航天和空間技術(shù)知識－－航天工程
涉及航天器的設(shè)計和制造，以及在宇宙空間飛行的一些特殊問題的技術(shù)，如與人造地球衛(wèi)生、宇宙飛行器、探空火箭的發(fā)射、制導(dǎo)、控制等有關(guān)的特殊問題。航天器按用途分四類：
（１）衛(wèi)星。1957年，蘇聯(lián)發(fā)射成功第一顆人造地球衛(wèi)星。人類已向宇宙空間成功發(fā)射近2500顆各種用途的衛(wèi)星。如氣象衛(wèi)星，在地球大氣層外的空間運行，在高空容易觀察風(fēng)云變幻，準確作出天氣預(yù)報；通信衛(wèi)星，通過控制運載火箭的飛行，在赤道上空的地球同步軌道上等距離分布3顆通信衛(wèi)星（或廣播衛(wèi)星），可實現(xiàn)全球通訊（或電視轉(zhuǎn)播）；地球資源衛(wèi)星，利用遙感技術(shù)可多快好省地勘測地球資源分布情況，普查可墾荒地、森林、草原、漁場的分布，還可以及時監(jiān)測森林火災(zāi)、洪水、臺風(fēng)等災(zāi)情動態(tài)，對地圖測繪、地震預(yù)報等也有一定幫助；天文衛(wèi)星，對天體進行觀測、研究，沒有大氣干擾，特別是沒有吸收效應(yīng)，使光學(xué)望遠鏡可擴展到紅外、紫外、和X射線等波段的觀測，使射電天文學(xué)的研究擴展到低頻和極高頻波段；軍用衛(wèi)星，用于各種軍事目的，據(jù)估計，軍用衛(wèi)星約占進入軌道的人造天體總數(shù)的1/2，作用包括照相偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、核爆炸探測、導(dǎo)航衛(wèi)星等。
（２）行星際探測器。研制和發(fā)射行星際探測器的主要目的，是對月球及太陽系內(nèi)各行星進行系統(tǒng)考察，研究月球、火星、金星、木星、土星、天王星及其衛(wèi)星等，探測太陽系形成、地球起源、各行星上生命存在的可能性，研究行星際磁場、行星際物質(zhì)等及用于這些探測器的技術(shù)。
（３）載人宇宙飛船。1961年4月，第一艘載人飛船進入地球軌道，載人空間技術(shù)研制規(guī)模日益擴大。近20年來，美、蘇兩國曾先后發(fā)展過大體相似的4個載人空間飛船，即美國的水星、雙子星座、阿波羅和天空實驗室，蘇聯(lián)的東方號、上升號、聯(lián)盟號和禮炮號。研究過都經(jīng)過三個階段：第一，把人送入地球軌道并安全返回；第二，發(fā)展載人空間基本技術(shù)，如軌道機動飛行、交會、對接以及考察宇航員出艙活動能力等；第三，發(fā)展小型實驗性空間站，進一步考察人在長期空間條件下的生活和工作能力，利用在空間軌道上失重、真空等條件和空間站無菌、無污染的環(huán)境，進行地面上不能進行的科學(xué)實驗、特殊產(chǎn)品的制造、各種無重力條件下的生物實驗等。
（４）航天飛機。是可以多次重復(fù)使用的人造天體運載工具。航天飛機發(fā)射成功對使用一次性火箭作為運載工具的方法是個突破，也是航天工程從初期發(fā)展進入到提高效率、節(jié)省費用、擴大活動規(guī)模階段的重要標志。使用航天飛機可簡化人造天體設(shè)計、直接在軌道上部署人造天體、對軌道上已失效的人造天體進行維修或取回，人在航天飛機里還可以從事科學(xué)研究、制造產(chǎn)品。
在各種人造天體研制、發(fā)展的同時，作為運載工具的運載火箭，以及推進、制導(dǎo)、遙控、遙測、遙感、通信、材料、輻射保護等方面也進一步深入研究。用于太空行走的航天服、用于進行"星球大戰(zhàn)"的太空武器、建造能放置多用途傳感器的衛(wèi)星平臺、實現(xiàn)一星多用等，都是正在研究的新課題。航天工程的發(fā)展為探索宇宙奧秘、生命起源、以及物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究增添新內(nèi)容。
航天工程同其他科學(xué)技術(shù)一樣，有自己產(chǎn)生、發(fā)展的過程。20世紀初，俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基首先系統(tǒng)地提出利用液體火箭進行宇宙活動的理論。1957年10月4日，人類發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星進入軌道，標志航天工程從理論到應(yīng)用的開端。此后，航天工程大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。
第一階段，1957－1960年，初期試驗階段。其間主要試驗基本技術(shù)，包括運載火箭及其系統(tǒng)的研究、設(shè)計、制造、試驗和發(fā)射，人造衛(wèi)星、載人飛船、行星際探測器及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備的研制和試驗。
第二階段，1960－1964年，實際應(yīng)用試驗階段。在所發(fā)射的人造天體上使用了各種特殊儀器設(shè)備，利用空間特殊環(huán)境條件，收集各種探測數(shù)據(jù)、遙感天空和地面、轉(zhuǎn)送各種信息、進行各種特殊實驗、把太陽能轉(zhuǎn)化為電能等，人首次飛出大氣層。
第三階段。1964－1979年，衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)逐步成熟，衛(wèi)星用途日益廣泛。載人飛行基本技術(shù)取得顯著進步和迅速發(fā)展。60年代中期，美國開始在太空部署各種衛(wèi)星網(wǎng)。美、蘇兩國通過各自的載人飛船計劃證實人在宇宙空間的生活和工作能力；通過對行星的空間科學(xué)探測，發(fā)展了人類對宇宙空間的科學(xué)認識；阿波羅計劃使人類首次登上月球；美國的旅行者I號、II號等行星探測器仍在太陽系里航行；天空實驗室和禮炮號試驗性空間站，為開發(fā)宇宙展示出廣闊的前景。
第四階段，1980年到現(xiàn)在，可稱為航天飛機階段。航天飛機把載人空間實驗室和各種用途的人造天體放在巨型貨艙內(nèi)，運送到近地軌道，進行實際應(yīng)用、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實驗，并安全返回地面，以待下次使用。美國宇航員身穿航天服走出航天飛機，修理衛(wèi)星。
今后一二十年，航天工程的發(fā)展主要有三方面：
（１）研究從近地空間擴展到遠地空間，從內(nèi)行星擴展到外行星，對太陽系所有行星進行跟蹤觀測。進一步掌握有關(guān)行星大氣、行星上火山和地質(zhì)學(xué)方面的知識，為認識太陽系演化理論、生命起源等基本問題增添新內(nèi)容。
（２）探測和研究月球以及小行星的礦物資源種類和分布，為月球和小行星的開發(fā)以及向未來的太空工廠提供原料做準備。注意研究高能天體，有可能找到新能源。
（３）空間載人飛行并在載人飛船上進行綜合性空間科研活動。如研究大氣層、等離子體物理學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、材料科學(xué)等。20世紀末，有可能出現(xiàn)太空工廠、空間太陽能發(fā)電站甚至太空城。
中國于1970年4月24日發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星，此后相繼進行了科學(xué)實驗衛(wèi)星的發(fā)射和回收、一箭三星的準確定點、潛艇發(fā)射運載火箭等多項重大科技成就，中國的航天工程已跨進世界先進行列。
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