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世界航天事业发展史 (2014/6/3 11:26:59) [发送到微博]
第一章 世界航天发展简史

探索浩瀚的宇宙,是人类千百年来的美好梦想。我国在远古时就有嫦娥奔月的神话。公元前1700年,我国有"顺风飞车,日行万里"之说,还绘制了飞车腾云驾雾的想像图。外国也有许多有关月亮的美好传说。

自从1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星上天以来,到1990年12月底,前苏联、美国、法国、中国、日本、印度、以色列和英国等国家以及欧洲航天局先后研制出约80种运载火箭,修建了10多个大型航天发射场,建立了完善的地球测控网,世界各国和地区先后发射成功4127个航天器。其中包括3875个各类卫星,141个载人航天器,111个空间探测器,几十个应用卫星系统投入运行。目前航天员在太空的持续飞行时间长达438天,有12名航天员踏上月球。空间探测器的探测活动大大更新了有关空间物理和空间天文方面的知识。到上世纪末,已有5000多个航天器上天。有一百多个国家和地区开展航天活动,利用航天技术成果,或制定了本国航天活动计划。航天活动成为国民经济和军事部门的重要组成部分。

航天技术是现代科学技术的结晶,它以基础科学和技术科学为基础,汇集了20世纪许多工程技术的新成就。力学、热力学、材料学、医学、电子技术、光电技术、自动控制、喷气推进、计算机、真空技术、低温技术、半导体技术、制造工艺学等对航天技术的发展起了重要作用。这些科学技术在航天应用中互相交叉和渗透,产生了一些新学科,使航天科学技术形成了完整的体系。航天技术不断提出的新要求,又促进了科学技术的进步。

一、 火箭技术

火箭技术推动了人类航天发展的历史。

火药是中国古代的四大发明之一,火箭是在火药发明之后中国人发明的。早在公元1000年宋朝唐福献应用火箭原理制成了战争武器,13世纪初传到外国。传说在14世纪末,中国有个学者万户在坐椅背后安装47支当时最大的火箭,两手各持大风筝,试图借助火箭的推力和风筝的升力升空。但是一声爆炸之后,只见烟雾弥漫,碎片纷飞,人也找不见了。为纪念这位世界上第一个试验火箭飞行的勇士,月球表面东方海附近的一个环形山以万户命名。18世纪,印度军队在抗击英国和法国军队的多次战争中曾大量使用火箭并取得良好的效果。由此推动了欧洲火箭技术的发展。曾在印度作战的英国人康格雷对印度火箭作了改进。他确定了黑火药的多种配方,改善了制造方法并使火箭系列化,射程达3公里。这些初期火箭的原理成了近代火箭技术的基础。

19世纪末20世纪初,随着科学技术的进步,近代火箭技术和航天飞行发展起来,先驱者的代表人物有前苏联的齐奥尔科夫斯基,美国人戈达德和德国奥伯特。

齐奥尔科夫斯基毕生从事火箭技术和航天飞行的研究。在他的经典著作中,对火箭飞行的思想进行了深刻的论证,最早从理论上证明用多级火箭可以克服地心引力进入太空。他建立了火箭运动的基本数学方程,奠定了理论基础。他首先提出了使用液体推进剂火箭的倡议,经过了短短的30年就实现了。他预想到现代火箭的真实结构,并论述了关于液氢-液氧作为推进剂用于火箭的可靠性,设想用新的燃料(原子核分解的能量)来作火箭的动力。他具体地阐明了用火箭进行航天飞行的条件,火箭由地面起飞的条件,人造地球卫星及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。他还提出过许多的技术建议,如建议用燃气舵控制火箭,用泵来强制输送推进剂,以及用仪器自动控制火箭等,都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。

 

戈达德博士在1010年开始进行近代火箭的研究工作。他在1919年的论文中提出了火箭飞行的数学原理,指出火箭必须具有7.9km/s的速度才能克服地球的引力。他认识到液体推进剂火箭具有极大的潜力,1926年3月他成功在研制和发射了世界上第一枚液体推进剂火箭,飞行速度103km/h,上升高度12.5米,飞行距离56米。

奥伯特教授在他1923年出版的书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理,而且还说明火箭只要能产生足够的推力,便能绕地球轨道飞行。同齐奥尔科夫斯基和戈达德一样,他也对许多种推进剂的组合进行了广泛的研究。

 

真正的近代火箭的出现是在第二次世界大战时的法西斯德国。早在1932年德国就发射A2火箭,飞行高度达3公里。1942年10月发射成功V-2火箭(A4型),飞行高度85公里,飞行距离190公里。V-2火箭的发射成功,把航天先驱者的理论变成现实,是现代火箭技术发展史的重要一页。

 

1945年5月,第二次世界大战德国战败,前苏联俘虏部分德国火箭技术人员,缴获了几枚V-2火箭和有关技术资料。在此基础上,1947年前苏联仿制V-2火箭成功。1948年自行设计了P-1 火箭,射程达300公里。1950年和1955年又先后研制成P-2和P-3火箭,射程分别达到500公里和1750公里。1957年8月,成功发射两级液体洲际导弹P-7,射程8000公里,经过改装的P-7于1957年10月4日,发射成功世界上第一颗人造地球卫?quot;人造地球卫星1号",从而揭开了现代火箭技术新的一页。前苏联由于发射多种航天器的需要,先后研制成功"东方"号、"联盟"号、"宇宙"号、"质子"号、"能源"号等多种型号的运载火箭,可将100多吨的有效载荷送入近地轨道。 "

