我国航天技术发展情况

我国航天事业发展现状及展望~

北斗全球系统即将全面建成
2020年3月9日19时55分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十四颗导航卫星。据悉，5月份，我国将按计划发射最后一颗地球静止轨道卫星。届时，北斗三号全球星座部署将全面完成。






北斗导航龙头企业业绩表现靓丽
2019年前三季度，北斗导航产业中的19家上市公司收入规模相差较大，其中：1家企业的营收在90亿元以上;其余企业在3-45亿元左右。具体来看，航天电子不论是营收规模还是净利润均位列第一梯队。






2020年产值有望超过4000亿
我国北斗导航系统发展起步较晚，近年来发展呈加快布局趋势。北斗产业目前在国内导航市场占比不高，但产业发展空间较大。根据中国卫星导航定位协会的预测，到 2020 年，中国将建成服务全球的北斗卫星导航定位系统，届时用户规模有望达到世界第一，年产值将超过 4000 亿元，导航定位终端社会总持有量超过 10 亿台。



——以上数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《中国北斗导航行业重点企业发展分析及投资前景报告》。

航天技术(space technology) 又称空间技术。是一项探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术。是一个国家现代技术综合发展水平的重要标志。 军事航天技术，是把航天技术应用于军事领域，为军事目的进入太空和开发利用太空的一门综合性工程技术。

中国航天史是从一九五六年二月开始的，当时著名科学家钱学森向中央提出《建立中国国防航空工业的意见》。一九五六年四月，成立中华人民共和国航空工业委员会，统一领导中国的航空和火箭事业。聂荣臻任主任，黄克诚、赵尔陆任副主任，航空工业委员会的成立标志着中国的航天事业创业的开始。

中国航天发展有四大里程碑[1] ：
（1）第一个想到利用火箭飞天的人——明朝的万户
14世纪末期，明朝的士大夫万户把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝。他最先开始设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。不幸火箭爆炸，万户也为此献出了宝贵的生命。但他的行为却鼓舞和震撼了人们的内心。促使人们更努力的去钻研。
（2）东方红一号——中国第一颗人造卫星
1970 年中国第一颗人造卫星“东方红1 号”成功升空！中国航天发展史上第二个里程碑。
（3） 载人航天
2003 年10 月15 日，中国神舟五号载人飞船升空，表明中国掌握载人航天技术，成为中国航天事业发展史上的第三个里程碑。
（4）升空探测-嫦娥奔月
2007年10月24日18时05分，随着嫦娥一号成功奔月，嫦娥工程顺利完成了一期工程。
此后，神舟九号与天宫一号相继发射，并成功对接。

青铜时代
★里程碑之一
1970年4月24日21时31分，中国“东方红”一号飞向太空。这是中国发射的第一颗人造卫星。

白银时代
杨利伟神舟五号载人飞船内
★里程碑之二
1987年8月，中国返回式卫星为法国搭载试验装置。这是中国打入世界航天市场的首次尝试。

黄金时代
★里程碑之三
2003年10月15日，神舟五号载人飞船升空；2005年10月12日，神舟六号搭载费俊龙，聂海胜两名航天员升空。2008年9月25日21点10分04秒988毫秒神舟七号搭载翟志刚，景海鹏，刘伯明三名航天员升空。

探月时代
★里程碑之四
2007年10月24日18时05分，搭载着中国首颗探月卫星嫦娥一号的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火成功发射。

　　
嫦娥一号
★里程碑之五
2010年10月1日18时59分57秒，嫦娥一号卫星的姐妹星嫦娥二号，在西昌卫星发射中心发射升空，并获得了圆满成功。此次发射目的主要是实现下一步的月球软着陆进行部分关键技术试验，并对嫦娥三号着陆区进行了高精度成像。

