书城科普读物神奇的太空探险之旅
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第5章 向太空出发(3)

以上不厌其烦地列出各国的合作情况,稍微仔细看一遍,便可发现,其实各国使用的火箭基本上都是美国的。然而,弹指一挥间,经过几十年的研究发展,现在已不是美国的一花独放,而是美国、欧洲、中国、俄罗斯的争奇斗艳了。

美国目前使用的是“德尔他”火箭。该火箭是苏、美太空竞赛时期的产物。1957年前苏联将第一颗人造卫星送上天后,美国立即着手在空军中程弹道导弹“雷神”的基础上研制“德尔他”火箭,目的是尽快把美国的卫星送上天。1960年8月12日,“德尔他”不负众望,把“回声1号”卫星送上了天。从此,“德尔他”火箭便开始充当美国宇航局的“搬运夫”,在此后的24年里,发射了各种卫星上天。航天飞机出世后,“德尔他”火箭生产线不得不在1984年关闭。1986年,“挑战者号”航天飞机发生大爆炸,“德尔他”火箭得以重新发射。

重返发射舞台的是“德尔他2”火箭,由麦道公司在原有型号的基础上改进制造的,发射的成功率为98%。该火箭具有一箭多星技术,1997年,首次进行一箭5星发射,为摩托罗拉公司部署了5颗“铱”卫星,之后8次将40颗“铱星”送入轨道。它还承担了劳拉公司“全球星”移动电话系统卫星的发射任务。

麦道公司并入波音公司以后,波音公司自筹资金,又研制了“德尔他3”火箭。它能发射重量2 500~3 500千克的大型静止轨道通信卫星。但是,首次发射便遭失败。1997年1月17日,发射美国空军的GPS卫星又出现星箭大爆炸,这对波音公司是一次沉重的打击。

有“欧洲之光”美称的“阿里安”火箭,初出茅庐就一鸣惊人。1984年8月一箭双星发射了两枚地球同步通信卫星,这类卫星属重量级,一般火箭是发射不了的,因此“阿里安”火箭荣耀一时。

“阿里安”火箭是由欧洲宇航局的10多个参加国联合研制的,是欧洲现代高科技的结晶。该火箭目前已发展到“阿里安5”型,发射成功率也达98%,因此,欧空局曾充满自信地宣称:“阿里安5”火箭发射卫星失败,用户可享受免费重发一次的待遇。没想到1996年6月4日,“阿里安5”火箭从法属圭亚那库鲁航天发射场首次发射,只上升了半分钟就化作了缕缕云烟。

中国的“长征”火箭在国际上也是大名鼎鼎,把中国第一颗卫星“东方红1号”送上太空的火箭叫“长征1号”。是中国的第一枚多级运载火箭。从1976-1991年,“长征2号”把12颗返回式卫星送上了天。1990年4月7日,“长征3号”为香港卫星通信有限公司成功地发射了“亚州1号”通信卫星。7月16日,“长征2号”捆绑式火箭(长二捆)把一颗澳大利亚模拟通信卫星和一颗巴基斯坦的科学实验卫星准确送入太空轨道。1992年又送了一颗澳星上天,事实说明:中国可以发射与美国航天飞机发射重量相当的各种商业卫星。

俄罗斯的“质子号”火箭也是老牌火箭,前苏联曾多次用一枚火箭发射8颗卫星。摩托罗拉公司的66颗“铱”卫星,就是由“德尔他”火箭(一箭双星)、俄罗斯的“质子”火箭(一箭多星)和中国的“长征”火箭(一箭双星、一箭3星)分招发射任务的。

我国第一颗人造

地球卫星--“东方红1号”中华卫星路完全是一条独立自主、自力更生的路。1957年,前苏联第一颗人造卫星上天后,1958年5月17日,毛泽东在八大二次会议上以伟人的气魄,说:“我们也要搞人造卫星”。经过航天人十几年的艰苦研制,1970年4月24日,终于成功地发射了我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”。

“东方红1号”,重173千克,与前苏联、美国、法国、日本的第一颗卫星相比,我国的卫星比四国的总和还要重。在技术方案和设计指标等方面都比较先进。达到了周恩来同志要求的“上得去、抓得住、看得见、听得到。”

“东方红1号”能经过地球绝大部分国家和地区,人们在地面上用肉眼就能够看到。科研人员研制出的先进跟踪手段可以准确捕捉到卫星的运行轨道,事先预报。卫星上还能连续播放《东方红》乐曲,而这之前的卫星只能发出“哔扑、哔扑”的电讯信号。

“东方红1号”卫星的发射成功,表明我国已经掌握了运载火箭发射、入轨、跟踪等尖端科学技术,也说明了我国在发射卫星与跟踪测量设备上已进入了世界先进行列。

1971年3月3日,我国又发射了“实践1号”科学试验卫星。“实践1号”的设计寿命为1年,可是却运行到1979年6月才坠落。1987年9月20日,“实验2号”物理探测试验卫星连同“实践2号甲”和“实践2号乙”由“风暴1号”大型运载火箭一次送入太空,此次一箭3星的技术令世人刮目相看。

