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第六章 人类的探索（第1页）

人造卫星诞生

人造卫星的概念始于１８７０年。人造地球卫星是指发射到绕地球轨道上作短期或长期运行的人造航天器。其运动服从开普勒行星运动定律，其轨道一般是以地心为焦点的椭圆，特殊情况下是以地心为中心的圆。它离地面的高度根据用度而定，从几百公里到几万公里不等，一般不低于２００公里。

人造卫星是发射数量最多的一种航天器，占全部航天器的９０％左右，在科学、军事和国民经济各个方面都获得了极其广泛的应用。以科学探测和研究为目的有天文卫星、观测卫星、地球物理卫星、大气密度探测卫星和电离层卫星等；用于军事目的的有照相侦察、电子侦察、海洋监视、核爆炸探测、导弹预警、拦截等卫星；为国民经济服务的有通信、导航、气象、测地和地球资源等卫星。

１９５７年１０月４日，前苏联在拜科努尔发射场发射了世界上第一颗人造地球卫星——“东方”1号卫星，并被送入轨道，人类从此进入了利用航天器探索外层空间的新时代。第一颗卫星的设计和制造，主要由前苏联著名的火箭和宇航设计师科罗廖夫领导的试验设计局完成。“东方”1号人造卫星呈球形，直径58厘米，重83．6公斤，由铝合金制成。卫星安装了4根无线电发射机的柱形天线，其中两根长2．9米，另两根长2．4米。无线电设备和供电电池放在一个充满氮气的密封的球形容器中，由一个小型内扇驱动容器中的氮气，来保持设备和容器间的热交换。

“东方”1号卫星的轨道为椭圆形，近地点为215公里，远地点为947公里，轨道倾角为96．2度。卫星绕地球一周需96分钟。

发射卫星的运载火箭全长29米，起飞重量267吨，起飞推力3900千牛，是当时世界上最大的运载火箭。

第一颗人造地球卫星存在了93个昼夜，围绕地球运行了近1400圈。仅一个月之后，1957年11月3日，前苏联又发射了第二颗人造地球卫星。这颗人造卫星为锥形，重量多达508公斤。它不仅携带了相当多的科学仪器，而且还带着一只名叫莱伊卡的小狗。

小狗在密封的圆柱形的生物舱内，身上连接着测量脉搏、呼吸、血压等机体状况的医学仪器。生物舱内安装有使舱内空气保持新鲜的空气再生装置、为小狗提供一日三餐的自动供食装置，以及处理小狗粪便的排泄装置。在卫星的球形容器里除了生物舱外，还有两台无线电发射机、供电源、温度调节系统以及记录气温、气压和其他参数的仪器。在最后一级火箭上安装了两个研究宇宙射线的仪器和一个研究太阳紫外线与x射线谱段的仪器。时间程序装置周期地开动专门的无线电遥测设备，将卫星的全部测量数据发回地面。由于当时的技术水平有限，这颗卫星无法回收。小狗在生物舱生活了一个星期之后，完成了实验任务，被迫服毒自杀。为人类的科学事业而“光荣牺牲”。小狗莱伊卡的太空旅行，充分说明了生物可以平安地生活在人造飞船中。

美国在前苏联人造卫星两次发射成功的刺激下，不甘落后加紧研制运载火箭，力争早曰发射卫星。终于在1958年1月31日，成功地发射了第一颗人造地球卫星——“探险者”l号。

“探险者”1号人造卫星的发射场地是美国的太平洋导弹发射场，采用的是“丘比特”运载火箭。卫星近地点为360公里，远地点为253l公里。轨道倾角有33度。运载火箭的末级和卫星一起进入太空，总重量约14公斤，卫星本身重量只有8。2公斤。这颗人造卫星虽然很小，但它装有许多观测仪器。

美国这次人造卫星发射的领导者是第二次世界大战后从德国移居美国的著名火箭专家冯·布劳恩。

“探险者”1号的发射高度在2000公里以上，超过前苏联的“东方”l号。在这个高度上，辐射能急剧增加，“探险者”l号在研究辐射能方面做出了突出贡献。

1958年3月21日，美国又发射了“探险者”3号卫星，对辐射能进行了详细的研究，证实了在2000～4000公里的高空存在强大的辐射带。继前苏联、美国之后，法国是第三个独立自主发射人造卫星的国家。1965年11月26日，法国在哈马圭尔发射场，用自己研制的“钻石”A运载火箭，成功地发射了第一颗人造地球卫星“试验卫星”1号。

