古代外国航天航空发展史

世界航空发展史~

　　升空飞行是人类最古老、最美好的愿望之一。千百年来，中国及其他国家和地区流传着许许多多有关飞行的美妙神话和动人传说。由于科学技术发展的限制，飞行的探索直到近代一直处于盲目的冒险和无尽的幻想阶段。在人们认识到简单模仿鸟类的扑翼飞行方式并不能使人升空之后，在近乎偶然的发现的情况下，人们开始转向轻于空气的航空器的研制。
　　人类在探索航空的过程是很漫长的：
　　1.1783．11．21 法国的罗齐尔和达尔朗德乘蒙特哥菲兄弟发明的热气球第一次升上天空，开创了人类航空的新时代。
　　2.1783．12．01 法国的查尔斯和罗伯特首次乘氢气球升空。
　　3.1785．06．15 法国的罗齐尔和罗曼乘氢气和热气的混合气球在飞越英吉利海峡时，气球着火爆炸，二人成为第一次航空事故的牺牲者。
　　4.1852．09．24 法国的季裴制成第一艘软式飞艇。
　　5.1900．07．02 德国的齐伯林“LZ-1号”硬式飞艇首次在博登湖上空试飞成功。
　　6.1903．12．17 美国的莱特兄弟发明的带动力装置的飞机第一次试飞成功，在五十九秒内飞行了二百六十米。
　　7.1908．09．17 美国的塞普里金乘坐威尔伯．莱特驾驶的飞机坠落，成为第一次飞机事故的牺牲者，威尔伯．莱特身负重伤。
　　8.1910．10．31 法国的费勃成功地解决了水上飞机的起降问题，制成世界上第一架水上飞机。
　　9.1911．02．08 世界第一次运载航空邮件。法制“索默”双翼飞机携带6500封信由印度的阿拉哈巴特到达五英里外的奈尼。
　　10.1915．05．31 德国的齐伯林“LZ-38号”飞艇首次夜袭伦敦，是世界上第一次空袭。
　　11.1919．08．25 第一条由英国伦敦到法国巴黎的民用航线通航，所用的DH-16双翼机可载四名旅客。
　　12.1923．06．26 美国的史密斯和里比德各驾驶一架DH-4B双翼机，用输油胶管进行了世界上的第一次空中加油。
　　13.1929．08．08－08．29 德国的“齐伯林伯爵号”飞艇环球飞行成功，航程
　　31400公里，历时21天7小时26分钟。
　　14.1937．05．06 世界上最大的飞艇，德国的“兴登堡号”着火爆炸，36人牺牲，从而导致了飞艇的衰落。
　　15.1939．08．27 世界上第一架喷气式飞机，德国的亨克尔公司制造的He178试飞成功。
　　16.1947．10．14 由B-29母机投放的X-1火箭飞机首次突破音速飞行，驾驶员为美国的查尔斯．耶格。
　　17.1949．02．26－03．02 第一次不着陆环球飞行成功，美国的盖莱合尔等人驾驶B-50轰炸机历时94小时零1分钟，航程37734公里，途中进行了四次空中加油。
　　18.1954．08．01 新中国的第一架飞机——雅克-18初级教练机试制成功。
　　19.1961．11．09 英国的“SUMPAC号”(塞桑普顿大学号)人力飞机首次实现了自力飞行，飞行距离64米。
　　20.1973．12．06 英国和法国联合研制的世界上第一架超音速旅客机“协和”客机试飞成功，最大速度为2333公里/小时。
　　21.1999．03．01－03．21 第一次不着陆气球环球飞行由瑞士探险家贝特朗．皮卡尔和英国的布赖恩．珍斯驾驶“布雷特林轨道器3号”气球完成。他们一共飞行了19天21小时55分，飞行距离为42810公里。
　　人类在航空事业的发展中，又对航天科学进行了不懈努力。
　　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。

一、航天事业是从20世纪初开始的。从齐奥尔科夫斯基提出航天理论算起，他是1903年出了一本书，从那个时候算起，现在已经有105年了。如果真正从苏联1957年开始航天发射，也有51年的历史了。在开始，苏联和美国的基础相差不多。在二次世界大战以前，苏联进行火箭的探索，美国也进行火箭探索。当时在苏联以科罗廖夫，即后来的航天总设计师，领头进行火箭研究。美国1926年3月26号，就发射了世界第一枚液体火箭。从这个时候开始，这两个国家已经开始起步了。真正投入实践，是从二次世界大战以后。德国有一个火箭专家叫布劳恩，也是很有名的火箭专家，他为德国研制成功了V2导弹，也叫V2火箭。但是V2导弹并没有挽救德国法西斯的命运。德国法西斯投降以后，苏联和美国，在他们技术的基础上，再加上这两个国家过去火箭技术的基础，在冷战中互相竞争，这样，促成了火箭技术有一个飞跃的发展。如果从1945年到1957年第一枚洲际导弹发射，也经过了十多年的时间，开始了真正的航天事业。

