航天知識(shí)競(jìng)賽知識(shí)庫(kù) 太空探索

航天知識(shí)競(jìng)賽知識(shí)庫(kù)太空探索

深空探測(cè)

深空探測(cè)是指脫離地球引力場(chǎng)，進(jìn)入太陽(yáng)系空間和宇宙空間的探測(cè)。

開(kāi)展深空探測(cè)的主要研究對(duì)象一般由近及遠(yuǎn)：月球是起點(diǎn)和前哨站；火

星是月球之后的又一個(gè)探測(cè)熱點(diǎn)；小天體探測(cè)日益受到重視；多目標(biāo)多

任務(wù)探測(cè)是深空探測(cè)的一種重要形式；對(duì)太陽(yáng)系中心天體太陽(yáng)的探測(cè)活

動(dòng)一直未曾間斷過(guò)；火星和金星之外的大行星及其衛(wèi)星探測(cè)活動(dòng)任重道

、一

匹。

探測(cè)方式上，一般包括飛越、硬著陸（撞擊）、環(huán)繞、軟著陸（+巡視）、無(wú)

人采樣返回、載人探測(cè)等形式。近年來(lái)出現(xiàn)的兩個(gè)新趨勢(shì)：對(duì)同一探測(cè)

對(duì)象采取多種探測(cè)形式交替進(jìn)行的方式；在一次任務(wù)中多種探測(cè)手段組

合實(shí)現(xiàn)綜合探測(cè)。

深控探測(cè)的深度與廣度直接取決于一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破和支撐，這些

關(guān)鍵技術(shù)包括深空軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化、自主技術(shù)、能源與推進(jìn)、深空測(cè)控

通信、新型結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、新型科學(xué)載荷技術(shù)等。其中軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化技

術(shù)包括多體系統(tǒng)能量軌道設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)及不規(guī)則弱引力場(chǎng)軌道設(shè)計(jì)

與優(yōu)化技術(shù)等；自主技術(shù)包括自主彳壬務(wù)規(guī)劃技術(shù)、自主導(dǎo)航技術(shù)、自主

控制技術(shù)、自主故障處理技術(shù)等;新型能源與推進(jìn)技術(shù)包括核能源技術(shù)、

電推進(jìn)技術(shù)、太陽(yáng)帆推進(jìn)技術(shù)等。

深空探測(cè)意義重大，一是有利于促進(jìn)對(duì)太陽(yáng)系及宇宙的形成與演化、生

命起源與進(jìn)化等重大科學(xué)問(wèn)題的研究，從而進(jìn)已成為人類航天活動(dòng)的重

要方向；二是有利于推動(dòng)空間技術(shù)的跨越式可持續(xù)發(fā)展，從而不斷提升

人類進(jìn)入太空的能力；三是有利于催生一系列基礎(chǔ)性、前瞻性的新學(xué)科、

新技術(shù)，從而促進(jìn)一系列相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展；四是有利于培養(yǎng)和造就

創(chuàng)新型人才隊(duì)伍，從而推動(dòng)人類社會(huì)可持續(xù)進(jìn)步。

齊奧爾科夫斯基

康斯坦丁?齊奧爾科夫斯基

(KonstantinTsiolkovskiz1857.9.17-

1935.9.19)生于俄國(guó)伊熱夫斯科耶鎮(zhèn)，前蘇聯(lián)舉世聞名的科學(xué)家,科幻

作家，被譽(yù)為〃宇航天文學(xué)之父〃，是現(xiàn)代航天學(xué)和火箭理論的奠基人。

他撰寫(xiě)了超過(guò)400篇著作涉及火箭的設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向推進(jìn)器、多級(jí)增壓器、

空間站、用于將太空船引入空間真空的氣閘、以及為空間殖民地提供食

物和氧氣的閉合循環(huán)生物系統(tǒng)。

齊奧爾科夫斯基在1903年設(shè)計(jì)的航天器外觀是現(xiàn)代宇宙飛船設(shè)計(jì)的基

礎(chǔ)，設(shè)計(jì)有一個(gè)船體，分為3個(gè)主要部分:飛行員和副駕駛在第一部分，

燃料航天器所需的液氧和液氫在第二部分和第三部分。

在這些研究的基礎(chǔ)上，齊奧爾科夫斯基完成了多篇航天學(xué)經(jīng)典性的研究

論文，包括1898年的《利用噴氣工具研究宇宙空間》以及1910年、

1911年、1912年和1914年在《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表的有關(guān)火箭理論和

飛行的論文，這些出色的研究論文系統(tǒng)地建立起了航天學(xué)的理論基礎(chǔ)。

除此之外，齊奧爾科夫斯基還對(duì)星際航行進(jìn)行了研究和展望。他曾發(fā)表

論文，信息描述載人宇宙飛船從發(fā)射到入軌的全過(guò)程，內(nèi)容包括飛船起

飛時(shí)的壯觀景象、超重以及失重對(duì)宇航員的影響，在失重狀態(tài)下物體的

奇異表現(xiàn)，在不同的高度看地球的迷人景觀等，讓人讀起來(lái)有親臨宇宙

飛船登天的感覺(jué)。

1929年，齊奧爾科夫斯基完成著作《宇宙航行》，并提出多級(jí)火箭的

設(shè)想。火箭推進(jìn)計(jì)算的基本公式因此以他名字命名的。

戈達(dá)德

羅伯特?戈達(dá)德(RobertGoddard,1882.10.5~1945.8,10)是美國(guó)教

授、工程師和發(fā)明家液體火箭的發(fā)明者。戈達(dá)德總共擁有214項(xiàng)專利，

其中83項(xiàng)專利在他生前獲得。建造于1959年的美國(guó)國(guó)家航空航天局

戈達(dá)德太空飛行中心就是以他的名字命名的，月球上的戈達(dá)德環(huán)形山

(GoddardCrater)也是以他的名字命名的。

戈達(dá)德從1920年開(kāi)始研究液體火箭。1926年3月16日，在馬薩諸塞

州的奧本鎮(zhèn)，戈達(dá)德發(fā)射了人類歷史上第一枚液體火箭。這枚火箭長(zhǎng)約

3.4米，重量為4.6公斤?；鸺w行時(shí)間持續(xù)了約2.5秒，最大高度為

12.5米，飛行距離為56米。這次發(fā)射是一次了不起的成功,宣告了現(xiàn)

代火箭技術(shù)的誕生。

1930年12月30日，戈達(dá)德再次成功發(fā)射新研制的液體火箭，本次飛

行高度達(dá)到610米，飛行距離達(dá)到300米，飛行速度達(dá)到800千米/

小時(shí)，打破了此前的火箭飛行記錄。

1931年，他在火箭發(fā)射試驗(yàn)中，首次采用了程序控制系統(tǒng)，直到今天，

程序控制系統(tǒng)仍然在現(xiàn)代火箭中使用。

1932年，他首次用燃?xì)舛婵刂苹鸺娘w行方向。同年，他首次解決了

用陀螺儀控制火箭飛行姿態(tài)的問(wèn)題。

1935年，戈達(dá)德研制的液體火箭最大射程已達(dá)到20千米，時(shí)速達(dá)到

1103千米，是人造飛行器第一次超過(guò)音速。

奧伯特

赫爾曼?奧伯特(OberthHermann,1894-1989)是德國(guó)火箭專家,

現(xiàn)代航天學(xué)的奠基人之一。

他將自己的研究成果進(jìn)行了整理，寫(xiě)成了一篇長(zhǎng)達(dá)92頁(yè)的論文《飛往

星際空間的火箭》，并于1923年初發(fā)表。

在書(shū)中，奧伯特對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行了深入討論，其中包括：對(duì)火箭運(yùn)動(dòng)的

一般問(wèn)題的研究、對(duì)他構(gòu)想的高空火箭B型的描述和對(duì)理論上的宇宙飛

船的描述等。

1933年至1942年,奧伯特和布勞恩等人成功地研制了A系列火箭，

其中A-4火箭被改進(jìn)為V-2導(dǎo)彈。不僅在工程上實(shí)現(xiàn)了19世紀(jì)末、20

世紀(jì)初航天技術(shù)設(shè)想，而且培養(yǎng)和造就了一大批有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的火箭專家,

