世界当代科技史-第30节
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1963年,“东方6号”与“东方5号”实现太空编队飞行。1965年,原苏联
宇航员实现了人类第一次太空漫步。
面对原苏联的空间优势,美国不甘落后。1961年5月,美国总统肯尼迪
宣布了“阿波罗计划”,要在10年内把宇航员送上月球。“阿波罗计划”先
后共动员了120所大学,2万家企业,400万人员,历时10年,耗资240亿
美元,是人类历史上空前的浩大工程。1969年7月16日,载有“阿波罗11
号”飞船的“土星5号”火箭点火升空。19日,飞船进入了月球轨道。7月
21日,宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林登上了月球,首次在月球上留下了人类
的足迹,实现了人们千百年来梦寐以求的登月愿望。“阿波罗计划”共有6
只登月舱载12人登上月球。这是当代也是20世纪最辉煌的、具有划时代意
义的伟大成就。
空间站被誉为载人航天器中的一代天骄,出现在70年代初,又叫航天
站。它是在太空轨道上运行的空间基地,上面有研究室、试验站等,由其他
飞船在空间站和地球之间运送宇航员和所需的各种物资。原苏联没有搞那种
规模浩大的登月工程,而是选择发展空间站的道路。1971年4月19日,世
界上第一个空间站“礼炮1号”由原苏联发射升空,4天后进入轨道。同年6
月6日,“联盟11号”飞船载着3名宇航员,与“礼炮1号”空间站对接成
功。3名宇航员在空间站内工作24天。6月30日,“联盟11号”飞船返回
地球。但由于座舱内突然减压,3名宇航员不幸殉难。原苏联并未因此中止
其空间计划,继续发射空间站,到1977年9月,已发射了6个“礼炮号”空
间站。前5个空间站是第一代。它们只有一个对接口,补给问题难以解决,
所以宇航员在太空停留时间短。“礼炮6号”则有两个对接舱口,可同时与
两艘飞船对接。它长19米,直径4。5米,重19吨,轨道高度350公里,上
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面配备了各种科研仪器设备。宇航员在上面对地球进行了资源勘测,观察了
动植物在空间的生长习性。“礼炮6号”和其后的“礼炮7号”是第二代空
间站。它们除了接待宇航员外,还由“进步号”货运飞船定期运送宇航员所
需的各种物品和实验设备,所以宇航员在空中停留时间大大延长了。1982
年,原苏联2名宇航员在“礼炮7号”中度过了211天。
1986年2月,原苏联发射了第三代空间站“和平号”。它有6个对接口,
可以同时与6艘飞船对接,组成了一个大型航天复合体。“和平号”空间站
不仅扩大了空间研究范围,而且增强了科学实验的效果。1988年,原苏联宇
航员曾在“和平号”创下了在空间飞行366个日夜的最新记录。“和平号”
几年的飞行,为研制永久性载人航天器打下基础,促进了天体物理、生物医
学、地球资源等方面的研究,开辟了在太空生产药品、高纯度合金等航天产
业的途径,并为人类登上火星创造了条件。
美国60年代末的登月成功,虽轰动世界,却无甚实效,而且巨大耗资使
登月活动难以为继。于是,美国将“土星5号”火箭的第三级改造成空间站,
取名“天空实验室1号”,1973年5月发射成功。它长36米,最大直径6。5
米,总重82吨,装配了58种科学仪器。它接待了3批宇航员,每批3人,
在上面进行了天文、地理、遥感、宇宙生物学和航天医学等270多项试验研
究,拍摄了太阳、地球的30多万张照片。宇航员还观察到了科霍切克慧星的
情况。“天空实验室1号”原设计在太空运行10年以上,但后来由于种种原
因提前坠落。1979年7月,它的残骸碎片散落在南印度洋和澳大利亚的西南
部,个别碎块重达一二吨,幸好未造成损害和人员伤亡。“天空实验室1”