二、在冷战中，两个超级大国进行竞争。他们首先从军事上要取得优势。军事上的优势，当时导弹是最先进的武器，必须要掌握这个武器。导弹是在火箭技术上发展起来的。苏联到1957年的时候，在科罗廖夫的领导下，1957年8月，发射了第一枚洲际导弹。到10月4号，苏联用P-7洲际导弹改装成运载火箭，发射了第一颗卫星。把P-7导弹改装成卫星号火箭，发射成功了第一颗卫星。1957年国际地球物理年提出来要发射卫星，美国和苏联都在准备，但是互相都不知道。苏联发射成功以后，美国不太相信。后来苏联发射成功以后，美国有一点慌张了，赶快要追上苏联。苏联是统一领导的，集中全国的力量来研究。美国人是分散的。美国海军在研究先锋号火箭，这在苏联第一颗卫星发射之前，每一次都试验失败了。在这种情况下，美国转向布劳恩领导的陆军研制红石导弹，在红石的基础上，研究出一种丘比特C运载火箭。在1958年1月31号，在苏联发射第一颗人造卫星之后三个月，美国发射了第一颗卫星。卫星叫探险者一号。这两种火箭的水平也差不了多少。但是由于竞争的关系，当时谁都想争得第一，想以此称霸世界，来显示他的威力。

三、美国意识到技术和人力都很分散。1958年10月1日，在苏联发射人造卫星，美国又发射人造卫星之后，美国发现自己应该把美国的航天事业整合起来、统一起来。所以它成立了美国国家航空航天局，我们简称美国航宇局，但是社会上一般叫美国宇航局。为什么有这个区别？大家知道，全文是美国国家航空航天局，NASA这四个英文字母组成的。美国的航天系统把它统称为美国航宇局，航宇代表航空和宇航。美国宇航局，这是NASA在中国的简称。

四、俄罗斯解体以后，成立了一个俄罗斯航天局。后来就叫俄罗斯联邦航天局。实际上它的组织也跟NASA的性质差不了多少。过去苏联航天事业在当时都是统一领导。在中央下面有一个宇航委员会，有一个工业部主管航天设施的建造，一些飞船的建造等等。到苏联解体过后，有很多分出去了，乌克兰的航天设施也分出去了。它自己成立了俄罗斯联邦航天局，我们简称是俄罗斯航天局。

五、第一颗人造卫星发射过后，两个国家都在准备载人航天，想把人送上太空去。也是苏联走到了前面。两个国家都在竞争，苏联是1961年4月12日，加加林乘的东方一号飞船是由东方号运载火箭发射上去的。美国原来也不知道它能够先发射，加加林上天以后，美国又慌张了。美国接着又发射了，1961年5月5日发射了由航天员谢泼德乘坐的飞船，没有到轨道上，是直上直下的飞行。第二次又发射了一次，格里索姆坐在水星5号飞船上面，也是直上直下的飞行。大家都知道要上轨道，必须要有一定的速度。但是他们达不到这个高度，只做了两次亚轨道飞行以后，在1962年2月20号，水星6号飞船才把第一个航天员格伦发射到轨道上去了。在载人航天的竞争中，苏联又走在了前面，美国又落后了几个月。这种竞争，我们看来也不是非常重要的。他的航天技术也差不了多少，只是在竞争中谁先一步，谁后一步。

六、美国也不能老是落后，国内的科学家也不会答应。在1961年5月25日，美国肯尼迪总统提出来，在十年之内，要把人送上月球。实际上苏联也想把人送上月球。这些都是一步一步地发展起来的。两个国家都有这个计划。美国下了这个决心以后，集中力量很快攻克了载人登月技术。所以它确实在十年之内就把人送上月球了。到1969年7月16日发射了阿波罗11号登月飞船，把阿姆斯特朗和奥尔德林送上了月球。登月首先要有更大推力的火箭。美国在布劳恩的领导下，研制出了土星五号运载火箭，能够把人送上月球。苏联研究了H－1火箭，H在俄文里面就是运载器的意思。在研制的过程中，发生了几件事情，一个是它研制的H－1火箭比土星五号还要复杂，难度大。时间上可能没有来得及。另外还有一个重要原因就是，负责研制登月飞船的总设计师科罗廖夫在1966年1月的时候，就因病去世了。有很多技术没有攻克下来。到美国1969年发射了第一艘登月飞船的时候，苏联已经实验了两次的登月火箭都失败了。美国登月成功之后，苏联还想赶上，后来又进行实验。再实验了两次，又失败了。到1972年，美国登月活动已经结束了，苏联还没有办法，所以就把这个项目下马了。1974年的时候，就完全停止了这项工作。本来两个国家在技术上差不了多少。就看谁掌握得好，谁条件稍微好一点，就能够走在前面。这一次苏联在登月的进程中是落后了。

