世界航空航天的发展历史

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。