多萬次的天文觀測(cè),觀測(cè)了大約13670個(gè)天體,向地球發(fā)回了黑洞、衰亡中的恒星、宇宙誕生早期的"原始星系"、慧星撞擊木星以及遙遠(yuǎn)星系等許多壯觀圖像,為近2600篇科學(xué)論文提供了依據(jù)。這是人類空間天文觀測(cè)工作的一個(gè)里程碑。\o"1997年7月4日"1997年7月4日,美國(guó)探路者號(hào)火星探測(cè)器在火星表面安全著陸,并釋放出一輛火星?漫游者號(hào),第一次拍攝到火星的彩色三維立體圖像,傳回地球大量的火星表面的照片。四、載人航天載人航天在航天活動(dòng)中占有重要位置。盡管航天器攜帶裝置精確、靈敏度高、能自動(dòng)觀察、操作、儲(chǔ)存、處理數(shù)據(jù),但它們不能代替人的思維。初期載人航天器一方面研究航天技術(shù),另一方面進(jìn)行\(zhòng)o"生物學(xué)"生物學(xué)和\o"醫(yī)學(xué)"醫(yī)學(xué)試驗(yàn),研究航天員在長(zhǎng)期失重條件下的反應(yīng),航天員在密閉艙中的工作能力,航天器對(duì)接時(shí)和走出航天器時(shí)的人的生理反應(yīng)。前蘇聯(lián)自1961年4月到1970年9月共發(fā)射了17艘載人飛船("東方"號(hào)6艘、上升號(hào)2艘?quot;聯(lián)盟號(hào)9艘)。1965年3月航天員在"上升"號(hào)上第一次走出飛船,1966年1月兩艘"聯(lián)盟"號(hào)飛船第一次在軌道上交會(huì)對(duì)接,并實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天員從一艘飛船向另一艘飛船轉(zhuǎn)移。1971年到1982年發(fā)射了7艘重量為18~20噸的"禮炮"號(hào)空間站,截至1985年還發(fā)射了27艘載人飛船("聯(lián)盟"T號(hào)、TM號(hào))和25艘無人飛船(進(jìn)步號(hào))用作天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)。1986年發(fā)射了和平號(hào)空間站,這是未來永久性空間站的核心艙,將于90年代建成由7個(gè)艙組成的大型空間站。俄羅斯計(jì)劃21世紀(jì)前期發(fā)射無人和\o"載人火星飛船"載人火星飛船以及建立載人月球基地。設(shè)計(jì)壽命為五年的"和平號(hào)"空間站運(yùn)行了十五年,于2001年3月23日13時(shí)59分安全地墜落在南太平洋海域。美國(guó)自1961年5月至1966年11月發(fā)射了16艘載人飛船(“水星”和“雙子星座”)。\o"水星"水星和\o"雙子星座"雙子星座計(jì)劃是載人登月飛行目標(biāo)阿波羅計(jì)劃的頭兩個(gè)階段。1965年6月雙子星座"船上的航天員第一次步入太空,1966年3月"雙子星座"-8號(hào)和"阿金納"飛行器在軌道上第一次成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)接,此后,"雙子星座"飛船系統(tǒng)進(jìn)行過多次交會(huì)和對(duì)接。1967年至1972年共發(fā)射了14次阿波羅飛船(其中3次無人飛行,3次載人繞月飛行,6次載人登月飛行,12名航天員登上月球)。1973年發(fā)射了"天空實(shí)驗(yàn)室"并和"阿波羅"飛船進(jìn)行過對(duì)接。1969年尼克松政府宣布70年代研制載人航天飛機(jī),1984年里根政府宣布90年代建立永久性載人空間站。1993年9月美俄二國(guó)達(dá)成協(xié)議,合作建造一個(gè)有16國(guó)參加的國(guó)際空間站,2006年完成。2001年5月,美國(guó)宇航發(fā)燒友蒂托進(jìn)入國(guó)際空間站俄羅斯艙遨游8天,成為地球旅客航天游第一人。另一方面,美國(guó)和俄羅斯關(guān)于載人火星飛行的計(jì)劃正在悄悄進(jìn)行之中。二、三十年以后,人類就可能登上紅色的行星--火星。

1999年11月20日,長(zhǎng)征二號(hào)乙火箭發(fā)射“神舟號(hào)”無人試驗(yàn)飛船上天,11月21日飛船順利回收,我國(guó)航天技術(shù)實(shí)現(xiàn)了歷史性的跨越。中國(guó)航天員遨游宇宙的日子已經(jīng)不遠(yuǎn)了。航天技術(shù)的現(xiàn)狀現(xiàn)代\o"戰(zhàn)爭(zhēng)"戰(zhàn)爭(zhēng)的實(shí)踐預(yù)示,空中戰(zhàn)場(chǎng)將成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的一個(gè)主要戰(zhàn)場(chǎng)。如果\o"空軍"空軍不具有必要的抗擊和反擊力量,就會(huì)導(dǎo)致戰(zhàn)略被動(dòng)?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)通常從空中突襲開始,并貫穿戰(zhàn)爭(zhēng)的始終,通過"外科手術(shù)式"空襲就可達(dá)到有限的戰(zhàn)略目的?,F(xiàn)代作戰(zhàn)是雙方整體作戰(zhàn)系統(tǒng)的較量,平面的優(yōu)勢(shì)難以和立體優(yōu)勢(shì)相抗衡,需要的是陸、海、空、天、電力量的最佳組合和作戰(zhàn)交通相互匹配所形成的整體威力,而制空權(quán)成為其首要因素??哲娛菉Z得戰(zhàn)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)的主要力量。二戰(zhàn)后的諸多局部戰(zhàn)爭(zhēng)表明,每場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)一開始,交戰(zhàn)雙方總是圍繞軍事信息斗爭(zhēng)、航空航天偵察和奪取制空權(quán)展開較量。在現(xiàn)代軍事信息斗爭(zhēng)中,空軍是一支勁旅。高技術(shù)的應(yīng)用,使信息技術(shù)廣泛滲透到各種武器裝備、各種作戰(zhàn)手段和戰(zhàn)場(chǎng)指揮控制中去,因此,交戰(zhàn)雙方爭(zhēng)奪電磁頻譜使用權(quán)和控制權(quán)的斗爭(zhēng)異常激烈。在信息戰(zhàn)的諸多形式中實(shí)體攻擊和電子戰(zhàn)是主要形式,而這些又都是空軍的優(yōu)勢(shì)。航天技術(shù)的民用之路在設(shè)計(jì)之初,科學(xué)家們也許沒有預(yù)料到衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)今天會(huì)被如此廣泛地應(yīng)用在民用領(lǐng)域。由于其獨(dú)特的作用,如今衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)滲透到民用范圍,初步形成了一個(gè)新興的高科技產(chǎn)業(yè)。衛(wèi)星定位技術(shù)的應(yīng)用,促進(jìn)了我國(guó)智能交通的發(fā)展。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)目標(biāo)的定位、監(jiān)控、指揮、調(diào)度系統(tǒng),在\o"汽車"汽車導(dǎo)航和交通管理中,可以實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤、提供出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航、信息查詢、話務(wù)指揮、緊急援助等許多功能。警務(wù)、\o"銀行"銀行、\o"緝私"緝私等特種行業(yè),\o"北京"北京、\o"上海"上海、\o"成都"成都等城市的部分出租車行業(yè)和部分公交汽車已經(jīng)裝備了GPS指揮監(jiān)控系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)涉足消費(fèi)市場(chǎng),迅速進(jìn)入人們的日常生活,\o"GPS照相機(jī)"GPS照相機(jī)、\o"GPS手機(jī)"GPS手機(jī)、\o"GPS手表"GPS手表等。GPS用戶機(jī)正在向?qū)と藱C(jī)、引路儀、計(jì)時(shí)器、緊急報(bào)警、急救報(bào)警和醫(yī)療救助等消費(fèi)品方向發(fā)展,形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)群體,成為衛(wèi)星應(yīng)用首先進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的領(lǐng)域之一。專家預(yù)測(cè),GPS消費(fèi)產(chǎn)品市場(chǎng)將成為今后5至10年內(nèi)主要的、會(huì)有爆發(fā)性增長(zhǎng)的市場(chǎng)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)的演變扯出了航天技術(shù)民用的活題,除了高高飄在天上的衛(wèi)星和太空實(shí)驗(yàn)室,我們身邊是否有類似航天器上的技術(shù)?航天技術(shù)如何落地成為觸手可及的現(xiàn)實(shí)?控制、材料研究、密封技術(shù)等領(lǐng)域內(nèi)的最精尖技術(shù);二是突出的系統(tǒng)集成能力,將跨學(xué)科、跨門類的技術(shù)綜合運(yùn)用,同時(shí)確保高精確性、協(xié)調(diào)性和經(jīng)濟(jì)性,這是航天技術(shù)的更重要特征。一個(gè)典型的例子是大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研制。600千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī),高42米,風(fēng)輪直徑46米,葉片就有22米長(zhǎng),要保證又細(xì)又長(zhǎng)的葉片在不同風(fēng)速中正常工作,設(shè)計(jì)上要求對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)有深厚的研究基礎(chǔ),還要使用新材料,同時(shí)確保機(jī)電一體化精密配套。以前,這樣的發(fā)電機(jī)都是從國(guó)外引進(jìn),一套設(shè)備450多萬元。而利用航天綜合技術(shù)的優(yōu)勢(shì),航天人研制出了擁有90%以上自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的變槳矩風(fēng)力發(fā)電機(jī)。這種國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)的價(jià)格僅為不到300萬元,一出現(xiàn)就打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷,抑制了進(jìn)口設(shè)備的價(jià)格。對(duì)精密度的要求使航天技術(shù)在設(shè)備檢測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中如魚得水;對(duì)飛行器密封技術(shù)的研究同樣可以為汽車制造業(yè)提供借鑒;新材料的出現(xiàn)為制造業(yè)提供了更廣闊的空間……在人們身邊,航天技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展推波助瀾。上世紀(jì)90年代,航天技術(shù)的民用已經(jīng)成為航天工業(yè)的重要組成部分。如今的航天技術(shù)已經(jīng)涉及了生活的方方面面,汽車零件、煙草機(jī)械、能源設(shè)備、醫(yī)療器械、HYPERLINK"/wiki/%E7%9

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