七、美国也搞了一个空间站，但是不是很成功，他就另辟蹊径，就研究航天飞机了。俄罗斯主要研制空间站。两个国家走的路不一样。国际空间站是在这个基础上，两个国家合作起来搞的。航天飞机本来苏联也搞了，但是苏联在1988年11月15日进行了一次不载人飞行。看见航天飞机比美国落后多了。因为美国1981年4月12日第一次载人飞行就成功了。苏联1988年11月15日才进行不载人飞行。它就不再搞了。苏联就搞空间站，长期在太空中运行的，用飞船载人、载货上去，在空间站上进行活动。在这个阶段，两个国家发展的方向不一样。
航天飞机是我们国家的科技人员取的。美国和苏联差不多同时在发展航天飞机。苏联进行了一次不载人飞行之后就停止了。美国在1981年4月12日，苏联第一艘载人飞船发射成功那一天，即20年以后的同一天，发射了第一架航天飞机叫哥伦比亚号。为什么叫航天飞机呢？第一个是它在太空运行的，它的特点是集中了飞机的特点、火箭发射的特点和卫星运行的特点。它是垂直发射，到了轨道上，不像飞机有航线，它是按照轨道运行。在200多公里以外的太空飞行。返回的时候它又像飞机一样的水平着陆，进了大气层以后，大家经常看电视的时候可以看到非常壮观的画面，美国的航天飞机返航的时候徐徐的降落在跑道上，和普通的飞机是一样的。但是后面拖有降落伞，帮助它减速。叫它航天飞机，是它具备了这三个方面的特点。苏联的航天飞机最大的不同是，苏联的航天飞机是用一个很大的火箭来发射的。美国的航天飞机是它的轨道器和航天飞机是作为一个整体连在一块飞上去的。发射的时候，它一节一节地脱离了。美国的航天飞机有三部分，一个是轨道器，一个是固体助推器，还有一个是外挂燃料箱。到了一定的时候，它背的固体助推器任务完成以后，就甩掉了，落在太平洋里面可以回收过来，改造以后再用。还有一个外挂燃料箱。把航天飞机送上太空以后，它也脱离掉了，烧毁了。回来的时候是航天飞机的本体，就像一架飞机了，发射的时候大家看不像，这么大一个东西。回来的时候就像一个飞机了。
舱外航天服是进行舱外活动必须具备的条件或工具。如果不穿舱外航天服，就很危险。它是载人航天的核心部分。它主要的作用是对航天员到太空进行舱外活动的保障和支持。一个是保障他的生命安全，保障他在舱外能够正常的活动。支持是支持他在舱外能够进行一些工作。要不你上去以后，光是飞行一下。刚开始试验的时候，人体只是飞行一下。这时是要进行工作。航天服有两种，一个是舱内用的，一个是舱外用的。舱外的航天服比舱内的航天服功能更多，技术更复杂。它的主要作用是保障和支持舱外活动。为什么要舱外航天服？在宇宙空间大家都知道，是高真空，没有氧气，没有压力，必须要用航天服来给他供氧。在太空中太阳光的照射，温度有冷热的变化，服装必须要适应最高100多度，最低负100多度的温度。航天服必须要能够耐受这样的高温。还有电离辐射，如果电离辐射很强，对航天员的生命造成危险。

八、国际空间站是世界上总共16个国家共同发展的项目。过去俄罗斯和美国研制空间站已经很有经验了。美国曾经研制空间站叫自由号，但是因为它集中力量在搞航天飞机，所以空间站的进展很慢。到了1988年的时候，两个国家觉得可以联合起来。因为它们曾经在1975年的时候进行过载人飞船的联合飞行。所以把两个国家的技术结合起来，取长补短，由于经费上的问题，做这样大的项目，耗费的经费也很多。所以把大家组合起来，1988年决定研制国际空间站。国际空间站主要的是美国和俄罗斯。俄罗斯已经有基础了，所以它1998年的时候，11月份发射了第一个舱，用它的火箭发射了国际空间站的基础舱，叫曙光号。美国半个月后，发射了节点舱，叫团结号。这两个舱太空组装起来，形成了国际空间站的雏形。俄罗斯2000年发射了星辰号服务舱。这三舱组合起来，基本上形成了国际空间站的雏形，可以载人活动了。在这个基础上，靠双方的技术和合作，再联合其他一些国家。在这之前，美国和俄罗斯进行了航天飞机和和平号空间站的九次对接飞行，先做一些实验，能不能适应。因为两个国家研制的东西能不能够匹配，要进行一些整合。所以到1988年开始研究，1998年就开始正式实施。这三个舱组成了国际空间站的雏形之后，就能够载人了，能够发射航天员到上面活动了。从1998年到现在，一共十年。现在国际空间站的建设已经有一半多的工程竣工了，完全可以载人活动。现在已经有12批长住航天员。这些航天员一上去就是半年。当然也包括其他国家。例如最近，日本制造的一个希望号实验舱上去了。前一段时间欧洲的哥伦布号舱上去了。还有意大利的莱奥纳尔多号后勤舱，最近美国有和谐舱。国际空间站是由很多舱组成的。用支架和横梁对接起来，形成一个大的空间建筑。建成以后，可能要达到400多吨。现在已超过200多吨了。国际空间站的运行也有很多问题，特别是到一定时间就要发射飞船或航天飞机把人送上去，还有一定时间要载一些货物上去补充。人在国际空间站的时候曾经闹过粮荒，没有东西吃了。另外，还要送上一些燃料，使空间站能够提高它的轨道，不要掉下来。很多事情需要做。国际空间站的建设也经历了很多的困难。但是现在终于坚持下来了。原来预计要到2010年结束进程，现在我估计要推后一点。
美国的航天飞机是2003年，哥伦比亚号失事了，2003年2月1日在返回的时候解体了，7个航天员牺牲了。之后，有两年多的时间，其他航天飞机不能再飞。早在1986年，挑战者号航天飞机就失事了。这两架航天飞机失事以后，只剩下三架了。到现在为止，这五架一共飞了123次了。有很多零件已经老化了，需要维修。另外再加上这两次失事之后，航天飞机上需要很好的检查，再上去出问题就不好了。
现在只能靠俄罗斯的联盟号飞船送人上去，靠俄罗斯的进步M号货运飞船送货上去。在这种情况下，由于美国航天飞机失事以后，没有航天飞机再上去了。全靠俄罗斯的飞船。俄罗斯当时也没有这个准备。它全都是按计划的，到一定时间才有飞船飞上去。美国一出事以后，它的计划跟不上。美国失事它也想不到。后来还是俄罗斯的飞船送人上去，载一些货物、设备、饮水、氧气上去，才解决了粮荒问题。

九、太空旅游实际上已经开始了。但是真正到广大的老百姓参与太空旅游，还有很长的一段路程。大家都知道，从2001年开始，到去年，已经有五位太空游客上过太空了。这只是个别。因为一个是空间站必须有空位置，得有地方。另外，你得有钱，大概一个游客乘俄罗斯的飞船到国际空间站去旅游的，一个人要花两千万美元。这五个人基本上都是富翁或者富豪。2001年，大家都知道一个叫蒂托的太空游客。第二个是南非的一个富豪，他年轻一些，叫沙沃尔特斯。第三个是美国的奥尔森。第四个叫安莎丽，伊朗裔的一个女富豪。第五个就是去年，一个叫西蒙尼的人，匈牙利裔、美国籍。现在真正上太空的游客就是这几个人。现在的国际空间站也有限，最多的只能够限载七八个人，一般都是三个人在上面。如果航天飞机上去了，也是进去一下，就出来了。所以，空间有限，不可能载这么多人上去。作为太空游客，他也要经过适当的训练，不一定像航天员要求得那么严格，他的身体许可了，经过适当的训练，可以上去。但是要具备两个条件，一个是要钱，一个是要有一定的空间。但是现在美国也好，俄罗斯也好，也在想办法怎么开发太空旅游事业。这就涉及到不一定要到轨道上去，还有其他的一些途径。现在太空旅游炒得比较厉害的有两种比较可行：一种是体验，体验一下失重几十秒钟。这种体验一个是坐飞机，还有的是制造一种飞船，到一百多公里的上面去转一圈。前一段时间美国的维珍旅游公司，搞一个太空一号飞船和白骑士飞船，准备开发体验的旅游。另外就是亚轨道飞行。我在前面讲了，美国在发展载人航天飞行的时候就是亚轨道飞行，他到不了轨道运行，只能在一百多公里的太空体验亚轨道飞行。第三个就是轨道飞行，那五个游客就是真正的太空旅游。另外一个就是到月球。现在很多，包括美国、欧共体、俄罗斯，还有日本都在说要建太空旅馆。如果要在太空建旅馆，也有这样的设想。如果人能够到月球上去旅行，可以在月球上建旅馆。现在方式有很多，实际上在现阶段能够实现的，就是体验和亚轨道飞行。真正到太空去，作为一个大众的旅游项目，还有一定距离。

十、好像是美国“火箭之父”戈达德说过，没有人类不可实现的，今天的梦想可能就是明天的现实。但是这也要有科学根据。乘电梯到太空去，我看过一些科幻的，比如说美国在一段时间里面搞一个竞赛，有很多设想，到天上去有形形色色的登天设想，其中坐电梯去的也是一种。这能不能实现呢？我觉得也能实现，但是要很长一段时间。有一个说法，一般到太空去，如果到三万六千公里的距离，那叫静止轨道，如果在静止轨道上设一个 平台，吊一个电梯下来，平台可以绕着地球转，而且下面跟上面是相对静止的。不可能上面在转，下面是静止的，线就不直了。有的专家设想在静止轨道上设一个平台，通过纳米技术，使线又细小，又能够抗强度。光转不行，还要拉下来。所以还要三万六千公里再高一些，上面再用一个东西把这个平台拉上，这样，保持平衡。就可以实现坐电梯上去。这样也不是不可能，但是可能要经过很长时间的摸索，还要依靠科学技术的发展。有说2020年就可实现的，这只是一种设想。
钱学森曾经把人类进入太空分了几个层次。一个是航空，就是在大气层里飞行，一个是航天，就是现在的卫星、飞船、空间站和航天飞机，在大气层以外、太阳系以内飞行。这叫航天。还有一个航宇，就是在太阳系以外去航行。这三个层次，航空航天航宇。航天有没有终极目标，是不是可以这样来理解更好一些。你要从一般的角度来说，哪一样事情都可以无限，现在人类在航天方面，还是开始阶段。我们在太空建立空间站还是很初步的。将来登上月球，我相信未来在月球一定会建设第二个人类的家园，或者在火星。如果从航天来讲，除了现在在空间站活动以外，第二步就是登上月球，建立一个月球基地。第三步是在火星。因为这两个星体适合人类活动。我来看的话，就是在火星建立基地，在太阳系里面，它不叫终极目标。航天完了，还有航宇。如果说有外星人的话，外星人都可以到地球，我们为什么不能到外星上去呢？
神舟七号的飞行是我们国家载人航天的一个新的里程碑。因为实现太空行走，就象征着我们航天进入了新的阶段。也是我们载人航天工程的第二步又开始了。它是我们的一个新起点。

卫星发展史

第一章 世界航天发展简史

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。外国也有许多有关月亮的美好传说。
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。

一、 火箭技术

火箭技术推动了人类航天发展的历史。

火药是中国古代的四大发明之一，火箭是在火药发明之后中国人发明的。早在公元1000年宋朝唐福献应用火箭原理制成了战争武器，13世纪初传到外国。传说在14世纪末，中国有个学者万户在坐椅背后安装47支当时最大的火箭，两手各持大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的升力升空。但是一声爆炸之后，只见烟雾弥漫，碎片纷飞，人也找不见了。为纪念这位世界上第一个试验火箭飞行的勇士，月球表面东方海附近的一个环形山以万户命名。18世纪，印度军队在抗击英国和法国军队的多次战争中曾大量使用火箭并取得良好的效果。由此推动了欧洲火箭技术的发展。曾在印度作战的英国人康格雷对印度火箭作了改进。他确定了黑火药的多种配方，改善了制造方法并使火箭系列化，射程达3公里。这些初期火箭的原理成了近代火箭技术的基础。