這對(duì)于現(xiàn)代大型火箭的發(fā)展起到了繼往開(kāi)來(lái)的作用。V-2導(dǎo)彈作為人類

擁有的第一件向地球引力挑戰(zhàn)的工具，成為了航天技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)

重要里程碑。

奧伯特建立了包括燃料消耗、燃?xì)庀乃俣?、火箭速度、發(fā)射階段重力

作用、飛行延續(xù)時(shí)間和飛行距離等條件之間的理論關(guān)系，這些關(guān)系成為

火箭設(shè)計(jì)中最基本的因素。

巴比倫和月食周期

中國(guó)古代流傳著〃天狗吃月亮〃的故事，每當(dāng)天狗吃月亮的時(shí)候，人們

就會(huì)敲鑼打鼓放鞭炮來(lái)嚇走天狗。實(shí)際上，天狗吃月亮指的是一種叫〃月

食〃的天文現(xiàn)象。

我們知道，地球是球形的，所以當(dāng)太陽(yáng)光照射到地球上時(shí)，會(huì)在地球背

后投射下長(zhǎng)長(zhǎng)的影子，就像我們?nèi)说挠白右粯印６虑虮旧硎遣话l(fā)光的，

所以當(dāng)月球運(yùn)行到地球的影子中時(shí)，月球表面就會(huì)有一部分接收不到太

陽(yáng)光，地球上的人只能看到月球照得到光的一部分，看起來(lái)就好像月球

缺了一塊。此時(shí)的太陽(yáng)、地球、月球幾乎在同一條直線上。月食可以分

為月偏食、月全食和半影月食三種，只可能發(fā)生在農(nóng)歷十五前后。

據(jù)研究，每經(jīng)過(guò)一個(gè)沙羅周期（即6585.32天，約18年11天），地

球、太陽(yáng)和月球的相對(duì)位置又會(huì)與原先基本相同，因而前一周期內(nèi)曾出

現(xiàn)過(guò)的日、月食又會(huì)重新陸續(xù)出現(xiàn)。

那么，歷史上最早記載月食和月食周期的國(guó)家是哪一個(gè)呢？公元前

2283年，美索不達(dá)米亞的記錄是世界最早的月食記錄。在一部獻(xiàn)給巴

比倫國(guó)王的占星著作里，列出一個(gè)很長(zhǎng)的蝕虧表，表中月食的日期十分

準(zhǔn)確。同時(shí)，巴比倫人也是最早發(fā)現(xiàn)月食周期的民族，據(jù)月食的日期記

錄，巴比倫人最早發(fā)現(xiàn)，月食的周期為18天。

亞里士多德的地心說(shuō)

中國(guó)古代有〃天圓地方〃的傳說(shuō)，而當(dāng)時(shí)的西方則盛行著〃地心說(shuō)〃的

理論。地心說(shuō)最早是由古希臘的米利都學(xué)派形成初步理念，之后由古希

臘學(xué)者歐多克斯系統(tǒng)提出,經(jīng)過(guò)亞里士多德完善，又被托勒密進(jìn)一步發(fā)

展形成〃地心說(shuō)〃。在16世紀(jì)〃日心說(shuō)〃創(chuàng)立之前的1300年中，〃地

心說(shuō)〃一直占統(tǒng)治地位。

公元前350年，科學(xué)家亞里士多德完善了地心說(shuō)。他認(rèn)為，宇宙是一個(gè)

有限的球體，分為天地兩層，地球位于宇宙中心，日月圍繞地球運(yùn)行，

物體總是落向地面。地球之外包括9個(gè)等距天層，由里到外的排列次序

是：月球天、水星天、金星天、太陽(yáng)天、火星天、木星天、土星天、恒

星天和原動(dòng)力天，此外空無(wú)一物。上帝是最高天層，推動(dòng)了恒星天層，

才帶動(dòng)了所有其它天層的運(yùn)動(dòng)。人類居住的地球，則靜悄悄地屹立在宇

宙中心。

地心說(shuō)是歷史上第一個(gè)行星體系模型。盡管它錯(cuò)誤地把地球當(dāng)作宇宙的

中心，然而它在人類認(rèn)識(shí)宇宙過(guò)程中的歷史功績(jī)不應(yīng)抹殺。

哥白尼的日心說(shuō)

