人类的荣耀——纪念世界航天60周年

编者按:

2017年10月4日是世界第一颗人造地球卫星成功发射六十周年纪念日。在10月的最后一天,也正是中国“航天之父”钱学森逝世八周年纪念日,本刊特推出这篇万字长文,以历史回顾和详实的数据,纪念世界航天60年来的风雨与荣耀,展望航天将人类带向神奇的未来。

全文分为六个部分:

一、人类进入太空时代

二、太空争霸

三、辉煌成就

四、伟大时刻

五、世界航天记录

六、未来航天

世界航天,勇往直前!

作者 | 刘进军

本文刊登于《卫星与网络》杂志2017年10月刊

一、人类进入太空时代

航天是历史的必然和科学的选择。1946年,苏联与美国几乎同时研发弹道导弹,也开创了发射人造地球卫星的思路。

1946年5月12日,冯·布劳恩的研究小组向美国国防部提出报告:初步设计一个环绕地球运行的卫星。布劳恩说:用火箭发射一颗重227千克的卫星,运行在高度约480千米的圆形轨道,5年内(即1951年)就可实现。美国国防部赞扬了冯·布劳恩的建议,但拒绝提供经费。

1946年初,苏联国防部第4研究所所长、年轻的米哈伊尔·吉洪拉沃夫提出了一个计划:发射“BP-190”高空火箭与一个能容纳2名飞行员的加压舱,上升到200千米的高度飞行。这个计划获得苏联科学院和教育部航空工业学院的积极评价。

1946年5月21日,吉洪拉沃夫写信给斯大林:我带领一个7人团队,研究发射科学卫星的可能性。而斯大林喜欢洲际导弹,他这样形容洲际导弹:不就是一枚火箭加一个炸药包吗?快点给我搞出来,我要吓唬吓唬美国佬。斯大林想不通,吉洪拉沃夫不好好研究导弹,而要发射卫星。卫星有什么用,能打仗吗?不理会!

1950年3月15日,在苏联科学院科学与技术会议上,吉洪拉沃夫提出题为《液体燃料火箭发射人造地球卫星》的报告。他的报告获得批准,但是受到上级的谴责和嘲讽。因为按照上个世纪50年代初的“时代精神”,吉洪拉沃夫不好好研究导弹,却要发射毫无用处的卫星,完全是浪费公共资金。苏联国防部、教育部检查了吉洪拉沃夫的卫星研制小组。卫星研制小组立刻被解散,吉洪拉沃夫被降级。幸好,吉洪拉沃夫并未因此而放弃研制卫星。

1954年5月27日,著名的火箭专家谢尔盖·帕夫洛维奇·科罗廖夫向苏联国防部导弹装备部部长、后来担任苏联国防部部长的乌斯季诺夫提出了发展人造卫星的计划。科罗廖夫在《关于人造地球卫星报告》中写道:“研制第一颗人造地球卫星,是人类走向宇宙道路上的重要一步。”

随后,乌斯季诺夫向政府推荐了吉洪拉沃夫的可行性报告,终于获得苏联领导人的重视。在报告中,吉洪拉沃夫认为:发展绕地球运行的人造卫星,是掌握无地域限制的全球快速通信的唯一途径,也是火箭技术更进一步发展的必由之路。

1954年10月4日,国际地球物理年特别委员会在罗马召开会议,将1957年7月1日-1958年12月3日定为国际地球物理年,并建议有关国家在国际地球物理年期间发射人造卫星。苏联首先响应这一振奋人心的号召——1955年1月,莫斯科宣布:苏联将发射人造卫星。

而美国紧随其后,1955年5月26日,美国国家安全委员会会议批准发射科学卫星,前提是它不会干扰导弹的发展。7月29日,美国总统艾森豪威尔宣布:美国将发射一颗卫星。

1955年8月30日,苏联成立人造地球卫星委员会,吉洪拉沃和科罗廖夫任副主任。1956年1月30日,苏联部长会议批准了发射人造卫星的立案,并暂以“D”计划命名,计划于1957-1958年左右发射升空。卫星重量1000-1400千克,包括200-300千克的科学仪器。当时,苏联领导人认为:卫星重量太大,火箭的推力不够,成功的可能性很小。“D”计划迟迟不被批准。

1957年初,据苏联间谍报告,美国即将发射世界上第一颗卫星。苏联人急了,美国可能抢走第一个发射卫星的桂冠。怎么办?科学家们只能跺脚哀叹,怎么还不批准?而卫星总设计师吉洪拉沃夫的思维是开创性的,非常有战略头脑。他想:现在,我们与美国竞争的是谁第一个发射卫星,而不在乎大小和重量。

于是某天,当科罗廖夫抱怨跺脚的时候,吉洪拉沃夫突然提出了“最简单卫星”的设想。他说:“如果我们把卫星造得小一点、重量更轻、更简单一点,30千克左右,甚至更轻……我们就能第一个发射卫星……第一颗卫星。只要发射成功,就是胜利!第一,比重量和个头更重要!”果然,苏联很快批准了“最简单卫星”计划。

