另外還有一種重要技術叫“一箭多星”。所謂“一箭多星”就是用一枚運載火箭同時發射多顆人造衛星的發射方式。大多用於將同一枚運載火箭中的多顆衛星送入基本相同的軌道上。在末級火箭發動機熄火之後,衛星一一分離,前後隻相隔幾秒鍾的時間。隻是由於各個衛星與火箭分離速度不同,它們的運行軌道才略有差異。如果需要把幾顆衛星分別送入不同的運行軌道,那麼末級火箭發動機就應有多次啟動的能力。當第一顆衛星分離以後,末級火箭發動機再次點火工作,改變軌道。在發動機第二次熄火後,第二顆衛星分離……後麵的衛星發射以此類推。
發射多顆衛星的運載火箭常常配置有專用的衛星安裝支架。支架的下端與末級火箭連接,支架上可以同時安放幾顆衛星。衛星的“座位”下有彈簧或頂杆機構,入軌時靠彈簧或杆機構將衛星推出。
中國航天“長征”運載火箭最早實現“一箭多星”的國家是美國。1960年美國用一枚火箭發射了兩顆衛星,1961年又實現了“一箭三星”。前蘇聯曾經多次用一枚火箭將8顆衛星送入運行軌道。1981年,歐洲空間局的“阿麗亞娜”運載火箭,將一顆歐洲氣象衛星和一顆印度實驗通信衛星,同時送入地球同步軌道。我國於1981年9月20日也成功地將3顆科學實驗衛星送入近地軌道,開始了一箭多星技術的研發。
為了提高火箭在宇宙航行中的飛行速度,科學家一直在尋找新的能源。1953年,一位德國科學家提出了光子火箭的設想。光子,就是構成光的粒子。當它從火箭的尾部噴出來的時候,就具有光的速度,每秒可以達到30萬千米。如果用光子來作為火箭的推力,我們到達太陽的近鄰——比鄰星就隻要4~5年的時間。
可是,光子火箭的設想還隻是停留在理論上,製造它的困難在於它的結構。
我們已經知道,原子是物質化學變化中最小的微粒,原子又是由帶正電的原子核和圍繞原子核運動的帶負電的電子組成的。原子核由帶正電的質子和不帶電的中子組成。質子、中子和電子還可以分成許多微小的粒子,如中微子、介子、超子等等。
科學家還發現,宇宙中還存在著和這些粒子對應的、電荷相等而符號相反的粒子,如帶正電的“反電子”、帶負電的“反質子”等,這些粒子被稱為“反粒子”。科學家預言,在宇宙空間還存在著“反粒子”組成的“反物質”,當粒子與“反粒子”、物質和“反物質”相遇的時候,就會發生湮滅,同時就會產生大得驚人的能量:500克的粒子和500克的“反粒子”湮滅,所產生的能量就相當於1000千克鈾核反應時釋放的能量。
如果我們把宇宙中存在的豐富的氫收集起來,讓它和其“反物質”在火箭發動機內湮滅,產生光子流,從噴管中噴出,從而推動火箭,這種火箭就是“光子火箭”,它將達到光的速度,以30萬千米/秒的速度前進。
雖然湮滅得到的能量十分誘人,科學家在實驗室裏也已獲得了各種“反粒子”,如“反氫”、“反氚”和“反氦”,但是它們瞬息即逝,無影無蹤,按目前的科學技術水平,不可能將它們貯存起來,更難以用於推動火箭的飛行。
然而,科學家還是樂觀地認為,光子火箭的理想一定會實現。他們設想,在未來的光子火箭裏,最前麵的是航天員工作和生活的座艙,中間是粒子和“反粒子”的貯存艙,最後麵是一麵巨大的凹麵反射鏡。粒子和“反粒子”在凹麵鏡的焦點處相遇湮滅,將全部的能量轉換成光能,產生光子流。凹麵鏡反射光子流,推動火箭前進。
當然,在這樣的光子火箭裏,航天員的座艙必須有防輻射保護。否則,航天員的生命就會受到傷害。
可以反複使用的航天飛行器——航天飛機
正在升空的航天飛機航天飛機是一種新型航天工具,它是有人駕駛可以反複使用的一種新式航天飛行器。大家知道,要把人造衛星、宇宙飛船等航天器送到大氣層外的宇宙空間去旅行,就需要火箭作為運載工具,但是,在把航天器送到預定軌道的路上,火箭就被逐級拋掉了,也就是說,每發射一次衛星或飛船,就得報銷一枚火箭。火箭高幾十米,甚至上百米,直徑也有十幾米,而且,裏麵還裝著許多精密儀器和部件,價格十分昂貴,使用一次就報廢了,十分可惜。使用航天飛機可以像火箭那樣垂直發射,又能在完成運輸任務後重新返回大氣層,隨後像飛機一樣方便地降落在地麵,可以達到多次使用的目地。