在公元前300多年，古希臘數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家阿里斯塔克和赫拉克里特

曾經(jīng)提到過(guò)太陽(yáng)是宇宙的中心，地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。但一般認(rèn)為完整的

日心說(shuō)宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天球運(yùn)行

論》中提出的。哥白尼的〃日心說(shuō)〃，打破了長(zhǎng)期以來(lái)位居宗教統(tǒng)治

地位的〃地心說(shuō)〃，實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)的根本變革。

日心說(shuō)認(rèn)為，地球是球形的。如果在船的桅桿頂上放一個(gè)光源，當(dāng)船駛

離海岸時(shí)，岸上的人們會(huì)看見(jiàn)亮光逐漸降低，直至消失。同時(shí)，地球時(shí)

刻在運(yùn)動(dòng)，并且24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周。因?yàn)樘炜毡却蟮卮蟮枚啵绻麩o(wú)限

大的天穹在旋轉(zhuǎn)而地球不動(dòng)，實(shí)在是不可想象。另外，日心說(shuō)認(rèn)為，太

陽(yáng)是不動(dòng)的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起圍繞太陽(yáng)做圓

周運(yùn)動(dòng)，只有月亮環(huán)繞地球運(yùn)行。

龐大而堅(jiān)實(shí)的大地在不停地運(yùn)動(dòng)，這個(gè)觀點(diǎn)在古代是令人非常難以接受

的，古代時(shí)人們?nèi)狈ψ銐虻挠钪嬗^測(cè)數(shù)據(jù)，以及潛意識(shí)的主觀觀念，使

人們誤認(rèn)為地球就是宇宙的中心。并且托勒密的地心說(shuō)體系可以很好的

和當(dāng)時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)相吻合，因此地心說(shuō)被大眾廣泛接受，并被當(dāng)時(shí)的教

廷認(rèn)為是神圣不可侵犯的真理。所以在《天球運(yùn)行論》出版以后的半個(gè)

多世紀(jì)里，日心說(shuō)仍然很少受到人們的關(guān)注，支持者就更少了。

伽利略的望遠(yuǎn)鏡

伽利略?伽利萊(GalileoGalilei)是16世紀(jì)前后意大利偉大的物理學(xué)

家、天文學(xué)家和哲學(xué)家，近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的拓區(qū)者。1609年的秋天,身

兼帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授的伽利略，制作出了一個(gè)放大倍

數(shù)為32倍的望遠(yuǎn)鏡。伽利略將鏡頭首次對(duì)準(zhǔn)了月球，這是人類首次對(duì)

月面進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)。

1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為哥白尼學(xué)說(shuō)找到

了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說(shuō)開(kāi)始走向勝利。借助于望遠(yuǎn)鏡，伽利

略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽(yáng)黑子、太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧

現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動(dòng),以及銀河是由無(wú)數(shù)恒星組成等等。

夏普利證明太陽(yáng)系位于銀河系的邊緣

中國(guó)廣泛流傳著牛郎織女的故事，故事中的銀河是由王母娘娘的一根簪

子劃出來(lái)的，秦觀也曾作詞〃纖云弄巧，飛星傳恨，銀漢迢迢暗度〃來(lái)

寄托思念之情，其中，銀漢指的就是銀河系。

事實(shí)上，銀河系浩瀚廣闊，它是太陽(yáng)系所在的星系，包括1千到4千億

顆恒星(恒星自身能發(fā)光發(fā)熱，比如我們所熟悉的太陽(yáng)就是恒星)和大

量的星云、星團(tuán)，還有各種類型的星際氣體和塵埃。它的直徑約為10

萬(wàn)光年（光年是光一年所走的距離，1光年約9.46萬(wàn)億千米），中心

厚度約為1.2萬(wàn)光年，可見(jiàn)物質(zhì)總質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的大約1400萬(wàn)億倍。

1917年，美國(guó)天文學(xué)家哈羅?夏普利（HarlowShapley）用威爾遜山

天文臺(tái)的2.5米反射望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，研究當(dāng)時(shí)已知的100個(gè)球狀星團(tuán)，發(fā)

