人类航天的新纪元
◆世界第一颗人造地球卫星
前苏联在1957年10月4日成功发射了世界第一颗人造地球卫星,开创了人类航天的新纪元。第一颗人造地球卫星的发射是一项复杂的工程,主要包括4个方面:研制运载火箭;建设发射场;研制卫星本体和卫星携带的科学探测仪器;建立地面观测网。
1956年末,前苏联决定推迟原计划在1957~1958国际地球物理年期间发射卫星的计划,改变为先发射2颗简易卫星,即ПC-1和兀C-2,卫星只携带最简单的仪器。发射卫星用的运载火箭被定名为“卫星”号运载火箭。它共用20台主发动机和12台游动发动机。火箭全长29.167米,最大宽度10.3米,起飞重量267吨,起飞推力3900398吨力,这是当时世界上最大的运载火箭。
发射场选在咸海附近的拜科努尔发射场。卫星的主要探测项目包括测量200~500公里高度的大气密度、压力、磁场、紫外线和X射线等数据。卫星还携带试验动物,用以考察动物对空间环境的适应能力。
第一颗人造地球卫星主要由壳体、卫星设备和天线组成。卫星呈球形,外径0.58米,重83.6公斤。壳体由两个铝合金半球壳对接而成,借助橡胶件保持气密,内部充有1.3大气压的干燥氮气。壳体内安装电池组、无线电发射机、热控制系统组件、转接元件、温度和压力传感器等。在电池组中央的矩形槽内安置两台交替工作的无线电发射机。4根鞭状天线重8.4公斤,长2.4~2.9米。
第一颗人造地球卫星的近地点215公里,远地点947公里。卫星共运行92天,绕地球飞行约1400圈。第一颗人造地球卫星于1958年1月4日坠入大气层烧毁。
◆中国第一颗人造地球卫星
1968年2月,中国空间技术研究院成立,并陆续建成了酒泉和西昌两个航天器发射场,及与之配套的航天测控中心和观测台、站,形成了比较完整配套的航天工程体系。1970年4月24日,中国人完全靠自己的能力制造的第一颗人造地球卫星“东方红”一号发射升空,在浩瀚无垠的太空,奏响了嘹亮的《东方红》旋律。它向世界庄严宣告:中国人民胜利地掌握了人造卫星的空间技术。人造地球卫星的成功发射,增强了我国的科技实力特别是国防实力,奠定了我国在国际舞台上的重要地位。
◎中国条一颗人造地球卫星“东方红”1号
◆蓬勃发展的航天业
前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功在国际上产生了巨大的影响,对世界运载火箭和航天器的研制工作起到了积极的推动作用。落后一步的美国在继续抓紧“先锋”号计划开发的同时又恢复了“轨道器”计划。
1957年12月,美国“先锋”号火箭发射卫星失败。1958年1月31日,美国用“轨道器”计划的“丘比特”C火箭成功发射了自己的第一颗卫星“探险者”1号。它的重量虽然只有4.8公斤,而且比前苏联的第一颗卫星晚了3个多月,但它却取得了重要的科学发现。此后,卫星的发射越来越频繁,世界上越来越多的国家参加到航天活动行列中来。法国在1965年11月26日、日本在1970年2月11日、中国在1970年4月24日、英国在1971年10月28日、印度在1980年7月18日相继用运载火箭成功地发射了人造地球卫星。
从20世纪60年代中期开始,人造卫星的发展已从探索试验阶段进入实用阶段。各种应用卫星相继投入使用。科学卫星和技术试验卫星获得相应发展,取得了一些重要发现和技术成果。卫星的发射数量急剧上升,应用范围日益扩大。20世纪70年代以来,各种卫星在发射数量上有所减少,但质量却有显著提高。
航天器的研制带动了其他工业部门的发展,促进了科学技术的进步。航天技术领域的许多新设计、新结构、新材料、新工艺及高可靠性的元器件和精密仪器逐渐推广到其他领域中应用,大大提高了产品的质量和劳动生产率。但是更主要的还是直接利用卫星完成军事和国民经济使命,起到其他手段无法起到的作用。应用卫星的种类繁多,有直接为军事目的服务、支援地(海)面武装力量的照相和电子侦察卫星、预警卫星、海洋监视卫星和核爆炸探测卫星;有攻击敌方航天器的反卫星系统;有军用和民用通信卫星、导航卫星、气象卫星和测地卫星;还有民用的地球资源卫星、天文卫星、生物卫星、广播卫星和其他科学探测卫星。
应用卫星的技术发展的进程大体都经过3个阶段。技术试验阶段:主要是探索实现途径、发展专用设备,进行地面和飞行试验,验证工作原理和设备功能。半实用阶段:发射能在有限时间和空间内服务的卫星,如气象卫星、导航卫星和侦察卫星的早期型号,它们所取得的信息和提供的服务都是局部的。实用阶段:20世纪70年代之后,航天活动的特点之一是发展各种使命的卫星应用系统,也就是陆续发射多颗卫星,使之按一定规律运行,组成空间卫星网和地面设备配套的系统,实现时间、空间连续服务。