世界上第一个庞大的太空计划开始了。苏联科学院统筹整个人造卫星计划,并研制搭载的科学仪器。苏联国防工业部负责设计并制造卫星主体、运载火箭;无线电技术工业部研发遥控系统、无线电传输系统;卫星建造部负责计算卫星运行轨道和制作陀螺仪等;机器制造局负责地面发射场装置、燃料充注和仪器运输;苏联国防部负责发射和监督整个发射过程;科罗廖夫负责设计第一枚运载火箭,吉洪拉沃夫负责设计第一颗人造地球卫星。

苏联集中国家的力量,研发了专门发射卫星的运载火箭,建造了庞大的发射场等一系列航天工程。而在此之前,共有200多家科研机构、设计局和工厂,25个部委和部门参加了火箭复杂的研制,1954年7月24日,“R-7”洲际导弹的设计草案已经完成。在后来的2年零9个月中,“R-7”进行了两次不成功的试射。1957年5月15日,首枚“R-7”洲际导弹发射成功。这为发射人造卫星创造了条件,可行性成为现实。

为了监测卫星轨道和发送控制指令,苏联沿着卫星的飞行轨迹在哈萨克斯坦的丘拉塔姆、古里耶夫州的马卡特、杰兹卡兹甘斯克的萨雷沙甘、叶尼塞斯克、克拉斯诺亚尔斯克边疆区的伊斯库普、日埃利佐沃、克柳奇等地建了15座地面观测站,这些观测站有的后来成为苏联的飞行控制中心。苏联将所有关于火箭和卫星的事情都列为最高机密,并成立了专门的战略火箭军,负责卫星的发射。

1957年6月24日,经过苏联科学家和工程师们夜以继日的工作,代号为“PS-1”的第一颗人造地球卫星研制完成。在吉洪拉沃夫的指挥下,卫星原定设计中的许多仪器和功能都被拆掉,3个月就改装了一颗新的卫星,命名为“斯普特尼克-1”号,又名“卫星-1”号。

“卫星-1”号卫星

“卫星-1”号卫星没有原先设想的那么大、那么重。1957年2月7日,苏联部长会议上决定,在十月革命节前发射卫星,为纪念十月革命四十周年献礼。起初,苏联定于10月6日发射卫星,而科罗廖夫认为美国可能会在10月5日抢先发射第一颗卫星,因此在他的建议下,10月2日,苏联政府作出了历史性决定:10月4日发射人类第一颗人造地球卫星。科罗廖夫比谁都清楚,开启太空新纪元有多么重要。地球46亿年来只有一个卫星——月亮,它很快将拥有另一个“月亮”。

1957年10月4日晚上,吉洪拉沃夫的“最简单的卫星”、世界上第一颗人造卫星——“卫星-1”号升空。卫星运行在近地点228千米、远地点为947、轨道倾角65°、轨道周期96.2分钟的轨道上。“卫星-1”号在轨运行92天,环绕地球1440圈,于1958年1月4日坠毁。尽管“卫星-1”号其貌不扬,只能发出“嘟-嘟-嘟”的蜂鸣声,但却宣告着人类自此进入太空时代!

苏联抢到了人类发射第一颗卫星的桂冠和荣耀。这不单是苏联的胜利,也是科学的胜利。世界各国的报纸、电台和电视台等媒体都争相报道“卫星-1”号。“轰动本世纪的新闻”、“科技新纪元”、“苏联又领先了”、“俄国打开了通往宇宙的道路”、“太空绣球”等醒目标题成为各国报刊的头版头条。“划时代的举动”、“历史性的突破”、“人类的进步”等赞美之词不胜枚举。我国《人民日报》也发表了题为《为苏联的伟大科学成就欢呼》的社论。

小卫星,大影响。当年,美国国务卿杜勒斯不解地问报界大王赫斯勒:“为什么围绕这个‘铁块’大作文章?”赫斯勒意味深长地回答:“这个‘铁块’将让人类生活进步几个世纪。”“卫星-1”号是全人类的骄傲,具有10大重要意义,影响深远。

1、人类进入太空时代;

2、提高国家声誉和威望;

3、增强国防和军事力量;

4、促进科学和教育事业;

5、太空飞行梦想成真;

6、人类在太空拥有了“话语权”;

7、引发宇宙大发现;

8、实现卫星通信全球化;

9、开启人类进入太空的大门;

10、为人类登陆月球铺平了道路。

“卫星-1”号:世界航天最伟大的里程碑

二、太空争霸

冷战期间,为了争夺地球领导权,苏美两国进行了长达20多年的太空争霸赛,共计3轮。第1轮:看谁先发射卫星;第2轮,看谁先将人类送上太空;第3轮,看谁先登上月球。

1955年7月15日,美国总统艾森豪威尔作出了发射卫星的决定,全世界都知道了美国将力争第一个发射卫星。

当苏联成功发射卫星的消息传遍美国,美国老百姓感到失望和气愤。美国国防部长查尔斯·威尔逊极力想稳住人们的情绪:“这纯属科学骗局……你们睡觉的时候,谁也不会从卫星上把炸弹扔到你们的头上,所以不必担心。”苏联抢先发射人造卫星简直就是一起太空“珍珠港”事件,美国政府气愤和后悔不已。