現(xiàn)球狀星團(tuán)的分布具有表面上的某種不對(duì)稱性，據(jù)此認(rèn)為這是人類所處

的觀測(cè)點(diǎn)（即太陽(yáng)系）不在銀河系中心所造成的，由此提出太陽(yáng)系應(yīng)該

位于銀河系的邊緣。

哈勃證明銀河系是無(wú)數(shù)個(gè)類似的星系中的一個(gè)

多數(shù)恒星在亮度上幾乎都是固定的，以我們的太陽(yáng)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)亮度在其

周期的11年中，只有0.1%變化。然而有許多恒星的亮度卻有顯著的變

化，這就是我們所說(shuō)的變星。其中有一類變星叫作造父變星，它的光變

周期（即亮度變化一周的時(shí)間）與它的發(fā)光度成正比，因此在天文學(xué)中

造父變星可用于測(cè)量太空中的距離。而正是根據(jù)對(duì)這一種恒星的觀察，

美國(guó)著名天文學(xué)家愛(ài)德文?鮑威爾?哈勃（EdwinPowellHubble）發(fā)現(xiàn)

了銀河系以外的星系。

1922至1924年間,哈勃通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，星云并非都在銀河系內(nèi)。哈

勃在分析M31仙女座大星云中的一批造父變星的亮度以后斷定，這些

造父變星和它們所在的星云距離我們遠(yuǎn)達(dá)幾十萬(wàn)光年，因而一定位于銀

河系外。哈勃在1924年公布的這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使天文學(xué)家不得不改變對(duì)宇宙

的看法。

探索太空的目的

德國(guó)哲學(xué)家康德曾說(shuō)：〃有兩種東西，我對(duì)它們的思考越是深沉和持久,

它們讓我心中喚起的驚奇和敬畏就會(huì)越發(fā)歷久彌新，一是我們頭上浩瀚

的星空，另一個(gè)就是我們心中永恒的道德?！ㄈ祟悓?duì)浩瀚宇宙的好奇和探

索從未停止過(guò)，從上古傳說(shuō)中的嫦娥奔月到1957年第一顆人造地球衛(wèi)

星上天，近百年來(lái)，人類一次又一次突破人自身局限，將飛天夢(mèng)想一步

步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

人類將進(jìn)入、探索、開(kāi)發(fā)和利用太空以及地球以外天體的活動(dòng)，統(tǒng)稱為

航天。發(fā)展航天事業(yè)需要花費(fèi)大量的人力、精力和資源，那么，發(fā)展航

天事業(yè)、探索外太空的目的到底是什么？

開(kāi)發(fā)太空資源

首先，人們發(fā)展空間技術(shù)的時(shí)候，最感興趣的是對(duì)太空資源的開(kāi)發(fā)°浩

渺無(wú)際的外太空蘊(yùn)藏著豐富的資源，對(duì)這些外層空間資源的開(kāi)發(fā)利用能

改善人們的生活，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

目前，人類對(duì)外層空間的資源開(kāi)發(fā)有三個(gè)層次：信息資源、能源資源和

物質(zhì)資源。其中信息資源的開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)入很高水平，空間信息技術(shù)已廣

泛運(yùn)用到人們的日常生活中，從衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星電視、衛(wèi)星通信、遠(yuǎn)程

教育等，到軍事偵察、氣象預(yù)測(cè)等，這些都有人造衛(wèi)星的功勞。

能源資源的開(kāi)發(fā)主要著重于對(duì)太陽(yáng)能的收集利用。地球上的能源都直接

或間接來(lái)自太陽(yáng)，如果利用航天技術(shù)在外太空建立太陽(yáng)能電站就可以把

電力通過(guò)微波和激光等形式傳到地球上來(lái)。太陽(yáng)能電站具有環(huán)保、轉(zhuǎn)化

效率高等優(yōu)點(diǎn)，在地球資源日漸枯竭的今天，太陽(yáng)能資源的這一優(yōu)勢(shì)具

有很大開(kāi)發(fā)潛力。

令科學(xué)家振奮的是，在外太空中還有豐富的物質(zhì)資源其中有些礦藏在地

球上極為稀有而珍貴。僅從太陽(yáng)系范圍來(lái)說(shuō)，在月球、火星和小行星等

天體上，有豐富的礦產(chǎn)資源，月球上還有很豐富的核聚變?cè)系?3

(He-3)，可以供人類使用很長(zhǎng)時(shí)間。

促進(jìn)太空科學(xué)發(fā)展

從科學(xué)發(fā)展來(lái)說(shuō)，對(duì)外太空的探測(cè)、研究和認(rèn)識(shí)，可以增加人類對(duì)宇宙

和地球本身的認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)一步促進(jìn)科學(xué)各領(lǐng)域的發(fā)展。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角

