征服未来:向太空的长征-第5章
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第一颗火星探测器，第一艘载人飞船，第一艘无人载货飞船进步号等。它也是世界上发射次数最多的运载火箭系列。其中联盟号是东方号的一个子系列，主要发射联盟号载人飞船、进步号载货飞船。
（6）质子号（Proton）系列运载火箭
质子号系列运载火箭
俄罗斯质子号系列运载火箭分为二级型、三级型和四级型3种型号。目前正在使用的有质子号三级型和四级型两种。三级型质子号于1968年11月16日首次发射，其低地轨道运载能力达到20t，它是世界上第一种用于发射空间站的运载火箭，曾发射过礼炮l～7号空间站、和平号空间站各舱段和其他大型低地轨道有效载荷。1998年11月20日，质子号发射了国际空间站的第一个舱段。
（7）天顶号（Zenit）系列运载火箭
天顶号系列运载火箭
天顶号系列运载火箭是前苏联（后为乌克兰）研制的运载火箭，分为两级的天顶…2、三级的天顶…3和用于海上发射的天顶…3SL。天顶…2的低地轨道运载能力约为14t，太阳同步轨道运载能力约为11t。可在海上发射的天顶…3SL是美国、乌克兰、俄罗斯、挪威联合研制的运载火箭，其地球同步轨道运载能力为2t，1999年3月首次发射成功。
（8）能源号（Energia）运载火箭
能源号系列运载火箭
能源号运载火箭是前苏联/俄罗斯研制的目前世界上起飞质量和推力最大的火箭。其近地轨道运载能力为105 t，既可发射大型无人载荷，也可用于发射载人航天飞机。能源号于1987年首次发射成功，曾将苏联的暴风雪号航天飞机成功地送上天。目前由于俄罗斯经济状态不佳就再也没有发射过。
（9）阿里安（Ariane）系列运载火箭 。 想看书来
阿里安系列运载火箭
阿里安火箭是由欧洲11个国家组成的欧空局研制的系列运载火箭，该系列已有阿里安l～5共5个子系列，目前正在使用的是阿里安…4和阿里安…5。阿里安…4于1988年6月15日进行了首次发射，其近地轨道运载能力为，地球同步转移轨道运载能力为。阿里安…5于1997年进行了首次发射，近地轨道运载能力为22t，地球同步转移轨道运载能力为。目前阿里安…5正在进行改进，在2005年底之前将逐步把地球同步转移轨道运载能力从目前的提高到11～12t。
（10）H系列运载火箭
H系列运载火箭
日本H系列运载火箭由H…1、H…2、H…2A等火箭组成，目前正在使用的H系列火箭只有H…2A，2001年8月首次发射成功。
（11）极轨卫星火箭（PSLV）
极轨卫星火箭
印度自行研制的极轨道4级运载火箭的太阳同步轨道运载能力为1t，低地轨道运载能力为3t。1993年9月首次发射，但由于火箭出现故障，卫星未能入轨。此后，该火箭连续三次发射成功。1999年5月，一箭三星技术又取得成功。
中国运载火箭的发展
到目前为止我国共研制了12种不同类型的长征系列火箭，能发射近地轨道、地球静止轨道和太阳同步轨道的卫星。
从1970年到2000年的30年间，我国发射长征系列火箭共计67次，成功61次，6次失败或部分失败，发射成功率为91％。在1994～1996年间曾一度几次发射失败，使我国在国际商业发射市场的声誉处于低谷。中国航天工业总公司经过一系列质量整顿后终于打了个翻身仗。自1996年10月到目前已连续25次发射成功，这在世界卫星发射界也是不多见的。
长征系列火箭
在我国运载火箭的发展初期，探空火箭的研制占有重要的地位，尽管它是结构简单的无控火箭，但却是新中国成立后的第一枚真正的火箭。从1958年开始，我国陆续研制出包括生物、气象、地球物理、空间科学试验等多种类型的探空火箭。
（1）长征一号（LM…1）系列运载火箭
1970年4月24日，中国使用长征一号（LM…1）运载火箭发射了第一颗人造卫星东方红一号。长征一号是在两级中远程导弹上再加一个第三级固体火箭所组成，火箭全长，起飞总重，起飞推力为1040kN。
（2）长征二号（LM…2）系列运载火箭
长征二号系列运载火箭
长征二号（LM…2）运载火箭是从洲际导弹的基础上发展而来的，并于1975年发射了1t多重的近地轨道返回式卫星，成功地回收了返回舱。此后，又根据发射卫星的需要，陆续衍生出长征二号丙（LM…2C）、长征二号丙改进型（LM…2C/SD）和发射极轨卫星的长征二号丁（LM…2D）运载火箭。在长征火箭大家族中，长征二号系列主要用于发射各类近地轨道卫星，LM…2C/SD曾以一箭三星方式发射了12颗美国的铱星移动通信卫星。
1986年初美国的挑战者号航天飞机爆炸后，航天飞机被停飞，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，周围捆绑了4个液体助推器，它的近地轨道运载能力高达。长征二号E于1990年试射成功，从1992年到1995年曾发射多颗外国卫星。
运载火箭的捆绑技术
为满足发射神舟号飞船的要求，保证宇航员的安全；我国又在长征二号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，从而发展出了长征二号F（LM…F）运载火箭，专门用来发射神舟号载人飞船。
由于长征二号火箭的质量和可靠性非常高，1975～1996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获得了非常好的可靠性声誉。
（3）长征三号（LM…3）系列运载火箭
长征三号系列运载火箭
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二次启动，在技术上是当时国际先进水平，是我国火箭技术发展的一个重要里程碑。1984年长征三号成功地发射了我国第一颗地球同步试验通信广播卫星东方红二号。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（图25）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提高到。
长征三号乙运载火箭（图26）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。长征三号乙主要用于发射地球同步轨道的大型卫星，也可进行轻型卫星的一箭多星发射，其地球同步转移轨道运载能力达到，跃入了世界大型火箭行列。
（4）长征四号（LM…4）系列运载火箭
目前投入使用的是长征四号乙运载火箭是长征火箭家族中用于发射各种太阳同步轨道和极轨道应用卫星的主要运载工具。
太阳轨道 极轨道
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20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、法国和日本等国的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。
东方红一号
（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、数据采集、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。
一颗在赤道上空定点的地球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，这些通信卫星为200多个国家和地区提供了80％的国际通信业务，已形成每年数百亿美元的最大的航天产业。例如，国际通信卫星组织的卫星已发展到第8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路数字话音。
近年来出现了近地轨道移动通信卫星星座。如铱星系统是共有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。
（2）对地观测卫星
对地观测卫星的种类很多，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。这种观测方式的视野广阔，不受地理位置和国界的限制，可以迅速获取大面积、甚至全球性的动态变化的信息。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，用人工勘测则需几年，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。
斯波特卫星
（3）导航卫星
导航卫星不受天气的限制，可以为卫星、飞机、导弹、船舶、车辆、人员进行导航。导航卫星网由数十颗卫星组成，也称为导航卫星星座，具有全球覆盖能力。导航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。
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。它采用时间测距定位原理，可对地面车辆、海上船只、飞机、导弹、卫星和飞船等各种移动用户进行全天侯的、实时的高精度三维定位测速和精确授时。
GPS系统
GPS系统是由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成的星座。GPS卫星的轨道高度为20000km，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。用户使用GPS接收机同时接收4颗以上卫星的信号，即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间。
GPS系统的军用定位精度
俄罗斯也有类似的系统，名叫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，影响了其正常功能。
GLONASS系统
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
截至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�
