美國(guó)航天旅游
1.美國(guó)航天旅游
世界航天史
開(kāi)普勒所著的書籍
探索浩瀚的宇宙，是人類千百年來(lái)的美好夢(mèng)想；自從1957年10月4日世界上第一顆人造地球衛(wèi)星；航天技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶。世界航天史包括：一、火箭技術(shù)；二、衛(wèi)星時(shí)代；三、空間探測(cè)；四、載人航天。
基本信息
中文名
世界航天史
出版物類別
航天
作者
約翰尼斯·開(kāi)普勒
目錄
正文
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從幻想到科學(xué)
古代火箭的發(fā)展
近代自然科學(xué)提供的條件
科學(xué)幻想作品的啟迪
克服地球引力的努力
航天先驅(qū)者
V-2火箭的歷史作用
沖出大氣層
航天新紀(jì)元
第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射
衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用
深空探測(cè)
月球探測(cè)
行星探測(cè)
人進(jìn)入太空
第一個(gè)航天員
登月
飛船空間對(duì)接
在空間建立基地
“天空實(shí)驗(yàn)室”
“禮炮”號(hào)航天站
“空間實(shí)驗(yàn)室”
航天飛機(jī)出現(xiàn)
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遨游太空是人類自古就有的愿望。古代火箭的發(fā)展、16世紀(jì)以來(lái)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、現(xiàn)代工業(yè)的興起使人類得以從幻想轉(zhuǎn)向科學(xué)探索。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，在一些工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家出現(xiàn)了一批航天先驅(qū)者。他們開(kāi)始研究和解決航天的科學(xué)理論和工程技術(shù)問(wèn)題，還著手設(shè)計(jì)和試驗(yàn)火箭。經(jīng)過(guò)大約半個(gè)世紀(jì)的努力，人類終于把人造地球衛(wèi)星送入太空，從而開(kāi)創(chuàng)了航天紀(jì)元。自從1957年第一顆人造衛(wèi)星上天以來(lái)到1984年底，蘇聯(lián)、美國(guó)、法國(guó)、日本、中國(guó)、英國(guó)、印度等國(guó)家以及歐洲空間局先后研制出近80種運(yùn)載火箭，修建了10多個(gè)大型航天器發(fā)射場(chǎng)，設(shè)計(jì)、制造和發(fā)射了3022顆人造地球衛(wèi)星、100多個(gè)載人航天器及109個(gè)空間探測(cè)器，建立了完善的跟蹤和測(cè)量控制系統(tǒng)、地面模擬試驗(yàn)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。約有40個(gè)不同用途的應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)投入運(yùn)行。一些不能獨(dú)立研制或沒(méi)有條件發(fā)射航天器的國(guó)家通過(guò)購(gòu)買、租用或委托發(fā)射也有了自己的衛(wèi)星或獲得衛(wèi)星服務(wù)。航天國(guó)際合作廣泛開(kāi)展，形式多樣。蘇聯(lián)的航天站已能在太空持續(xù)運(yùn)行58個(gè)月，航天員在太空的持續(xù)飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)236天22小時(shí)50分。美國(guó)航天飛機(jī)進(jìn)行了14次飛行，完成了運(yùn)送和回收衛(wèi)星的雙向運(yùn)載任務(wù)。先后有14個(gè)國(guó)家的150余名航天員進(jìn)入太空，12個(gè)人踏上月球?？臻g探測(cè)器已經(jīng)成功地考察了太陽(yáng)系的許多行星，實(shí)現(xiàn)了在金星和火星上軟著陸，探測(cè)了水星、木星、土星，有的將飛出太陽(yáng)系進(jìn)行科學(xué)探索。幾十年的航天活動(dòng)促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)人類社會(huì)生活也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
從幻想到科學(xué)
航天思想萌芽于古代人們對(duì)太空的向往。但是科學(xué)地論證克服地球引力場(chǎng)的條件，只有在經(jīng)典力學(xué)，特別是天體力學(xué)的基礎(chǔ)上才能做到。
古代火箭的發(fā)展 航天離不開(kāi)火箭?；鸺窃诨鹚幇l(fā)明以后為適應(yīng)軍事和娛樂(lè)需要而出現(xiàn)的。火箭約在12世紀(jì)出現(xiàn)于中國(guó)（見(jiàn)中國(guó)古代火箭）。在13世紀(jì)，中國(guó)、印度和阿拉伯國(guó)家都使用過(guò)火箭，以后火箭又傳入歐洲。這個(gè)時(shí)期的火箭比較原始，通常用層紙卷成藥筒，內(nèi)裝火藥，把藥筒綁在細(xì)長(zhǎng)的箭桿上，靠點(diǎn)燃藥筒的引線發(fā)射。從13世紀(jì)到18世紀(jì)中葉，火箭技術(shù)的進(jìn)展比較緩慢。18世紀(jì)后期，印度軍用火箭取得較大進(jìn)步。藥筒改由鐵皮制造，能夠承受較大的燃燒壓力。火藥的性能也有了改善。火箭的射程已可超過(guò) 1公里。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了良好戰(zhàn)果。
印度軍隊(duì)成功使用火箭的戰(zhàn)例推動(dòng)了歐洲火箭技術(shù)的發(fā)展。曾在印度作戰(zhàn)的英國(guó)軍官W.康格里夫?qū)τ《然鸺髁烁倪M(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。火箭的性能進(jìn)一步提高，最大射程可達(dá)3公里。19世紀(jì)初，英軍在多次大的戰(zhàn)役中使用了康格里夫火箭，取得了顯著的效果，促使歐洲許多國(guó)家研制火箭并建立火箭部隊(duì)，黑火藥火箭獲得更廣泛的應(yīng)用。19世紀(jì)70年代以后，火炮技術(shù)有了新的突破，特別是線膛炮的成功應(yīng)用使火箭在使用性能方面遠(yuǎn)不如火炮，火箭的發(fā)展也就變得緩慢。但古代火箭的演進(jìn)為現(xiàn)代火箭的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
近代自然科學(xué)提供的條件 16世紀(jì)中葉，波蘭天文學(xué)家N.哥白尼創(chuàng)立了科學(xué)的日心地動(dòng)說(shuō)，改變了當(dāng)時(shí)人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。之后，天文學(xué)家第谷·布拉赫通過(guò)大量天文觀測(cè)獲得了有關(guān)行星運(yùn)動(dòng)的豐富資料。J.開(kāi)普勒對(duì)第谷的觀測(cè)資料用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行了分析計(jì)算和研究，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律，為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基石。1609年，伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡巡視星空，使人類對(duì)太空的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生一個(gè)飛躍。伽利略還發(fā)現(xiàn)了自由落體定律和慣性原理，為經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。1673年，荷蘭物理學(xué)家C.惠更斯從單擺和圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)得出向心力定律。I.牛頓根據(jù)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象研究自然界的力，在1687年發(fā)表了他的不朽著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。他在這本書中提出了萬(wàn)有引力定律和三大運(yùn)動(dòng)定律，創(chuàng)立了天體力學(xué)，使人們得以從動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)研究天體的力學(xué)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典力學(xué)，特別是天體力學(xué)是航天先驅(qū)者尋求克服地球引力而進(jìn)入太空的途徑的理論基礎(chǔ)。
科學(xué)幻想作品的啟迪 科學(xué)幻想常常寓有科學(xué)的預(yù)言，能夠啟發(fā)人們作出重大的發(fā)明和創(chuàng)造。將天文知識(shí)與循理虛構(gòu)的故事結(jié)合起來(lái)的太空飛行幻想小說(shuō)起源于17世紀(jì)。開(kāi)普勒是最早撰寫太空科學(xué)幻想小說(shuō)的作家。他的作品《夢(mèng)游》描述了人飛渡月球的情景。在17世紀(jì)的太空幻想小說(shuō)作家中，法國(guó)的S.C.德貝爾熱拉克最富有想象力。他在《月球旅行》一書中設(shè)想了多種推進(jìn)方法，包括火箭和利用太陽(yáng)能的噴射推進(jìn)器。1783年第一個(gè)載人氣球升空后，人們發(fā)現(xiàn)垂直向上的飛行能力是極其有限的。高度越高，空氣越稀薄和寒冷，為人所不能忍受。人們從而懂得了航天與大氣層內(nèi)飛行有質(zhì)的不同。此后半個(gè)世紀(jì)，有關(guān)太空旅行的科學(xué)幻想作品出現(xiàn)了低潮。19世紀(jì)60年代這類作品再度興起。法國(guó)A.艾羅、美國(guó)E.E.黑爾、德國(guó)K.拉塞維茨和英國(guó)H.G.威爾斯等作家所寫的太空旅行著作吸引了許多讀者，而法國(guó)著名作家J.凡爾納的《從地球到月球》（圖1）和《環(huán)游月球》產(chǎn)生的影響更為廣泛。17世紀(jì)以來(lái)的科學(xué)幻想小說(shuō)與古代神話傳說(shuō)有根本區(qū)別。前者在科學(xué)的基礎(chǔ)上加上合理演繹和設(shè)想，虛幻之中寓有合理的思路。它喚起了人們對(duì)航天的興趣，使航天愛(ài)好者從中得到啟發(fā)和鼓舞。
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世界航天史
克服地球引力的努力
航天先驅(qū)者 19世紀(jì)后期到20世紀(jì)初，涌現(xiàn)出許多富于探索精神的航天先驅(qū)者。他們對(duì)航天事業(yè)的早期發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，其中影響最大的是К.Э.齊奧爾科夫斯基、R.H.戈達(dá)德和H.奧伯特。
俄國(guó)的齊奧爾科夫斯基最早從理論上證明用多級(jí)火箭可以克服地球引力而進(jìn)入太空。他建立了火箭運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)學(xué)方程，奠定了航天學(xué)的基礎(chǔ)。齊奧爾科夫斯基的另一重要貢獻(xiàn)是肯定了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是航天器最適宜的動(dòng)力裝置，為運(yùn)載器的發(fā)展指出了正確的方向（圖2）。
美國(guó)的戈達(dá)德博士把航天理論與火箭技術(shù)相結(jié)合。他在1919年出版的《到達(dá)極大高度的方法》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7.9公里每秒的速度才能克服地球的引力。他認(rèn)為只有液體火箭才能提供航天所需的能量，因而從1921年開(kāi)始研制液體火箭。1926年 3月16日他制造的液體火箭（圖3）首次飛行成功，達(dá)到12米高，56米遠(yuǎn)。這是世界上第一次液體火箭的飛行試驗(yàn)，而戈達(dá)德也就成了液體火箭的實(shí)際創(chuàng)始人。
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世界航天史
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世界航天史
1923年，德國(guó)的奧伯特出版了《飛往星際空間的火箭》一書，論述火箭飛行的數(shù)學(xué)理論，并提出許多關(guān)于火箭結(jié)構(gòu)和飛行的新觀念。奧伯特的理論受到了廣泛的注意，激起當(dāng)時(shí)許多青年進(jìn)行實(shí)踐的迫切愿望。在許多國(guó)家開(kāi)始出現(xiàn)火箭和航天愛(ài)好者的研究組織。1927年，太空旅行協(xié)會(huì)創(chuàng)立于德國(guó)，奧伯特任會(huì)長(zhǎng)；1928年，反作用運(yùn)動(dòng)研究組成立于蘇聯(lián)；美國(guó)星際協(xié)會(huì)組建于1930年；英國(guó)星際學(xué)會(huì)出現(xiàn)在1933年。這些組織中的不少成員后來(lái)都成為本國(guó)研制第一代火箭的領(lǐng)導(dǎo)人。
V-2火箭的歷史作用 30年代各國(guó)航天愛(ài)好者自發(fā)組織起來(lái)的火箭團(tuán)體在開(kāi)展活動(dòng)的初期都遇到了困難，缺乏資金，受到社會(huì)人士的冷落。只有兩個(gè)國(guó)家──德國(guó)和蘇聯(lián)的青年火箭專家得到了國(guó)家的支持。德國(guó)人對(duì)于尚處在萌芽狀態(tài)的火箭的軍事潛力寄予希望。德國(guó)當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)火箭研制工作的W.R.多恩伯格把研制火箭的課題委托給太空旅行協(xié)會(huì)的青年專家 W.von布勞恩。布勞恩領(lǐng)導(dǎo)的火箭設(shè)計(jì)研究小組設(shè)計(jì)的第一代液體火箭 A-1因結(jié)構(gòu)不合理而遭到失敗。但 A-1的改進(jìn)型 A-2卻于1932年12月試射成功，飛行高度達(dá)到3公里。1935 年開(kāi)始研制第二代火箭A-3，重750公斤，推力達(dá)14.7千牛（1500公斤力），采用再生冷卻式燃燒室和燃?xì)舛娴刃录夹g(shù)。1936年4月，德國(guó)陸軍增加撥款發(fā)展火箭技術(shù)，并在波羅的海海濱的佩內(nèi)明德興建火箭研究中心，同時(shí)研制V-1飛航式導(dǎo)彈和V-2彈道導(dǎo)彈。V-2（見(jiàn)V-2工程）是在A-3試驗(yàn)火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，因而還有A-4的代號(hào)。
V-2導(dǎo)彈于1942年10月3日首次發(fā)射成功，飛行180公里（圖4）。它是歷史上的第一枚彈道導(dǎo)彈。V－2在工程上實(shí)現(xiàn)了20世紀(jì)初航天先驅(qū)者的技術(shù)設(shè)想，對(duì)現(xiàn)代大型火箭的發(fā)展起了繼往開(kāi)來(lái)的作用。V-2火箭的設(shè)計(jì)雖然不盡完善，但它卻是人類擁有的第一件向地球引力挑戰(zhàn)的工具，成為航天發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑。
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世界航天史
沖出大氣層 沖出大氣層是人類向空間進(jìn)軍的序曲。大氣層保護(hù)了人類免遭空間粒子輻射的傷害，為人類繁衍生息創(chuàng)造了條件，但大氣折射、漫射和對(duì)某些波段輻射的選擇吸收使人類對(duì)宇宙奧秘之探索受到限制。要實(shí)現(xiàn)航天的愿望，首先必須突破大氣層的屏障。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們開(kāi)始用氣球、飛機(jī)和探空火箭向大氣高層沖擊。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，飛機(jī)的升限達(dá)到了15.23公里，氣球達(dá)到了32公里的高度。1946年，美國(guó)發(fā)射繳獲的V-2,測(cè)到了112公里高度的大氣數(shù)據(jù)。1949年，蘇聯(lián)用P-2A探空火箭攜帶860公斤的儀器設(shè)備上升到212公里的高空。1949年2月，美國(guó)以V-2為第一級(jí),“女兵下士”火箭為第二級(jí)組成的“豐收”號(hào)探空火箭，創(chuàng)造了393公里的高度紀(jì)錄，獲得了高層大氣參數(shù)、化學(xué)成分和輻射強(qiáng)度等資料。50年代初，為了參與1957～1958國(guó)際地球物理年的活動(dòng)，法國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞等國(guó)也都發(fā)展了探空火箭。
航天新紀(jì)元
第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，蘇聯(lián)和美國(guó)都通過(guò)仿制德國(guó) V-2火箭建立了火箭和導(dǎo)彈工業(yè)，并且積累了研制現(xiàn)代火箭系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。一些科學(xué)家已經(jīng)看到，在V-2技術(shù)成果的基礎(chǔ)上有可能發(fā)射人造地球衛(wèi)星，而借助載有儀器設(shè)備的衛(wèi)星可以更有效地開(kāi)展空間科學(xué)研究工作。1946年1月，美國(guó)成立了V-2高級(jí)研究委員會(huì)，決定將V-2作為發(fā)展新型導(dǎo)彈的試驗(yàn)工具和研究高層大氣的探空火箭。1954年召開(kāi)的地球物理學(xué)國(guó)際會(huì)議建議有關(guān)國(guó)家在1957～1958國(guó)際地球物理年期間發(fā)射人造地球衛(wèi)星。在這一年，美國(guó)和蘇聯(lián)都開(kāi)始著手人造衛(wèi)星及其運(yùn)載火箭的方案探索工作。在美國(guó)，陸軍提出了用“丘辟特” C運(yùn)載火箭發(fā)射“探險(xiǎn)者”號(hào)衛(wèi)星的“軌道器”計(jì)劃，海軍建議在“海盜”號(hào)探空火箭的基礎(chǔ)上加上兩級(jí)固體火箭組成“先鋒”號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射“先鋒”號(hào)衛(wèi)星，空軍則主張用MX-774火箭發(fā)射衛(wèi)星。為了不影響戰(zhàn)略導(dǎo)彈的研制工作，美國(guó)政府在1955年決定采用海軍的“先鋒”號(hào)運(yùn)載火箭方案，并計(jì)劃在1957年10月發(fā)射衛(wèi)星，但“先鋒”號(hào)火箭在1957年9月的首次試射中沒(méi)有獲得成功。
蘇聯(lián)在1954年基本上解決了多燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝問(wèn)題，并有可能在較短時(shí)間內(nèi)研制出推力達(dá)980千牛（100噸力）的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，因而決定采用捆綁技術(shù)來(lái)研制P-7洲際彈道導(dǎo)彈，計(jì)劃在P-7導(dǎo)彈研制成功后將幾枚P-7導(dǎo)彈改裝成“衛(wèi)星”號(hào)運(yùn)載火箭，用以發(fā)射人造地球衛(wèi)星。1956年末，蘇聯(lián)獲悉美國(guó)運(yùn)載火箭已進(jìn)行飛行試驗(yàn)，而蘇聯(lián)正在研制的人造衛(wèi)星因技術(shù)較復(fù)雜，短期內(nèi)難以完成。為了趕在美國(guó)之前發(fā)射衛(wèi)星，蘇聯(lián)決定將原計(jì)劃確定研制的衛(wèi)星暫時(shí)推遲，改為先發(fā)射兩顆簡(jiǎn)易衛(wèi)星。1957年8月21日，P-7洲際導(dǎo)彈首次全程試射成功，同年10月4日，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（圖5）送入太空（見(jiàn)““人造地球衛(wèi)星”1號(hào)工程）。這顆衛(wèi)星正常工作了3個(gè)月左右，成為第一個(gè)被人類送入太空的航天器，實(shí)現(xiàn)了人類千百年來(lái)的夢(mèng)想。這顆衛(wèi)星的發(fā)射成功開(kāi)創(chuàng)了人類的航天紀(jì)元。(見(jiàn)彩圖)
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世界航天史
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世界航天史
衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用 蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功在國(guó)際上產(chǎn)生了巨大的影響，對(duì)許多國(guó)家的運(yùn)載火箭和航天器研制工作起到了積極的推動(dòng)作用。為了擺脫落后局面，美國(guó)在繼續(xù)抓緊“先鋒”號(hào)計(jì)劃的同時(shí)又恢復(fù)了“軌道器”計(jì)劃。1957年12月，“先鋒”號(hào)火箭發(fā)射衛(wèi)星失敗。1958年1月31日，美國(guó)用“軌道器”計(jì)劃的“丘辟特”C火箭（當(dāng)時(shí)已改名為“丘諾”1號(hào)運(yùn)載火箭）發(fā)射成功自己的第一顆衛(wèi)星“探險(xiǎn)者”1號(hào)(見(jiàn)“探險(xiǎn)者”號(hào)衛(wèi)星)。這顆衛(wèi)星比蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星晚發(fā)射了3個(gè)多月，重量只有4.8公斤，但它卻取得了重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)教授J.A.范愛(ài)倫根據(jù)衛(wèi)星攜帶的蓋革計(jì)數(shù)器因磁飽和沒(méi)有輸出的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了地球輻射帶（后稱范愛(ài)倫帶）。此后，衛(wèi)星的發(fā)射越來(lái)越頻繁，世界上越來(lái)越多的國(guó)家參加到航天活動(dòng)行列中來(lái)。繼蘇聯(lián)和美國(guó)之后，法國(guó)在1965年11月26日、日本在1970年2月11日、中國(guó)在1970年 4月24日、英國(guó)在1971年10月28日、歐洲空間局在1979年12月24日、印度在1980年 7月18日相繼用自行研制的運(yùn)載火箭成功地發(fā)射了自己的第一顆人造地球衛(wèi)星。
從60年代中期開(kāi)始，人造衛(wèi)星的發(fā)展已從探索試驗(yàn)階段進(jìn)入實(shí)用階段。各種應(yīng)用衛(wèi)星相繼投入使用，取得明顯的軍事、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。科學(xué)衛(wèi)星和技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星獲得相應(yīng)發(fā)展，取得一些重要發(fā)現(xiàn)和技術(shù)成果。衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量急劇上升，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。70年代以來(lái)，各種衛(wèi)星逐漸向多用途、長(zhǎng)壽命、低成本和高可靠性的方向發(fā)展，在發(fā)射數(shù)量上有所減少，但質(zhì)量卻有顯著提高。
航天器的研制帶動(dòng)了其他工業(yè)部門的發(fā)展，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。航天技術(shù)成果的應(yīng)用對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。航天技術(shù)領(lǐng)域的許多新設(shè)計(jì)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝、高可靠性的元、器件和精密儀器逐漸推廣到其他領(lǐng)域中應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是更主要的還是直接利用衛(wèi)星完成軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)使命，起到其他手段無(wú)法起到的作用。60年代以來(lái)，應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)已超過(guò)2500顆，其中以蘇聯(lián)的數(shù)量為最多，約占總數(shù)的三分之二。應(yīng)用衛(wèi)星的種類繁多，有直接為軍事目的服務(wù)、支援地（海）面武裝力量的照相和電子偵察衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星、海洋監(jiān)視衛(wèi)星和核爆炸探測(cè)衛(wèi)星，有攻擊敵方航天器的反衛(wèi)星系統(tǒng)，有軍用和民用通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和測(cè)地衛(wèi)星，還有民用的地球資源衛(wèi)星、天文衛(wèi)星、生物衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星（圖6）和其他科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星。
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應(yīng)用衛(wèi)星的功能不一，使用要求也不同，但技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程大體都經(jīng)過(guò)以下3個(gè)階段：①技術(shù)試驗(yàn)階段：主要是探索實(shí)現(xiàn)途徑、發(fā)展專用設(shè)備，進(jìn)行地面和飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證工作原理和設(shè)備功能，如40年代后期開(kāi)始的以月球作為對(duì)象進(jìn)行的被動(dòng)通信試驗(yàn)，直至50年代的無(wú)源中繼衛(wèi)星和1960年10月的有源通信衛(wèi)星的技術(shù)試驗(yàn)。②半實(shí)用階段：發(fā)射能在有限時(shí)間和空間內(nèi)服務(wù)的衛(wèi)星，如氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的早期型號(hào)，它們所取得的信息和提供的服務(wù)都是局部的。③實(shí)用階段：70年代航天活動(dòng)的特點(diǎn)之一是發(fā)展各種使命的衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)，也就是陸續(xù)發(fā)射多顆衛(wèi)星，使之按一定規(guī)律運(yùn)行，組成空間衛(wèi)星網(wǎng)和地面設(shè)備配套的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間連續(xù)服務(wù)?，F(xiàn)在正在使用的衛(wèi)星通信、氣象、導(dǎo)航和軍用系統(tǒng)大約有40多個(gè)。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中往往有多顆衛(wèi)星，有的多達(dá)24顆衛(wèi)星，而且衛(wèi)星的壽命有限，還需要不斷補(bǔ)充新的衛(wèi)星。如美國(guó)的照相偵察衛(wèi)星系統(tǒng)已發(fā)展到第5代，前4代已發(fā)射了222顆衛(wèi)星。
深空探測(cè)
人類進(jìn)入太空的前奏是對(duì)空間進(jìn)行廣泛的探測(cè)，采用的手段就是空間探測(cè)器?？臻g探測(cè)很自然地是由近及遠(yuǎn)進(jìn)行的，從地球自己的衛(wèi)星──月球開(kāi)始，進(jìn)一步便是本家族──太陽(yáng)系的各個(gè)行星及其衛(wèi)星，最后再飛出太陽(yáng)系，深入到遙遠(yuǎn)的恒星際空間進(jìn)行探測(cè)。
月球探測(cè) 伽利略是第一位用望遠(yuǎn)鏡看到崎嶇不平月面的科學(xué)家。到19世紀(jì)末，人類對(duì)月球向著地球的一面所拍攝的照片已達(dá)到1公里的分辨率：50年代后期，蘇聯(lián)和美國(guó)都制定了用無(wú)人探測(cè)器考察月球的計(jì)劃。1959年蘇聯(lián)以拍攝月球背面圖像為目標(biāo)，先后發(fā)射了3個(gè)月球探測(cè)器。第一個(gè)探測(cè)器從月球一側(cè)約5000公里處飛過(guò)，未發(fā)回信息，進(jìn)入了太陽(yáng)軌道；第二個(gè)命中月球視中心以北800公里處，在即將撞擊月球表面的瞬間向地球發(fā)回關(guān)于月球附近不存在強(qiáng)磁場(chǎng)和輻射帶的信息。這是第一個(gè)到達(dá)地球以外其他天體的航天器。第三個(gè)探測(cè)器從月球之南7900公里進(jìn)入繞月飛行軌道，經(jīng)過(guò)月球背面時(shí)拍攝到月球背面70％從未被人類見(jiàn)過(guò)的區(qū)域和30％可從地面看見(jiàn)的月面。探測(cè)器飛回地球時(shí)，軌道正處于地球北半球的上空，有利于蘇聯(lián)地球站跟蹤和數(shù)據(jù)接收。探測(cè)器在回程中又將所拍攝的資料重復(fù)播送。地球站收到并整理出約30張關(guān)于月球背面的圖像，月球背面的面貌第一次被揭開(kāi)了。
1963～1976年是蘇聯(lián)實(shí)施月球考察計(jì)劃的第二個(gè)階段。在此期間蘇聯(lián)共發(fā)射21個(gè)“月球”號(hào)探測(cè)器（圖7）。最重要的成果是：“月球”16、20和24號(hào)分別于1970年9月、1972年2月和1976年8月在月面軟著陸并鉆孔取樣，將月球的土壤和巖石樣品帶回地球；“月球”17號(hào)和21號(hào)在1970年11月和1973年1月分別攜帶一輛重約1.8噸的月球車在月面軟著陸，由地面遙控月球車在月面自動(dòng)行駛考察。兩輛月球車分別行駛了10.5和37公里。
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世界航天史
美國(guó)早期的月球探測(cè)器是“先驅(qū)者”號(hào)探測(cè)器，從1958年開(kāi)始發(fā)射。前3個(gè)都因未達(dá)到預(yù)定速度而失敗，第4個(gè)雖然發(fā)射成功，但時(shí)間上已晚于蘇聯(lián)，且在離月球很遠(yuǎn)處飛過(guò)，未發(fā)回重要信息。此后，美國(guó)把對(duì)月球探測(cè)的第二個(gè)階段計(jì)劃與“阿波羅”載人登月計(jì)劃（見(jiàn)“阿波羅”工程）結(jié)合起來(lái)，執(zhí)行了“徘徊者”號(hào)探測(cè)器、“勘測(cè)者”號(hào)探測(cè)器和“月球軌道環(huán)行器”計(jì)劃。
行星探測(cè) 太陽(yáng)系的九個(gè)行星分為內(nèi)行星和外行星。4個(gè)內(nèi)行星是水星、金星、地球和火星,5個(gè)外行星是木星、土星、天王星、海王星和冥王星。行星探測(cè)可分為內(nèi)行星探測(cè)和外行星探測(cè)兩類。
內(nèi)行星探測(cè)從60年代初開(kāi)始。1961年 2月12日蘇聯(lián)發(fā)射第一個(gè)金星探測(cè)器。這個(gè)探測(cè)器在需時(shí)約 3個(gè)月的旅程中只飛行了15天便與地面中斷了通信聯(lián)系。在60年代，蘇聯(lián)多次發(fā)射金星探測(cè)器，但均無(wú)重要收獲。美國(guó)在1962年8月26日發(fā)射“水手”2號(hào)金星探測(cè)器（見(jiàn)“水手”號(hào)探測(cè)器）,探測(cè)器在距金星35000公里的地方掠過(guò)，取得了關(guān)于金星的某些資料。當(dāng)探測(cè)器經(jīng)過(guò)金星時(shí)，科學(xué)家測(cè)量它因金星引力而產(chǎn)生的軌道偏差，首次準(zhǔn)確地計(jì)算出金星的質(zhì)量。從70年代開(kāi)始蘇聯(lián)和美國(guó)的金星探測(cè)進(jìn)入第二個(gè)階段。1971年，蘇聯(lián)“金星” 7號(hào)探測(cè)器（見(jiàn)“金星”號(hào)探測(cè)器）的著陸艙在金星表面軟著陸成功，此后相繼發(fā)射“金星” 8號(hào)至“金星”16號(hào)探測(cè)器，發(fā)回了一批金星全景遙測(cè)照片和測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)得的金星表面溫度高達(dá) 470±8°C，壓力為9±0.15兆帕（約90±1.5大氣壓）。美國(guó)在 1978年金星大沖期間發(fā)射了“先驅(qū)者-金星”1號(hào)和 2號(hào)探測(cè)器(見(jiàn)“先驅(qū)者”號(hào)探測(cè)器)，在金星表面軟著陸成功，對(duì)金星進(jìn)行了綜合考察。
人類對(duì)火星上可能存在生命的問(wèn)題一直懷有希望。蘇聯(lián)在1962～1973年間發(fā)射了7個(gè)“火星”號(hào)探測(cè)器,其中1個(gè)飛越火星，2個(gè)出了故障，2個(gè)軟著陸失敗，2個(gè)軟著陸后不久通信中斷。美國(guó)在1964～1975年間共發(fā)射 6個(gè)“水手”號(hào)探測(cè)器和2個(gè)“海盜”號(hào)探測(cè)器（圖8）。前者拍攝了火星的照片，后者拋出著陸艙在火星表面軟著陸(見(jiàn)彩圖)。蘇、美兩國(guó)對(duì)火星探測(cè)的結(jié)果表明，在著陸點(diǎn)附近未發(fā)現(xiàn)地球類型的生命形式（見(jiàn)地外生命探索）。
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人類第一次用逼近方式取得關(guān)于水星表面狀態(tài)的信息是 1973年美國(guó)發(fā)射的“水手” 10號(hào)探測(cè)器在距水星690 公里處發(fā)回的。水星是太陽(yáng)系內(nèi)距太陽(yáng)最近的行星。從地球上觀察只能在它接近地平線處才有可能。但它這時(shí)的形象又因大氣和渦流的遮攔而十分模糊?！八帧?0號(hào)發(fā)回的水星照片十分清晰，可分辨約150米大小的物體。測(cè)得的數(shù)據(jù)表明水星表面很像月球，布滿大大小小的環(huán)形山，有很稀薄的大氣，大氣壓力小于2×10-11帕，晝夜溫差極大，白天溫度達(dá)700K，夜間冷到100K。
外行星探測(cè)是從70年代初開(kāi)始的。它比內(nèi)行星探測(cè)的距離遠(yuǎn)，探測(cè)器飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，必須有大功率無(wú)線電發(fā)射機(jī)和大的發(fā)射天線才能使發(fā)回的信號(hào)在達(dá)到地球表面時(shí)仍有一定的強(qiáng)度。其次，在離太陽(yáng)遙遠(yuǎn)的空間已不可能利用太陽(yáng)電池，只能用核電源。1972年3月美國(guó)發(fā)射了第一個(gè)探測(cè)外行星的“先驅(qū)者”10號(hào)探測(cè)器。1973年12月，這個(gè)探測(cè)器飛近木星，向地球發(fā)回300張中等分辨率的木星照片，然后利用木星的引力場(chǎng)加速飛向土星，再利用土星的引力場(chǎng)加速飛行，折向海王星，1983年飛過(guò)海王星的軌道，預(yù)計(jì)到1986年將越過(guò)冥王星的平均軌道，成為脫離太陽(yáng)系的第一個(gè)航天器。1973年4月發(fā)射的“先驅(qū)者”11號(hào)探測(cè)器在1974年12月經(jīng)過(guò)木星，1979年9月在離土星34000公里處掠過(guò)，拍攝了土星的照片，發(fā)回有關(guān)土星光環(huán)成分的資料。1977年8月和9月，美國(guó)發(fā)射“旅行者”2號(hào)和1號(hào)探測(cè)器(見(jiàn)“旅行者”號(hào)探測(cè)器)。1979年以后，它們陸續(xù)發(fā)回木星和土星的照片，清楚地顯示出木星的光環(huán)、極光和 3顆新衛(wèi)星以及木星的大紅斑結(jié)構(gòu)和磁尾形狀，土星的光環(huán)構(gòu)造、新的土星衛(wèi)星、奇異的電磁環(huán)境等信息(見(jiàn)彩圖)。70～80年代的空間探測(cè)成果無(wú)論從航天技術(shù)水平，或是從空間天文觀測(cè)成果來(lái)看，都是重大的歷史性成就。
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人進(jìn)入太空
載人航天是航天技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新階段。實(shí)現(xiàn)載人航天需要解決的主要問(wèn)題是：研制出高度可靠而推力又足夠大的運(yùn)載工具；獲得關(guān)于空間飛行環(huán)境的足夠信息，對(duì)人所能承受的極限環(huán)境條件作出正確的判斷；研制出能確保航天員生活、工作和安全飛行的生命保障系統(tǒng)和救生系統(tǒng)；能對(duì)飛行中的航天員的器官功能和健康進(jìn)行監(jiān)測(cè)；研制出航天器的人工駕駛和自動(dòng)控制系統(tǒng)；使地面與航天員之間保持可靠的不間斷的通信聯(lián)系；掌握航天器再入大氣層和安全返回的技術(shù)。
第一個(gè)航天員 早在40年代末，人們就把一些生物裝入探空火箭進(jìn)行試驗(yàn)。50年代后期，出現(xiàn)了攜帶動(dòng)物的人造衛(wèi)星，對(duì)生命保障系統(tǒng)、回收技術(shù)、遙測(cè)、遙控、通信技術(shù)等進(jìn)行了全面試驗(yàn)?？茖W(xué)家們對(duì)獲得的空間環(huán)境數(shù)據(jù)加以處理后發(fā)現(xiàn)過(guò)去對(duì)微流星的危害估計(jì)偏高，存在輻射帶的空間也是有限的，從而肯定了人進(jìn)入太空的可行性。蘇聯(lián)在發(fā)射了5艘不載人的衛(wèi)星式飛船后，于1961年4月12日用“東方”號(hào)運(yùn)載火箭(見(jiàn)彩圖)成功地發(fā)射了世界上第一艘載人飛船“東方”1號(hào)(見(jiàn)“東方”號(hào)飛船)，使Ю.А.加加林成為世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人，從而開(kāi)辟了人類航天的道路。
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登月 人踏上月球是載人航天活動(dòng)的新高峰。美國(guó)為了加強(qiáng)航天活動(dòng)，于1958年采取了一項(xiàng)重要措施，將航空咨詢委員會(huì)改組為美國(guó)國(guó)家航空航天局，并作出兩項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的決定：一個(gè)是立即為載人的“水星”計(jì)劃選調(diào)航天員；第二是優(yōu)先發(fā)展巨大推力的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)。1961年 5月25日，美國(guó)總統(tǒng)J.F.肯尼迪向國(guó)會(huì)提出在60年代末將人送上月球的“阿波羅”工程。在國(guó)家航空航天局嚴(yán)格而科學(xué)的管理下，經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)人8年多的工作，1969年 7月20日由航天員N.A.阿姆斯特朗和E.E.奧爾德林駕駛的“阿波羅”11號(hào)飛船的登月艙降落在月球赤道附近的靜海區(qū)。這是一次震動(dòng)全球的壯舉，也是世界航天史上具有重大歷史意義的成就。此后，“阿波羅”12、14、15、16、17號(hào)相繼登月成功，對(duì)月球進(jìn)行了廣泛的考察。“阿波羅”工程集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的水平，推動(dòng)了航天技術(shù)的迅速發(fā)展。
飛船空間對(duì)接 1975年蘇、美兩國(guó)的載人飛船在地球軌道上交會(huì)和對(duì)接并進(jìn)行聯(lián)合飛行，這是載人航天活動(dòng)的一個(gè)重要事件。整個(gè)60年代，蘇聯(lián)和美國(guó)雖然在氣象衛(wèi)星信息交換、被動(dòng)通信衛(wèi)星試驗(yàn)以及生物醫(yī)學(xué)等方面有過(guò)合作，但深度和廣度十分有限。1969年，蘇、美兩國(guó)商定在載人航天方面進(jìn)行一次有效的合作。由蘇聯(lián)的“聯(lián)盟”號(hào)飛船和美國(guó)的“阿波羅”號(hào)飛船進(jìn)行一次聯(lián)合飛行。經(jīng)過(guò)幾年的努力，為實(shí)現(xiàn)飛船對(duì)接和聯(lián)合飛行所需要解決的測(cè)距方法與交會(huì)系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)、通信與飛行控制、生命保障和艙內(nèi)環(huán)境條件等問(wèn)題都獲得解決。1975年7月15日，蘇聯(lián)發(fā)射“聯(lián)盟”19號(hào)飛船。飛船在第4和第17圈作了兩次機(jī)動(dòng)變軌，最后進(jìn)入225公里高的圓形軌道。在“聯(lián)盟”號(hào)飛船起飛后7小時(shí)30分，美國(guó)發(fā)射“阿波羅”18號(hào)飛船進(jìn)入與“聯(lián)盟”號(hào)飛船相同的軌道。兩艘飛船的發(fā)射和入軌都很成功。在“阿波羅”號(hào)飛船飛行到29圈,“聯(lián)盟”號(hào)飛船飛行到36圈時(shí)，兩船開(kāi)始對(duì)接并聯(lián)合飛行2天（圖9）。兩國(guó)航天員經(jīng)由過(guò)渡段進(jìn)行了互訪，共同表演科學(xué)試驗(yàn)，聯(lián)合舉行答記者問(wèn)，完成了合作計(jì)劃。
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在空間建立基地
在空間建立適合人們長(zhǎng)期生活和工作的基地既是航天先驅(qū)者的理想，也是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用太空的需要。第一步是建立可長(zhǎng)期工作的航天站。到1984年年中，進(jìn)入近地軌道的航天站有3種：美國(guó)的“天空實(shí)驗(yàn)室”、蘇聯(lián)的“禮炮”號(hào)航天站和歐洲空間局的“空間實(shí)驗(yàn)室”。
