征服未来:向太空的长征-第2部分

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1986年初美国“挑战者”号航天飞机爆炸，因此航天飞机停飞，美国用了很长时间分析和处理故障，其后美国停止用航天飞机发射一般商业卫星。趁此时机，我国仅用了18个月就研制成功长征二号E（又称长二捆）（LM…E）运载火箭，可以用于发射原来准备用美国航天飞机发射的商用卫星。长征二号E火箭是以长征二号为芯级周围捆绑四个液体助推器。它的近地轨道运载能力高达吨。1990年试射成功。从1992年到1995年曾发多颗外国卫星。
为满足我国发射“神舟”飞船的要求，保证航天员的安全；又在长征二号E的基础上改进了可靠性并增设了故障检测系统和逃逸救生系统发展成为长征二号F（LM…F）运载火箭；专门用来发射神舟飞船。
由于长征二号火箭质量和可靠性非常高，从1975至1996年连续成功地把17颗返回式卫星送上天；这使长征二号运载火箭在国际卫星发射市场上有非常好的可靠性声誉，同时也使我国继美国、前苏联之后成为第三个能掌握卫星返回技术的国家。
（3）长征三号（LM…3）系列运载火箭
长征三号运载火箭是在长征二号二级火箭上面加了一个以液氢，液氧为推进剂的第三级，所用的液氢液氧发动机可以两次启动，在技术上是当时国际先进水平，使我国成为世界上第三个掌握高能低温推进剂技术的国家，成为第二个掌握在高空、低重力条件下发动机两次点火的国家，是我国火箭技术发展的一个重要里程碑。1984年用它成功地发射了我国第一颗试验地球同步通信广播卫星“东方红二号”卫星，1985年中国宣布进入国际商业卫星发射市场。1990年我国首次用长征三号运载火箭将美国休斯公司制造的“亚洲一号”卫星送入地球同步轨道。
此后，长征三号系列不断增加新成员，如长征三号甲（LM…3A）、长征三号乙（LM…3B），主要用于发射地球静止轨道卫星。
长征三号甲运载火箭是在长征三号的基础上研制的大型火箭，它的氢氧发动机具有更大的推力，性能也得到很大的提高，地球同步转移轨道运载能力也从长征三号的吨提高到吨。
长征三号乙运载火箭是在长征三号甲和长二捆的基础上研制的，即以长征三号甲为芯级，再捆绑4个与长二捆类似的液体助推器。主要用于发射地球同步转移轨道的大型卫星，也可进行轻型卫星的一箭多星发射或发射其他轨道的卫星，其的地球同步转移轨道能力达到吨，跃入了世界大型火箭行列。
（4）长征四号（LM…4）系列运载火箭
长征四号运载火箭于1982年被确定为发射风云一号太阳同步轨道气象卫星的运载工具。经过改进设计，目前投入使用的是长征四号乙运载火箭，它是长征火箭家族中用于发射太阳同步轨道和极轨道各种应用卫星的主要运载工具。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　航天器和空间应用系统
　在地球大气层以外的宇宙空间，执行探索、开发或利用太空及天体等特定任务的飞行器，称为航天器。它基本上是受天体引力的作用，按照天体力学的规律运行。航天器种类繁多，分为无人航天器（人造地球卫星、空间探测器）和载人航天器（载人飞船、空间站、航天飞机、无人飞船）两类。如下图所示。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　人造地球卫星
　自上世纪50年代以来，人类已先后发射了约5000多个人造航天器，其中绝大部分是人造地球卫星。我国自在1970年发射了第一颗人造地球卫星东方红一号，卫星质量超过了苏联、美国、法国和日本第一颗人造地球卫星的总和，这说明我国卫星技术的起步水平高。
（1）通信卫星系统
通信卫星具有通信距离远、容量大、信号质量好、可靠性高和机动灵活等优点，因此在远距离通信、数据网络、电视教育、数据采信、电子邮件、政府行政管理、应急救灾、远程医疗、航海通信、个人移动电话等各种领域都得到了广泛的应用。
一颗在赤道上定点同步卫星可覆盖地球表面40％强。数颗同步通信卫星和地面站即可组成全球卫星通信系统。目前全世界约有近300颗同步通信卫星为200多个国家和地区提供80％的国际通信业务。已形成每年数百亿美元最大的航天产业。例如国际通信卫星组织已发展到第八代在轨的卫星有17颗。国际通信卫星8号载有44台转发器。具有可控C频段点波束，可提供3个电视频道和112500路邮字话音。
近年来出现了近地轨道移动通信卫星星座，如“铱星”是共有66颗卫星组成的星座。在技术上非常先进，但话费太贵（3美元/分钟）。结果“铱星”公司破产了。但这个趋势仍在发展。美国正在研究在太空建立全球宽带互联网。Teledesic星座将拥有280颗星。
（2）对地观测卫星
对地观测卫星种类很多，如资源卫星、气象卫星、海洋卫星、侦察卫星等。星上装有各类遥感设备（如相机、辐射计、雷达等），收集来自地球的陆地、海洋、大气层各种波长的电磁波辐射信息。然后对获取的信息进行分析，以识别物质的性质和状态。这种观测具有视野广阔，不受地理位置和国界的限制，可以迅速获取大面积、甚至全球性动态变化的信息。空间遥感在几天内完成的工作量如果用航空遥感需几个月，用人工勘测需几年，甚至不可能完成。空间对地观测的宏观性和及时性使许多领域发生了革命性的变化。
（3）导航卫星
导航卫星不受天气影响的限制，可以为卫星、飞机、导弹、船舶、车辆、人员进行导航。导航卫星网由数颗卫星组成，也称为导航卫星星座，具有全球和近地空间的覆盖能力。
