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航天器发展史

专业：10-221学号：3042010039姓名：王东

航天器的基本知识

“在太空基本上按照天体力学规律运行，具有一定功能并执行一定任务的

飞行器，称为航天器。航天器包括人造卫星、载人航天器(载人飞船、空间站和

航天飞机)和空间探测器(月球探测器、行星探测器等)三大类。世界上第一个航

天器是苏联1957”年10月4日发射的“人造地球卫星1号”，第一个载人航

天器是苏联航天员加加林乘坐的东方号飞船，第一个把人送到月球上的航天器是

美国“阿波罗11号”飞船，第一个兼有运载火箭、航天器和飞机特征的航天

飞机是美国“哥伦比亚号”航天飞机。至今，航天器还都是在太阳系内运行。通

常，航天器分为人造地球卫星、空间探测器和载人航天器。人造地球卫星，简称

人造卫星，是数量最多的航天器，约占航天器总数的90％以上。空间探测器，

又称深空探测器，按探测目标分类。载人航天器，按飞行和工作方式分为载人飞

船、航天站和航天飞机。航天飞机既是航天器又是可重复使用的航天运载器。航

天器在天体引力场作用下的运动方式主要有两种：环绕地球运行和飞离地球在行

星际空间航行。环绕地球运行轨道是以地球为焦点之一的椭圆轨道或以地心为圆

心的圆轨道。行星际空间航行轨道大多是以太阳为焦点之一的椭圆轨道的一部

分。航天器克服地球引力在空间运行，必须获得足够大的初始速度。在地球表

面的环绕速度，称为第一宇宙速度。高度越高，所需的环绕速度越小。航天器在

空间某预定点脱离地球进入行星际飞行必须达到的最小速度叫做脱离速度，又叫

逃逸速度。预定点高度不同，脱离速度也不同。在地球表面的脱离速度称为第二

宇宙速度。从地球表面发射飞出太阳系的航天器所需的速度称为第三宇宙速度。

一、火箭技术

火箭是人类实现航天的重要工具，无论是载人飞船还是人造卫星，都需要

火箭作为运输载体。中国三国时期就出现一种带火的箭，即在箭杆前部绑有易

燃物，点燃后用弓弩射出，称为火箭。后来火箭在古代中国逐渐发展为多种构

造，如神火飞鸦，火龙出水等。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

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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。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。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。194210月成功发射V-2火箭（A4，飞行高度85公里，飞行

距离190公里——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