度來(lái)看，全球人口逐年增多，而地球資源卻十分有限，因此，擴(kuò)大人類

在地球以外的生存空間已經(jīng)成為一個(gè)不可回避的議題。

帶動(dòng)科技發(fā)展

太空探索計(jì)劃雖然都在遠(yuǎn)離地球的外層空間進(jìn)行，看似離我們很遠(yuǎn)，但

航天技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫妫湛茖W(xué)家探索外

太空時(shí)，最關(guān)注的仍然是我們?nèi)祟惥幼〉牡厍?，而不是其它天體。太空

探索的目標(biāo)始終是為了完善人類的家園，太空探索過(guò)程中獲得的科學(xué)知

識(shí)以及研發(fā)的新技術(shù)都將用于改善人類自身的生活質(zhì)量。

航天科技在生活中的應(yīng)用

航天技術(shù)的發(fā)展帶了動(dòng)機(jī)械、電子、材料和化工等諸多科學(xué)技術(shù)綜合水

平的提高，并將航天科技應(yīng)用到民用上，如激光血管造影術(shù)、抗腐蝕涂

層和材料、水過(guò)濾裝置、航天育種等等。

再如，現(xiàn)在隨處可見(jiàn)的抗高溫、低溫環(huán)境的羽絨服就是航天服在生活中

的使用；人們非常熟悉的食品方便面，其中配料包中的脫水蔬菜制造技

術(shù)來(lái)自航天技術(shù)；航天中使用的太陽(yáng)能電池技術(shù)，也用在了地面上的太

陽(yáng)能發(fā)電。

航天事業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)航天技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步。航天技術(shù)的英文是space

technology,又稱空間技術(shù)。它可以幫助人類探索、開(kāi)發(fā)和利用太空

以及地球以外的天體。由于航天技術(shù)主要用于地球以外的太空，而太空

的極端環(huán)境使得太空技術(shù)的發(fā)展常常領(lǐng)先于其他行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，因此

航天技術(shù)的發(fā)展程度體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代技術(shù)綜合發(fā)展水平。

航天育種

由于太空的特殊環(huán)境，種子在太空發(fā)生了變異，可以使種子在相對(duì)較短

時(shí)間內(nèi)變異為優(yōu)質(zhì)種源，這成為加速培育農(nóng)業(yè)作物優(yōu)質(zhì)種源的有效途徑

之一。比如航天育種的超級(jí)再生稻，種植面積已經(jīng)超過(guò)20億畝，不僅

產(chǎn)量高，而且品質(zhì)好。航天育種給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了實(shí)際的效果。

與轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品不同，航天育種并沒(méi)有經(jīng)過(guò)人為的方法將外源基因?qū)?/p>

到作物之中使之產(chǎn)生變異，航天育種的變異本質(zhì)上與生物自然變異沒(méi)有

任何區(qū)別，因而它相對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品對(duì)人類更為安全可靠。

通信

通信衛(wèi)星的廣泛使用，使得電話、數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)通信、救援、遠(yuǎn)程醫(yī)

療等上百種服務(wù)得以廣泛運(yùn)用，這些應(yīng)用滲入我們生活的方方面面，讓

我們足不出戶就能實(shí)現(xiàn)即時(shí)而準(zhǔn)確的信息交互，在很大程度上改變著我

們的行為方式。

電視

我們平時(shí)在家用電視收看全球各個(gè)電視臺(tái)的節(jié)目和精彩賽事，這些都是

衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播的功勞。數(shù)字電視機(jī)頂盒幫助電視機(jī)接收有線數(shù)字電視信

號(hào)，收看來(lái)自世界各地轉(zhuǎn)播的節(jié)目。

氣象預(yù)測(cè)

七月流火，八月未央。古代中國(guó)作為一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，氣象的預(yù)測(cè)