导弹卫星按导航方式不同可分为测速和测距卫星，根据卫星运行轨道的高度可分为低轨道、中高轨道和地球同步轨道导航卫星。在低轨道上，一般用4…5颗多谱勒测速导航卫星组成空间导航卫星星座，保证全球用户能在约1小时利用卫星重新定位一次。在中高轨道和地球同步轨道上，一般用十几颗到二十几颗组成导弹星座，保证全球任何地方或近地空间的用户在任何时间都能同时看到6颗以上的卫星，从中选择4颗进行连续定位、定时。
目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的GPS系统（加图LZP白皮书）。它采用时间测距定位原理。可对地面、海上、飞机、导弹、卫星和飞船各种用户进行全天侯，实时高精度三维定位测速和精确授时。
GPS系统是由24颗星分布在6个轨道面上组成的星座。轨道高度20000公里。卫星上装有10…13高精确度的原子钟。地面上有一个主控站和多个监控站，定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定，并向卫星发出星历信息，用户用GPS接收机，同时接收四个以上卫星的信号即可确定自身所在的经纬度和高度及精确时间。
GPS系统军用定位精度
俄国也有类似的系统，叫GLONASS系统，但由于俄经济困难，且卫星寿命短，星座不能保持足够数目，影响其正常功能。
欧洲的伽利略系统也属于导航卫星星座，可能将在最近几年发射升空。
（4）我国的人造地球卫星的发展
截止2001底，我国共研制并发射了48颗不同类型的人造地球卫星。不同卫星又组成各种不同的空间（卫星）应用系统，已初步形成了3个卫星系列………实践号科学实验卫星系列、东方红通信广播卫星系列、对地观测卫星系列。另外，北斗星导航卫星系列正在形成，现分述如下：
①实践号科学实验卫星
科学实验卫星是用于科学探测和技术试验的卫星，主要利用在实际太空环境下考验卫星技术中的新方案原理、新技术和新仪器设备，以便为后续的实用卫星做技术储备。中国自1971年3月3日成功发射实践1号卫星以来，已经发射了实践2号、实践2号甲、实践2号乙、实践4号、实践5号。
②东方红通信卫星和卫星通信系统
东方红二号
1984年我国成功发射了第一颗静止轨道试验通信卫星………东方红二号，使中国成为世界上第五个自行发射地球静止轨道通信卫星的国家。通过东方红二号，一举实现了覆盖全国的信号传输，解决了军用通信和远洋船只的通信问题，彻底改变了边远地区通信落后的状况。
1988年发射的东方红二号甲是我国首次研制成功的实用通信广播卫星，有4个C波段转发器，可以传输4路彩色电视和2400路双向电话。通过东方二号甲卫星，全国有几亿人通过数千个地面接收站收看电视节目，大大改善了我国的通信和广播电视传输条件。
东方红三号
1997年发射的东方红三号是我国新研制的一种中容量广播通信卫星。有24个转发器，工作寿命为8年。这些卫星改善了我国国际通信，特别是对西部边远山区分散地区的通信。
到目前为止，我国先后成功发射了6颗通信卫星，对国民经济和国防事业发挥了巨大的作用。例如###广播已成为人民日常生活的必需，在远程教育方面，我国目前有5000多个###教育台，接受教育的人数有2000万人。
③对地观测卫星系统
a。返回式遥感卫星
我国最早的应用卫星是返回式遥感卫星。1975年11月26日，我国成功发射了第一颗返回式卫星，标志着我国成为第三个掌握卫星回收技术的国家。
返回式遥感卫星是我国最早并且发射最多的对地观测卫星，截止到1999年，我国共发射17颗返回式卫星，成功回收了16颗。它们对我国国土普查、地图测绘、空间科学实验等都发挥了重要作用。1988年开始搭载种子进行航天育种试验和地面推广工作《船天》P144。目前已取得明显的效益。我国地少、人口多，吃饭成为大问题。农业与航天技术两者结合后，获得优质高产农作物，将对我国可持续发展作出贡献。
b。中巴资源卫星
中国与巴西合作研制的资源一号（ZY…1）卫星是一个在太阳同步轨道（极轨）上运行的卫星，也是我国第一颗数据传输型卫星，它的成功运行，使我国拥有了自主的遥感卫星数据源。到目前已成功地运行了三年，已取得一两万幅图像并提供全国数十个部门使用。对全国性资源普查、农作物估产、地形图编修、城市规划、环境污染、灾害监测、河道迁移、土地沙漠化、冰川进退等提供了大量动态变化资料。为我国可持续发展提供科学依据，有着巨大的经济和社会效益。中巴资源一号卫星拍的图像（北京地区等）
c。风云气象卫星系列
风云一号
风云二号
在卫星应用上，我国气象局做得很早也很有成效，我国分别于1988年9月和1990年9月发射了风云一号甲（FY…1A）和风云一号乙（FY…1B）；1999年5月又发射了风云一号丙（FY…1C），上述三颗都是极轨气象卫星。我国在1997年6月发射了地球静止轨道气象卫星风云二号甲（FY…2A），2000年6月又发射了一颗风云二号乙（FY…2B）；风云二号的发射成功，使我国成为世界上第三个拥有极轨道和静止轨道两个系列气象卫星的国家，极轨气象卫星风云一号可飞经全球所有地区，观测全球气象变化，可提供长期天气预报信息，地球静止轨道气象卫星风云二号可实时、连续观察本地区的云图和气象变化，两者互相补充，使天气预报更准确。除此之外，还可对台风、海面温度、森林火灾，洪水灾害监测进行监测预报，为中国参与国际合作、气象信息交流、进行全球气候变化研究提供有力的技术保证。国际气象组织已把这