当时,美国有两队人马同时研究火箭和卫星:美国海军研究实验室研发“先锋-1”号卫星,美国陆军则在冯·布劳恩的领导下开发“探险者-1”号卫星。然而美国国防部不希望美国第一颗卫星的“父亲”是冯·布劳恩——这个曾经的德国纳粹军官,他们决定用“真正的美国人”来发射第一颗卫星,并让冯·布劳恩将有关卫星的工作彻底忘掉。由于傲慢偏见、决策失误、外行领导内行,美国在就距离太空大门只差一步的关键时候,妒忌酿大祸。1957年12月6日,“先锋”号火箭起飞一秒钟后,眨眼间就一头栽倒在发射台上爆炸了,这景象就像打开了地狱之门。“先锋”号是世界卫星发射史上第一次失败,星箭爆炸的画面通过电视传遍了全世界,美国公众很难理解并接受这个事实。

“先锋”号失败后,美国政府再也无话可说,只好允许冯·布劳恩继续负责卫星的发射。1958年2月1日,美国东部时间10时48分16秒,“丘比特-1”火箭载着“探险者-1”号卫星,从佛罗里达州卡纳维拉尔角第26A发射台上起飞,进入太空。虽然卫星顺利升空,但在第1轮太空竞赛中,美国已然失败。

第2轮太空争霸赛开始:看谁先将人类送上太空。1959年1月, 苏联开始了载人航天的准备工作,代号“东方”计划。“东方”计划准备将苏维埃公民第一个送入低地球轨道,并安全返回。“东方”计划与美国“水星”计划展开竞争。

苏联发挥社会主义的优势,集中了国家科技力量,并投入巨资。科学家们将“天顶”号间谍卫星改装成“东方”号宇宙飞船,将“R-7”洲际导弹改装成“东方”号运载火箭,成立了格罗莫夫飞行研究所,进行宇航医学研究,还在莫斯科附近建成星城宇航员训练中心,最终从200多名试飞员中选拔了6名宇航员,其中就有尤里·加加林。

尽管苏联的国土非常大, 但境内陆面站在监测轨道飞行方面具有明显的限制。为了弥补这一缺憾, 苏联在世界各地驻扎了大约7艘海军舰艇, 还部署了若干跟踪船只。为了及时通信,每座地面站或跟踪船与“东方”号飞船的通信时间被限制到5~10分钟。在首次向世界公开宇航员尤里·加加林的飞行前, “东方”计划被视为绝密信息。

1961年4月12日上午9时21分,“东方-1”号飞船搭乘“东方-K”号火箭,从拜科努尔洲际导弹基地发射升空后,成功进入近地点169千米、远地点327千米、轨道倾角64.95°、轨道周期89.1分钟的椭圆形轨道。尤里·加加林成为第一个进入太空的人类,被誉为“宇宙哥伦布”。在第2轮太空竞赛中,美国又惨败了。

人类第一个太空人——尤里·加加林

第3轮太空争霸赛开始:看谁先登上月球。在加加林进入太空后的第二天,美国报刊上曾出现了一幅漫画——乐滋滋的苏联领导人赫鲁晓夫拍着一艘篮球大小的宇宙飞船,从狼狈不堪的美国总统肯尼迪头上跳过去。美国总统伤自尊了。

美国总统肯尼迪与冯·布劳恩:太空就在那儿,可怎么上去呢?

怎样与苏联人一决高低?怎样在太空竞赛中反败为胜?怎样才能战胜苏联?肯尼迪总统十分焦急。美国宇航局提出一个能与苏联人一决高下的太空竞赛方案:美国只有一个机会可以夺得第一,那就是——登上月球。

飞向月球是人类千百年来的梦想,肯尼迪采纳了这个方案。1961年5月25日,他发表了著名的登月宣言:美国要在10年内将人类送上月球,并安全返回。整个国家的威望在此一举。

肯尼迪发表登月宣言

这就是著名的“阿波罗”载人登月计划。美国开始了“阿波罗”这个规模宏大的航天计划。“曼哈顿”计划、“阿波罗”计划和“人类基因组”计划是 20世纪人类自然科学史上最伟大的“三大”计划。为了按时实现登月目标,美国投入了250亿美元,先后有120所大学、20000家公司、40多万人参加了这项庞大的工程。

科学家们进行了大量的理论研究和工程技术工作,设计制造了“阿波罗”飞船、“土星-5”号运载火箭,并进行了各种飞行试验,完成了机动飞行、交会对接和舱外活动研究,以及成千上万项的医学生物等科学研究,同时还对月球进行了必要的科学考察,制定了详细的登月方案、发射场建设和宇航员选拔与训练计划等。

美国东部时间1969年7月16日9时32分,“土星-5”号运载火箭搭载“阿波罗-11”号点火升空。当火箭拖着500多米长的烈焰离开发射架时,人群中爆发出雷鸣般的掌声和欢呼声。经过4昼夜紧张的飞行后,“阿波罗-11”号飞船飞到了月球的预定着陆点上空。