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。他首先提出了使用液体推进剂火箭的倡议，经过了短短的30年就实现了。他预想到现代火箭的真实结构，并论述了关于液氢-液氧作为推进剂用于火箭的可靠性，设想用新的燃料（原子核分解的能量）来作火箭的动力。他具体地阐明了用火箭进行航天飞行的条件，火箭由地面起飞的条件，人造地球卫星及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。他还提出过许多的技术建议，如建议用燃气舵控制火箭，用泵来强制输送推进剂，以及用仪器自动控制火箭等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。

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。
奥伯特教授在他1923年出版的书中不仅确立了火箭在宇宙空间真空中工作的基本原理，而且还说明火箭只要能产生足够的推力，便能绕地球轨道飞行。同齐奥尔科夫斯基和戈达德一样，他也对许多种推进剂的组合进行了广泛的研究。

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，1947年前苏联仿制V-2火箭成功。1948年自行设计了P-1 火箭，射程达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于1957年10月4日，发射成功世界上第一颗人造地球卫?quot;人造地球卫星1号"，从而揭开了现代火箭技术新的一页。前苏联由于发射多种航天器的需要，先后研制成功"东方"号、"联盟"号、"宇宙"号、"质子"号、"能源"号等多种型号的运载火箭，可将100多吨的有效载荷送入近地轨道。

二战后，美国俘虏了以冯·布劳恩为首的德国火箭专家，缴获了100余枚V-2火箭。美国陆军在布劳恩的帮助下于1945年发射了V-2火箭，1949年开始研究"红石"弹道导弹，1954年制定人造卫星计划，1958年2月1日"丘辟特"C火箭成功发射美国第一颗人造卫星，美国为发射多种航天器的需要，先后研制成功"先锋"号、"丘诺"号?quot;红石"号、"侦察兵"号、"大力神"号和"土星"号等运载火箭。

中国于1960年11月5日第一枚近程火箭发射试验成功。我国有"长征"号（CZ）系列运载火箭，主要有CZ-1、CZ-2、CZ-3、CZ-4四种基本型运载火箭和CZ-1D、C（CZ-2C）、CZ-2C/SD、CZ-2D、CZ-2E、CZ-2F、CZ-3A、CZ-3B、CZ-4B等几种改进型。

1990年4月7日，中国CZ-3 运载火箭发射成功美国制造的"亚洲一号"卫星。长征火箭成功地进入了国际商业发射卫星的行列，至今已将27颗外国卫星发射上天。
法国从50年代开始自行研制探空火箭和导弹，并在此基础上研制"钻石"号运载火箭。1965年11月至1967年2月，法国"钻石"号火箭将A-1、D-1人造卫星送入太空。法国积极推动西欧国家联合发展欧洲航天事业，它是欧洲空间局的主要成员国，并承担"阿里安"号运载火箭的大部份研制工作。

欧空局正式成员国有比利时、丹麦、法国、联邦德国、爱尔兰、意大利、荷兰、西班牙、瑞典和英国；非正式成员国有奥地利和挪威；加拿大为观察员国。由欧空局研制的"阿里安"1号运载火箭于1979年12月24日首次发射成功。迄今已研制有"阿里安"1-5号五种基本型和多种改进型火箭。"阿里安"4号为欧空局主要运载工具，至今已发射80余次，失败7次，成功率在世界商用卫星运载工具中名列前茅。

日本自1963年开始研制"谬"系列固体运载火箭，共有4代。1970年日本宇宙开发事业团决定引进美国"德尔它"号运载火箭技术，以发展本国的N号运载火箭。1975年9月，日本首次用N-1火箭成功地发射了"菊花"1号技术试验卫星。1994年试验成功带有氢氧燃料装置的N-2火箭。印度自行研制成功运载火箭系列SLV，ASLV，PSLV和GSLV。2001年4月同步轨道卫星运载火箭GSLV发射成功。

此外，还有英国、意大利、加拿大、印度、巴西、以色列、韩国、朝鲜等国均有利用本国制造或租用他国运载火箭来发射人造卫星的能力。

二、卫星时代

人造地球卫星的计划设想早在1945年就在美国出现，美海军航空局已着手研究一种把科学仪器送入太空的卫星，次年美国陆军航空局在审?quot;兰德计划"的一项类似的研究报告中，就有"实验性环球空间飞行器"的初步设计。随着现代科学技术和一系列大功率运载火箭的发展，为人造地球卫星的研制和发射打下了坚实的基础。

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，外径0.58米，外伸4根条形天线，重83.6公斤，卫星在天上正常工作了三个月。同年11月3日，前苏联发射了第二颗卫星，卫星呈圆锥形，重508.3公斤，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、见效快的小型卫星将是未来卫星的一支生力军。除美、苏外，中国、欧洲航天局、日本、印度、加拿大、巴西、印尼、巴基斯坦等国都拥有自己研制的卫星。

为什么经过短短的三十多年，航天活动取得了如此迅速的发展呢？除了美、苏搞空间军备竞赛发射了大量的军事应用卫星外，主要是人类一开始就非常重视航天技术的应用。航天活动大大扩大了人类知识宝库和物质资源、给人类日常生活带来了重大的影响和巨大的经济效益。航天活动大大推动了现代科学技术和现代工农业的向前发展。

三、空间探测

空间探测的主要目的是：了解太阳系的起源、演变和现状；通过对太阳系内的各主要行星及其卫星的比较研究进一步认识地球环境的形成和演变；了解太阳系的变化历史；探索生命的起源和演变。空间探测器实现了对月球和行星的逼近观测和直接取样探测，开创了人类探索太阳系内天体的新阶段。