20世纪航天发展
1956年2月
著名科学家钱学森向党中央提出《建立中国国防航空工业的意见》。
1956年3月
国务院制订《一九五六年至一九六七年科学技术发展远景规划纲要（草案）》，其中提出要在十二年内使中国喷气和火箭技术走上独立发展的道路。
1956年4月
成立中华人民共和国航空工业委员会，统一领导中国的航空和火箭事业。聂荣臻任主任，黄克诚、赵尔陆任副主任。
1956年5月10日
聂荣臻副总理向中央提出《建立中国导弹研究工作的初步意见》。五月二十六日，周恩来总理主持中央军委会议讨论同意，并责成航委负责组织导弹管理机构和研究机构。
1956年10月15日
聂荣臻副总理就发展中国导弹事业向中央报告，提出对导弹的研究采取“自力更生为主，力争外援和利用外国已有的科学成果”的方针。十七日，中央批准了这个报告。
1958年1月
国防部制订喷气与火箭技术十年（一九五八年至一九六七年）发展规划纲要。
苏联第一颗人造地球卫星发射之后，中国一些著名科学家建议开展中国卫星工程的研究工作。一些高等院校也开始进行有关学术活动。中国科学院由钱学森、赵九章等科学家负责拟订发展人造卫星的规划草案，代号为“五八一”任务，成立了“五八一小组”，议定建立三个设计院落。八月，第一设计院成立。十一月，迁往上海，改名为中国科学院上海机电设计院。
1958年4月
开始兴建中国第一个运载火箭发射场。
1958年5月17日
毛泽东主席在中共八大二次会议上指出：“我们也要搞人造卫星。”
1960年2月19日
中国自行设计制造的试验型液体燃料探空火箭首次发射成功。九月，探空火箭发射成功。
1960年11月5日
中国仿制的苏联“P—2”导弹首次发射试验获得成功。
1962年3月21日
中国独立研制的第一枚中近程导弹发射试验失败。一九六三年一月，中国科学院成立星际航行委员会，由竺可桢、裴丽生、钱学森、赵九章等领导，研究制订星际航行长远规划。
1964年4月29日
国防科委向中央报告，设想在一九七○年或一九七一年发射中国第一颗人造卫星。
1964年6月29日
中国自行研制的中近程导弹再次发射试验，获得成功。
1964年7月19日
成功地发射了第一枚生物火箭。
1965年
中央专门委员会批准第七机械工业部制订的一九六五至一九七二年运载火箭发展规划。
中央专委责成中国科学院负责拟订卫星系列发展规划。
1965年10月
中国科学院受国防科学技术委员会的委托，召开第一颗人造卫星方案论证会。
1966年6月30日
周恩来总理视察酒泉运载火箭发射基地，观看中近程火箭发射试验，祝贺发射成功。
1966年10月27日
导弹核武器发射试验成功。弹头精确命中目标，实现核爆炸。
1966年11月
“长征一号”运载火箭和“东方红一号”人造卫星开始研制。
1966年12月26日
中国研制的中程导弹首次飞行试验基本成功。
1967年
“和平二号”固体燃料气象火箭试射成功。
1968年2月20日
空间技术研究院成立。
1970年1月30日
中远程导弹飞行试验首次成功。
1970年4月24日21点35分
“东方红一号”人造卫星发射成功。这是中国发射的第一颗人造卫星。毛泽东主席等领导人于“五一”节在天安门城楼接见了卫星和运载火箭研制人员代表。
1971年3月3日
中国发射了科学实验卫星“实践一号”。卫星在预定轨道上工作了八年。
1971年9月10日
东风五号洲际导弹首次飞行试验基本成功。
1975年11月26日
中国发射了一颗返回式人造卫星。卫星按预定计划于二十九日返回地面。
1979年1月7日
远程导弹试验一种新的发射方式，获得成功。
1980年5月18日
中国向太平洋预定海域成功地发射了远程运载火箭。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。六月十日，在北京人民大会堂举行庆祝大会，邓小平、胡耀邦、李先念、陈云、彭真、徐向前等领导人出席，胡耀邦作重要讲话。
1981年9月20日
中国用一枚风暴一号运载火箭发射了三颗科学实验卫星。
1982年10月12日
潜艇水下发射导弹获得成功，回收舱准确地溅落在预定海域。中共中央军委发电致贺。
1984年4月8日
中国第一颗地球静止轨道试验通信卫星发射成功。十六日，卫星成功地定点于东经一百二十五度赤道上空。中共中央、国务院、中央军委发电致贺。三十日，在北京人民大会堂举行庆祝大会。
1986年2月1日
中国发射一颗实用通信广播卫星。二十日，卫星定点成功。这标志着中国已全面掌握运载火箭技术，卫星通信由试验阶段进入实用阶段。
1988年9月7日
中国发射一颗试验性气象卫星“风云一号”。这是中国自行研制和发射的第一颗极地轨道气象卫星。
1988年12月25日
中国科学院海南探空火箭发射场成功地发射了一枚“织女一号”火箭，至此，中国低纬度区第一次火箭探空试验圆满结束。这次为期两周的试验共发射了四枚火箭。
1990年4月7日21点30分
中国自行研制的“长征三号”运载火箭在西昌卫星发射中心，把美国制造的亚洲1号通信卫星送入预定的轨道，首次取得了为国外用户发射卫星的圆满成功。
1990年7月16日9点40分
中国新研制的大推力运载火箭——长征二号捆绑式运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功，将模拟卫星送入了预定轨道。这枚火箭是由中国新建的大型航天发射设施发射升空的，同时还为巴基斯坦搭载发射了一颗小型科学试验卫星。
1991年1月22日下午18点23分
中国第一枚一百二十公里高空低纬度探空火箭——“织女三号”在中国科学院海南探空发射场发射试验成功。一九九四年二月二十二日，中国第一座海事卫星地面站通过验收。它的建成填补了中国高科技的一项空白。
1998年5月2日
中国自行研制生产的“长二丙”改进型运载火箭在太原卫星发射中心发射成功。这标志着中国具有参与国际中低轨道商业发射市场竞争力。

载人飞船
1999年11月20日，中国第一艘无人试验飞船“神舟”一号飞船在酒泉起飞，21小时后在内蒙古中部回收场成功着陆，圆满完成“处女之行”。这次飞行成功为中国载人飞船上天打下非常坚实的基础。
2003年，“神舟五号”搭载首位中国宇航员杨利伟前往太空；
2008年，“神舟七号”搭载三名宇航员进入太空，翟志刚完成首次出舱行走。
神舟一号 1999年11月20日 第一次测试飞行，成功实现天地往返。
神舟二号 2001年01月09日 第一艘正样无人飞船。飞行试验的主要目的是对工程各系统从发射到运行、返回、留轨的全过程进行考核， 检验各技术方案的正确性与匹配性，取得与载人飞行有关的科学数据和实验数据。
神舟三号 2002年03月25日 飞行试验的主要目的是考核火箭逃逸功能、控制系统冗余、飞船应急救生、 自主应急返回、人工控制等功能，这次任务载有模拟宇航员。
神舟四号 2002年12月29日 无人状态下全面考核的一次飞行试验，主要目的是确保宇航员绝对安全， 进一步完善和考核火箭、飞船、测控系统的可靠性。
神舟五号 2003年10月15日 首次载人飞行，承载的宇航员是杨利伟，成功围绕地球十四圈。
神舟六号 2005年10月12日 首次进行多人多天的航天飞行，承载的宇航员是费俊龙和聂海胜。
神舟七号 2008年09月25日 首次承载三名宇航员进入太空，承载的宇航员是翟志刚、刘伯明和景海鹏， 成功进行出舱活动（又称太空行走）。
神舟八号 2011年11月01日 由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空。2011年11月3日凌晨，与组合天宫一号成功实施首次交会对接任务，成为中国空间实验室的一部分。
神舟九号 2012年6月16日下午 首次载人交会对接任务3名航天员进入太空，景海鹏、刘旺和刘洋（中国首位女航天员）。6月18日下午，神舟九号成功与天宫一号目标飞行器实现自动交会对接。6月24日，航天员刘旺操作飞船顺利完成于天宫一号的手控交会对接。标志着中国完全掌握了载人交会对接技术。
神舟十号 2013年6月11日17时38分搭载三位航天员飞向太空， 将在轨飞行15天，并首次开展我国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成，聂海胜担任指令长