号共运行2249天,航程达14亿公里,创造了又一重大宇航成就。
欧洲国家虽不具备载人宇宙航行的能力,但对空间站的实际效益和光辉
前景洞若观火。欧洲空间局用10年时间,耗资10亿美元,研制成大型组合
式空间站“空间实验室1号”,1983年11月由美国的“哥伦比亚号”航天
飞机将它送入太空。这个空间站是按“模块式”的结构设计的,各部件可灵
活地搭配组合,并可多次重复使用。在实验室中将进行由法国、原联邦德国、
奥地利、比利时、丹麦、西班牙等14个欧洲国家提出的70多项科学探测和
实验,包括天文学、太阳物理、等离子物理、大气物理、宇宙医学、宇宙生
物学、地球观测和空间加工8个方面。
至1992年底,全世界一共发射了11个空间站,其中原苏联8个,美国
3个,欧洲1个。经过20多年的空间站实践,人们对它的认识逐步明确,空
间站的功能日臻完善。它既是多学科实验室,又是载人的人造卫星。空间站
将是今后一段时间里航天器发展的重点。它将使人类活动领域由陆地、海洋
和空中扩大到宇宙空间,并将引起人类社会各个方面的重大变化。
(2)星际探测
星际探测器技术是另一项尖端技术。星际探测器既可以沿固定轨道围绕
某星体运行,也可以用自身动力向其他星体前进,并能在星体上着陆。这要
求有动力巨大的运载系统,极高水平的自动调节和控制系统。
星际探测的第一个目标是月球。1959年1月,原苏联发射的“月球1号”
探测器飞越月球。同年2月,“月球2号”撞落在月球上。10月,“月球3
号”绕过月球,拍摄下月球背面的第一张照片。60年代初,从“月球5号”
至“月球8号”,试图在月球软着陆的飞行均未获成功。1966年1月3日,
“月球9号”才实现在月球软着陆。1966年4月3日,“月球10号”第一
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次成功地围绕月球运转。
美国在星际探测方面也比原苏联慢了半步。1959年3月,美国的第一颗
探测器“先驱者4号”飞越月球。“测距者7号”到“测距者9号”于1964
年3月至1965年7月绕月飞行,并拍摄了数千张月球表面的照片。1966年6
月,美国实现了月球软着陆计划。1966年8月,美国的“月球轨道器1号”
进入了环绕月球的轨道。
到1972年,原苏联发射了20个“月球”系列探测器。有的曾在月球降
落,采集标本后返回地球。美国也发射了5个“月球轨道器”、7个“勘测
者”,对月球进行了大量的科学研究,为“阿波罗登月计划”打下了基础。
对行星的探测从离地球较近的金星和火星开始。1961年2月,原苏联发
射的“金星1号”首次在距金星10万公里处飞过。1962年8月,美国发射
了“水手2号”,12月14日,首次在距金星3。4万公里处掠过,对金星做
了42分钟的考察。1965年11月,原苏联又发射了“金星2号”和“金星3
号”。“金星2号”于1966年2月从金星2。5万公里高空飞过。“金星3
号”于3月1日进入了金星的大气层。1967年6月,原苏联的“金星4号”
和美国的“水手5号”分别于12日和14日升空。“金星4号”分离为着陆
器和轨道器两部分。着陆部分重380千克,于10月18日利用降落伞落在金
星上,并向地球发回了1小时38分的数据。“水手5号”在距金星4000公
里处飞越,对金星的大气成分和磁场进行了观测。到1975年,原苏联已发射
了10个金星探测器。“金星7号”、“金星9号”和“金星10号”也曾在
金星软着陆,着陆器和轨道器从不同地点、高度和方位发送回大量有关金星
的资料。1989年5月5日,“麦哲仑号”金星探测器由美国的“阿特兰蒂斯
号”航天飞机送上太空。它于1990年8月到达金星,用合成孔径雷达对金星
表面进行了探测。从获得的图像中,可以清晰地辨认出断层、火山熔岩流、
火山口、高山、峡谷和陨石坑。
对火星的探测与金星探测同时进行。原苏联于1962年1月发射“火星1