一直是統(tǒng)治者和老百姓們時(shí)時(shí)關(guān)心的問(wèn)題。近幾十年來(lái)，氣象衛(wèi)星的上

空為人們解決了氣象觀測(cè)的許多問(wèn)題。氣象衛(wèi)星通過(guò)衛(wèi)星上的氣象遙感

器能繪制出各種云層、地表和海面圖片，再經(jīng)進(jìn)一步處理和計(jì)算，得出

各種氣象資料。這些氣象資料準(zhǔn)確而即時(shí)，甚至可以精確到某一體育館

的天氣變化，因而被運(yùn)用于一些體育賽事的天氣預(yù)報(bào)。除了天氣預(yù)測(cè)外,

氣象衛(wèi)星也廣泛運(yùn)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、大氣科學(xué)、海洋學(xué)和水文

學(xué)的研究。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

衛(wèi)星遙感還能為農(nóng)業(yè)提供農(nóng)作物產(chǎn)量予估與病蟲(chóng)害預(yù)報(bào)，為漁業(yè)提供魚(yú)

類的分布信息。遙感衛(wèi)星上的多模式微波遙感器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全天候連續(xù)

的對(duì)地觀測(cè)能力，能夠獲得海洋的物產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)和追蹤魚(yú)群等。

醫(yī)學(xué)

在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)方面，激光血管造影術(shù)、心臟起搏器、紅外溫度計(jì)、紅外熱

像儀、血液分析儀等，這些最早都是為宇航員而研制的。

美國(guó)國(guó)家航空航天局研制的〃生物反應(yīng)器〃可以用來(lái)制造韌帶等人體組

織。在反應(yīng)器中，中和了地心引力，細(xì)胞能夠像在人體中一樣生長(zhǎng)。人

工心臟泵也是利用航天飛機(jī)上的燃料泵的技術(shù)研制出來(lái)的。

現(xiàn)在各大醫(yī)院都設(shè)有重癥監(jiān)護(hù)病房，重癥監(jiān)護(hù)病房中的各種儀器設(shè)備最

初的研發(fā)是用于宇航員身體狀況的監(jiān)測(cè)。早在上個(gè)世紀(jì)60年代就用來(lái)

監(jiān)測(cè)在太空中的宇航員的身體狀況，這是航天技術(shù)在人類生活中最重要

的應(yīng)用之一。

研究人員通過(guò)研究宇航員身體在太空高輻射條件下的變化，發(fā)現(xiàn)了避免

輻射對(duì)宇航員的血液造成危害的方法，這一發(fā)現(xiàn)也啟發(fā)了醫(yī)療工作者,

從中找到了治療白血病、貧血等血液疾病的新手段。

航天技術(shù)中生物納米技術(shù)的新進(jìn)展也被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)中。人們?cè)O(shè)想在人體

細(xì)胞中安放納米粒子，作為一種極其微小的傳感器。通過(guò)這種納米傳感

器發(fā)現(xiàn)病毒的入侵，并通過(guò)發(fā)光等手段告知人們身體出了問(wèn)題。

新材料、新能源等其他應(yīng)用

所有的抗腐蝕涂層和材料、太陽(yáng)能的應(yīng)用等，也是航天科技在人們生活

中的應(yīng)用。

此外，滅火系統(tǒng)、紫外線對(duì)人類所造成傷害的評(píng)估、激光、衛(wèi)星照片、

天氣監(jiān)測(cè)體系、無(wú)線傳感器裝置、水過(guò)濾裝置、虛擬顯示系統(tǒng)、便攜式

電腦等，也是航天科技在人們生活中的應(yīng)用?？茖W(xué)的許多分支都與太空

緊密相關(guān)。

國(guó)防

航天技術(shù)的發(fā)展可以使一個(gè)國(guó)家的軍事實(shí)力大為增強(qiáng)。各種功能的軍用

衛(wèi)星可以幫助人們實(shí)現(xiàn)各種軍事目的，如軍事上的偵察、氣象預(yù)報(bào)、導(dǎo)

航、測(cè)地、通信和攔擊等。戰(zhàn)時(shí)，一些民用衛(wèi)星也可用于軍事用途。

這些應(yīng)用可以幫助國(guó)家控制了一些關(guān)鍵領(lǐng)域，如太空權(quán)、制天權(quán)，制空

權(quán)，增加國(guó)家空軍的硬件實(shí)力，提高兵力的遠(yuǎn)程投送能力和后勤補(bǔ)給,

有助于取得制空權(quán)，大大的增加國(guó)家的實(shí)力。

小結(jié)