这是一个科学报告的幻灯片文稿，你自己看看把，里面有你需要的东西，请加分，谢谢

“我知道地球是圆的，因为我看见了圆形；然后，又看到它还是立体的。当我往下看时，……看到印度洋上船舶拖着尾波前进，非洲一些地方出现灌木林火，一场雷电交加的暴风雨席卷了澳大利亚1000英里的地区，呈现出大自然的一幅立体风景画。”
这是航天员在谈到从航天飞机上看地球的情景时的一段描述。

航天技术发展是当今世界上最引人注目的事业之一，它推动着人类科学技术的进步，使人类活动的领域由大气层内扩展到宇宙空间。航天技术是现代科学技术的结晶，是基础科学和技术科学的集成，航天技术是一个国家科学技术水平的重要标志。

航天技术是一门综合性的工程技术，主要包括：制导与控制技术，热控制技术，喷气推进技术，能源技术，空间通信技术，遥测遥控技术，生命保障技术，航天环境工程技术，火箭及航天器的设计、制造和试验技术，航天器的发射、返回和在轨技术等。由多种技术融于一体的航天系统是现代高技术的复杂大系统，不仅规模庞大，技术高新、尖端，而且人力、物力耗费巨大，工程周期长。时至今日，航天技术已被广泛应用到政治、军事、经济和科学探测等领域，已成为一个国家综合国力的象征。

人类很早就有遨游太空、征服宇宙的理想。宇宙的星球对人类一直充满着吸引力和神秘感，许多美丽的神话和传说，反映了人类对宇宙的向往和探索空间奥秘的心情。《嫦娥奔月》、《牛郎织女》，以及孙悟空腾云驾雾、一个筋斗十万八千里等。

航天飞行的历史是从火箭技术的历史开始的，没有火箭也就没有航天飞行。追溯源头，中国是最早发明火箭的国家。“火箭”这个词在三国时代(公元220～280年)就出现了。不过那时的火箭只是在箭杆前端绑有易燃物，点燃后由弩弓射出，故亦称为“燃烧箭”。

• 随着中国古代四大发明之一的火药出现，火药便取代了易燃物，使火箭迅速应用到军事中。公元lO世纪唐末宋初就已经有了火药用于火箭的文字记载，这时的火箭虽然使用了火药，但仍须由弩弓射出。真正靠火药喷气推进而非弩弓射出的火箭的外形被记载于明代茅元仪编著的《武备志》中，见图1.1。

这种原始火箭虽然没有现代火箭那样复杂，但已经具有了战斗部(箭头)、推进系统(火药筒)、稳定系统(尾部羽毛)和箭体结构(箭杆)，完全可以认为是现代火箭的雏形。

中华民族不但发明了火箭，而且还最早应用了串联(多级)和并联(捆绑)技术以提高火箭的运载能力。明代史记中记载的“神火飞鸦”就是并联技术的体现；“火龙出水”就是串、并联综合技术的具体运用，如图1.2所示。

世界上第一个试图乘坐火箭上天的“航天员”也出现在中国。相传在14世纪末期，中国有位称为“万户”的人，两手各持一大风筝，请他人把自己绑在一把特制的座椅上，座椅背后装有47支当时最大的火箭(又称“起火”)。他试图借助火箭的推力和风筝的气动升力来实现“升空”的理想。“万户”的勇敢尝试虽遭失败并献出了生命，但他仍是世界上第一个想利用火箭的力量进行飞行的人。

19世纪末20世纪初，火箭才又重新蓬勃地发展起来。近代的火箭技术和航天飞行的发展，涌现出许多勇于探索的航天先驱者，其中代表人物K．3．齐奥尔科夫斯基(~OHCTaHTHH3ayap且oBHq UHOaKOBCKHfi)，R．戈达德(Robert Goddard)，H．奥伯特(Hermann Oberth)。

前苏联科学家齐奥尔科夫斯基一生从事利用火箭技术进行航天飞行的研究。在他的经典著作中，对火箭飞行的思想进行了深刻的论证，最早从理论上证明了用多级火箭可以克服地心引力进入太空的论点。

1、建立了火箭运动的基本数学方程，奠定航天学的基础。
2、首先肯定了液体火箭发动机是航天器最适宜的动力装置，论述了关于液氢一液氧作为推进剂用于火箭的可能性，为运载器的发展指出了方向，这些观点仅仅几十年就成为了现实。
3、指出过用新的燃料(原子核分解的能量)来作火箭的动力；并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，以及实现飞向其他行星所必须设置中间站的设想。
4、提出过许多的技术建议，如他建议使用燃气舵来控制火箭，用泵来强制输送推进剂到燃烧室中，以及用仪器来自动控制火箭等，都对现代火箭和航天飞行的发展起了巨大的作用。

