繼前蘇聯成功發射第一顆人造地球衛星後,美國、法國、日本、中國先後也成功獨立發射了人造地球衛星。其中,1970年4月24日,我國用自己研製的“長征1”號運載火箭送上太空的“東方紅1”號衛星是一個直徑約1米的近似球形多麵體,重173千克,它比蘇、美、法、日的第一顆人造衛星總重量還重。軌道的近地點為439千米,遠地點為2388千米,軌道傾角為685度。
人造衛星是發射數量最多的一種航天器,占全部航天器的90%左右,在科學、軍事和國民經濟各個方麵都獲得了極其廣泛的應用。以科學探測和研究為目的有天文衛星、觀測衛星、地球物理衛星、大氣密度探測衛星和電離層衛星等。
正是考慮到1957年10月4日發射的第一顆人造衛星開辟了人類探索外空的道路,以及1964年10月10日外空條約生效,1999年聯合國第三次外空會議的與會國一致建議,將每年的10月4日~10日作為“世界空間周”。這一意見得到了聯合國第54屆大會的核準。
載人航天器——宇宙飛船
宇宙飛船是一種運送航天員、貨物到達太空並安全返回的一次性使用的航天器。它能基本保證航天員在太空短期生活並進行一定的工作。它的運行時間一般是幾天到半個月,一般乘2~3名航天員。
世界上第一艘載人飛船是“東方1”號宇宙飛船。它由兩個艙組成,上麵的是密封載人艙,又稱航天員座艙。艙內設有能保障航天員生活的供水、供氣的生命保障係統,以及控製飛船姿態的姿態控製係統、測量飛船飛行軌道的信標係統、著陸用的降落傘回收係統和應急救生用的彈射座椅係統。另一個艙是設備艙,長31米,直徑為258米。設備艙內有使載人艙脫離飛行軌道而返回地麵的製動火箭係統,供應電能的電池、儲氣的氣瓶、噴嘴等係統。“東方1”號宇宙飛船總質量約為4700千克。“東方1”號宇宙飛船打開了人類通往太空的道路。
至今,人類已先後研究製出三種構型的宇宙飛船,即單艙型、雙艙型和三艙型。其中單艙式最為簡單,隻有宇航員的座艙;雙艙型飛船是由座艙和提供動力、電源、氧氣和水的服務艙組成,它改善了宇航員的工作和生活環境,世界第一個男女宇航員乘坐的前蘇聯“東方”號飛船、世界第一個出艙宇航員乘坐的前蘇聯“上升”號飛船以及美國的“雙子星座”號飛船均屬於雙艙型;最複雜的就是三艙型飛船,它是在雙艙型飛船基礎上或增加1個軌道艙(衛星或飛船),用於增加活動空間、進行科學實驗等,或增加1個登月艙(登月式飛船),用於在月麵著陸或離開月麵,前蘇聯/俄羅斯的聯盟係列和美國“阿波羅”號飛船是典型的三艙型。聯盟係列飛船至今還在使用。
雖然宇宙飛船是最簡單的一種載人航天器,但它比無人航天器(例如衛星等)複雜得多,到目前隻有美、俄、中三國能獨立進行載人航天活動。
我國於1999年11月20日6時30分7秒在酒泉衛星發射中心成功發射了第一艘宇宙飛船“神舟1”號。在這次發射實驗中,首次采用了在技術廠房對飛船、火箭聯合體垂直總裝與測試,整體垂直運輸至發射場,進行遠距離測試發射控製的新模式。在原有的航天測控網基礎上新建的符合國際標準體製的陸海基航天測控網,也在這次發射試驗中首次投入使用。飛船在軌運行期間,地麵測控係統和分布於公海的4艘“遠望”號測量船對其進行了跟蹤與測控,成功進行了一係列科學試驗。
“神舟7”號宇宙飛船開始巡天之行此次實驗標誌著我國航天事業邁出重要步伐,對突破載人航天技術具有重要意義,是我國航天史上的重要裏程碑。
繼這次成功發射宇宙飛船後,我國又相繼成功發射神舟係列宇宙飛船“神舟2”號“神舟3”號“神舟4”號“神舟5”號“神舟6”號“神舟7”號。在最後一次“神舟7”號宇宙飛船上實施了我國航天員首次空間出艙活動,突破和掌握出艙活動相關技術,同時開展衛星伴飛、進行“天鏈1”號衛星數據中繼等空間科學和技術試驗。飛船運行期間,1名航天員著我國研製的“飛天”艙外航天服出艙進行艙外活動,回收在艙外裝載的試驗樣品裝置。這是人類載人航天技術的一個重大跨越。