月球探测：月球是地球的唯一的天然卫星，自然成为空间探测的第一个目标。直接考察月球有助于更好地了解地-月系统的起源，月球是未来航天飞行理想的中间站和人类进入太阳系空间的第一个定居点。

美国和前苏联自1958年至1976年8月共发射过83个无人月球探测器，其中美国36个，前苏联47个。此后，美、苏再也没有发射过无人月球探测器。1990年1月日本发射了一颗月球探测器，成为第三个向月球发射探测器的国家。探测器由两部分组成，一部分（182公斤）进入大椭圆轨道，在地-月系统中飞行，另一部分（11公斤）在月球轨道上飞行。日本还计划在1996年2月发射一颗重550公斤（含推进剂190公斤）的月球-A探测器。

月球探测已经实现的主要方式有：（1）在月球近旁飞过或在其表面硬着陆，利用这个过程的短暂时间探测月球周围环境和拍摄月球照片；（2）以月球卫星的方式获取信息，其特点是探测时间长并能获取较全面的资料；（3）在月球软着陆，可拍摄局部地区的高分辨率照片和进行月面土壤分析。

1999年7月31日，为了确证月球上到底有没有冰，美国"月球"勘探者号进行了飞行器撞击月球实验。

行星和行星际探测 人类长期借助于天文望远镜观测行星表面的细节，发现了土星光环、木星卫星和天王星；运用万有引力定律陆续发现了海王星和冥王星；借助于近代照相术、分光术和光度测量技术对行星表面的物理特性和化学组成有了一定的认识。然而人们在地面隔着大气层观测行星，已经不能满足对行星的深入研究。行星和行星际探测器为行星和行星际空间的研究提供了新的手段。

自1960年至1978年美、苏和西德共发射了63个行星和行星际探测器，其中美国23个，前苏联38个，西德2个。采用的探测方式有：（1）从行星附近飞过拍摄照片，测定它们的辐射和磁场；（2）在行星表面硬着陆，直接探测行星大气；（3）绕行星飞行，成为行星的人造卫星；（4）在行星上软着陆，对行星表面进行细致的分析和探测。1960年3月发射了第一个行星际探测器"先驱者"5号，进入了一条0.8~1.0天文单位的椭圆日心轨道，测量了行星际磁场、行星际粒子和太阳风，探测表明太阳风像喷水池螺旋形喷水图形；发现地球磁场在向着太阳的一面被太阳风压缩，另一面至少延伸到500万公里远。1962年8月发射的"水手"2号成功地飞过金星，发现金星没有磁场和辐射带。1970年8月发射的"金星"7号第一次降落金星表面，探测表明金星表面温度为475℃，压力为90±15个大气压。多次探测表明金星有稠密的大气层和厚厚的云层和频繁的闪电，发现金星大气中二氧化碳占97%，氮气占1%~3%，，水气占0.1%~0.4%。1964年11月发射的"水手"4号飞过火星，探测表明火星没有辐射带和磁场，测量到火星电离层的特性和大气密度垂直分布，火星表面大气压不到海平面大气压的百分之一，照片表明火星上的环形山与月球相似。1975年8月发射的"海盗"1号第一次在火星上着陆成功，探测表面火星大气中尘土含量很高，火星大气本身二氧化碳占95%，氮占2.7%，还有微量的氩、氧和水汽；对火星土壤分析表明，硅占15%~20%，铁占4%，还有少量的钙、铝、硫、钛、镁、铯和钾。1973年11月发射的"水手"10号，同水星相会的探测表明，水星有极稀薄的含有微量氩、氖和氦的大气，只有地球大气的一万亿分之一；水星表面温度在510℃~-210℃之间；水星有磁场，强度是地球磁场强度的百分之一，照片表明水星有密密麻麻环形山。1972年2月和1973年4月发射的"先驱者"10号和11号发现木星的辐射带强度是地球辐射带强度的10000倍，而且它的脉动磁场延伸到土星附近，发回了木星和土星云量的图像，有关土星主外光环很有价值的资料，它们通过小行星带时没有受到损害，它们最终将飞出太阳系进入恒星际空间，它们带有会被地外文明世界理解的信息牌。

为了探索宇宙的奥秘，美欧联合研制的"哈勃空间望远镜"于1990年4月发射升空，这项计划获得了巨大的成功，十年间进行了10多万次的天文观测，观测了大约13670个天体，向地球发回了黑洞、衰亡中的恒星、宇宙诞生早期的"原始星系"、慧星撞击木星以及遥远星系等许多壮观图像，为近2600篇科学论文提供了依据。这是人类空间天文观测工作的一个里程碑。

1997年7月4日，美国"探路者"号火星探测器在火星表面安全着陆，并释放出一辆火星?quot;漫游者"号，第一次拍摄到火星的彩色三维立体图像，传回地球大量的火星表面的照片。

四、载人航天

载人航天在航天活动中占有重要位置。尽管航天器携带装置精确、灵敏度高、能自动观察、操作、储存、处理数据，但它们不能代替人的思维。初期载人航天器一方面研究航天技术，另一方面进行生物学和医学试验，研究航天员在长期失重条件下的反应，航天员在密闭舱中的工作能力，航天器对接时和走出航天器时的人的生理反应。
前苏联自1961年4月到1970年9月共发射了17艘载人飞船（"东方"号6艘、"上升"号2艘?quot;联盟"号9艘）。1965年3月航天员在"上升"号上第一次走出飞船，1966年1月两艘"联盟"号飞船第一次在轨道上交会对接，并实现两个航天员从一艘飞船向另一艘飞船转移。1971年到1982年发射了7艘重量为18~20吨的"礼炮"号空间站，截至1985年还发射了27艘载人飞船（"联盟"T号、TM号）和25艘无人飞船（"进步"号）用作天地往返运输系统。1986年发射了"和平"号空间站，这是未来永久性空间站的核心舱，将于90年代建成由7个舱组成的大型空间站。俄罗斯计划21世纪前期发射无人和载人火星飞船以及建立载人月球基地。设计寿命为五年的"和平号"空间站运行了十五年，于2001年3月23日13时59分安全地坠落在南太平洋海域。