美国的火箭专家、物理学家和现代航天学奠基人之一戈达德博士在1910年开始进行近代火箭的研究工作，他在1919年发表的《达到极大高度的方法》的论文中，阐述了火箭飞行的数学原理，指出火箭必须具有7．9 km／s的速度才能克服地球的引力，并研究了利用火箭把有效载荷送至月球的几种可能方案。

德国的奥伯特教授在他1923年出版的《飞向星际空间的火箭》一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，他也对许多推进剂的组合进行了广泛的研究。

在1932年德国发射A2火箭，飞行高度达到3 km。1942年10月3日，德国首次成功地发射了人类历史上第一枚弹道导弹¡ª¡ªV¡ª2(A4型)，并于1944年9月6日首次投入作战使用。

V-2的成功在工程上实现了19世纪末、20世纪初航天技术先躯者的技术设想，并培养和造就了一大批有实践经验的火箭专家，对现代大型火箭的发展起到了继往开来的作用。V-2的设计虽不尽完善，但它却是人类拥有的第一件向地球引力挑战的工具，成为航天技术发展史上的一个重要里程碑。

• 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O．58 m，外伸4根条形天线，质量83．6 kg，卫星在天上正常工作了3个月。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，但它却是世界上第一个人造天体，把人类几千年的梦想变成了现实，为人类开创了航天新纪元，标志着人类活动范围的又一飞跃。

• 1961年4月12日，前苏联成功地发射了第一艘¡°东方号¡±载人飞船，尤里.加加林成为人类第一位航天员，揭开了人类进入太空的序幕，开始了世界载人航天的新时代。

• 1962年8月27日，美国发射的“水手2号”探测器第一次成功飞越金星。

• 1969年7月20日，美国N．A．阿姆斯特朗和E．E．奥尔德林乘坐¡°阿波罗11号¡±飞船登月成功，在月球静海西南角着陆，成为涉足地球之外另一天体的首批人员。他们在月球上安放了科学实验装置，拍摄了月面照片，搜集了22虹月球岩石与土壤样品，然后自月面起飞，与指挥舱会合，返回地球。首次实现了人类登上月球的理想。

• 1971年4月19日，前苏联¡°礼炮1号¡±空间站人轨成功，其质量约18 t，总长14 m，轨道高度200～250 km，轨道倾角51．6。，成为人类第一个空间站，完成了有关天体物理学、航天、医学、生物学等方面的科研计划，考察地球资源和进行长期失重条件下的技术实验。
• 1972年3月2日，美国发射了木星和深远空间探测器¡°先驱者10号¡±。它携有表明人类信息的镀金铝板，经过11年飞行，于1983年6月越过海王星轨道，而后成为飞离太阳系的第一个人造天体。

• 1975年6月8日，前苏联发射了¡°金星9号¡±探测器，实现了在金星表面着陆。

• 1975年7月18日，美国¡°阿波罗号¡±飞船与前苏联¡°联盟19号¡±飞船在大西洋上空对接成功(视频资料)。
• 1975年8月20日，美国发射了¡°海盗1号¡±探测器，第一次在火星表面着陆成功(视频资料)。
• 1977年9月，美国发射了¡°旅行者2号¡±探测器，对天王星、海王星进行探测。

• 1981年4月，世界上第一架垂直起飞、水平着陆、可重复使用的美国航天飞机¡°哥伦比亚号¡±试飞成功，标志着航天运载器由一次性使用的运载火箭转向重复使用的航天运载器的新阶段，是航天史上一个重要的里程碑，标志着人类在空间时代又上了一层楼，进入了航天飞机时代。至2000年10月，航天飞机已成功飞行100次。

• 1986年2月，前苏联¡°和平号¡±轨道空间站发射成功，它成为目前人类发射的在轨运行时间最长的载人航天器，在轨运行超过15年。2001年3月23日，¡°和平号¡±轨道空间站被引入大气层销毁，完成了其辉煌的历史使命。

• 目前，更大规模的国际空间站在美国、俄罗斯、加拿大、日本、意大利和欧洲空间局的合作下，正在进行在轨组装建设¡­¡­
人类就是以如此快速的步伐冲击着宇宙大门!
• 不难看出，从公元10世纪的中国火箭到第二次世界大战的V一2导弹，人类是出于军事需求发展了火箭技术，而这恰恰为航天技术的发展奠定了坚实的基础。自 20世纪40年代至今，航天技术以惊人的速度发展着并日臻完善。我们可以坚信，随着科学技术的进步和工业基础的不断增强，航天技术将会有更大的突破并更趋完善。

• 航天技术从20世纪50年代末期的研究试验阶段到70年代中期，发展到了广泛实际应用阶段。其中60年代以来，为科学研究、国民经济和军事服务的各种科学卫星与应用卫星得到了很大发展。至70年代，军、民用卫星已全面进入应用阶段。一方面向侦察、通信、导航、预警、气象、测地、海洋、天文观测和地球资源等专门化的方向发展，同时另一方面，各类卫星亦向多用途、长寿命、高可靠性和低成本的方向发展。