“天空實(shí)驗(yàn)室”美國(guó)國(guó)家航空航天局利用“阿波羅”工程節(jié)余的“土星” 5號(hào)運(yùn)載火箭的末級(jí)，將它改造成為試驗(yàn)型航天站，即“天空實(shí)驗(yàn)室”。“天空實(shí)驗(yàn)室”于1973年5月14日發(fā)射進(jìn)入435公里高的軌道。先后有3批共9名航天員登上“天空實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行生物學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、太陽(yáng)物理、天文觀測(cè)、對(duì)地觀測(cè)和工程技術(shù)試驗(yàn)，拍攝了約1000萬(wàn)平方公里地球表面的 4萬(wàn)多張照片(見(jiàn)彩圖)?！疤炜諏?shí)驗(yàn)室”取得的另一重大成果是觀察到一次中等程度的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)的全過(guò)程，并進(jìn)行了錄像，這是研究太陽(yáng)耀斑的極可貴的資料。根據(jù)原來(lái)的設(shè)計(jì)，“天空實(shí)驗(yàn)室”應(yīng)在軌道上運(yùn)行到80年代初，待航天飛機(jī)研制成功后由航天飛機(jī)將其回收，但由于1978～1979年間太陽(yáng)黑子活動(dòng)加劇，大氣層略有擴(kuò)張，致使“天空實(shí)驗(yàn)室”在軌道上的阻力增加，于1979年7月11日提前墜入大氣層燒毀。
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“禮炮”號(hào)航天站 蘇聯(lián)從60年代以來(lái)發(fā)射了 6艘“東方”號(hào)飛船和2艘“上升”號(hào)飛船,完成了第一階段的載人航天任務(wù)。蘇聯(lián)根據(jù)這些航天實(shí)踐得出結(jié)論，在軌道上建立可長(zhǎng)時(shí)間工作的航天站，比每次攜帶一套電源、生命保障系統(tǒng)和通用設(shè)備的單個(gè)飛船更為經(jīng)濟(jì)有效。因此決定發(fā)展能為軍用和民用較大規(guī)?？茖W(xué)試驗(yàn)服務(wù)的“禮炮”號(hào)航天站，并用“聯(lián)盟”號(hào)飛船作為接送航天員的工具。同時(shí)研制專為“禮炮”號(hào)航天站運(yùn)送物資的不回收的“進(jìn)步”號(hào)飛船。蘇聯(lián)從1971年4月19日到1984年11月共發(fā)射7個(gè)“禮炮”號(hào)航天站,以實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，進(jìn)一步完善航天設(shè)備，并從事許多與科學(xué)研究、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事有關(guān)的探測(cè)、偵察、試驗(yàn)活動(dòng)。自1979年 9月29日“禮炮”6號(hào)航天站上天以來(lái)，蘇聯(lián)共進(jìn)行33次與此有關(guān)的發(fā)射活動(dòng)，先后有19批航天員到航天站上工作?！岸Y炮”6號(hào)航天站有兩個(gè)對(duì)接艙口，借以進(jìn)行不定期的加油、補(bǔ)給、輪換航天員。1982年4月19日蘇聯(lián)發(fā)射“禮炮”7號(hào)航天站，以“禮炮”7號(hào)航天站為中心的載人航天活動(dòng)正在進(jìn)行中。3名航天員在“禮炮”7號(hào)航天站上創(chuàng)造了持續(xù)飛行236天22小時(shí)50分的新紀(jì)錄，完成了多項(xiàng)需要長(zhǎng)期工作的科學(xué)研究課題，包括植物在太空環(huán)境下從播種、發(fā)芽、生長(zhǎng)、開(kāi)花到結(jié)果的全過(guò)程的研究。
“空間實(shí)驗(yàn)室” 70年代初，美國(guó)曾計(jì)劃在航天飛機(jī)上裝備一個(gè)能進(jìn)行精密加工、制造高強(qiáng)度材料、提煉高純度單晶體和某些生物制品的航天器。后因經(jīng)費(fèi)不足，遂與歐洲空間局達(dá)成協(xié)議，由西歐國(guó)家按照美國(guó)航天飛機(jī)貨艙的尺寸和承載能力研制“空間實(shí)驗(yàn)室”。“空間實(shí)驗(yàn)室”由一個(gè)圓柱形增壓艙和一個(gè)敞開(kāi)的儀器艙組成。前者是航天員的生活和工作場(chǎng)所，裝有生命保障系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和小型專用儀器設(shè)備。1983年11月28日“空間實(shí)驗(yàn)室”1號(hào)由“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)運(yùn)送入軌(圖10)。聯(lián)邦德國(guó)專家也參加了實(shí)驗(yàn)室的工作?！翱臻g實(shí)驗(yàn)室”的研制成功為美國(guó)國(guó)家航空航天局提供了一個(gè)重要的航天器，也使西歐開(kāi)始直接參加載人航天活動(dòng)。
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世界航天史
航天飛機(jī)出現(xiàn)
運(yùn)載火箭將人造衛(wèi)星、空間探測(cè)器、載人飛船、航天站等航天器送入軌道后，就被遺棄在太空直至墜入大氣層焚毀，這是航天活動(dòng)耗費(fèi)巨大的一個(gè)重要原因。60年代各種航天器發(fā)射頻繁，降低單位有效載荷的發(fā)射費(fèi)用就顯得日益重要，為了降低費(fèi)用，提高效益，一些科學(xué)家提出了研制能多次使用的航天飛機(jī)的設(shè)想。美國(guó)、蘇聯(lián)、法國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)都曾對(duì)航天飛機(jī)的方案作過(guò)探索性研究工作。在這些國(guó)家中，美國(guó)最早開(kāi)始研制航天飛機(jī)并將其投入商業(yè)性飛行（見(jiàn)美國(guó)航天飛機(jī)工程）。美國(guó)航天飛機(jī)的論證工作始于1969年。1972年 1月美國(guó)政府批準(zhǔn)航天飛機(jī)為正式工程項(xiàng)目。最后確定的方案是整個(gè)飛行器由可回收重復(fù)使用的固體助推器、不回收的外貯箱和可多次使用的軌道器三個(gè)部分組成。方案要求能乘載7名航天員，但對(duì)乘員體質(zhì)要求并不十分嚴(yán)格。航天飛機(jī)起飛時(shí)加速度不超過(guò)3g，正常降落時(shí)不大于1.5g。對(duì)于這樣的過(guò)載環(huán)境，身體健康的人稍加訓(xùn)練就可以承受。1981～1982年10月，航天飛機(jī)進(jìn)行研制性飛行試驗(yàn)。1982年11月11日，美國(guó)航天飛機(jī)首次進(jìn)行商業(yè)性飛行，從近地軌道將兩顆通信衛(wèi)星送入地球靜止軌道。截至1984年，又有“挑戰(zhàn)者”號(hào)和“發(fā)現(xiàn)”號(hào)兩架航天飛機(jī)投入使用。美國(guó)航天飛機(jī)先后飛行了14次，共將14顆衛(wèi)星運(yùn)送入軌，還從軌道上捕捉了三顆不能工作的衛(wèi)星，其中一顆經(jīng)修復(fù)后重新放入軌道，另外兩顆被帶回。地面(見(jiàn)彩圖)“蘇聯(lián)研制的航天飛機(jī)也進(jìn)入了試驗(yàn)階段，到1984年年底，蘇聯(lián)航天飛機(jī)已作過(guò)多次研制性飛行試驗(yàn)。航天飛機(jī)兼有運(yùn)載火箭、載人航天器和高性能飛機(jī)的多重特性。它提高了航天活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益，使航天技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)更高的階段。
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世界航天史
人類最早產(chǎn)生太空飛行理想的年代已難以查證，但有效的航天活動(dòng)只是近30年的事。在不到一代人的時(shí)間里，航天事業(yè)取得了巨大的成就，它極大地豐富了人類的知識(shí)寶庫(kù)，典型地反映了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的節(jié)奏，甚至正在改變現(xiàn)代文明社會(huì)的面貌。正是在這一領(lǐng)域，人們所要征服的對(duì)象──宇宙是無(wú)窮盡的，人類社會(huì)也必將從人類征服太空的活動(dòng)中吸取不斷前進(jìn)的力量。
2.美國(guó)航天旅游一次多少錢
一次航天旅行需要一百萬(wàn)費(fèi)用。
3.美國(guó)航天旅游是哪家公司
波音公司是全球航空航天業(yè)的領(lǐng)袖公司，也是世界上最大的民用和軍用飛機(jī)制造商之一。此外，波音公司設(shè)計(jì)并制造旋翼飛機(jī)、電子和防御系統(tǒng)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、發(fā)射裝置、以及先進(jìn)的信息和通訊系統(tǒng)。作為美國(guó)國(guó)家航空航天局的主要服務(wù)提供商，波音公司運(yùn)營(yíng)著航天飛機(jī)和國(guó)際空間站。波音公司還提供眾多軍用和民用航線支持服務(wù)，其客戶分布在全球90多個(gè)國(guó)家。就銷售額而言，波音公司是美國(guó)最大的出口商之一。波音公司近日公布了其最新市場(chǎng)展望，預(yù)測(cè)中國(guó)國(guó)內(nèi)航空旅行市場(chǎng)的規(guī)模將躍居全球首位，且中國(guó)的商用飛機(jī)數(shù)量到2034年將增至目前的近三倍。
4.美國(guó)航天旅游節(jié)
1961年4月12日，人類首次遨游太空。27歲的前蘇聯(lián)宇航員尤里·加加林乘坐“東方1號(hào)”飛船，在莫斯科時(shí)間上午9時(shí)零7分發(fā)射升空，并按預(yù)定時(shí)間進(jìn)入空間軌道，在太空圍繞地球一周飛行108分鐘后返回地面，完成了人類第一次征服太空的壯舉。從1969年起，人們把每年的4月12日稱為“世界航天節(jié)”,有時(shí)又稱"世界航天日
5.美國(guó)航天旅游人員
航天旅游包括低空和高空。低空旅游可以乘坐熱氣球航天飛機(jī)等在低空觀賞地球景色，可以拍照拍視頻等。高空旅游可以乘坐載人宇宙飛船去月球火星等外太空，去觀賞地球，或者體驗(yàn)太空生活。隨著航天科技的發(fā)展，人民可以在其他星球長(zhǎng)期居住，甚至進(jìn)行太空移民。當(dāng)然何種旅游方式要看你的收入水平。
6.美國(guó)航天旅游項(xiàng)目
肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center，縮寫為KSC）位于美國(guó)東部佛羅里達(dá)州東海岸的梅里特島，成立于1962年7月，是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA，National Aeronautics and Space Administration）進(jìn)行載人與不載人航天器測(cè)試、準(zhǔn)備和實(shí)施發(fā)射的最重要場(chǎng)所，其名稱是為了紀(jì)念已故美國(guó)總統(tǒng)約翰·肯尼迪（John F. Kennedy）。
整個(gè)場(chǎng)地長(zhǎng)達(dá)55千米，寬10千米，面積達(dá)到了567平方公里，大約有17000人在那里工作。
場(chǎng)地上還有一個(gè)參觀者中心，參觀者也可以隨導(dǎo)游參觀。
肯尼迪航天中心是佛羅里達(dá)州的一個(gè)重要的旅游點(diǎn)。
同時(shí)由于肯尼迪航天中心大部分地區(qū)不開(kāi)放，它也是一個(gè)美國(guó)國(guó)家野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。
目前發(fā)射指揮部在39號(hào)發(fā)射中心，這里也是飛行器組裝建筑物的所在地。
在它的西部6千米處有兩個(gè)發(fā)射場(chǎng)，向南8千米處是肯尼迪航天中心的工業(yè)地區(qū)，那里有許多中心的支援設(shè)施和管理總部。
7.美國(guó)航天旅游價(jià)格
美國(guó)SpaceX公司、藍(lán)色起源、維珍以及荷蘭SXC等，都在推動(dòng)太空旅行業(yè)務(wù)，那么為什么太空旅行的價(jià)格只有25萬(wàn)美元，早在2005年中國(guó)的神舟5號(hào)的載人飛行實(shí)驗(yàn)，大約費(fèi)用卻高達(dá)10億元人民幣？
實(shí)際上主要原因就是，不管是SpaceX還是藍(lán)色起源，近些年來(lái)逐漸掌握了火箭系統(tǒng)的可回收技術(shù)，大大降低了發(fā)射成本，甚至現(xiàn)在SpaceX的發(fā)射成本具備全球競(jìng)爭(zhēng)力，拿到了NASA大量的訂單，過(guò)去由中國(guó)和印度承接的國(guó)際衛(wèi)星發(fā)射，也被SpaceX和藍(lán)色起源搶走了大量的訂單。
另一方面是中國(guó)的神舟5號(hào)載人飛船，不僅軌道緯度高，而且在太空中運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，相比之下SpaceX和藍(lán)色起源推出的太空旅行服務(wù)，短的只有十幾分鐘，長(zhǎng)的也只有一個(gè)小時(shí)，對(duì)于火箭的燃料、關(guān)鍵零部件的要求相對(duì)較低。
最重要的是，中國(guó)的神舟5號(hào)載人飛船的載重量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于歐美的太空旅行總載重，因此相對(duì)而言中國(guó)的載人飛船采用的是重型火箭，而這些歐美太空旅行服務(wù)火箭公司采用的是近程火箭。
那么中國(guó)也有火箭回收技術(shù)嗎？
是的，去年我國(guó)星際榮耀公司推出的“焦點(diǎn)一號(hào)”可重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)成功完成二次啟動(dòng)長(zhǎng)程500秒試車，“焦點(diǎn)一號(hào)”具備二次啟動(dòng)能力，這就意味著雙曲線1號(hào)會(huì)成為可重復(fù)使用運(yùn)載火箭。
根據(jù)資料，焦點(diǎn)一號(hào)是星際榮耀自主研發(fā)的15噸級(jí)可重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)，可重復(fù)使用次數(shù)達(dá)30次，可以為火箭節(jié)省了70%以上的制造成本，大大降低了太空探索的成本。
值得慶幸的是，目前我國(guó)也涌現(xiàn)出像SpaceX和藍(lán)色起源一樣的民營(yíng)火箭企業(yè)，其中就包括星際榮耀、藍(lán)劍航天和星河動(dòng)力，其中星際榮耀與星河動(dòng)力這兩家已率先成功完成入軌級(jí)的火箭發(fā)射。未來(lái)5年內(nèi)，中國(guó)實(shí)現(xiàn)太空旅行也并非不可想象。
