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物理与航天科技

摘要：探索浩瀚的宇宙，是人类千百年来的美好梦想。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。

关键词：火箭技术，卫星时代，空间探测，载人航天，气象卫星，卫星的发射，卫星回

收

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。

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。

让我们先来讲讲它的发展史吧！

一、火箭技术：火箭技术推动了人类航天发展的历史。

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，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。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，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。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，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：人造地球卫星1号，从而揭开了现代火箭技术新的一页。

二、卫星时代：性息全球化

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，同年11月3日，前苏联发射了第二颗卫星，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