• 回顾近50年来航天技术应用的历程，具有代表性的大事列举如下：
• 1958年12月，美国发射了世界上第一颗通信卫星¡°斯科尔号¡±；
• 1960年4月，美国先后发射了世界上第一颗气象卫星¡°泰罗斯1号¡±和导航卫星¡°子午仪1B号¡±；
• 1963年7月，美国发射了世界上第一颗地球同步轨道通信卫星；
• 1964年8月，美国发射了世界上第一颗地球静止轨道通信卫星；

• 1965年4月，美国成功地发射了世界上第一颗商用通信卫星¡°国际通信卫星1号¡±，正式为北美与欧洲之间提供通信业务，它标志着通信卫星进入了实用阶段；
• 1972年7月，美国发射了世界上第一颗地球资源卫星¡°陆地卫星1号¡±；
• 1982年11月，美国航天飞机开始商业性飞行；1984年11月，美国航天飞机成功地施放了两颗卫星并回收了两颗失效的通信卫星，第一次实现了双向运载任务；

• 1983年4月，美国发射了世界上第一颗跟踪和数据中继卫星；
• 1999年，由66颗小型卫星组网形成的美国¡°铱¡±星全球电话通讯系统建成并投入使用。
• 目前，美国的GPS系统和俄罗斯的卫星导航系统已成为全世界各领域普遍应用的定位导航系统，发挥着巨大的作用。

• 在我国，继1970年4月24日首颗卫星¡°东方红一号¡±发射成功以来，航天技术的发展和应用也取得了巨大的成就：

• 1975年11月，我国第一颗返回式遥感卫星发射成功，并顺利回收；
• 1984年4月，我国第一颗静止轨道试验通信卫星发射成功；
• 1986年2月，我国第一颗静止轨道实用通信卫星发射成功；
• 1988年9月，我国第一颗气象卫星¡°风云一号¡±发射成功；
• 至2000年10月，我国¡°长征¡±系列运载火箭已成功发射62次。

• 进入20世纪90年代，我国航天技术应用的步伐进一步加快，大容量通信卫星¡°东方红三号¡±、气象卫星¡°风云一号¡±和¡°风云二号¡±以及资源卫星先后发射成功。

• 1999年11月20日我国成功发射了第一艘试验飞船¡°神舟号¡±，在载人航天领域迈出了坚实的一步¡­¡­

综上可见，从1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功算起，迄今仅40余年，航天技术取得了如此巨大的成就是前所未有的，产生了巨大的社会效益与经济效益。
总之，随着航天技术应用的发展，航天活动已越来越显示出其巨大的军事意义和经济效益，已成为国民经济和国防建设的一个重要组成部分。反过来，这种社会和经济效益又进一步推动着航天技术日新月异的发展。

• 航天技术是一门研究和实现如何把航天器送人空间，并在那里进行活动的工程技术。它主要包括航天器、运载工具和地面测控三大部分。为了便于了解，我们首先对航天器进行分类。
• 同一个航天器可兼有数种任务，故机械地、绝对地分类，是不可能的。同一类航天器，往往包括了几种系列，而每一系列又可分成数种不同的卫星系统或型号。

• 航天器可分为无人航天器与载人航天器两大类。无人航天器按是否绕地球运行又可分为人造地球卫星和宇宙探测器两类。它们又可以进一步按用途分类，如图1.3所示。

• 简称人造卫星，是数量最多的航天器(占90％以上)。它们的轨道长度由i00多公里到几十万公里。按用途它们又可分为：

目前的载人航天器只在近地轨道飞行和从地球到月球的登月飞行。今后将出现可以到达各种星球的载人飞船，以及供人类长期在空间生活和工作的永久性空间站。载人航天器按飞行和工作方式可分为：

可以重复使用的，往返于地面和高度在1000 km以下的近地轨道之间，运送有效载荷的航天器。

3．宇宙探测器

旅行者1号 旅行者2号

• 按航天器在轨道上的功能来进行分类，就人造地球卫星而言，可分为观测站、中继站、基准站和轨道武器四类。每一类又包括了各种不同用途的航天器。

卫星处在轨道上，对地球来说，它站得高，看得远(视场大)，用它来观察地球是非常有利的。此外，由于卫星在地球大气层以外不受大气的各种干扰和影响，所以用它来进行天文观测也比地面天文观测站更加有利。属于这种功能的卫星有下列几种典型的用途。

在各类应用卫星中侦察卫星发射得最早(1959年发射)，发射的数量也最多。侦察卫星有照相侦察和电子侦察卫星两种。

资源卫星是在侦察卫星和气象卫星的基础上发展而来的。利用星上装载的多光谱遥感器获取地面目标辐射和反射的多种波段的电磁波，然后把它传送到地面，再经过处理，变成关于地球资源的有用资料。它们包括地面的和地下的，陆地的和海洋的等等。

海洋卫星的任务是海洋环境预报，包括远洋船舶的最佳航线选择，海洋渔群分析，近海与沿岸海洋资源调查，沿岸与近海海洋环境监测和监视，灾害性海况预报和预警，海洋环境保护和执法管理，海洋科学研究，以及海洋浮标、台站、船舶数据传输，海上军事活动等。

• 当然，作为观测站的卫星远不止以上几种，预警卫星、核爆炸探测卫星、天文预测卫星(如美国的“哈勃”太空望远镜)等均属于这一类。虽然它们的功能各有侧重，但基本观测原理都是相似的。

2．中继站

利用卫星进行通信和平常的地面通信相比较，具有下列优点：
①通信容量大；
②覆盖面积广；
③通信距离远；
④可靠性高；
⑤灵活性好；
⑥成本低。

广播卫星是一种主要用于电视广播的通信卫星。这种广播卫星不需要经过任何中转就可向地面转播或发射电视广播节目，供公众团体或者个人直接接收，因此又称为直播卫星。目前普通的家庭电视机配一架直径不到1m的天线就可以直接接收直播卫星的电视广播节目。

跟踪和数据中继卫星是通信卫星技术的一个重大发展。它是利用卫星来跟踪与测量另一颗卫星的位置，其基本思想是把地球上的测控站搬到地球同步轨道上，形成星地测控系统网。

3．基准站
这种卫星是轨道上的测量基准点，所以要求它测轨非常准确。属于这种功能的卫星有：

4．轨道武器
这是一种积极进攻的航天器，具有空间防御和空间攻击的职能。它主要包括：

不同类型的航天器，其系统的结构、外型和功能干差万别，但是它们的基本系统组成都是一致的。典型航天器都是由不同功能的若干分系统组成的，其基本系统一般分为有效载荷和保障系统两大类。

1．有效载荷
用于直接完成特定的航天飞行任务的部件、仪器或分系统。
有效载荷种类很多，随着飞行任务即航天器功能的不同而异。例如，科学卫星上的粒子探测器，天文观测卫星上的天文望远镜，侦察卫星上的可见光相机、 CCD相机、红外探测器、无线电侦察接收机，气象卫星上的可见光和红外扫描辐射仪，地球资源卫星上的电视摄像机、CCD摄像机、主题测绘仪、合成孔径雷达，通信卫星上的转发器和通信天线，生物科学卫星上的种子和培养基等，均属有效载荷。

• 单一用途的卫星装有一种类型的有效载荷，而多用途的卫星可以装有几种类型的有效载荷。
• 2．保障系统
• 用于保障航天器从火箭起飞到工作寿命终止，星上所有分系统的正常工作。各种类型航天器的保障系统一般包括下列分系统：

(1)结构系统：用于支承和固定航天器上各种仪器设备，使它们构成一个整体，以承受地面运输、运载器发射和空间运行时的各种力学环境(振动、过载、冲击、噪声)以及空间运行环境。对航天器结构的基本要求是重量轻、可靠性高、成本低等，因此航天器的结构大多采用铝、镁、钛等轻合金和碳纤维复合材料等制造。通常用结构质量比，即结构重量占航天器总重量的比例来衡量航天器结构设计和制造水平。

(3)电源系统：用来为航天器所有仪器设备提供所需的电能。现代航天器大多采用太阳电池和蓄电池联合供电系统。
(4)姿态控制系统：用来保持或改变航天器的运行姿态。常用的姿态控制方式有重力梯度稳定、自旋稳定和三轴稳定。
(5)轨道控制系统：用来保持或改变航天器的运行轨道。轨道控制往往与姿态控制配合，它们构成航天器控制系统。

(6)测控系统：包括遥测、遥控和跟踪三部分。遥测部分主要由传感器、调制器和发射机组成，用于测量并向地面发送航天器的各种仪器设备的工程参数(212 作电压、电流、温度等)和其他参数(环境参数和姿态参数等)。遥控部分一般由接收机和译码器组成，用于接收地面测控站发来的遥控指令，传送给有关系统执行。跟踪部分主要是信标机和应答机，它们不断发出信号，以便地球测控站跟踪航天器并测量其轨道位置和速度。

除了以上基本系统组成外，航天器根据其不同的飞行任务，往往还需要有一些不同功能的专用系统。例如，返回式卫星有回收系统，载人飞船有乘员系统、环境控制与生命保障系统、交会与对接系统，航天飞机有着陆系统等。

一个刚体航天器的运动可以由它的位置、速度、姿态和姿态运动来描述。其中位置和速度描述航天器的质心运动，这属于航天器的轨道问题；姿态和姿态运动描述航天器绕质心的转动，属于姿态问题。从运动学的观点来说，一个航天器的运动具有6个自由度，其中3个位置自由度表示航天器的轨道运动，另外3个绕质心的转动自由度表示航天器的姿态运动。

航天器的控制可以分为两大类，即轨道控制和姿态控制。

1．轨道控制
轨道控制包括轨道确定和轨道控制两方面的内容。轨道确定的任务是研究如何确定航天器的位置和速度，有时也称为空间导航，简称导航；轨道控制是根据航天器现有位置、速度、飞行的最终目标，对质心施以控制力，以改变其运动轨迹的技术，有时也称为制导。

轨道控制按应用方式可分为四类。
(1)轨道机动：
指使航天器从一个自由飞行段轨道转移到另一个自由飞行段轨道的控制。例如，地球静止卫星发射过程中为进入地球静止轨道，在其转移轨道的远地点就须进行一次轨道机动。

(3)轨道交会：指航天器能与另一个航天器在同一时间以相同速度达到空间同一位置而实施的控制过程。
(4)再人返回控制：指使航天器脱离原来的轨道，返回进入大气层的控制。

2．姿态控制
姿态控制也包括姿态确定和姿态控制两方面内容。
姿态确定是研究航天器相对于某个基准的确定姿态方法。这个基准可以是惯性基准或者人们所感兴趣的某个基准，例如地球。
姿态控制是航天器在规定或预先确定的方向(可称为参考方向)上定向的过程，它包括姿态稳定和姿态机动。姿态稳定是指使姿态保持在指定方向，而姿态机动是指航天器从一个姿态过渡到另一个姿态的再定向过程。

姿态控制通常包括以下几个具体概念。
(1)定向：指航天器的本体或附件(如太阳能电池阵、观测设备、天线等)以单轴或三轴按一定精度保持在给定的参考方向上。此参考方向可以是惯性的，如天文观测；也可以是转动的，如对地观测。由于定向需要克服各种空间干扰以保持在参考方向上，因此需要通过控制加以保持。
(2)再定向：指航天器本体从对一个参考方向的定向改变到对另一个新参考方向的定向。再定向过程是通过连续的姿态机动控制来实现的。

(3)捕获：又称为初始对准，是指航天器由未知不确定姿态向已知定向姿态的机动控制过程。如航天器人轨时，星箭分离，航天器从旋转翻滚等不确定姿态进入对地对日定向姿态；又如航天器运行过程中因故障失去姿态后的重新定姿等。为了使控制系统设计更为合理，捕获一般分粗对准和精对准两个阶段进行。
(4)粗对准：指初步对准，通常须用较大的控制力矩以缩短机动的时间，但不要求很高的定向精度。
(5)精对准：指粗对准或再定向后由于精度不够而进行的修正机动，以保证定向的精度要求。精对准一般用较小的控制力矩。

(6)跟踪：指航天器本体或附件保持对活动目标的定向。
(7)搜索：指航天器对活动目标的捕获。
总之，姿态控制是获取并保持航天器在空间定向的过程。例如，卫星对地进行通信或观测，天线或遥感器要指向地面目标；卫星进行轨道控制时，发动机要对准所要求的推力方向；卫星再人大气层时，要求制动防热面对准迎面气流。这些都需要使星体建立和保持一定的姿态。

姿态稳定是保持已有姿态的控制，航天器姿态稳定方式按航天器姿态运动的形式可大致分为两类。
(1)自旋稳定：卫星等航天器绕其一轴(自旋轴)旋转，依靠旋转动量矩保持自旋轴在惯性空间的指向。自旋稳定常辅以主动姿态控制，来修正自旋轴指向误差。
(2)三轴稳定：依靠主动姿态控制或利用环境力矩，保持航天器本体三条正交轴线在某一参考空间的方向。

3．姿态控制与轨道控制的关系
航天器是一个比较复杂的控制对象，一般来说轨道控制与姿态控制密切相关。为实现轨道控制，航天器姿态必须符合要求。也就是说，当需要对航天器进行轨道控制时，同时也要求进行姿态控制。在某些具体情况或某些飞行过程中，可以把姿态控制和轨道控制分开来考虑。某些应用任务对航天器的轨道没有严格要求，而对航天器的姿态却有要求。

航天器控制按控制力和力矩的来源可以分为两大类。
(1)被动控制：其控制力或力矩由空间环境和航天器动力学特性提供，不需要消耗星上能源。

4．主动控制系统的组成
航天器主动控制系统，无论是姿态控制系统还是轨道控制系统，都有两种组成方式。

(1)星上自主控制：指不依赖于地面干预，完全由星载仪器实现的控制，其系统结构见图1．4

(2)地面控制：或称星一地大回路控制，指依赖于地面干预，由星载仪器和地面设备联合实现的控制，其结构见图1．5。

神州五号
1999年11月20日～21日，中国载人航天工程第一艘“神舟”无人试验飞船飞行试验获得了圆满成功。2001年初至2002年底又相继研制并发射成功了神舟2～4号无人试验飞船，获得了宝贵的试验数据，为实施载人航天打下了坚实的基础。神舟－5飞船是在无人飞船基础上研制的我国第1艘载人飞船，乘有1名航天员，在轨运行1天。整个飞行期间为航天员提供必要的生活和工作条件，同时将航天员的生理数据、电视图像发送地面，并确保航天员安全返回。
飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长8860mm，总重7840kg。飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。
飞船由长征－2f运载火箭发射到近地点200km、远地点350km、倾角42.4°初始轨道，实施变轨后，进入343km的圆轨道。飞船环绕地球14圈后在预定地区着陆。
神舟－5飞船载人航天飞行实现了中华民族千年飞天的愿望，是中华民族智慧和精神的高度凝聚，是中国航天事业在新世纪的一座新的里程碑。
神州六号
神舟六号载人飞船是中国神舟飞船系列之一。“神舟六号”与“神舟五号”在外形上没有差别，仍为推进舱、返回舱、轨道舱的三舱结构，重量基本保持在8吨左右，用长征二号F型运载火箭进行发射。它是中国第二艘搭载太空人的飞船，也是中国第一艘执行“多人多天”任务的载人飞船。
神州七号
全国政协委员、载人航天火箭系统顾问组组长、“神舟”五号火箭总指挥黄春平表示，“神舟”七号发射时间将推迟半年左右，原定2007年的发射计划将拖后到2008年。与“神舟五号”、“神舟六号”不同，“神舟”七号火箭在研制上的关键点是宇航服和气闸舱。因为“神舟”七号将实现太空行走，航天员能否从舱内气压骤然适应真空环境，气闸舱和宇航服扮演了重要角色。神舟七号于2008年9月25日21点10分04秒988毫秒发射升空。飞船于2008年9月28日17点37分成功着陆于中国内蒙古四子王旗主着陆场。神舟七号飞船共计飞行2天20小时27分钟。
编辑本段【飞船简介】
王兆耀2008年9月24日下午14时30分在酒泉卫星发射中心的“神舟七号”载人航天飞行任务总指挥部新闻发布会上，受“神舟七号”载人航天飞行总指挥部的委托宣布：9月25日21时07分至22时27分直接发射，进行载人航天飞行。届时中国航天员将首次出舱进行太空行走。当前，气闸舱等核心技术难关已被攻克，整船已进入综合测试阶段，用于发射神舟七号飞船的长征二号F火箭预计在2007年12月底前完成全箭总装。据悉，“神舟七号”时的太空行走对航天员的考核要求更高。由于航天服内的压力比正常情况下低，有可能会使人体组织内的氮气释放，在血管内形成气栓，导致减压病，甚至危及人的生命。因此航天员在穿好航天服以后，必须在气闸舱内充分吸氧，协助工作的航天员回到内舱（即轨道舱），关闭内舱门，然后气闸舱开始泄压到真空，与飞船外的真空状态保持一致，此时航天员可以出舱活动。而完成舱外任务回到舱内时，还要对航天服进行一定的减压，再对气闸舱充气。
“航天员出舱活动是一项高难度、高风险的活动。”专家介绍，“神舟七号”时的太空行走要求航天员必须在地面做充分的试验和训练，其地面训练一般在一个对比重有一定要求的中性水池里进行。这种水池通常建在大型的试验房里面，把航天器放在水池中，利用水的浮力模拟太空的失重现象，然后航天员在水池里面进行出入舱和舱外操作训练。
中国载人航天工程副总指挥张庆伟表示，未来的神舟七号飞船，不会是神舟六号的简单重复，突破许多关键技术。发射神舟七号飞船的仍然是长征二号F型运载火箭，此前这种火箭已经成功地将六艘神舟飞船送入太空，具有成熟的技术基础。目前新一枚运载火箭元器件的采购与生产已经展开，火箭总设计师荆木春说，这一次他们将采用质量更高的元器件。针对前几发火箭的飞行情况，科研人员还将对这枚火箭进行局部改进，来进一步提高火箭的可靠性。此外，他们还考虑在火箭上增加一些摄像头。
从神舟七号开始，我国进入载人航天二期工程。在这一阶段里，将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标。整个二期工程的所有发射任务全部由长二F火箭担任.
[编辑本段]航天系统都包括什么？