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8.中國(guó)航天旅行
第一次去空間站的話，怎么樣裝作經(jīng)常去的樣子？
1、登上火箭發(fā)射架電梯前，要回頭跟媒體揮手致意，這時(shí)候笑容要自然，保持姿勢(shì)三四秒等下面的人拍好照片就回過(guò)頭不急不慢走進(jìn)電梯。
2、準(zhǔn)備發(fā)射前要自覺(jué)綁好安全帶，關(guān)掉手機(jī)，不要等空姐來(lái)提醒才做，而且全程不要解掉安全帶，到座位上就閉上眼睡覺(jué)，不要像個(gè)大鄉(xiāng)里進(jìn)城似的朝舷窗張望，也不要拿出個(gè)筆記本電腦打dota擼代碼。
3、不要吃火箭上的火箭餐，任何已經(jīng)多次乘搭火箭而且對(duì)飲食和生活有所追求的人都不會(huì)想去吃那種脫水食物充饑，最多只能問(wèn)空姐要一杯白開(kāi)水。
4、進(jìn)入軌道后立刻馬上進(jìn)入失重狀態(tài)，這時(shí)候沒(méi)見(jiàn)過(guò)世面的宇航員都會(huì)飄到舷窗處驚呼地球多美麗，甚至掏出單反拍照發(fā)推，而你作為一個(gè)多次乘搭火箭來(lái)往國(guó)際空間站的老宇航員，自然不會(huì)像個(gè)沒(méi)見(jiàn)過(guò)世面的大鄉(xiāng)里那樣?xùn)|張西望。你淡定自若地通過(guò)對(duì)講機(jī)給地面報(bào)告了基本狀態(tài)就要有條不紊地準(zhǔn)備進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道，前往空間站。
5、進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道前在收費(fèi)站靠邊停船取卡，你要把握好距離，如果跟收費(fèi)員和卡機(jī)離得太遠(yuǎn)或者太近會(huì)顯得你是剛拿駕照的新手，最好保持二三十公分的距離，拿到卡片后就慢慢關(guān)上舷窗，掛入D擋啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備變軌。
6、首先你要將在軌線速度慢慢沿著匝道將航速提高到60KM/H，到達(dá)虛線交匯處，看倒后鏡確定后方飛船的間隔安全，然后踩油門提速直至90KM/H-100KM/H，并入轉(zhuǎn)移軌道。
7、到達(dá)空間站時(shí)需要減速對(duì)接，你要緩緩把飛船開(kāi)到其中一個(gè)閘口前，停穩(wěn)后慢慢搖下舷窗，把卡片和大鈔遞出去，然后接到找零都扔到雜物柜里，不要逐張零鈔都整理好塞進(jìn)錢包，否則后面等待對(duì)接的貨運(yùn)飛船等得不耐煩就鳴笛警告了。
8、走進(jìn)空間站后通常艙內(nèi)會(huì)拍錄像，你不要害怕鏡頭，要微笑揮手致意，保持笑容三四秒等記者和粉絲都能拍到最好的照片。
9、不要亂去評(píng)論其他國(guó)家的艙室怎么怎么不好，比方說(shuō)俄羅斯艙的怎么這么響，日本艙頭頂那個(gè)裝貨的小疙瘩意義何在，歐美日這邊的燈光怎么這么刺眼，這樣會(huì)顯得這個(gè)人怎么這么沒(méi)教養(yǎng)。
10、別像那些三四線小縣城來(lái)的村炮一般見(jiàn)識(shí)，整天拿個(gè)單反拍地球，或者自拍錄視頻發(fā)推，沒(méi)見(jiàn)過(guò)世面，而你畢竟是一個(gè)身經(jīng)百戰(zhàn)的宇航員理應(yīng)見(jiàn)的多了，理應(yīng)淡泊虛名，更關(guān)注如何做一個(gè)幸福的人，喂馬、劈柴，周游世界。。。
11、不要學(xué)中國(guó)的費(fèi)俊龍那樣翻跟頭，這樣會(huì)給人熊孩子小兒多動(dòng)癥的印象，踢壞了設(shè)備如果賠不起也有失逼格。
12、不要學(xué)加拿大人克里斯大叔那樣吃個(gè)飯不僅要拍照發(fā)推，還要錄視頻傳Y站，也只有加拿大這種落后的城鄉(xiāng)結(jié)合國(guó)的娘們才喜歡這么干，你是見(jiàn)過(guò)世面的男人當(dāng)然不會(huì)干這些事。
13、第一次操作Canadarm可以參考你在藍(lán)翔畢業(yè)前學(xué)過(guò)的挖掘機(jī)操作技術(shù)，舉一反三，融會(huì)貫通，給其他組員一種天分極高的印象，但也不要太過(guò)高調(diào)。
14、回程時(shí)記得跟留守的組員道別，道別后就不要回頭了，動(dòng)畫里那些帥氣的男主角轉(zhuǎn)身后絕對(duì)不會(huì)回頭，哪怕身后是核爆。
15、飛船與國(guó)際空間站分離，記得下車看看輪子里有沒(méi)有小狗小貓之類的，作為一個(gè)有愛(ài)心的男人，要關(guān)心和愛(ài)護(hù)小動(dòng)物。
16、當(dāng)飛船返回艙進(jìn)入黑障區(qū)，會(huì)發(fā)生通信中斷的現(xiàn)象，這時(shí)候你千萬(wàn)不要慌張，可以小小抱怨一句，比如“又?jǐn)嗑€了，早知道就買去小米4？”
17、當(dāng)返回艙著陸后，俄羅斯人會(huì)把你抬出來(lái)，這樣在鏡頭前也不雅觀，你要優(yōu)雅地自己走出來(lái)，對(duì)工作人員微笑致意，不要忘了給小費(fèi)，有人來(lái)拍照要記住插袋。
18、安頓好一切之后，可以上豆瓣簡(jiǎn)單寫個(gè)游記，就像平日去趟旅游那樣簡(jiǎn)單。
9.美國(guó)航空旅游
10月27日，美國(guó)駐廣州總領(lǐng)事館非移民簽證處官方微博發(fā)布消息顯示，美國(guó)駐廣州總領(lǐng)事館將于2021年11月9日恢復(fù)正常簽證申請(qǐng)面談業(yè)務(wù)。這意味著，以旅游或商務(wù)為目的入境美國(guó)將完全放開(kāi)。
10月26日，美國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)言人內(nèi)德·普賴斯（Ned Price）表示，從11月8日起，完成了全劑量疫苗接種的人可直接乘坐飛機(jī)入境美國(guó)。美國(guó)駐華大使館和領(lǐng)事館發(fā)布的旅行制度補(bǔ)充細(xì)則顯示，乘飛機(jī)前往美國(guó)的非美國(guó)公民、非移民必須已經(jīng)接種全劑量疫苗。此外，外國(guó)旅客在登機(jī)前往美國(guó)之前，都需要進(jìn)行病毒檢測(cè)。已接種疫苗者需要提供出行前三日內(nèi)的檢測(cè)陰性證明，而未接種疫苗者則需提供出行前一天內(nèi)的檢測(cè)陰性證明。
10.航天飛機(jī)旅行
1961年4月12日，蘇聯(lián)發(fā)射世界第一艘載人飛船“東方”1號(hào)。尤里·加加林少校乘“東方”1號(hào)飛船用了108分鐘繞地球運(yùn)行一圈后，在薩拉托夫附近安全返回。加加林成為世界上第一位遨游太空的航天員，使蘇聯(lián)在與美國(guó)開(kāi)展的載人航天競(jìng)賽中贏得了世界第一。1968年3月27日，加加林駕駛米格15殲擊機(jī)訓(xùn)練時(shí)，因飛機(jī)事故遇難身亡。
1961年5月5日，美國(guó)第一位進(jìn)行亞軌道飛行的航天員艾倫·B·謝潑德駕駛美國(guó)“水星”MR3飛船進(jìn)行首次載人亞軌道飛行，美國(guó)因此成為繼蘇聯(lián)之后世界上第二個(gè)具有載人航天能力的國(guó)家。
11.美國(guó)航天旅行
世界航天史
開(kāi)普勒所著的書籍
探索浩瀚的宇宙，是人類千百年來(lái)的美好夢(mèng)想；自從1957年10月4日世界上第一顆人造地球衛(wèi)星；航天技術(shù)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶。世界航天史包括：一、火箭技術(shù)；二、衛(wèi)星時(shí)代；三、空間探測(cè)；四、載人航天。
基本信息
中文名
世界航天史
出版物類別
航天
作者
約翰尼斯·開(kāi)普勒
目錄
正文
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從幻想到科學(xué)
古代火箭的發(fā)展
近代自然科學(xué)提供的條件
科學(xué)幻想作品的啟迪
克服地球引力的努力
航天先驅(qū)者
V-2火箭的歷史作用
沖出大氣層
航天新紀(jì)元
第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射
衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用
深空探測(cè)
月球探測(cè)
行星探測(cè)
人進(jìn)入太空
第一個(gè)航天員
登月
飛船空間對(duì)接
在空間建立基地
“天空實(shí)驗(yàn)室”
“禮炮”號(hào)航天站
“空間實(shí)驗(yàn)室”
航天飛機(jī)出現(xiàn)
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遨游太空是人類自古就有的愿望。古代火箭的發(fā)展、16世紀(jì)以來(lái)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、現(xiàn)代工業(yè)的興起使人類得以從幻想轉(zhuǎn)向科學(xué)探索。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，在一些工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家出現(xiàn)了一批航天先驅(qū)者。他們開(kāi)始研究和解決航天的科學(xué)理論和工程技術(shù)問(wèn)題，還著手設(shè)計(jì)和試驗(yàn)火箭。經(jīng)過(guò)大約半個(gè)世紀(jì)的努力，人類終于把人造地球衛(wèi)星送入太空，從而開(kāi)創(chuàng)了航天紀(jì)元。自從1957年第一顆人造衛(wèi)星上天以來(lái)到1984年底，蘇聯(lián)、美國(guó)、法國(guó)、日本、中國(guó)、英國(guó)、印度等國(guó)家以及歐洲空間局先后研制出近80種運(yùn)載火箭，修建了10多個(gè)大型航天器發(fā)射場(chǎng)，設(shè)計(jì)、制造和發(fā)射了3022顆人造地球衛(wèi)星、100多個(gè)載人航天器及109個(gè)空間探測(cè)器，建立了完善的跟蹤和測(cè)量控制系統(tǒng)、地面模擬試驗(yàn)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。約有40個(gè)不同用途的應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)投入運(yùn)行。一些不能獨(dú)立研制或沒(méi)有條件發(fā)射航天器的國(guó)家通過(guò)購(gòu)買、租用或委托發(fā)射也有了自己的衛(wèi)星或獲得衛(wèi)星服務(wù)。航天國(guó)際合作廣泛開(kāi)展，形式多樣。蘇聯(lián)的航天站已能在太空持續(xù)運(yùn)行58個(gè)月，航天員在太空的持續(xù)飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)236天22小時(shí)50分。美國(guó)航天飛機(jī)進(jìn)行了14次飛行，完成了運(yùn)送和回收衛(wèi)星的雙向運(yùn)載任務(wù)。先后有14個(gè)國(guó)家的150余名航天員進(jìn)入太空，12個(gè)人踏上月球。空間探測(cè)器已經(jīng)成功地考察了太陽(yáng)系的許多行星，實(shí)現(xiàn)了在金星和火星上軟著陸，探測(cè)了水星、木星、土星，有的將飛出太陽(yáng)系進(jìn)行科學(xué)探索。幾十年的航天活動(dòng)促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)人類社會(huì)生活也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。
從幻想到科學(xué)
航天思想萌芽于古代人們對(duì)太空的向往。但是科學(xué)地論證克服地球引力場(chǎng)的條件，只有在經(jīng)典力學(xué)，特別是天體力學(xué)的基礎(chǔ)上才能做到。
古代火箭的發(fā)展 航天離不開(kāi)火箭?；鸺窃诨鹚幇l(fā)明以后為適應(yīng)軍事和娛樂(lè)需要而出現(xiàn)的?；鸺s在12世紀(jì)出現(xiàn)于中國(guó)（見(jiàn)中國(guó)古代火箭）。在13世紀(jì)，中國(guó)、印度和阿拉伯國(guó)家都使用過(guò)火箭，以后火箭又傳入歐洲。這個(gè)時(shí)期的火箭比較原始，通常用層紙卷成藥筒，內(nèi)裝火藥，把藥筒綁在細(xì)長(zhǎng)的箭桿上，靠點(diǎn)燃藥筒的引線發(fā)射。從13世紀(jì)到18世紀(jì)中葉，火箭技術(shù)的進(jìn)展比較緩慢。18世紀(jì)后期，印度軍用火箭取得較大進(jìn)步。藥筒改由鐵皮制造，能夠承受較大的燃燒壓力。火藥的性能也有了改善?；鸺纳涑桃芽沙^(guò) 1公里。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了良好戰(zhàn)果。
印度軍隊(duì)成功使用火箭的戰(zhàn)例推動(dòng)了歐洲火箭技術(shù)的發(fā)展。曾在印度作戰(zhàn)的英國(guó)軍官W.康格里夫?qū)τ《然鸺髁烁倪M(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?；鸺男阅苓M(jìn)一步提高，最大射程可達(dá)3公里。19世紀(jì)初，英軍在多次大的戰(zhàn)役中使用了康格里夫火箭，取得了顯著的效果，促使歐洲許多國(guó)家研制火箭并建立火箭部隊(duì)，黑火藥火箭獲得更廣泛的應(yīng)用。19世紀(jì)70年代以后，火炮技術(shù)有了新的突破，特別是線膛炮的成功應(yīng)用使火箭在使用性能方面遠(yuǎn)不如火炮，火箭的發(fā)展也就變得緩慢。但古代火箭的演進(jìn)為現(xiàn)代火箭的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