“试验卫星”l号是直径50厘米的双截头锥体，重量仅42公斤。轨道的近地点为526公里，远地点为1809公里，轨道倾角为34度。“钻石”A运载火箭全长18．7米，直径1．4米，起飞重量约18吨，是在探空火箭基础上研制而成的三级运载火箭。

第四个进入太空的国家是日本。日本的航天计划始于60年代中期，几经周折之后，终于在1970年2月11日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。“大隅”号卫星是在日本的鹿儿岛靶场发射成功的，卫星与末级火箭共重23公斤，而自身仅重9．4公斤。外观为环形，高0．45米，卫星轨道的近地点为339公里，远地点为5138公里，轨道倾角为3l度，是由日本自行研制的“兰达”4S四级固体运载火箭发射的。起飞重量约l0吨，起飞推力6l千牛。

中国是第五个独立自主发射卫星的国家。1970年4月24日，中国在西北部的酒泉卫星发射场用自己研制的“长征”l号运载火箭把“东方红”1号卫星送入太空。“东方红”1号卫星是一个直径为1米的球形多面体，重173公斤，比苏、美、法、日的第一颗人造卫星的总重量还重。卫星上面装有4根3米长的鞭形天线，壳体外蒙皮由铝合金制成，内分主仪器舱和辅舱。舱内装有播送《东方红》乐曲的乐音发生器和遥测、跟踪、能源等系统的仪器。卫星绕轴线稳定旋转。卫星轨道的近地点为439公里，远地点为2388公里，轨道倾角为68．5度。卫星绕地球一周需114分钟，在运行过程中不断向全世界播送《东方红》乐曲。

人类首次遨游太空

飞上蓝天，邀游太空，是人类千百年来的梦想与企望。蓝天、白云、繁星、皓月，自古以来，多少人为之心驰神往、梦绕魂牵，想象有朝一日，能够“上穷碧落”“蟾宫折桂”。

宇宙之大，大至无限。宇宙空间之无限，决定着人类对宇宙的认识、斗争和利用，必然也是无限的。

伴随着人类认识自然、改造自然的活动不断深入，特别是近现代科学技术的飞速发展，人类已经初步掌握了打开宇宙空间神秘之门的金钥匙。

1961年4月12日莫斯科时间上午9时零7分，27岁的前苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜克努尔发射场起航，在最大高度为301公里的轨道上绕地球一周，历时1小时48分钟，于上午10时55分安全返回，降落在萨拉托夫州斯梅洛夫卡村地区，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的愿望。他驾驶的东方1号飞船成为世界上第一个载人进入外层空间的航天器，就在他的108分钟的飞行过程中，加加林由上尉荣升为少校。

加加林完成了史无前例的宇宙飞行后，全世界都对他挥手致敬，莫斯科以极其隆重的仪式欢迎凯旋的航天英雄:礼炮在轰鸣，欢腾的人群在喊叫，豪华的护送队，为加加林加冕大大小小的国家勋章。在这次历史性的飞行之后，加加林荣获列宁勋章并被授予“苏联英雄”和“苏联宇航员”称号，并曾多次出国，访问过27个国家，22个城市授予他荣誉市民称号。1962年，加加林当选为第六届苏联最高苏维埃代表。1964年11月任苏联—古巴友好协会理事会主席。

首次太空飞行之后，加加林又进茹克夫斯基航空工程学院学习，并出色地答辩了毕业设计，学院推荐他到高等军事学院研究生院当函授生。加加林也积极参加训练其他宇航员的工作，1961年5月成为宇航员队长，1963年12月荣升为宇航员训练中心副主任。在训练其他宇航员的同时，他自己并没有放弃训练，梦想着能够再次进入太空。1967年4月，他完成了联盟号飞船首次飞行的培训准备工作，成为宇航员科马罗夫的替补。他在进行宇航训练之余，并未放弃驾驶歼击机，还专门进入茹科夫斯基航空军事学院继续学习飞行，并于1968年2月毕业。

正当加加林对未来充满信心的时候，灾难发生了。1968年3月27日，他和飞行教练员谢廖金在一次例行训练飞行中，因一架双座喷气式飞机坠毁而罹难。灾难发生的这一天，加加林按计划要驾驶米格-15歼击教练机飞行两次，每次半小时。10点19分，飞机升空。10点30分，加加林把空域作业的情况报告飞行指挥，请求准许取航向320返航。此后，无线电通信突然中断，1分钟后，飞机一头栽到地上。