号”,但未到达目的地。美国的“水手4号”于1964年11月发射,第二年
7月从约1万公里处飞越火星,拍摄了20多张照片,成为第一个成功的火星
探测器。1971年,美国发射了2个火星探测器“水手8号”和“水手9号”,
原苏联发射了“火星2号”和“火星3号”。“火星3号”使其中的一组仪
器软着陆。1975年,美国发射的“海盗1号”和“海盗2号”分别于1976
年6月和8月飞达火星附近。各探测器分成着陆器和轨道器两部分,送回了
关于火星的大量资料,为人类未来登上火星提供了基本依据。此外,在两处
着陆点都没有发现生命存在。
1973年,美国发射了第一个水星探测器“水手10号”,发回了有关水
星和金星的8000多张照片及其他资料。
科学家们认为,太阳系行星的卫星中,木卫3和土卫6可能正在形成生
命。1972年和1973年,美国发射了“先驱者10号”和“先驱者11号”。
其主要任务是探测木星,然后飞越土星和冥王星,飞出太阳系。两艘飞船上
各有一只金属问候卡,上面刻有地球人、氢分子结构、14颗脉冲星及太阳系
的位置等。1979年9月,“先驱者11号”探测器在与土卫6相距35。6万公
里处拍摄了它们照片。由于“先驱者”对木星的探测距离较远,获得的资料
较少,图像清晰度也较差。所以仍有许多奥秘不得而知。1989年10月,美
国的“阿特兰蒂斯”航天飞机发射了“伽利略号”木星探测器,预计1995
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年12月可达木星。它将围绕木星飞行11圈,进行2年的考察,并考察它的
4个大卫星。“伽利略号”将会获得更多的有关木星的资料。
1977年8月20日和9月5日,美国发射了“旅行者2号”和“旅行者1
号”,对木星、土星、天王星和海王星进行联测,然后飞出太阳系。两个“旅
行者”带有11种科学实验仪器,将探测研究宇宙射线、磁场、等离子体波等。
它们各带有一套关于人类信息的记录唱片装置,即“地球之音”。唱片开头
是用编码解释的116幅代表地球景色和事物的图画,包括地球在银河系中的
位置、脱氧核糖核酸、染色体、人体、太阳、山河海洋、动物植物、万里长
城等。唱片中还有35种自然界的音响、美国总统和联合国秘书长的问候信和
60多种语言的问候词,以及27首世界名曲,其中有我国的古典乐曲《高山
流水》。“旅行者”带着这“地球之音”,将到茫茫宇宙中寻觅知音。1979
年3月和7月,它们分别到达第一站木星,首先观测了木星光环,还发现了
木星的3颗新卫星。1980年11月和1981年8月,两个“旅行者”分别飞临
土星,对土星光环和9颗卫星进行了观测。然后两个“旅行者”分道扬镳。
“旅行者1号”径直飞向太阳系外。“旅行者2号”1986年飞临天王星,发
现它的另外10颗卫星,并发现它至少有20条环。1989年“旅行者2号”飞
到距海王星4800公里的最近点。8月25日晚,美国转播了它从72亿公里之
遥发回的一幅幅神奇的照片。亿万观众兴致勃勃地从电视中欣赏遥远太空的
壮丽景观,看到了海王星及其8颗卫星和5条光环。整个实况转播长达7个
小时。7个国家的130位科学家也同时在宇航局的荧屏上观看了这一盛况。
如今,“旅行者2号”已飞离太阳系。12年来,两个“旅行者”共发回10
万多张照片,获得的资料是无价的。
3。航天飞机的发展
航天飞机是一种先进的宇航运载工具。它将火箭、宇宙飞船和飞机的技
术有机结合在一起,能像火箭那样垂直发射,像飞船一样变轨,象飞机一样
水平着陆。每架航天飞机至少可以重复使用100次。与一次性使用的运载火
箭相比,航天飞机的经济性是极有吸引力的。
早在20世纪初,与火箭理论发展的同时,就有人设想制造可重复使用的
运载工具。到60、70年代,人们才感到研制多次使用的廉价运载工具的迫切
性。60年代末,洲际导弹、载人登