1975年,我国发射了第一颗返回式试验卫星,卫星按计划运行了3天后,顺利返回地面。回收卫星是一项难度很大的工作,何况还要在我国本土准确回收,技术上要比苏、美复杂困难得多。我国成为继苏、美之后第三个掌握回收卫星技术的国家。

到1992年,我国共发射了14颗返回式卫星,保持了100%的成功回收率。1987年的返回卫星上,还承揽了法国搭载的两个微重力试验装置、中国科学院的34件科学试验装置。这些“特殊旅客”都安全到“家”,试验都获得了成功。

1984年,我国首次发射静止轨道试验通信卫星,利用这颗卫星进行电视和广播节目传送、图片和文字传真、数据传输等应用,效果很满意。乌鲁木齐、拉萨、昆明通了电话,新疆、西藏、云南终于听到了广播,看到了电视。

1986-1991年,又发射了5颗实用通信卫星。其中1颗为“东方红2号”,4颗为“东方红2号甲”。实现了全国通信,解决了军事通信、远洋舰船和测量船等的通信。同时,全国都能清晰地看到中央电视台的节目。

1988年9月7日,“长征4号”运载火箭成功地发射了我国第一颗太阳同步轨道气象卫星“风云1号”。1990年,又发射一颗“风云1号”。1997年,发射了更先进的“风云2号”气象卫星。

目前,我国已发射了科学观测卫星、通信卫星、气象卫星、低轨道返回式卫星,并拟于今年发射一颗陆地资源卫星。随后还将发射导航卫星、海洋资源卫星等各类实用卫星。我国目前生产和发射卫星的能力已达到了每年数颗。

目前我国进行的载人飞行,标志着我国的航天事业将从卫星上天进入下一阶段的星际探索和空间开发。

小型卫星

1998年10月,美国发射了一颗和冰箱一样大小的小型卫星--“深空1号”。它将进入太空执行为期2年的探险任务。它要冒极大的风险从小行星的身旁掠过,还要更近地察看太阳系。

“深空1号”有两项技术是眼下的“绝活”。第一项是太阳能电推进(即离子推进)技术,航天迷们早就幻想由卫星、飞船、航天飞机这样的航天器自身提供动力,那样就会自由自在地飞往别的星系了。“深空1号”采用了离子发动机作为主要推进手段,它可以节省很多的燃料。它的第二项绝活是自主导航技术。过去卫星都是由地面控制的。现在它自己有了大脑,这也是一项了不起的创新。

“深空1号”如果一切顺利,美国宇航局打算从下个世纪一开始,每年发射10~15颗小卫星,它们的造价一般都低于2亿美元。“深空”1号计划的首席科学家马克·雷曼认为:以前搞的多是“大科学项目”,一干几十年,耗资几十亿美元,如哈勃望远镜计划,1997年向土星发射的“卡西厄”探测器等。一旦失败,损失一艘探测器就是一项巨大的损失。如果发射小型卫星,1年发射12次,即使失败一两次;损失也小多了。所以应该以“又快、又好、又省”的原则多发展小型探测器。

一般来说,小型卫星是指那些重量小于500千克的卫星,而这些卫星中不足100千克的微型卫星则被我们称之为“小精灵”。它们中有的甚至只有小鸟那么大小,全靠微电子和微机械技术武装。一块指甲盖大小的电子小片,就是“小精灵”的“脑袋”,它收到一个信号,就会像动物本能那样产生“抽搐”反应,用来控制卫星,传递信息。

这些“小精灵”可以成群结队地发射到太空中去,然后它们便各就各位,自己寻找最佳位置,不需要复杂的火箭系统发射入轨。定位后它们就去捕捉各种各样的信息,再用自带的小天线,把捕捉到的信息,像接力赛一样,从邻近的卫星传到下一颗卫星,最后由带有远距离天线的卫星把所有信息传回地球。

“小精灵”越采越受到科学家们的喜爱,在近10年发射的小型卫星中,有80%属于微型卫星。

1992年,美国发射的“跃进”号只有16千克,按计划到2000年,它减到6千克,和中学生背的书包差不多重。这样小的卫星关键是各种仪器、设备要微小化。“跃进号”上的惯性测量装置只有0.3千克;计算机只有1.44克;激光雷达0.9千克;一架红外摄像机仅重1千克。因为这些高科技的成果,“跃进”号在性能上一点也不亚于大型卫星。

美国已经发射的“铱星”(66颗)、“全球星”(48颗)和于2002年由微软与波音合建的Teledesic卫星系统(288颗),“小精灵”们正是其中的主角。

据报道,清华大学1999年也发射一颗“小精灵”。它高仅1.2米,重75千克,用于太空研究、遥控、环境和灾害监测、民用特种通信、科普教育等领域,标志着我国航天科技进入新的阶段,不仅高等学府能够搞航天攻关研究,而且能够研制出推动科技进步的新一代卫星。