1969年7月21日2时56分15秒,阿姆斯特朗用左脚轻轻地试探了一下布满细细粉状砂砺的月球,当确认不会下陷时才把右脚放到了月面上。月球上留下了一个15厘米宽、32.5厘米长的人类的第一个足迹。

当等到双脚站稳后,阿姆斯特朗扒着登月舱的梯子,怀着激动的心情,气势恢宏地创造了登月名言:“这是个人的一小步,却是人类的一大步!” 位于休斯敦的约翰逊航天中心的大厅里一片沸腾,10亿观众、整个世界都掀起了欢呼的浪潮。在第3轮太空争霸赛中,美国终于胜利了,挽回了颜面。

“阿波罗-11”号宇航员:阿姆斯特朗(左)、科林斯(右)和奥尔德林(中)

美苏冷战、太空争霸愈演愈烈,也频频发生太空灾难。1967年4月24日,科马洛夫乘坐“联盟-1”号飞船返回地球,当返回舱分离后,降落伞没有打开,科马洛夫当场殒命。1970年,“阿波罗-13”号飞船在飞行中出了事故,宇航员们差点葬身太空,幸好“阿波罗-13”号最后终于安全着陆。1971年6月30日,苏联“联盟-1”号飞船返回地球, 但返回舱漏气减压,3名宇航员殒命。

美国宇航专家因此产生了一个的念头,如果美国或苏联有救生飞船就好了。工程师们开始着手制定一个惊人的方案:研制一个万能对接接口,适用于各种飞船;设计过渡舱,虽然苏美两国飞船的舱压不同,但过渡舱可以使宇航员安全地从一个飞船进入另一个飞船。没错,这个方案就是在轨航天器的对接。苏联积极响应,并与美国联合进行了人类历史上第一次地球轨道的对接测试。美苏共有5名宇航员参加这次举世闻名的对接——太空握手。

左起:美国宇航员:布兰德、斯塔福德、斯莱顿;苏联宇航员列昂诺夫、库巴索夫

1975年7月17日16时19分,“联盟-19”和“阿波罗-ASTP”飞船成功对接。当苏美飞船对接后,美国宇航员斯塔福德首先敲了敲舱门。苏联宇航员列昂诺夫明知故问:“谁啊?”斯塔福德答道:“自己人。”舱门打开了。列昂诺夫握住伸过来的手,一下子把美国人拉进了自己的飞船。

太空握手,标志着两个超级大国的太空争霸结束。太空握手为后来的太空合作、太空竞赛和研发国际空间站开辟了光辉的道路。太空争霸也具有积极的意义,它促进了两个军事大国的科技进步,世界航天的极大进步,推进了人类文明的发展。从发射第一颗卫星起,人类只用12年时间就登上了月球。而之后,人类又用了不到20年的时间,使人造卫星、太空飞船、空间站、太空飞机和太空探测器等太空花朵处处开放。

世界航天,勇往直前

三、辉煌成就

科学改变世界,智慧创造神奇。从1957年10月4日~2016年底,世界各国共计发射了8593个航天器, 平均每年发射143个航天器。2017年到10月4日为止,各国已经发射了353个航天器。在纪念世界航天60年的时刻,各国共计发射了8946个航天器,预计到2017年底,将突破9000个航天器。

世界航天器发射统计表

年度

数量

苏俄

美国

欧洲

日本

中国

印度

加拿大

以色列

其他

国家

商业

业余/学生

1957

3

2

1

1958

28

5

23

1959

24

4

20

1960

44

9

35

1961

60

9

50

1

1962

96

22

70

1

1

1

1

1963

97

24

72

1

1964

127

43

82

2

1965

180

71

103

2

1

1

2

1966

174

54

116

1

2

1

1967

172

74

88

5

1

1

3

1968

166

85

75

4

2

1969

155

84

61

4

1

1

1

3

1970

142

95

33

7

2

1

3

1

1971

175

111

49

9

2

1

1

2

1972

143

98

35

5

1

1

2

1

1973

146

114

26

3

1

1

1

1974

136

101

18

10

1

2

3

1

1975

168

120

30

7

2

3

1

1

4

1976

164

125

23

2

2

3

1

1

7

1977

147

113

21

6

4

1

2

1978

174

125

35

4

4

1

1

3

1

1979

134

108

15

2

2

3

2

2

1980

144

111

21

6

2

1

2

1

1981

160

125

15

5

3

3

3

5

1

1982

160

134

12

2

1

1

1

2

7

1983

162

118

26

2

3

1

2

1

1

7

1

1984

169

117

30

5

3

3

1

1

8

1

1985

172

121

28

3

2

1

1

7

8

1

1986

151

123

16

2

3

2

1

3

1

1987

141

118

13

2

3

2

1

2

1988

155

115

17

6

2

4

3

1

6

1

1989

139

100

25

5

2

7

1990

173

100

31

8

6

5

1

1

3

11

7

1991

143

85

32

9

3

1

1

2

7

3

1992

135

80

24

10

2

2

2

1

4

9

1

1993

118

60

32

5

1

1

2

3

8

6

1994

130

65

34

3

4

4

2

6

12

1995

113

39

30

10

3

2

1

1

3

20

4

1996

112

34

37

12

1

2

1

1

1

10

11

2

1997

158

28

26

10

4

2

2

4

81

1

1998

174

28

23

12

2

1

1

8

95

4

1999

133

17

24

8

1

4

2

1

8

66

2

2000

131

32

35

17

2

6

1

1

5

28

4

2001

93

29

31

8

4

2

2

1

3

13

2002

101

21

18

12

8

8

2

1

1

4

22

4

2003

98

22

23

8

8

9

4

2

1

7

8

6

2004

77

21

10

13

10

1

1

1

3

14

3

2005

78

21

13

15

4

6

3

1

3

10

2

2006

116

15

29

9

9

7

1

1

16

10

19

2007

123

18

32

9

6

9

5

2

1

12

20

9

2008

111

21

15

11

3

14

4

3

2

8

23

7

2009

129

29

28

17

6

5

3

2

9

17

13

2010

129

27

25

10

6

18

3

0

1

9

20

10

2011

137

25

21

10

4

20

5

1

1

13

23

14

2012

138

22

19

13

4

25

2

1

0

12

19

21

2013

214

30

42

17

4

20

4

4

1

12

33

47

2014

285

35

23

15

25

23

4

4

1

15

114

26

2015

245

35

36

16

2

21

4

1

0

15

81

38

2016

225

15

26

15

7

36

8

1

2

10

77

28

合计

8593

3728

2003

414

177

297

85

46

18

220

946

296

百分比%

100%

43.6%

23.5%

4.9%

2.1%

3.6%

1.0%

0.5%

0.2%

2.6%

13.5%

4.3%

世界航天器分类统计表

航天器类型

1957~2016年

每年平均(颗/艘)

百分比(%)

航天器发射总数

8593

143

100%

苏联/俄罗斯

3743

62

43.6%

美国

2022

34

23.5%

欧洲、日本、中国、印度、加拿大等

1300

22

15.1%

商业航天器

1162

19

13.5%

业余航天器

366

6

4.3%

民用航天器

4519

75

52.6%

军事航天器

4074

67

47.4%

成功的航天器

7779

130

90.5%

失败的航天器

814

14

9.5%

宇宙飞船(其中35艘军事飞船)

610

10

7.1%

太空探测器

248

4

2.9%

通信卫星

1381

23

16.1%

气象卫星

241

4

2.8%

军事应用卫星(核监测、照相、电子、海洋侦察、导弹预警卫星)

1913

32

22.3%

军事服务卫星(通信、导航、气象、校准等卫星)

1511

25

17.6%

军事科研卫星(太空作战、反卫星、军事飞船、军事科技等卫星)

663

11.05

7.7%

各国运载火箭发射成就

国家

发射次数

成功

失败

成功率

总比率

航天器发射数量

航天器发射比率

苏俄

3279

3073

206

93.72%

57.72 %

4395

51.1 %

美国

1674

1517

157

90.62%

29.47 %

2804

32.6 %

欧洲

267

249½

17½

93.43%

4.70 %

493

5.7 %

中国

266

247

19

92.86 %

4.68 %

386

4.5 %

日本

110

95

15

86.36 %

1.94 %

208

2.4 %

印度

61

49½

11½

81.15%

1.07 %

283

3.3 %

以色列

10

8

2

80.00%

0.18%

10

0.1 %

伊朗

8

4

0

100 %

0.06 %

4

0.1 %

巴西

3

0

3

00.00 %

0.06 %

4

0.1%

韩国

3

1

2

33.33 %

0.06 %

3

0.0 %

朝鲜

3

2

2

33.33%

0.06 %

3

0.0 %

总计

5681

5546

435

92.34 %

100%

8593

100 %

太空竞赛,各有千秋。这张图表显示各国历年发射的航天器比较:红色表示苏俄发射的航天器, 蓝色表示美国发射的航天器, 黄色表示欧洲、日本、中国、印度、加拿大、以色列和其他国家发射的航天器,绿色表示商业和业余/学生等非政府航天器。从图表中看,苏俄航天器发射占44% , 美国24%, 其他国家13%,私营公司和业余/学生为18%。从世界航天史上航天器数量层面来看,苏俄第一,美国第二,而私营航天正在急速崛起。

航天普及,势不可挡。2008年~2017年10月4日,从航天器数量可以看到世界航天格局发生的重大变化。下图显示了过去10年航天器发射数量比较。在过去5年中, 每年发射超过200个航天器,俄罗斯约占10%,美国约占25% ,其他国家政府和非政府约占55%。这张图表显示世界航天格局的趋势:俄美退缩,中欧日印壮大;国家航天势弱,私营航天强劲。私营航天器已从小变大,从少变多,从地球到月球和火星。

四、伟大时刻

从梦想到幻想,从理想到成功,从地球到月球,从太空到宇宙。世界航天60年,航天器从原来的十几种扩展为几百种。人类已经探索了八大行星和整个太阳系,甚至飞入了太阳系外的银河系。为了航天,人类贡献了所有科技和智慧,取得了超乎想象的伟大功绩和科学成就。

通信卫星在地球与太空之间架设了一座信息传输的桥梁,被誉为镶嵌在太空的珍珠。虽然星际旅行尚未实现,但是很多人却能在地球上享受到全球500颗通信卫星的畅通服务。通信卫星不但改变了人类的生活方式,甚至改变了人类的思想。通信卫星为人类打开了一个五彩缤纷的世界,让心灵更亲近,谁用谁闪亮。

“国际海事-5”通信卫星

宽带多媒体卫星,地球变通途

一滴飘忽不定的雨水,一片横空万里的云层,一道撕裂天空的闪电,都是地球的喘息。气象卫星预报天气稳、准、快,提供全球、全天候、三维立体的气象数据。气象卫星居高临下、察颜观色,不但预测天气、气候和灾难,更能发现现在,预测未来,预警地球的前途。

气象卫星组成全球监测网

导航卫星精准时空、掌控全球、功能强大,具有高精度、高效率、全天候、多功能、操作简便、应用广泛等特点。导航卫星应用在国防、军事、社会和生活的各个方面。不论建设高楼大厦、建造铁路和挖掘隧道,还是行驶在高速公路、飞行在天空、航行在远洋,导航卫星令地球数字化,测绘精准化。

导航卫星——精准时空

军事卫星号称战争的制高点。它抗辐射,善变轨,还会隐形,它语言清晰,思路敏捷,视觉、听觉和感觉极佳,比一般卫星科技更先进。军事卫星让世界在战争与和平之间徘徊,它不是挑起一场战争,就是阻止一场战争,令人爱又令人恨。军事卫星彻底改变现代作战方式,各种侦察、作战、地图信息,用鼠标点击,一秒钟到达。

军事卫星——战争的制高点

太空探测器穿越时空、探索宇宙的奥秘,拓宽了人类的视野,更开阔了人类的思维。它们天生胆大勇敢、聪明心细、耐力超群。依靠它们,科学家初步揭开了月球和太阳系各大行星的不少奥秘,获得的知识超过了人类数千年所获知识总和的千百万倍,回答了天文学家们争议不休的许多不解之谜,在人类文明史和宇宙探索史上写下光辉的篇章。

“旅行者-1”号探测器完成太阳系的任务后,前往银河系的中心传播地球文明、寻找人类知音。2012年12月,“旅行者-1”号位于日光层的最外层,距离地球123个天文单位,约185亿千米。美国宇航局宣布,“旅行者-1”号已经进入星际空间,成为人类第一个离开太阳系的太空探测器。

“旅行者-1”号成为第一个离开太阳系的人造探测器

太空望远镜能看见多远的过去?能看见多远的未来?天文学家说,它可以帮助人类揭开许多旷日持久的谜团。太空望远镜将看穿遥远的时间和看透深邃的空间,宇宙将变得清晰。天文学的“游戏规则”将由此改变。“哈勃”太空望远镜通过观测、向人类这样描述:宇宙年龄为137亿年,证实宇宙存在黑洞、暗物质、暗能量和宇宙膨胀等。

“哈勃”太空望远镜看见的宇宙

科学探索充满意外!“威尔金森”微波各向异性探测器认为,宇宙是在一次大爆炸中诞生的,宇宙年龄约为137亿年,宇宙由22.7%的暗物质,72.8%的暗能量,4.5%的普通物质组成。

“威尔金森”微波各向异性探测器描绘的宇宙演化历史

随着人类视野不断扩大和深远,最新科学观测认为宇宙半径约460亿光年。2013年,根据“普朗克”探测器传回的数据,欧空局绘制了首幅最精确宇宙微波背景图——宇宙全景图。此外,“普朗克”太空望远镜有重大发现:

1、宇宙年龄为138.2亿年。

2、宇宙膨胀速度比原先计算的稍慢一些。

3、宇宙由68.3%的暗能量,26.8%暗物质和4.9%普通物质组成。

4、宇宙是不平衡的。

“普朗克”测绘的最精确宇宙微波背景图——宇宙全景图

从1957年到2017年10月4日,各国共计发射了629艘宇宙飞船、航天飞机和空间站,其中载人飞船174艘,货运飞船300艘,载人航天飞机135架,无人太空飞机6架,13座空间站。在这些太空飞行器中,有35艘/架/座宇宙飞船、航天飞机和空间站用于军事侦察和战略威慑。平均每年都有10.5艘飞船发射, 其中苏俄发射6.5艘,美国发射4艘。

宇航员在国际空间站拍摄照片

五、世界航天纪录

世界航天60年,各国创造了无数世界航天纪录。各国共计554名宇航员飞入太空,其中有60名女性宇航员。美国7次登月6次成功,12名宇航员登上月球。中国共有11名航天员飞入太空,他们是:杨利伟、费俊龙、聂海胜、翟志刚、景海鹏、刘伯明、刘旺、刘洋、张晓光、王亚平、陈冬,其中景海鹏三上太空,聂海胜二上太空,女航天员刘洋、王亚平飞入太空,震撼九州。