1957年10月，世界上第一颗人造地球卫星Sputnik 1在前苏联发射成功，开创了人类航天新纪元，宇宙空间开始成为人类活动的新疆域，并且将这一年定为第一个国际空间年。近半个世纪以来，航天技术已经在世界范围内取得了巨大的进展，航天技术已经广泛应用于科学活动、军事活动、国民经济和社会生活的许多部门，产生了极其重大而深远的影响。
航天是指进入、探索、开发和利用太空（即地球大气层以外的宇宙空间，又称外层空间）以及地球以外天体各种活动的总称。航天活动包括航天技术（又称空间技术），空间应用和空间科学三大部分。航天技术是指为航天活动提供技术手段和保障条件的综合性工程技术。空间应用是指利用航天技术及其开发的空间资源在科学研究、国民经济、国防建设、文化教育等领域的各种应用技术的总称。空间资源系指地球大气层以外的可为人类开发和利用的各种环境、能源与物质资源，入空间高远位置、高真空、超低温、强辐射、微重力环境、太阳能以及地球以外天体的物质资源等。
航天系统是指由航天器、航天运输系统、航天发射场、航天测控网、应用系统组成的完成特定航天任务的工程系统。其中应用系统指航天器的用户系统，一般是地面应用系统，如各类卫星的地面应用系统、载人航天器的地面应用系统、空间探测器的地面应用系统。
航天系统按是否可载人可分为无人航天系统、载人航天系统；按用途可分为民用航天系统和军事航天系统；按航天器种类可分为多忠，如卫星航天系统、载人飞船航天系统、月球卫星航天系统等。
航天系统是现代典型的复杂工程大系统，具有规模庞大、系统复杂、技术密集、综合性强，以及投资大、周期长、风险大、应用广泛和社会经济效益十分可观等特点，是国家级大型工程系统。组织管理航天系统的设计、制造、试验、发射、运行和应用，要采用系统工程方法，在航天工程实践中形成了航天系统工程，进一步丰富和发展了系统工程的理论和方法。完善的航天系统是一个国家航天实力和综合国力的重要标志，目前世界上只有为数不多的国家拥有这种实力。

1、我国航天技术发展情况：孙来燕表示，载人航天活动要求高可靠性，我们现在的计划还是按照进度一步一步地走。随着我们载人航天活动的发展，我们不仅要送女航天员上去，还要把一些科学家、哲学家送上去，也许有一天我们的新闻记者也会被送到太空。
2、神五：目标载人飞行，白天发射。与以往神舟系列发射时间不同，神舟5号选择了白天。以往神舟飞船的发射时间一般在凌晨和子夜。据有关专家介绍，航天发射需要确定一天中的某一个时间段作为飞船发射的时机，这个时间段被称为“发射窗口”。原来神舟系列的发射窗口选择在夜晚，主要是便于飞船发射升空时，地面的光学跟踪测量仪易于捕捉到目标。而神舟5号选择白天发射，主要是考虑到白天温度将有利于发射人员工作，也易于在意外情况发生时，充分保障宇航员的人身安全。
3、神六：“神五”只有杨利伟一名乘客，而10月12日，太空迎来了两名客人——中国“神六”的两名航天员费俊龙和聂海胜。人数的增加给飞行任务的各个环节和工程各系统都带来了不同程度的变化。比如，携带的装备要增加一倍，两名航天员存在协同配合的问题等等。双人飞行，比单人飞行更能全面地考核飞船和工程其他系统的性能。
4、神七：“神七”飞行还将进行太空中继终端的试验。这项任务的完成，将为我国建立天地测控网奠定良好的基础，大大提高测控网的覆盖率和效率，为载人航天今后从事交会对接等对测控覆盖要求更高的活动奠定更好的基础。

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