事故发生后，政府成立了事故调查委员会。经过认真分析研究后认为:“1968年3月27日飞机飞行准备工作完全是按照现有技术操作规程的要求进行的。”调查委员会查明了飞机与地面相撞时的状态。当时，飞机在两层云带空域里飞行，看不见地平线。返航时，本应从70°航向向320°航向下降转弯，后来一定发生了某种突发事件，使飞机处于临界状态。飞机飞出低层云，航迹倾斜角达到70°到90°，飞机几乎是垂直俯冲下来，加加林和另外一位飞行员密切配合，想尽最大努力使飞机退出俯冲状态，但当时飞行高度只有250-300米，时间也只剩2秒钟了，他们没有成功，年仅34岁的加加林就这样离开了人世，以至于人们都不相信他真的牺牲了。

加加林死后，其骨灰被安葬在克里姆林宫墙壁龛里，他的故乡格扎茨克被命名为加加林城，他训练所在的宇航员训练中心也以他的名字命名。为纪念加加林首次进入太空的壮举，俄罗斯把每年的4月12日定为宇航节，在这一天举行隆重的纪念活动，缅怀这位英雄人物。国际航空联合会设立了加加林金质奖章。月球背面的一座环形山也是以他的名字命名的。加加林成为宇宙时代的象征。

阿波罗登月

人类对月球的探测研究开始于20世纪50年代，美国和前苏联两国在冷战的背景下进行了激烈的太空竞赛。从此载人航天科学突飞猛进。当时间定格在1969年7月16日，美国率先登陆月球完成了人类的这一梦想。到1972年12月阿波罗计划的最后一次飞行——阿波罗17号登月为止，先后有12名宇航员登上月球表面。

阿波罗是古代希腊神话传说中的一个掌管诗歌和音乐的太阳神，传说他是月神的同胞姐弟，曾用金箭杀死巨蟒，替母亲报仇雪恨。美国政府选用这位能报仇雪恨的太阳神来命名登月计划，其心情可想而知。

但是，建造这样一艘登月船也不是轻而易举的。两个月后，美国科学家为实施“阿波罗”登月计划拿出了4种方案，即“直接登月”、“地球——轨道会合”、“加油飞机”、“月球表面会合”，但是，每种方案随后都表明存在着各种不易解决的问题。

正当美国科学家们和政府首脑犹豫不决时，一位名叫约翰·C·霍博特的太空署工程师提出了第5种方案——“月球轨道会合”方法，这种方法的要点是：从地球上发射一支推力为750万磅的“土星”5号火箭，将装载3个宇航员的“阿波罗”太空船推向月球。“阿波罗”太空船绕着月球轨道运行，但整艘太空船并不在月球上降落，而是分离出一艘小的登月舱。登月舱带着2名宇航员依靠倒退火箭抵达月球表面，第3名宇航员则留在太空船上。当他的两个同伴在勘查月球表面时，他一路环绕月球飞行。当勘查工作完成后，月球上的两位宇航员就引发登月舱上的火箭，重新和太空船会合。3名宇航员乘坐太空船，引发火箭回到地球上来。于是，科学家们决定采用“月球轨道会合”法。

为了实现这个宏伟的计划，美国国家航宇局的科学家和工程师，要设计制造出一艘宇宙飞船“阿波罗”号，它的大小与火车头相近。为了发射这个飞船，还要制造出一个与足球场差不多长的火箭。此外，科学家们还要建起一座大型的太空中心——月球港，它要拥有车间、试验室和办公室，并且在全世界建立一系列的跟踪站；他们为宇航员们建立了训练中心，在这个中心里，同时建造了“登月模拟装置”。

“阿波罗”号飞船由指挥舱、服务舱和登月舱3个部分组成。

指挥舱

宇航员在飞行中生活和工作的座舱，也是全飞船的控制中心。指挥舱为圆锥形，高3。2米，重约6吨。指挥舱分前舱、宇航员舱和后舱3部分。前舱内放置着陆部件、回收设备和姿态控制发动机等。宇航员舱为密封舱，存有供宇航员生活14天的必需品和救生设备。后舱内装有10台姿态控制发动机，各种仪器和贮箱，还有姿态控制、制导导航系统以及船载计算机和无线电分系统等。