各国载人航天时间纪录

国家

总人数

总飞行次数

目前在轨

天数

比率%

总计

554

1247

6

50809.50

100

苏联/俄罗斯

122

266

2

26860.03

52.86

美国

338

847

3

19190.02

37.76

欧洲

39

63

1

2720.57

5.35

日本

11

19

-

1186.54

2.33

意大利

7

12

1

714.73

1.40

德国

11

15

-

658.97

1.29

法国

10

18

-

628.92

1.24

加拿大

9

17

-

506.14

0.99

荷兰

2

3

-

210.69

0.41

比利时

2

3

-

207.65

0.40

英国

2

2

-

193.81

0.38

中国

11

14

-

165.35

0.32

瑞士

1

4

-

42.50

0.08

瑞典

1

2

-

26.73

0.05

西班牙

1

2

-

18.78

0.04

各国载人航天首飞纪录

国家

飞船

宇航员

飞船型号

运载火箭

时间

轨道

苏联

东方-1

尤里·加加林

东方-3KA

东方-K

1961.412

地球轨道

美国

自由-7

艾伦·谢泼德

水星-7

水星-红石

1961.5.5

亚轨道

美国

自由-13

约翰·格伦

水星-13

宇宙神-3B

1962.2.20

地球轨道

中国

神舟-5

杨利伟

神舟

长征-2F

2003.10.15

地球轨道

宇航员飞行纪录

次数

国家

宇航员

飞行时间

太空行走

7上太空

哥斯达黎加/美国

富兰克林·张福林

66 天18小时 16 分

美国

杰瑞·罗斯

58天00小时52分

6上太空

美国

约翰·杨

34天19小时39分

3次,20小时14分

美国

斯托利·马斯格雷夫

53天09小时55分

4次,26小时19分

美国

柯蒂斯·布朗

57天17小时07分

美国

詹姆斯·韦瑟比

66天10小时23分

英/美

迈克尔·福阿莱

373天18小时18分

俄罗斯

谢尔盖·克里卡列夫

803天9小时38分

8次,41小时8分

俄罗斯

尤里·马连琴科

827天9小时20分

6次,34小时 52分

最长单次太空飞行纪录

排名

天数

宇航员

国家

发射时间

落地时间

访问

1

437.7

瓦列里·玻利雅可夫

俄罗斯

1994.1.9

(联盟TM-18)

1995.3.22

(联盟 TM-20)

和平号

空间站

2

379.6

谢尔盖·阿夫杰耶夫

俄罗斯

1998.8.13

(联盟TM-28)

1999.8.28

(联盟TM-29)

和平号

3

365

弗拉迪米尔·季托夫

苏联

1987.12.21

(联盟TM-4)

1988.12.21 (联盟TM-6)

和平号

穆萨·马纳罗夫

4

340.4

米哈伊尔·科尔尼延科

俄罗斯

2015.3.27

(联盟 TMA-16M)

2016.3.1(联盟TMA-18M)

国际空间站

斯科特·凯利

美国

5

326.5

尤里·罗曼年科

苏联

1987.2.5 (联盟 TM-2)

1987.12.29 (联盟TM-3)

和平号

6

311.8

谢尔盖.克里卡廖夫

苏联

1991.5.18 (联盟TM-12)

1992.3.25 (联盟 TM-13)

和平号

7

289.2

佩吉·惠特森(女)

美国

2016.11.17

(联盟 MS-03)

2017.9.3 (联盟MS-04)

国际空间站

8

240.9

瓦列里·波利亚科夫

苏联

1988.8.29 (联盟 TM-6)

1989.4.7 (联盟 TM-7)

和平号

9

237.0

雷尼德·基茲米

苏联

1984.2.8 (联盟 T-10)

1984.10.2 (联盟 T-11)

礼炮-7空间站

弗拉基米尔·索洛维夫

奥列格·阿特科夫

10

215.4

米哈伊尔·秋林

俄罗斯

2006.9.18 (联盟 TMA-9)

2007.4.21 (联盟 TMA-9)

国际空间站

米切尔·洛佩兹-阿里格利亚

美国

最长太空飞行纪录

排名

天数

飞行次数

宇航员

国家

1

878.480

5

根纳季·帕达尔卡

俄罗斯

2

827.389

6

尤里·马连琴科

俄罗斯

3

803.371

6

谢尔盖·克里卡廖夫

苏联/俄罗斯

4

769.276

5

亚历山大·卡列里

俄罗斯

5

747.593

3

谢尔盖·阿夫杰耶夫

苏联/俄罗斯

6

678.690

2

瓦列里·伯利亚科夫

苏联/俄罗斯

7

672.860

5

费奥多尔·尤尔奇欣

俄罗斯

8

665.932

3

佩吉·惠特森(女)

美国

9

651.117

5

阿纳托利·索洛维耶夫

苏联/俄罗斯

10

555.772

4

维克多·阿法纳西耶夫

苏联/俄罗斯

最长太空飞行纪录创造者——俄罗斯宇航员根纳季·帕达尔卡

最长女子单飞纪录

2016年11月17 日,美国女宇航员佩吉·惠特森参加“远征-52”科考队进入太空,2017年9月,惠特森回到地球,在太空中度过了大约290天,打破了意大利宇航员萨曼莎创造的199天 16 小时纪录,创造了女子单次最长飞行纪录。排名第三的是美国宇航员苏尼塔·威廉姆斯,共计195天,这是她在2006年~2007年参加“远征-14”时创造的成就。