近代自然科學(xué)提供的條件 16世紀(jì)中葉，波蘭天文學(xué)家N.哥白尼創(chuàng)立了科學(xué)的日心地動(dòng)說(shuō)，改變了當(dāng)時(shí)人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。之后，天文學(xué)家第谷·布拉赫通過(guò)大量天文觀測(cè)獲得了有關(guān)行星運(yùn)動(dòng)的豐富資料。J.開(kāi)普勒對(duì)第谷的觀測(cè)資料用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行了分析計(jì)算和研究，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律，為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基石。1609年，伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡巡視星空，使人類對(duì)太空的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生一個(gè)飛躍。伽利略還發(fā)現(xiàn)了自由落體定律和慣性原理，為經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。1673年，荷蘭物理學(xué)家C.惠更斯從單擺和圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)得出向心力定律。I.牛頓根據(jù)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象研究自然界的力，在1687年發(fā)表了他的不朽著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。他在這本書中提出了萬(wàn)有引力定律和三大運(yùn)動(dòng)定律，創(chuàng)立了天體力學(xué)，使人們得以從動(dòng)力學(xué)的角度來(lái)研究天體的力學(xué)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)典力學(xué)，特別是天體力學(xué)是航天先驅(qū)者尋求克服地球引力而進(jìn)入太空的途徑的理論基礎(chǔ)。
科學(xué)幻想作品的啟迪 科學(xué)幻想常常寓有科學(xué)的預(yù)言，能夠啟發(fā)人們作出重大的發(fā)明和創(chuàng)造。將天文知識(shí)與循理虛構(gòu)的故事結(jié)合起來(lái)的太空飛行幻想小說(shuō)起源于17世紀(jì)。開(kāi)普勒是最早撰寫太空科學(xué)幻想小說(shuō)的作家。他的作品《夢(mèng)游》描述了人飛渡月球的情景。在17世紀(jì)的太空幻想小說(shuō)作家中，法國(guó)的S.C.德貝爾熱拉克最富有想象力。他在《月球旅行》一書中設(shè)想了多種推進(jìn)方法，包括火箭和利用太陽(yáng)能的噴射推進(jìn)器。1783年第一個(gè)載人氣球升空后，人們發(fā)現(xiàn)垂直向上的飛行能力是極其有限的。高度越高，空氣越稀薄和寒冷，為人所不能忍受。人們從而懂得了航天與大氣層內(nèi)飛行有質(zhì)的不同。此后半個(gè)世紀(jì)，有關(guān)太空旅行的科學(xué)幻想作品出現(xiàn)了低潮。19世紀(jì)60年代這類作品再度興起。法國(guó)A.艾羅、美國(guó)E.E.黑爾、德國(guó)K.拉塞維茨和英國(guó)H.G.威爾斯等作家所寫的太空旅行著作吸引了許多讀者，而法國(guó)著名作家J.凡爾納的《從地球到月球》（圖1）和《環(huán)游月球》產(chǎn)生的影響更為廣泛。17世紀(jì)以來(lái)的科學(xué)幻想小說(shuō)與古代神話傳說(shuō)有根本區(qū)別。前者在科學(xué)的基礎(chǔ)上加上合理演繹和設(shè)想，虛幻之中寓有合理的思路。它喚起了人們對(duì)航天的興趣，使航天愛(ài)好者從中得到啟發(fā)和鼓舞。
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克服地球引力的努力
航天先驅(qū)者 19世紀(jì)后期到20世紀(jì)初，涌現(xiàn)出許多富于探索精神的航天先驅(qū)者。他們對(duì)航天事業(yè)的早期發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，其中影響最大的是К.Э.齊奧爾科夫斯基、R.H.戈達(dá)德和H.奧伯特。
俄國(guó)的齊奧爾科夫斯基最早從理論上證明用多級(jí)火箭可以克服地球引力而進(jìn)入太空。他建立了火箭運(yùn)動(dòng)的基本數(shù)學(xué)方程，奠定了航天學(xué)的基礎(chǔ)。齊奧爾科夫斯基的另一重要貢獻(xiàn)是肯定了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是航天器最適宜的動(dòng)力裝置，為運(yùn)載器的發(fā)展指出了正確的方向（圖2）。
美國(guó)的戈達(dá)德博士把航天理論與火箭技術(shù)相結(jié)合。他在1919年出版的《到達(dá)極大高度的方法》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7.9公里每秒的速度才能克服地球的引力。他認(rèn)為只有液體火箭才能提供航天所需的能量，因而從1921年開(kāi)始研制液體火箭。1926年 3月16日他制造的液體火箭（圖3）首次飛行成功，達(dá)到12米高，56米遠(yuǎn)。這是世界上第一次液體火箭的飛行試驗(yàn)，而戈達(dá)德也就成了液體火箭的實(shí)際創(chuàng)始人。
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1923年，德國(guó)的奧伯特出版了《飛往星際空間的火箭》一書，論述火箭飛行的數(shù)學(xué)理論，并提出許多關(guān)于火箭結(jié)構(gòu)和飛行的新觀念。奧伯特的理論受到了廣泛的注意，激起當(dāng)時(shí)許多青年進(jìn)行實(shí)踐的迫切愿望。在許多國(guó)家開(kāi)始出現(xiàn)火箭和航天愛(ài)好者的研究組織。1927年，太空旅行協(xié)會(huì)創(chuàng)立于德國(guó)，奧伯特任會(huì)長(zhǎng)；1928年，反作用運(yùn)動(dòng)研究組成立于蘇聯(lián)；美國(guó)星際協(xié)會(huì)組建于1930年；英國(guó)星際學(xué)會(huì)出現(xiàn)在1933年。這些組織中的不少成員后來(lái)都成為本國(guó)研制第一代火箭的領(lǐng)導(dǎo)人。
V-2火箭的歷史作用 30年代各國(guó)航天愛(ài)好者自發(fā)組織起來(lái)的火箭團(tuán)體在開(kāi)展活動(dòng)的初期都遇到了困難，缺乏資金，受到社會(huì)人士的冷落。只有兩個(gè)國(guó)家──德國(guó)和蘇聯(lián)的青年火箭專家得到了國(guó)家的支持。德國(guó)人對(duì)于尚處在萌芽狀態(tài)的火箭的軍事潛力寄予希望。德國(guó)當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)火箭研制工作的W.R.多恩伯格把研制火箭的課題委托給太空旅行協(xié)會(huì)的青年專家 W.von布勞恩。布勞恩領(lǐng)導(dǎo)的火箭設(shè)計(jì)研究小組設(shè)計(jì)的第一代液體火箭 A-1因結(jié)構(gòu)不合理而遭到失敗。但 A-1的改進(jìn)型 A-2卻于1932年12月試射成功，飛行高度達(dá)到3公里。1935 年開(kāi)始研制第二代火箭A-3，重750公斤，推力達(dá)14.7千牛（1500公斤力），采用再生冷卻式燃燒室和燃?xì)舛娴刃录夹g(shù)。1936年4月，德國(guó)陸軍增加撥款發(fā)展火箭技術(shù)，并在波羅的海海濱的佩內(nèi)明德興建火箭研究中心，同時(shí)研制V-1飛航式導(dǎo)彈和V-2彈道導(dǎo)彈。V-2（見(jiàn)V-2工程）是在A-3試驗(yàn)火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的，因而還有A-4的代號(hào)。
V-2導(dǎo)彈于1942年10月3日首次發(fā)射成功，飛行180公里（圖4）。它是歷史上的第一枚彈道導(dǎo)彈。V－2在工程上實(shí)現(xiàn)了20世紀(jì)初航天先驅(qū)者的技術(shù)設(shè)想，對(duì)現(xiàn)代大型火箭的發(fā)展起了繼往開(kāi)來(lái)的作用。V-2火箭的設(shè)計(jì)雖然不盡完善，但它卻是人類擁有的第一件向地球引力挑戰(zhàn)的工具，成為航天發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑。
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沖出大氣層 沖出大氣層是人類向空間進(jìn)軍的序曲。大氣層保護(hù)了人類免遭空間粒子輻射的傷害，為人類繁衍生息創(chuàng)造了條件，但大氣折射、漫射和對(duì)某些波段輻射的選擇吸收使人類對(duì)宇宙奧秘之探索受到限制。要實(shí)現(xiàn)航天的愿望，首先必須突破大氣層的屏障。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，人們開(kāi)始用氣球、飛機(jī)和探空火箭向大氣高層沖擊。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí)，飛機(jī)的升限達(dá)到了15.23公里，氣球達(dá)到了32公里的高度。1946年，美國(guó)發(fā)射繳獲的V-2,測(cè)到了112公里高度的大氣數(shù)據(jù)。1949年，蘇聯(lián)用P-2A探空火箭攜帶860公斤的儀器設(shè)備上升到212公里的高空。1949年2月，美國(guó)以V-2為第一級(jí),“女兵下士”火箭為第二級(jí)組成的“豐收”號(hào)探空火箭，創(chuàng)造了393公里的高度紀(jì)錄，獲得了高層大氣參數(shù)、化學(xué)成分和輻射強(qiáng)度等資料。50年代初，為了參與1957～1958國(guó)際地球物理年的活動(dòng)，法國(guó)、日本、加拿大、澳大利亞等國(guó)也都發(fā)展了探空火箭。
航天新紀(jì)元
第一顆人造衛(wèi)星的發(fā)射 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，蘇聯(lián)和美國(guó)都通過(guò)仿制德國(guó) V-2火箭建立了火箭和導(dǎo)彈工業(yè)，并且積累了研制現(xiàn)代火箭系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。一些科學(xué)家已經(jīng)看到，在V-2技術(shù)成果的基礎(chǔ)上有可能發(fā)射人造地球衛(wèi)星，而借助載有儀器設(shè)備的衛(wèi)星可以更有效地開(kāi)展空間科學(xué)研究工作。1946年1月，美國(guó)成立了V-2高級(jí)研究委員會(huì)，決定將V-2作為發(fā)展新型導(dǎo)彈的試驗(yàn)工具和研究高層大氣的探空火箭。1954年召開(kāi)的地球物理學(xué)國(guó)際會(huì)議建議有關(guān)國(guó)家在1957～1958國(guó)際地球物理年期間發(fā)射人造地球衛(wèi)星。在這一年，美國(guó)和蘇聯(lián)都開(kāi)始著手人造衛(wèi)星及其運(yùn)載火箭的方案探索工作。在美國(guó)，陸軍提出了用“丘辟特” C運(yùn)載火箭發(fā)射“探險(xiǎn)者”號(hào)衛(wèi)星的“軌道器”計(jì)劃，海軍建議在“海盜”號(hào)探空火箭的基礎(chǔ)上加上兩級(jí)固體火箭組成“先鋒”號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射“先鋒”號(hào)衛(wèi)星，空軍則主張用MX-774火箭發(fā)射衛(wèi)星。為了不影響戰(zhàn)略導(dǎo)彈的研制工作，美國(guó)政府在1955年決定采用海軍的“先鋒”號(hào)運(yùn)載火箭方案，并計(jì)劃在1957年10月發(fā)射衛(wèi)星，但“先鋒”號(hào)火箭在1957年9月的首次試射中沒(méi)有獲得成功。
蘇聯(lián)在1954年基本上解決了多燃燒室發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和工藝問(wèn)題，并有可能在較短時(shí)間內(nèi)研制出推力達(dá)980千牛（100噸力）的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，因而決定采用捆綁技術(shù)來(lái)研制P-7洲際彈道導(dǎo)彈，計(jì)劃在P-7導(dǎo)彈研制成功后將幾枚P-7導(dǎo)彈改裝成“衛(wèi)星”號(hào)運(yùn)載火箭，用以發(fā)射人造地球衛(wèi)星。1956年末，蘇聯(lián)獲悉美國(guó)運(yùn)載火箭已進(jìn)行飛行試驗(yàn)，而蘇聯(lián)正在研制的人造衛(wèi)星因技術(shù)較復(fù)雜，短期內(nèi)難以完成。為了趕在美國(guó)之前發(fā)射衛(wèi)星，蘇聯(lián)決定將原計(jì)劃確定研制的衛(wèi)星暫時(shí)推遲，改為先發(fā)射兩顆簡(jiǎn)易衛(wèi)星。1957年8月21日，P-7洲際導(dǎo)彈首次全程試射成功，同年10月4日，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（圖5）送入太空（見(jiàn)““人造地球衛(wèi)星”1號(hào)工程）。這顆衛(wèi)星正常工作了3個(gè)月左右，成為第一個(gè)被人類送入太空的航天器，實(shí)現(xiàn)了人類千百年來(lái)的夢(mèng)想。這顆衛(wèi)星的發(fā)射成功開(kāi)創(chuàng)了人類的航天紀(jì)元。(見(jiàn)彩圖)
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衛(wèi)星的發(fā)展和應(yīng)用 蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功在國(guó)際上產(chǎn)生了巨大的影響，對(duì)許多國(guó)家的運(yùn)載火箭和航天器研制工作起到了積極的推動(dòng)作用。為了擺脫落后局面，美國(guó)在繼續(xù)抓緊“先鋒”號(hào)計(jì)劃的同時(shí)又恢復(fù)了“軌道器”計(jì)劃。1957年12月，“先鋒”號(hào)火箭發(fā)射衛(wèi)星失敗。1958年1月31日，美國(guó)用“軌道器”計(jì)劃的“丘辟特”C火箭（當(dāng)時(shí)已改名為“丘諾”1號(hào)運(yùn)載火箭）發(fā)射成功自己的第一顆衛(wèi)星“探險(xiǎn)者”1號(hào)(見(jiàn)“探險(xiǎn)者”號(hào)衛(wèi)星)。這顆衛(wèi)星比蘇聯(lián)第一顆衛(wèi)星晚發(fā)射了3個(gè)多月，重量只有4.8公斤，但它卻取得了重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。物理學(xué)教授J.A.范愛(ài)倫根據(jù)衛(wèi)星攜帶的蓋革計(jì)數(shù)器因磁飽和沒(méi)有輸出的現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了地球輻射帶（后稱范愛(ài)倫帶）。此后，衛(wèi)星的發(fā)射越來(lái)越頻繁，世界上越來(lái)越多的國(guó)家參加到航天活動(dòng)行列中來(lái)。繼蘇聯(lián)和美國(guó)之后，法國(guó)在1965年11月26日、日本在1970年2月11日、中國(guó)在1970年 4月24日、英國(guó)在1971年10月28日、歐洲空間局在1979年12月24日、印度在1980年 7月18日相繼用自行研制的運(yùn)載火箭成功地發(fā)射了自己的第一顆人造地球衛(wèi)星。