美国自1961年5月至1966年11月发射了16艘载人飞船（"水星"和"双子星座"）。"水星"和"双子星座"计划是载人登月飞行目标"阿波罗"计划的头两个阶段。1965年6月"双子星座"飞船上的航天员第一次步入太空，1966年3月"双子星座"-8号和"阿金纳"飞行器在轨道上第一次成功地实现对接，此后，"双子星座"飞船系统进行过多次交会和对接。1967年至1972年共发射了14次"阿波罗"飞船（其中3次无人飞行，3次载人绕月飞行，6次载人登月飞行，12名航天员登上月球）。1973年发射了"天空实验室"并和"阿波罗"飞船进行过对接。1969年尼克松政府宣布70年代研制载人航天飞机，1984年里根政府宣布90年代建立永久性载人空间站。
1993年9月美俄二国达成协议，合作建造一个有16国参加的国际空间站，2006年完成。2001年5月，美国宇航发烧友蒂托进入国际空间站俄罗斯舱遨游8天，成为地球旅客航天游第一人。

另一方面，美国和俄罗斯关于载人火星飞行的计划正在悄悄进行之中。二、三十年以后，人类就可能登上红色的行星--火星。
1999年11月20日，长征二号乙火箭发射"神舟号"无人试验飞船上天，11月21日飞船顺利回收，我国航天技术实现了历史性的跨越。中国航天员遨游宇宙的日子已经不远了。

第二章 中国航天发展简史

一、 中国是火药和火箭的故乡

自古以来，人类就向往着飞向太空，遨游宇宙。这个美好的理想，到了二十世纪五十年代才变成现实。一九五七年苏联第一颗人造地球卫星上天，揭开了航天活动的序幕。

这以后的二十多年中，世界各国把数以千计的各种航天器送往宇宙空间，航天技术迅速从科学技术试验进入实用和商品化阶段，它在经济、科学、文化、军事上取得的巨大社会效益，使航天工业成为世界上发展最快的新兴产业之一。

我们伟大祖国，是世界四大文明古国之一。我国古代发明的指南针、造纸、印刷术、火药，对世界文明产生了深远的影响。中国，还是古代火箭的故乡。在宋朝，我国就制成了用火药推进的世界上最早的火箭。

我国古代火箭的推进系统，是在竹筒或纸筒中装满火药，筒上端封闭，下端开口，筒侧小孔引出药线。点火后，火药在筒中燃烧，产生大量气体，高速向后喷射，产生向前推力。这就是现代火箭发动机的雏型。作为武器用的古代火箭，箭杆的顶端装有箭头，起杀伤作用；尾端装有箭羽，起稳定飞行作用。这种古代火箭的工作原理和基本结构，为现代火箭的设计和制造，提供了宝贵的启示。

我国明朝发明的一种武器“一窝蜂”火箭，一次能发射32支火箭，杀伤力较大，当时已经用于战争。明朝发明的另一种用于水战的武器“火龙出水”，达到了更高的技术水平。“火龙”有龙身、龙头和龙尾。龙体内装有神机火箭数枚，龙体外周装有4个火药筒。发射时，先点燃龙体外的4个火药筒，推进“火龙”飞行，继而点燃龙体内的数枚火箭再度加速。通过多枚火箭联用和“两级”火箭接力。火箭可在水面上飞行数里远。我国古代这种“多能”火箭的设计思想，是很富有创见的。几百年后，俄国科学家齐奥尔科夫斯基提出了火箭列车原理，建立了现代多级火箭的理论基础。这说明，现代火箭技术渊源于古代火箭。在人类漫长的航天征途中，古代火箭占有重要的历史地位。

在我国古代，不仅有嫦娥奔月的美丽神话，有《山海经》、《帝王世纪》上记载的“飞人”、“飞车”的传说，而且有勇于试验空中飞行的开拓者。据传，在明朝（十四世纪末），有一位称“万户”的学者，用几十支火箭捆绑在椅子后面，自已坐在椅子上，手拿两个大风筝，叫人把火箭点燃，使自己飞上天去。“万户”的试验虽然失败了，但他表现了惊人的胆略和非凡的预见。为了纪念这位世界上火箭飞行的先驱，苏联科学家把月球背面的一个环形山命名为“万户火山口”。

我国古代火药、火箭技术的发展，其时间之早，技艺之高，在世界各国遥遥领先。十三世纪之后，随着商船的往来和蒙古族的西征，火药、火箭技术才逐渐传入欧洲，并对后来西方的文明与进步产生了深远的影响。二十世纪初，在欧美科学家的努力下，现代火箭技术在理论上有了重大突破。当苏、美开始发展导弹、火箭技术的时候，处在战争状态下的旧中国，战火连年，国民经济遭到严重破坏，千疮百孔。科学技术力量十分薄弱，人员研究场所、设备、仪器和资金极端缺乏，一些新发展的科学技术完全无法进行。对于发展现代火箭技术，更无从谈起，总而言之在尖端技术方面，旧中国给我们留下的完全是一张白纸。