最长女子总飞纪录

美国女宇航员佩吉·惠特森已经57岁,参加了3次太空飞行。第3次飞行后,她创造了665 天22 小时22 分总飞行纪录,创造了女子最长总飞行纪录。另外,惠特森进行了10次太空行走,共计60 小时21分,在该时间竞赛上排名世界女子第三。

美国女宇航员佩吉·惠特森

最长载人飞行航天器

桂冠非美国、加拿大、日本、欧洲、俄罗斯联合建造的国际空间站莫属。2000年11月2日,俄罗斯发射的“联盟TM-31”号飞船与国际空间站对接,首批3名宇航员进驻空间站。从此,国际空间站一直维持着载人的状态,至2017年10月4日为止,已经载人飞行16年 358 天。

最长单独飞行

1963年6月14~19日,苏联宇航员瓦列里·洛希宁·别克维斯基乘坐“东方-5”飞船,单独飞行4天23小时。1965年,美国“双子座-5”飞船打破这一纪录。“阿波罗-16”登陆月球期间,美国宇航员肯马丁利在月球附近环绕独飞3天9小时。

最长月球表面停留时间

1972年12月11日,美国“阿波罗-17”号登陆舱着陆月球。宇航员尤金·塞尔南和哈里森·施密特在月球表面停留了74小时59分钟40秒,超过3天,他们执行月球活动共计22小时3分钟57 秒。指令长塞尔南总是第一个从登陆舱出发和最后回来,他的月球行走时间相对更长。

最远飞行距离

1970年4月15日0时21分,“阿波罗13号”宇航员吉姆·洛弗尔, 弗雷德·贺斯, 杰克·史威格从月球表面254千米飞越, 距离地球400171千米,这是人类距地球最远的飞行距离。

最快飞行速度

1969年5月26日,“阿波罗-10宇航员托马斯·斯塔福德、约翰·杨和尤金·塞尔南创造了人类飞行最高速度:39897 千米/小时,约合11.082 千米/秒,大约是32倍声速和0.0037%光速。

最年轻宇航员

男宇航员:苏联宇航员盖尔曼·蒂托夫, 1961年8月6日乘“东方-2”号飞船飞行,当年25岁。

女宇航员:苏联宇航员瓦伦蒂娜·捷列什科娃, 1963年6月乘“东方-6”号飞船飞行,当年26岁。

最年长宇航员

男宇航员:美国宇航员约翰·格伦, 1998年10月29日乘航天飞机“STS-95”航行,当年77岁。

女宇航员:美国宇航员佩吉·惠特森,2016年11月17日搭乘“联盟MS-03”飞船飞往共计空间站。在太空中,惠特森度过57岁生日,成为年龄最大的女宇航员。

美国宇航员约翰·格伦

最多太空行走

男宇航员:俄罗斯宇航员阿纳托利·索洛维约夫,16 次太空行走,共计77小时41分钟。

女宇航员:美国宇航员佩吉·惠特森,10次太空行走,总时间为60小时21分钟。

风险与牺牲

辉煌和荣耀的背后是风险与牺牲。世界航天60年,苏联、美国和以色列共有28名宇航员牺牲在训练、飞行、降落中,另有200多名军官、科学家和技术人员死于试验、研发和发射工作中,其中包括1名苏联元帅。每一次发射,每一次飞行,都面临巨大风险,宇航员们视死如归,逍遥在谈笑之间。

六、未来航天

航天,是全人类的事业。

航天,神秘、神奇、神圣、神话。

航天,是科技、智慧、勇敢和文明的象征。

航天,是20世纪人类最激动人心的科学探索行动,也是最热门的话题。

想想过去,看看现在,展望未来。世界上150多个国家成立了宇航局、太空局和航天局,取得辉煌和震撼的成就。世界航天大国已经将登陆月球、登陆火星、捕捉小行星、太空飞机、太空电站、太空制造、太空采矿、太空旅游等作为未来航天的目标。

许多航天科技突飞猛进,日新月异,已经发展到一定水平,甚至颠覆传统技术。美国太空探索科技公司的火箭、飞船回收技术,让太空飞行更可靠和廉价;人类坐着飞机上太空的的理想很快就会实现,百姓太空旅游的梦想不久就将成真。再过60年,航天的前景将更加美好,航天的成就将更加辉煌和震撼。

中国航天是最伟大的正能量和中国梦之一。党和国家制定了建设航天强国的目标:到2020年,力争实现在轨航天器数量超过200颗,年发射30次左右,超越欧盟,基本到达世界航天强国水平;到2030年,力争有60%的航天技术指标达到国际一流水平,使我国超越俄罗斯,跻身世界航天强国前列;到2045年,部分重点领域比肩美国,全面建成世界航天强国……为此,中国制定和开始了庞大的航天计划和太空探测计划,登陆月球、探测火星、捕捉小行星等,中国人民正激情万丈、拭目以待。

航天,激励人类突破艰险、勇往直前。

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