從60年代中期開(kāi)始，人造衛(wèi)星的發(fā)展已從探索試驗(yàn)階段進(jìn)入實(shí)用階段。各種應(yīng)用衛(wèi)星相繼投入使用，取得明顯的軍事、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益?？茖W(xué)衛(wèi)星和技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星獲得相應(yīng)發(fā)展，取得一些重要發(fā)現(xiàn)和技術(shù)成果。衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量急劇上升，應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大。70年代以來(lái)，各種衛(wèi)星逐漸向多用途、長(zhǎng)壽命、低成本和高可靠性的方向發(fā)展，在發(fā)射數(shù)量上有所減少，但質(zhì)量卻有顯著提高。
航天器的研制帶動(dòng)了其他工業(yè)部門的發(fā)展，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。航天技術(shù)成果的應(yīng)用對(duì)于社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。航天技術(shù)領(lǐng)域的許多新設(shè)計(jì)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝、高可靠性的元、器件和精密儀器逐漸推廣到其他領(lǐng)域中應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。但是更主要的還是直接利用衛(wèi)星完成軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)使命，起到其他手段無(wú)法起到的作用。60年代以來(lái)，應(yīng)用衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)已超過(guò)2500顆，其中以蘇聯(lián)的數(shù)量為最多，約占總數(shù)的三分之二。應(yīng)用衛(wèi)星的種類繁多，有直接為軍事目的服務(wù)、支援地（海）面武裝力量的照相和電子偵察衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星、海洋監(jiān)視衛(wèi)星和核爆炸探測(cè)衛(wèi)星，有攻擊敵方航天器的反衛(wèi)星系統(tǒng)，有軍用和民用通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和測(cè)地衛(wèi)星，還有民用的地球資源衛(wèi)星、天文衛(wèi)星、生物衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星（圖6）和其他科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星。
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應(yīng)用衛(wèi)星的功能不一，使用要求也不同，但技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程大體都經(jīng)過(guò)以下3個(gè)階段：①技術(shù)試驗(yàn)階段：主要是探索實(shí)現(xiàn)途徑、發(fā)展專用設(shè)備，進(jìn)行地面和飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證工作原理和設(shè)備功能，如40年代后期開(kāi)始的以月球作為對(duì)象進(jìn)行的被動(dòng)通信試驗(yàn)，直至50年代的無(wú)源中繼衛(wèi)星和1960年10月的有源通信衛(wèi)星的技術(shù)試驗(yàn)。②半實(shí)用階段：發(fā)射能在有限時(shí)間和空間內(nèi)服務(wù)的衛(wèi)星，如氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星和偵察衛(wèi)星的早期型號(hào)，它們所取得的信息和提供的服務(wù)都是局部的。③實(shí)用階段：70年代航天活動(dòng)的特點(diǎn)之一是發(fā)展各種使命的衛(wèi)星應(yīng)用系統(tǒng)，也就是陸續(xù)發(fā)射多顆衛(wèi)星，使之按一定規(guī)律運(yùn)行，組成空間衛(wèi)星網(wǎng)和地面設(shè)備配套的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間連續(xù)服務(wù)?，F(xiàn)在正在使用的衛(wèi)星通信、氣象、導(dǎo)航和軍用系統(tǒng)大約有40多個(gè)。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中往往有多顆衛(wèi)星，有的多達(dá)24顆衛(wèi)星，而且衛(wèi)星的壽命有限，還需要不斷補(bǔ)充新的衛(wèi)星。如美國(guó)的照相偵察衛(wèi)星系統(tǒng)已發(fā)展到第5代，前4代已發(fā)射了222顆衛(wèi)星。
深空探測(cè)
人類進(jìn)入太空的前奏是對(duì)空間進(jìn)行廣泛的探測(cè)，采用的手段就是空間探測(cè)器。空間探測(cè)很自然地是由近及遠(yuǎn)進(jìn)行的，從地球自己的衛(wèi)星──月球開(kāi)始，進(jìn)一步便是本家族──太陽(yáng)系的各個(gè)行星及其衛(wèi)星，最后再飛出太陽(yáng)系，深入到遙遠(yuǎn)的恒星際空間進(jìn)行探測(cè)。
月球探測(cè) 伽利略是第一位用望遠(yuǎn)鏡看到崎嶇不平月面的科學(xué)家。到19世紀(jì)末，人類對(duì)月球向著地球的一面所拍攝的照片已達(dá)到1公里的分辨率：50年代后期，蘇聯(lián)和美國(guó)都制定了用無(wú)人探測(cè)器考察月球的計(jì)劃。1959年蘇聯(lián)以拍攝月球背面圖像為目標(biāo)，先后發(fā)射了3個(gè)月球探測(cè)器。第一個(gè)探測(cè)器從月球一側(cè)約5000公里處飛過(guò)，未發(fā)回信息，進(jìn)入了太陽(yáng)軌道；第二個(gè)命中月球視中心以北800公里處，在即將撞擊月球表面的瞬間向地球發(fā)回關(guān)于月球附近不存在強(qiáng)磁場(chǎng)和輻射帶的信息。這是第一個(gè)到達(dá)地球以外其他天體的航天器。第三個(gè)探測(cè)器從月球之南7900公里進(jìn)入繞月飛行軌道，經(jīng)過(guò)月球背面時(shí)拍攝到月球背面70％從未被人類見(jiàn)過(guò)的區(qū)域和30％可從地面看見(jiàn)的月面。探測(cè)器飛回地球時(shí)，軌道正處于地球北半球的上空，有利于蘇聯(lián)地球站跟蹤和數(shù)據(jù)接收。探測(cè)器在回程中又將所拍攝的資料重復(fù)播送。地球站收到并整理出約30張關(guān)于月球背面的圖像，月球背面的面貌第一次被揭開(kāi)了。
1963～1976年是蘇聯(lián)實(shí)施月球考察計(jì)劃的第二個(gè)階段。在此期間蘇聯(lián)共發(fā)射21個(gè)“月球”號(hào)探測(cè)器（圖7）。最重要的成果是：“月球”16、20和24號(hào)分別于1970年9月、1972年2月和1976年8月在月面軟著陸并鉆孔取樣，將月球的土壤和巖石樣品帶回地球；“月球”17號(hào)和21號(hào)在1970年11月和1973年1月分別攜帶一輛重約1.8噸的月球車在月面軟著陸，由地面遙控月球車在月面自動(dòng)行駛考察。兩輛月球車分別行駛了10.5和37公里。
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美國(guó)早期的月球探測(cè)器是“先驅(qū)者”號(hào)探測(cè)器，從1958年開(kāi)始發(fā)射。前3個(gè)都因未達(dá)到預(yù)定速度而失敗，第4個(gè)雖然發(fā)射成功，但時(shí)間上已晚于蘇聯(lián)，且在離月球很遠(yuǎn)處飛過(guò)，未發(fā)回重要信息。此后，美國(guó)把對(duì)月球探測(cè)的第二個(gè)階段計(jì)劃與“阿波羅”載人登月計(jì)劃（見(jiàn)“阿波羅”工程）結(jié)合起來(lái)，執(zhí)行了“徘徊者”號(hào)探測(cè)器、“勘測(cè)者”號(hào)探測(cè)器和“月球軌道環(huán)行器”計(jì)劃。
行星探測(cè) 太陽(yáng)系的九個(gè)行星分為內(nèi)行星和外行星。4個(gè)內(nèi)行星是水星、金星、地球和火星,5個(gè)外行星是木星、土星、天王星、海王星和冥王星。行星探測(cè)可分為內(nèi)行星探測(cè)和外行星探測(cè)兩類。
內(nèi)行星探測(cè)從60年代初開(kāi)始。1961年 2月12日蘇聯(lián)發(fā)射第一個(gè)金星探測(cè)器。這個(gè)探測(cè)器在需時(shí)約 3個(gè)月的旅程中只飛行了15天便與地面中斷了通信聯(lián)系。在60年代，蘇聯(lián)多次發(fā)射金星探測(cè)器，但均無(wú)重要收獲。美國(guó)在1962年8月26日發(fā)射“水手”2號(hào)金星探測(cè)器（見(jiàn)“水手”號(hào)探測(cè)器）,探測(cè)器在距金星35000公里的地方掠過(guò)，取得了關(guān)于金星的某些資料。當(dāng)探測(cè)器經(jīng)過(guò)金星時(shí)，科學(xué)家測(cè)量它因金星引力而產(chǎn)生的軌道偏差，首次準(zhǔn)確地計(jì)算出金星的質(zhì)量。從70年代開(kāi)始蘇聯(lián)和美國(guó)的金星探測(cè)進(jìn)入第二個(gè)階段。1971年，蘇聯(lián)“金星” 7號(hào)探測(cè)器（見(jiàn)“金星”號(hào)探測(cè)器）的著陸艙在金星表面軟著陸成功，此后相繼發(fā)射“金星” 8號(hào)至“金星”16號(hào)探測(cè)器，發(fā)回了一批金星全景遙測(cè)照片和測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)得的金星表面溫度高達(dá) 470±8°C，壓力為9±0.15兆帕（約90±1.5大氣壓）。美國(guó)在 1978年金星大沖期間發(fā)射了“先驅(qū)者-金星”1號(hào)和 2號(hào)探測(cè)器(見(jiàn)“先驅(qū)者”號(hào)探測(cè)器)，在金星表面軟著陸成功，對(duì)金星進(jìn)行了綜合考察。
人類對(duì)火星上可能存在生命的問(wèn)題一直懷有希望。蘇聯(lián)在1962～1973年間發(fā)射了7個(gè)“火星”號(hào)探測(cè)器,其中1個(gè)飛越火星，2個(gè)出了故障，2個(gè)軟著陸失敗，2個(gè)軟著陸后不久通信中斷。美國(guó)在1964～1975年間共發(fā)射 6個(gè)“水手”號(hào)探測(cè)器和2個(gè)“海盜”號(hào)探測(cè)器（圖8）。前者拍攝了火星的照片，后者拋出著陸艙在火星表面軟著陸(見(jiàn)彩圖)。蘇、美兩國(guó)對(duì)火星探測(cè)的結(jié)果表明，在著陸點(diǎn)附近未發(fā)現(xiàn)地球類型的生命形式（見(jiàn)地外生命探索）。
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人類第一次用逼近方式取得關(guān)于水星表面狀態(tài)的信息是 1973年美國(guó)發(fā)射的“水手” 10號(hào)探測(cè)器在距水星690 公里處發(fā)回的。水星是太陽(yáng)系內(nèi)距太陽(yáng)最近的行星。從地球上觀察只能在它接近地平線處才有可能。但它這時(shí)的形象又因大氣和渦流的遮攔而十分模糊?！八帧?0號(hào)發(fā)回的水星照片十分清晰，可分辨約150米大小的物體。測(cè)得的數(shù)據(jù)表明水星表面很像月球，布滿大大小小的環(huán)形山，有很稀薄的大氣，大氣壓力小于2×10-11帕，晝夜溫差極大，白天溫度達(dá)700K，夜間冷到100K。
外行星探測(cè)是從70年代初開(kāi)始的。它比內(nèi)行星探測(cè)的距離遠(yuǎn)，探測(cè)器飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，必須有大功率無(wú)線電發(fā)射機(jī)和大的發(fā)射天線才能使發(fā)回的信號(hào)在達(dá)到地球表面時(shí)仍有一定的強(qiáng)度。其次，在離太陽(yáng)遙遠(yuǎn)的空間已不可能利用太陽(yáng)電池，只能用核電源。1972年3月美國(guó)發(fā)射了第一個(gè)探測(cè)外行星的“先驅(qū)者”10號(hào)探測(cè)器。1973年12月，這個(gè)探測(cè)器飛近木星，向地球發(fā)回300張中等分辨率的木星照片，然后利用木星的引力場(chǎng)加速飛向土星，再利用土星的引力場(chǎng)加速飛行，折向海王星，1983年飛過(guò)海王星的軌道，預(yù)計(jì)到1986年將越過(guò)冥王星的平均軌道，成為脫離太陽(yáng)系的第一個(gè)航天器。1973年4月發(fā)射的“先驅(qū)者”11號(hào)探測(cè)器在1974年12月經(jīng)過(guò)木星，1979年9月在離土星34000公里處掠過(guò)，拍攝了土星的照片，發(fā)回有關(guān)土星光環(huán)成分的資料。1977年8月和9月，美國(guó)發(fā)射“旅行者”2號(hào)和1號(hào)探測(cè)器(見(jiàn)“旅行者”號(hào)探測(cè)器)。1979年以后，它們陸續(xù)發(fā)回木星和土星的照片，清楚地顯示出木星的光環(huán)、極光和 3顆新衛(wèi)星以及木星的大紅斑結(jié)構(gòu)和磁尾形狀，土星的光環(huán)構(gòu)造、新的土星衛(wèi)星、奇異的電磁環(huán)境等信息(見(jiàn)彩圖)。70～80年代的空間探測(cè)成果無(wú)論從航天技術(shù)水平，或是從空間天文觀測(cè)成果來(lái)看，都是重大的歷史性成就。