二战后,美国俘虏了以冯?布劳恩为首的德国火箭专家,缴获了100余枚V-2火箭。美国陆军在布劳恩的帮助下于1945年发射了V-2火箭,1949年开始研究"红石"弹道导弹,1954年制定人造卫星计划,1958年2月1日"丘辟特"C火箭成功发射美国第一颗人造卫星,美国为发射多种航天器的需要,先后研制成功"先锋"号、"丘诺"号?quot;红石"号、"侦察兵"号、"大力神"号和"土星"号等运载火箭。 "

中国于1960年11月5日第一枚近程火箭发射试验成功。我国有"长征"号(CZ)系列运载火箭,主要有CZ-1、CZ-2、CZ-3、CZ-4四种基本型运载火箭和CZ-1D、C(CZ-2C)、CZ-2C/SD、CZ-2D、CZ-2E、CZ-2F、CZ-3A、CZ-3B、CZ-4B等几种改进型。

 

1990年4月7日,中国CZ-3 运载火箭发射成功美国制造的"亚洲一号"卫星。长征火箭成功地进入了国际商业发射卫星的行列,至今已将27颗外国卫星发射上天。

法国从50年代开始自行研制探空火箭和导弹,并在此基础上研制"钻石"号运载火箭。1965年11月至1967年2月,法国"钻石"号火箭将A-1、D-1人造卫星送入太空。法国积极推动西欧国家联合发展欧洲航天事业,它是欧洲空间局的主要成员国,并承担"阿里安"号运载火箭的大部份研制工作。

欧空局正式成员国有比利时、丹麦、法国、联邦德国、爱尔兰、意大利、荷兰、西班牙、瑞典和英国;非正式成员国有奥地利和挪威;加拿大为观察员国。由欧空局研制的"阿里安"1号运载火箭于1979年12月24日首次发射成功。迄今已研制有"阿里安"1-5号五种基本型和多种改进型火箭。"阿里安"4号为欧空局主要运载工具,至今已发射80余次,失败7次,成功率在世界商用卫星运载工具中名列前茅。

日本自1963年开始研制"谬"系列固体运载火箭,共有4代。1970年日本宇宙开发事业团决定引进美国"德尔它"号运载火箭技术,以发展本国的N号运载火箭。1975年9月,日本首次用N-1火箭成功地发射了"菊花"1号技术试验卫星。1994年试验成功带有氢氧燃料装置的N-2火箭。印度自行研制成功运载火箭系列SLV,ASLV,PSLV和GSLV。2001年4月同步轨道卫星运载火箭GSLV发射成功。

此外,还有英国、意大利、加拿大、印度、巴西、以色列、韩国、朝鲜等国均有利用本国制造或租用他国运载火箭来发射人造卫星的能力。

         文章来自于中国南方航空官网,主要提供服务是:机票查询机票预订特价机票预订网上订机票,网址:http://www.csair.com/cn/

 

二、卫星时代

 

人造地球卫星的计划设想早在1945年就在美国出现,美海军航空局已着手研究一种把科学仪器送入太空的卫星,次年美国陆军航空局在审?quot;兰德计划"的一项类似的研究报告中,就有"实验性环球空间飞行器"的初步设计。随着现代科学技术和一系列大功率运载火箭的发展,为人造地球卫星的研制和发射打下了坚实的基础。 "

 

1957年10月4日,前苏联用"卫星"号运载火箭把世界上第一颗人造地球卫星送入太空,卫星呈球形,外径0.58米,外伸4根条形天线,重83.6公斤,卫星在天上正常工作了三个月。同年11月3日,前苏联发射了第二颗卫星,卫星呈圆锥形,重508.3公斤,这是一颗生物卫星,除了利用小狗"莱伊卡"作生物试验外,还有于探测太阳紫外线,X射线和宇宙线。按照今天的标准衡量,前苏联的第一颗卫星只不过是一个伸展开发射机天线的圆球,但它却是世界第一个人造天体,把人类几千年的梦想变成现实,为人类开创了航天新纪元。

 

人造地球卫星出现之后,60年代前苏联和美国发射了大量的科学实验卫星、技术实验卫星和各类应用卫星。70年代军、民用卫星全面进入应用阶段,并向侦察、通信、导航、预警、气象、测地、海洋和地球资源等专门化方向发展。同时各类卫星亦向多用途、长寿命、高可靠性和低成本方向发展。80年代后期新起的单一功能的微型化、小型化卫星是卫星发展上的新动向,这类重量轻、成本低、研制周期短、见效快的小型卫星将是未来卫星的一支生力军。除美、苏外,中国、欧洲航天局、日本、印度、加拿大、巴西、印尼、巴基斯坦等国都拥有自己研制的卫星。

 

为什么经过短短的三十多年,航天活动取得了如此迅速的发展呢?除了美、苏搞空间军备竞赛发射了大量的军事应用卫星外,主要是人类一开始就非常重视航天技术的应用。航天活动大大扩大了人类知识宝库和物质资源、给人类日常生活带来了重大的影响和巨大的经济效益。航天活动大大推动了现代科学技术和现代工农业的向前发展。

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