新中国的诞生，社会主义制度的建立，为我国科学技术的发展开辟了广阔的道路。

自一九五六年以来，我国人民在中国共产常的领导下，坚持自力更生，艰苦奋斗，创建和发展了自己的航天事业，取得了举世瞩目的成就。它充分体现了中国人民自立于世界民族之林的志气和能力。

二、 新中国航天事业的创立和发展

在五十年代中期，根据国防建设的需要，党中央、国务院决定发展我国的导弹事业，并以国防科研、工业机构为主，重点发展弹道式地地导弹，以建立我国独立的战略反击力量，也为发展运载火箭技术打下物质技术基础。另一方面，以中国科学院为主，首先以研制探空火箭开路，开展高空探测活动，同时开展人造地球卫星有关单项技术的研究和测量、试验设备的研制，为发展我国航天器技术和地面测控技术作了准备。到了六十年代中期，随着我国第一颗人造卫星及其运载火箭研制工作的全面开展，这两条战线的工作开始结合起来，整个航天工程体系集中到国防科研、工业部门，在国家的统一规划、统一指挥下，航天技术便以更大的规模、更快的速度向前发展。

（一） 下决心发展火箭技术

五十年代，世界上几个主要大国已经进入了所谓“原子时代”和“喷气时代”，航天技术也进入了一个新的发展时期，而当时我国还处在帝国主义的封锁、包围和威胁之下。我们要不受人欺负，就必须拥有现代化的武器装备。我们这样一个大国，靠购买武器来支撑国防是不可能的，而且也摆脱不了受制于人的被动局面。因此，在制定十二年科学规划中，国家把国防现代化建设摆在突出的地位，把火箭和喷气技术、电子计算机等列为国家的重点发展项目。毛泽东主席、周恩来总理和其他中央领导人，专门听取了我国一些著名科学家的意见。如一九五六年四月，周恩来总理曾主持中央军委会议，听取了刚回国不久的火箭专家钱学森关于在我国发展导弹技术的规划设想。党中央果断作出了发展导弹技术的决策。一九五六年四月，国家成立了航空工业委员会（简称航委），聂荣臻任主任，黄克诚、赵尔陆任副主任，王士光、王净、安东、刘亚楼、李强、钱志道、钱学森等为委员，负责领导我国导弹和航空事业的发展建设。五月，周恩来总理主持中央军委会议，讨论了聂荣臻主任代表航委提出的《建立我国导弹研究工作的初步意见》，确定由航委负责组建国防部导弹管理局（国防部第五局）和导弹研究院（国防部第五研究院）。

一九五六年十月八日，我国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院（简称国防部五院，钱学森任院长），正式宣布成立。这是我国导弹、航天事业奠基的历史性纪念日。

国防部五院成立之后，我国导弹、火箭技术究竟选择一条什么样的发展道路，聂荣臻副总理在向中央的报告中指出：我国导弹的研究，采取“自力更生为主，力争外援和利用资本主义国家已有的科学成果”的方针。一九五六年十月十七日，毛泽东主席、周恩来总理批准了这个方针。这就是国防部五院的建院方针。三十年中，在这个方针的指引下，我国导弹、航天事业战胜了重重困难，不断发展壮大，走出了一条适合我国国情的发展道路。

为了缩短我国导弹技术起步阶段的摸索过程，我国政府曾就建立和发展我国导弹技术同苏联政府举行谈判，苏方只同意接收50名火箭专业留学生和提供两发供教学用的P-1模型导弹（即苏联仿制的德国V-2导弹），以及相关的资料和设备，也派来专家。大多数苏联专家热情帮助，在导弹的仿制和研制基地建设中做了大量有益的工作，起了积极的促进作用。1960年，中苏关系恶化，赫鲁晓夫背信弃义，撕毁合同，撤走全部专家。但这更激起了我国导弹研制人员自力更生、奋发图强的精神，做好仿制P-2导弹的工作。

1960年9月，在祖国的地平线上，飞起了我国自己制造的第一枚导弹。这是我国运载工具史上一个重要的转折点。从此，中国有了自己的近程导弹。这是打基础、上水平的阶段。六十年代中期，航天事业在奠定基础之后，进入了从仿制到自行研制，从初级向高级发展的阶段。

一九六四年六月，我国第一个自行设计的中近程火箭成功地进行了发射试验，揭开了我国导弹、火箭发展史上新的一页。一九六六年十月，用我国独立设计生产的中近程导弹投掷国产原子弹，进行两弹结合试验，获得圆满成功，标志着我国导弹核武器的发展进入成熟阶段。

在我国自行设计的中近程导弹试验成功之后，我们不失时机地展开多种新型火箭的研制，突破了很多关键性技术。一九七O年、一九七一年，我国独立研制的两级中远程火箭和第一枚远程火箭相继进行飞行试验，取得基本成功。八十年代第一个年头的春天，我国的远程火箭从西北导弹发射基地呼啸而起，划破万里长空，准时正点精确命中南太平洋海域目标。这次发射的圆满成功，标志着我国大型液体燃料火箭技术已经达到国际水平。

与此同时，我国固体燃料火箭的研制也在迅速进展。一九八二年十月，我国首次成功地进行潜艇水下发射固体燃料火箭。一九八八年九月，我国又成功地进行了一次核潜艇水下发射固体火箭的试验。在公海上进行的这两次成功发射表明，我国现代火箭技术取得重大突破，产生了一个质的飞跃。潜艇水平发射火箭技术是近年来发展起来的一项新技术。目前世界上只有少数几个国家掌握了这种新技术。另一方面

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