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人進(jìn)入太空
載人航天是航天技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新階段。實(shí)現(xiàn)載人航天需要解決的主要問(wèn)題是：研制出高度可靠而推力又足夠大的運(yùn)載工具；獲得關(guān)于空間飛行環(huán)境的足夠信息，對(duì)人所能承受的極限環(huán)境條件作出正確的判斷；研制出能確保航天員生活、工作和安全飛行的生命保障系統(tǒng)和救生系統(tǒng)；能對(duì)飛行中的航天員的器官功能和健康進(jìn)行監(jiān)測(cè)；研制出航天器的人工駕駛和自動(dòng)控制系統(tǒng)；使地面與航天員之間保持可靠的不間斷的通信聯(lián)系；掌握航天器再入大氣層和安全返回的技術(shù)。
第一個(gè)航天員 早在40年代末，人們就把一些生物裝入探空火箭進(jìn)行試驗(yàn)。50年代后期，出現(xiàn)了攜帶動(dòng)物的人造衛(wèi)星，對(duì)生命保障系統(tǒng)、回收技術(shù)、遙測(cè)、遙控、通信技術(shù)等進(jìn)行了全面試驗(yàn)?？茖W(xué)家們對(duì)獲得的空間環(huán)境數(shù)據(jù)加以處理后發(fā)現(xiàn)過(guò)去對(duì)微流星的危害估計(jì)偏高，存在輻射帶的空間也是有限的，從而肯定了人進(jìn)入太空的可行性。蘇聯(lián)在發(fā)射了5艘不載人的衛(wèi)星式飛船后，于1961年4月12日用“東方”號(hào)運(yùn)載火箭(見(jiàn)彩圖)成功地發(fā)射了世界上第一艘載人飛船“東方”1號(hào)(見(jiàn)“東方”號(hào)飛船)，使Ю.А.加加林成為世界上第一個(gè)進(jìn)入太空的人，從而開(kāi)辟了人類航天的道路。
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登月 人踏上月球是載人航天活動(dòng)的新高峰。美國(guó)為了加強(qiáng)航天活動(dòng)，于1958年采取了一項(xiàng)重要措施，將航空咨詢委員會(huì)改組為美國(guó)國(guó)家航空航天局，并作出兩項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的決定：一個(gè)是立即為載人的“水星”計(jì)劃選調(diào)航天員；第二是優(yōu)先發(fā)展巨大推力的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)。1961年 5月25日，美國(guó)總統(tǒng)J.F.肯尼迪向國(guó)會(huì)提出在60年代末將人送上月球的“阿波羅”工程。在國(guó)家航空航天局嚴(yán)格而科學(xué)的管理下，經(jīng)過(guò)幾十萬(wàn)人8年多的工作，1969年 7月20日由航天員N.A.阿姆斯特朗和E.E.奧爾德林駕駛的“阿波羅”11號(hào)飛船的登月艙降落在月球赤道附近的靜海區(qū)。這是一次震動(dòng)全球的壯舉，也是世界航天史上具有重大歷史意義的成就。此后，“阿波羅”12、14、15、16、17號(hào)相繼登月成功，對(duì)月球進(jìn)行了廣泛的考察。“阿波羅”工程集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的水平，推動(dòng)了航天技術(shù)的迅速發(fā)展。
飛船空間對(duì)接 1975年蘇、美兩國(guó)的載人飛船在地球軌道上交會(huì)和對(duì)接并進(jìn)行聯(lián)合飛行，這是載人航天活動(dòng)的一個(gè)重要事件。整個(gè)60年代，蘇聯(lián)和美國(guó)雖然在氣象衛(wèi)星信息交換、被動(dòng)通信衛(wèi)星試驗(yàn)以及生物醫(yī)學(xué)等方面有過(guò)合作，但深度和廣度十分有限。1969年，蘇、美兩國(guó)商定在載人航天方面進(jìn)行一次有效的合作。由蘇聯(lián)的“聯(lián)盟”號(hào)飛船和美國(guó)的“阿波羅”號(hào)飛船進(jìn)行一次聯(lián)合飛行。經(jīng)過(guò)幾年的努力，為實(shí)現(xiàn)飛船對(duì)接和聯(lián)合飛行所需要解決的測(cè)距方法與交會(huì)系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)、通信與飛行控制、生命保障和艙內(nèi)環(huán)境條件等問(wèn)題都獲得解決。1975年7月15日，蘇聯(lián)發(fā)射“聯(lián)盟”19號(hào)飛船。飛船在第4和第17圈作了兩次機(jī)動(dòng)變軌，最后進(jìn)入225公里高的圓形軌道。在“聯(lián)盟”號(hào)飛船起飛后7小時(shí)30分，美國(guó)發(fā)射“阿波羅”18號(hào)飛船進(jìn)入與“聯(lián)盟”號(hào)飛船相同的軌道。兩艘飛船的發(fā)射和入軌都很成功。在“阿波羅”號(hào)飛船飛行到29圈,“聯(lián)盟”號(hào)飛船飛行到36圈時(shí)，兩船開(kāi)始對(duì)接并聯(lián)合飛行2天（圖9）。兩國(guó)航天員經(jīng)由過(guò)渡段進(jìn)行了互訪，共同表演科學(xué)試驗(yàn)，聯(lián)合舉行答記者問(wèn)，完成了合作計(jì)劃。
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在空間建立基地
在空間建立適合人們長(zhǎng)期生活和工作的基地既是航天先驅(qū)者的理想，也是進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和利用太空的需要。第一步是建立可長(zhǎng)期工作的航天站。到1984年年中，進(jìn)入近地軌道的航天站有3種：美國(guó)的“天空實(shí)驗(yàn)室”、蘇聯(lián)的“禮炮”號(hào)航天站和歐洲空間局的“空間實(shí)驗(yàn)室”。
“天空實(shí)驗(yàn)室”美國(guó)國(guó)家航空航天局利用“阿波羅”工程節(jié)余的“土星” 5號(hào)運(yùn)載火箭的末級(jí)，將它改造成為試驗(yàn)型航天站，即“天空實(shí)驗(yàn)室”。“天空實(shí)驗(yàn)室”于1973年5月14日發(fā)射進(jìn)入435公里高的軌道。先后有3批共9名航天員登上“天空實(shí)驗(yàn)室”進(jìn)行生物學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、太陽(yáng)物理、天文觀測(cè)、對(duì)地觀測(cè)和工程技術(shù)試驗(yàn)，拍攝了約1000萬(wàn)平方公里地球表面的 4萬(wàn)多張照片(見(jiàn)彩圖)。“天空實(shí)驗(yàn)室”取得的另一重大成果是觀察到一次中等程度的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)的全過(guò)程，并進(jìn)行了錄像，這是研究太陽(yáng)耀斑的極可貴的資料。根據(jù)原來(lái)的設(shè)計(jì)，“天空實(shí)驗(yàn)室”應(yīng)在軌道上運(yùn)行到80年代初，待航天飛機(jī)研制成功后由航天飛機(jī)將其回收，但由于1978～1979年間太陽(yáng)黑子活動(dòng)加劇，大氣層略有擴(kuò)張，致使“天空實(shí)驗(yàn)室”在軌道上的阻力增加，于1979年7月11日提前墜入大氣層燒毀。
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“禮炮”號(hào)航天站 蘇聯(lián)從60年代以來(lái)發(fā)射了 6艘“東方”號(hào)飛船和2艘“上升”號(hào)飛船,完成了第一階段的載人航天任務(wù)。蘇聯(lián)根據(jù)這些航天實(shí)踐得出結(jié)論，在軌道上建立可長(zhǎng)時(shí)間工作的航天站，比每次攜帶一套電源、生命保障系統(tǒng)和通用設(shè)備的單個(gè)飛船更為經(jīng)濟(jì)有效。因此決定發(fā)展能為軍用和民用較大規(guī)模科學(xué)試驗(yàn)服務(wù)的“禮炮”號(hào)航天站，并用“聯(lián)盟”號(hào)飛船作為接送航天員的工具。同時(shí)研制專為“禮炮”號(hào)航天站運(yùn)送物資的不回收的“進(jìn)步”號(hào)飛船。蘇聯(lián)從1971年4月19日到1984年11月共發(fā)射7個(gè)“禮炮”號(hào)航天站,以實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，進(jìn)一步完善航天設(shè)備，并從事許多與科學(xué)研究、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、軍事有關(guān)的探測(cè)、偵察、試驗(yàn)活動(dòng)。自1979年 9月29日“禮炮”6號(hào)航天站上天以來(lái)，蘇聯(lián)共進(jìn)行33次與此有關(guān)的發(fā)射活動(dòng)，先后有19批航天員到航天站上工作?！岸Y炮”6號(hào)航天站有兩個(gè)對(duì)接艙口，借以進(jìn)行不定期的加油、補(bǔ)給、輪換航天員。1982年4月19日蘇聯(lián)發(fā)射“禮炮”7號(hào)航天站，以“禮炮”7號(hào)航天站為中心的載人航天活動(dòng)正在進(jìn)行中。3名航天員在“禮炮”7號(hào)航天站上創(chuàng)造了持續(xù)飛行236天22小時(shí)50分的新紀(jì)錄，完成了多項(xiàng)需要長(zhǎng)期工作的科學(xué)研究課題，包括植物在太空環(huán)境下從播種、發(fā)芽、生長(zhǎng)、開(kāi)花到結(jié)果的全過(guò)程的研究。
“空間實(shí)驗(yàn)室” 70年代初，美國(guó)曾計(jì)劃在航天飛機(jī)上裝備一個(gè)能進(jìn)行精密加工、制造高強(qiáng)度材料、提煉高純度單晶體和某些生物制品的航天器。后因經(jīng)費(fèi)不足，遂與歐洲空間局達(dá)成協(xié)議，由西歐國(guó)家按照美國(guó)航天飛機(jī)貨艙的尺寸和承載能力研制“空間實(shí)驗(yàn)室”?！翱臻g實(shí)驗(yàn)室”由一個(gè)圓柱形增壓艙和一個(gè)敞開(kāi)的儀器艙組成。前者是航天員的生活和工作場(chǎng)所，裝有生命保障系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理設(shè)備和小型專用儀器設(shè)備。1983年11月28日“空間實(shí)驗(yàn)室”1號(hào)由“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)運(yùn)送入軌(圖10)。聯(lián)邦德國(guó)專家也參加了實(shí)驗(yàn)室的工作。“空間實(shí)驗(yàn)室”的研制成功為美國(guó)國(guó)家航空航天局提供了一個(gè)重要的航天器，也使西歐開(kāi)始直接參加載人航天活動(dòng)。
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世界航天史
航天飛機(jī)出現(xiàn)
運(yùn)載火箭將人造衛(wèi)星、空間探測(cè)器、載人飛船、航天站等航天器送入軌道后，就被遺棄在太空直至墜入大氣層焚毀，這是航天活動(dòng)耗費(fèi)巨大的一個(gè)重要原因。60年代各種航天器發(fā)射頻繁，降低單位有效載荷的發(fā)射費(fèi)用就顯得日益重要，為了降低費(fèi)用，提高效益，一些科學(xué)家提出了研制能多次使用的航天飛機(jī)的設(shè)想。美國(guó)、蘇聯(lián)、法國(guó)、日本、英國(guó)等國(guó)都曾對(duì)航天飛機(jī)的方案作過(guò)探索性研究工作。在這些國(guó)家中，美國(guó)最早開(kāi)始研制航天飛機(jī)并將其投入商業(yè)性飛行（見(jiàn)美國(guó)航天飛機(jī)工程）。美國(guó)航天飛機(jī)的論證工作始于1969年。1972年 1月美國(guó)政府批準(zhǔn)航天飛機(jī)為正式工程項(xiàng)目。最后確定的方案是整個(gè)飛行器由可回收重復(fù)使用的固體助推器、不回收的外貯箱和可多次使用的軌道器三個(gè)部分組成。方案要求能乘載7名航天員，但對(duì)乘員體質(zhì)要求并不十分嚴(yán)格。航天飛機(jī)起飛時(shí)加速度不超過(guò)3g，正常降落時(shí)不大于1.5g。對(duì)于這樣的過(guò)載環(huán)境，身體健康的人稍加訓(xùn)練就可以承受。1981～1982年10月，航天飛機(jī)進(jìn)行研制性飛行試驗(yàn)。1982年11月11日，美國(guó)航天飛機(jī)首次進(jìn)行商業(yè)性飛行，從近地軌道將兩顆通信衛(wèi)星送入地球靜止軌道。截至1984年，又有“挑戰(zhàn)者”號(hào)和“發(fā)現(xiàn)”號(hào)兩架航天飛機(jī)投入使用。美國(guó)航天飛機(jī)先后飛行了14次，共將14顆衛(wèi)星運(yùn)送入軌，還從軌道上捕捉了三顆不能工作的衛(wèi)星，其中一顆經(jīng)修復(fù)后重新放入軌道，另外兩顆被帶回。地面(見(jiàn)彩圖)“蘇聯(lián)研制的航天飛機(jī)也進(jìn)入了試驗(yàn)階段，到1984年年底，蘇聯(lián)航天飛機(jī)已作過(guò)多次研制性飛行試驗(yàn)。航天飛機(jī)兼有運(yùn)載火箭、載人航天器和高性能飛機(jī)的多重特性。它提高了航天活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益，使航天技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)更高的階段。
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人類最早產(chǎn)生太空飛行理想的年代已難以查證，但有效的航天活動(dòng)只是近30年的事。在不到一代人的時(shí)間里，航天事業(yè)取得了巨大的成就，它極大地豐富了人類的知識(shí)寶庫(kù)，典型地反映了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的節(jié)奏，甚至正在改變現(xiàn)代文明社會(huì)的面貌。正是在這一領(lǐng)域，人們所要征服的對(duì)象──宇宙是無(wú)窮盡的，人類社會(huì)也必將從人類征服太空的活動(dòng)中吸取不斷前進(jìn)的力量。
