人造天体的发展和分类

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1、人造天体的发展和分类人造天体的发展和分类人造天体就是用人工研制并用运载火箭发射到宇宙空间的物体，包括人造地球卫星、宇宙飞船，人造行星及其卫星、星际探测器和在轨道上运行的末级火箭等。 1957 年 10 月 4 日前苏联发射第一颗人造地球卫星，标志着人类真正开始了航天时代。：三、四十年来，世界各大国在空间技术方而投入了大量的人力物力，美国和俄罗斯都力图争霸宇宙空间。到目前为，各国向宇宙空间的发射已超过三千次，把大约一万多个人造天体送进轨道（包括末级火箭和碎片） ，现在仍有近五千个在轨道上运行。并把近二百个载人或不载人宇宙飞船和宇宙探测器发送往月球及太阳系名行星。据统计，前苏联发射的数量，约比美国

2、多50；直接用于军事目的的，美国约占发射总数的 57，前苏联约占 68；直接参与空间发射的，有美，苏、法、英、中国、日，印、西德、澳、加等十国；间接参与的也有近十个国家；直接参与工作的约有 150 万科学家和工程技术人员，直接经费开支已超过二千亿美元，其中美、苏开支大致相等，共约占总开支的 90。一、人造天体的发展一、人造天体的发展第一阶段：无人驾驶卫星绕地球运行第一阶段：无人驾驶卫星绕地球运行自 1957 年 10 月 4 日前苏联发射世界上第一颗人造地球卫星起，人造天体用第一宇宙速度（7.9 公里秒 v 11.2 公里秒）在地球引力场内环绕运行，是绕地飞行阶段。之后，在大量发射人造地球卫星

3、的过程中，不断地试验改进星体和火箭，逐步实现功能分类，并开展动物实验。在这个阶段，各国取得了很多成果，为发射载人飞船和登月飞行作了充分准备。第二阶段：载人宇宙飞行第二阶段：载人宇宙飞行1961 年 4 月 12 日，前苏联首先发射载人宇宙飞船成功，宇航员尤里加加林驾驶“东方 1 号”环绕地球一周之后软着陆返回地面，开辟了人类进入太空的新时代。到 1984 年底，美国发射“发观者号”为止，美、苏两国共进行载人航天 102 次，155 名字航员（包括女宇航员 6 名） ，其中：前苏联 58 名，美国 84 名，其他国家的 13 名。苏“礼炮 7”乘员组的索洛维耶夫、阿季科夫和基齐姆在太空逗留时间最

4、长，达 273 天；而累计在太空逗留时间最长的是苏宇航员鲁明，计 362.03 天。第一批人体卫星是美国麦坎德利斯和斯图尔特；第一名进入太空行走并工作的女宇航员是前苏联的萨维茨卡雅。这些载人宇宙飞行为人类蹬月飞行及进入行星际空间，以及各类科学、技术实验积累了丰富的经验与教训。第三阶段：向月球进军第三阶段：向月球进军1959 年后，苏、美竞相发展登月计划。在 1959 年1972 年内，前苏联发射了“月球 124 号” 、 “探测器 38 号” ，美国发射了“先驱者 C 一 4 号” 、“徘徊者 199 号” 、 “勘测者 17 号” 、 “月球轨道飞行器 15 号”等系列以及最壮观的“阿波罗

5、117 号”登月飞行系列。其中成果显著者有：1959 年 1月 2 日前苏联“月球 1 号”首次以第二宇宙速度（11.2 千米秒 v 16.7 千米秒）脱离地球引力场，从离月面 6000 公里处绕过月球而成为第一个人造行星；1959 年 10 月 7 日前苏联“月球 3 号”拍摄有史以来第一批月球背面照片，1966 年 2 月 3 日前苏联“月球 9 号 首次在月面软着陆成功。 1969 年 7 月 21 日美国实现了人类史上最伟大的壮举！“阿波罗 11 号”上的二名字航员阿姆斯特朗和奥尔德林首次登上月球。当阿姆斯特朗的左脚踏上月面时，通过电视广播向全世界说了一句永垂青史的话：“对一个人来说，

6、这是一小步，但对人类来说， “这是跨了一大步” ，确切地表达了人类开发宇宙的愿望和决心！“阿波罗”系列总共把十八名字航员带入绕月飞行轨道，其中 12名登上了月球，带去了四辆月行车并留在月面，带回来 386.7 公斤月岩和月壤。在月面上安装了月震仪、激光测距后向反射器等多种仪器，钻了三口 2.53.0米深的井并取了岩蕊，从指挥舱发射了两颗月球卫星，拍摄了几千张彩色照片并发送回几万张电视图象等。第四阶段，探测太阳系行星第四阶段，探测太阳系行星美、苏在向月球探测的同时及以后，美国发射了“先驱者” 、 “水手” 、 “海盗” ， “探险者” 、 “旅行者”等系列，前苏联发射了“巨人” 、 “火星” 、

7、 “金星” 、“宇宙” 、 “探测器”等系列共约 60 多个行星际探测器。探测了水、金，火，木、土、天王等行星，正在飞向海王星。其中“先驱者 10 号”已于 1983 年 6月 14 日飞越海王星轨道而成为第一个飞出太阳系的人造银河系天体。这些行星际探测器先后在金星、火星上软着陆，对火星土壤作了生物化学试验，探测了木星、土星的光环、大气及其卫星，对各个行星拍摄了数以万计的彩色图象并发回极其珍贵的资料，使人们对太阳系行星的认识空前增加。第五阶段：建立空间站第五阶段：建立空间站空间站是环绕地球的半永久性或永久性空间基地。美、苏及欧州空间局都考虑并实施向外层空间进发，开发、利用近地空间和月球，登上火

8、星，飞出太阳系等计划。归纳起来大体上有：（1）建立大型的半永久性的载人空间站，包括空间科学实验站、轨道天文台、空间工厂、农业站、城市、人造小月亮、太阳能发电站等；（2）美国发展了航天飞机系统，标志着航天技术的新发展。1981 年 4 月 2 日以后，美国先后发射了“哥伦比亚” 、 “挑战者” ， “发现”等航天飞机。这种可重复使用的航天交通工具，意昧着人类建立空间站（城）的计划有可能实现；（3）从空间站（城）出发，在月球上建立实验室，太阳能输电站、工厂和居民点等；（4）从空间站（城）出发，登上火星、小行星或木星、土星的卫星，以及在此基础上发展行星际载人飞行或飞出太阳系等。第六阶段：探测地球的近

9、邻行星第六阶段：探测地球的近邻行星人类第一次探测地球近邻的计划，先是火星，估计在 2l 世纪初即可实现，以后将陆续实现登陆小行星及木星、土星的卫星，以及载人行星际飞行。第七阶段：飞出太阳系第七阶段：飞出太阳系人类探索外空间的最后目标，是飞出太阳系进入银河系空间。不载人飞出太阳系并不难实观， “先驱者 10 号”已于 1983 年先期飞了出去，继后， “先驱者 11 号” 、 “旅行者 l，2 号”等都将相继飞出太阳系。在“先驱者 10、11 号”上都各装有一块 1523 厘米的镶金铝片，上面刻着男人、女人的裸体模样，飞行路线、太阳系示意图和地球的位置，以及天文、地理知识编码，希望有朝一日“地外

10、生命”接触到它后按此图与地球交往。而在“旅行者 1、2 号”上，则各放了一架特殊的电唱机和一套镀金的“地球之音”唱片，上面录有地球上的各种信息，包括有中国的长城、地球风貌和人们进餐情景等 115 张照片、图表和世界知名人物的签名；唱片录有 35 种大自然的声音和 27 首世界名曲，60 种语言的问候，卡特、瓦尔德海姆的祝词等，以及运用逻辑语言的“使用说明书” ，预期它们能在宇宙空间保存十亿年。下一步可能是载有精密仪器的，或者是利用“人工智能”机器代替人类先行。而载人飞行将是非常困难的，必须解决维持生命系统和能源、通讯、返回技术等问题。二、人造天体的分类二、人造天体的分类一、按种类分：一、按种类

11、分：人造地球卫星：如“斯普特尼克（巨人）1 号” （苏） ；“探险者 1 号” （美）；“东方红 1 号” （中）等。宇宙空间站；如“太空实验站” （美） ；“礼炮7” （苏）等。月球飞船：如“阿波罗 11 号” （美） ；“月球 1 号” （苏）等。人造行星：如“水手 10 号” （美） ；“金星 1 号” （苏）等。太空交通船：如“哥仑比亚号”航天飞机（美） 。恒星际飞行器：如“先驱者 10 号” （美）等。二、按轨道形状分：二、按轨道形状分：圆形轨道：主要是人造地球卫星，如高度为 35786 公里的地球同步通讯卫星。椭圆形轨道：它包括大部分人造地球卫星以及全部人造行星，如“水手 10号”

12、等。抛物线或双曲线轨道：如“先驱者 10、11 号” ；“旅行者 1、2 号”等。三、按轨道高度分：三、按轨道高度分：低高度、短寿命卫星：其轨道近地点高度在门 150200 公里，寿命为 712 天，多属军事侦察卫星。中高度、中寿命卫星：其轨道近地点高度在 3501500 公里，寿命达 1 年以上，如“陆地卫星” 。高高度、长寿命卫星：其轨道近地点高度几千至 35786 公里，多数是长寿命同步卫星，如通讯卫星。轨道再高就是人造行星了。四、按用途分：四、按用途分：军事卫星：包括侦察卫星、预警卫星、核动力卫星、拦截卫星或空间战卫星。近地空间科研卫星：如“探险者” ， “宇宙” 。轨道天文台：如“轨

13、道天文台” （美） 。气象卫星：如“泰罗斯” （美） 、 “流星” （苏） 。通讯卫星：如“回音” （美） 、 “闪电” （苏） 。导航卫星；如“子午仪” （美） 。测量卫星：如“安娜” 、 “电子测量” （美） 。陆地卫星：如“陆地4” （美） 。海洋卫星；如“海洋” （美） 。地球物理观测卫星：如“激光地球动力学” 、 “重力测量” （美）综合科学实验飞船：如“太空实验室” （美） 。空间站：如“联盟礼炮号” （苏） 。太空交通飞船：如“哥仑比亚” （美） 。月球探测飞船：如“阿波罗” （美） 、 “月球” （苏）行星际探测飞船：如“金星” （苏） 、 “水手” （美）恒星际飞船：如“先驱 10 号” （美） 。（廖维予）