研制新材料，研究人體在高過(guò)載、微重力和強(qiáng)輻射下的生理反應(yīng)等，這

僅僅是與太空探索相關(guān)的幾個(gè)例子。盡管開(kāi)發(fā)這些新技術(shù)的最初目標(biāo)并

不是為了在地球上應(yīng)用，但毫無(wú)疑問(wèn)，這許多技術(shù)的進(jìn)步最后都成為造

福于生活在地球上的人類的手段。

把航天技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為可為地球上人類服務(wù)的工業(yè)生產(chǎn)力，轉(zhuǎn)化為可以

為人們?nèi)粘Ｉ钍褂玫募夹g(shù)，是人類共同努力的目標(biāo)。

首次載人宇宙飛行

莫斯科時(shí)間1961年4月12日上午9時(shí)零7分，前蘇聯(lián)宇航員尤利?

加加林乘坐東方1號(hào)宇宙飛船從拜克努爾發(fā)射場(chǎng)起航進(jìn)入太空，在遠(yuǎn)地

點(diǎn)為301公里的軌道上繞地球一周，歷時(shí)1小時(shí)48分鐘，完成了世界

上首次載人宇宙飛行，實(shí)現(xiàn)了人類進(jìn)入太空的愿望。

他駕駛的東方1號(hào)宇宙飛船成為世界上第一個(gè)載人進(jìn)入太空的航天器。

太空環(huán)境

高真空

太空中的大氣密度隨著高度的增加而迅速下降，在距地面50千米的空

間內(nèi)集中了全部大氣質(zhì)量的99.9%。大氣壓力也隨著大氣密度的下降

而迅速下降，100千米高度的大氣壓力為地面大氣壓力的百萬(wàn)分之一o

宇宙大爆炸后，宇宙中只形成了氫、氮兩種元素，這些元素聚集后形成

星系和恒星。一些恒星衰亡后，留下的主要是氫，但非常稀薄，每10立

方米只有1個(gè)氫原子。我們知道，在地球大氣層中平均每立方厘米含

有100億個(gè)氮分子和氧分子。由此可見(jiàn)，太空是一個(gè)高真空的環(huán)境。

超低溫

宇宙大爆炸后，太空已成為高寒的環(huán)境。雖然有些恒星或多或少地向外

輻射熱能，但這些恒星的數(shù)量〃有限〃，而且這些恒星的壽命也是有限

的，因而，宇宙的總體溫度在逐漸下降。經(jīng)過(guò)100多億年的變化歷程，

就形成了高寒的環(huán)境。科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究證明，太空是一個(gè)平均溫度為零

下270.3℃的超低溫環(huán)境。

微重力

微重力是太空的又一大特點(diǎn)，俗稱為〃零重量〃。因?yàn)樘帐钦婵諣顟B(tài)

的，所以就缺乏重力。航天員進(jìn)入太空最先感覺(jué)到的是身體因失重而飄

浮起來(lái)。有意思的是，在微重力環(huán)境下，人人都會(huì)〃武功”大增，能輕

松地做許多在地面很難做到甚至不可能做到的動(dòng)作。

太空垃圾

太空垃圾其實(shí)是人類在太空中活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物，如各國(guó)衛(wèi)星發(fā)射，在

近地球軌道中火箭助推器的最后部分殘片、一些報(bào)廢的衛(wèi)星等，因?yàn)椴?/p>

能回到地球而形成的。特別是一些因?yàn)槭鹿识ǖ暮教炱鞯臍埡∷槠?/p>

宇宙飛船上很小的噱絲和墊圈，還有宇航員不小心在空間站上丟失的扳

手等。

不要小看這些微小的垃圾，在太空中，它們的飛行速度極快，所以它們

動(dòng)能很大，因此蘊(yùn)藏著巨大的殺傷力。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，一顆迎面而來(lái)

的直徑為0.5毫米的金屬微粒，就可以擊穿密封的宇航服，給宇航員

的生命帶來(lái)巨大的威脅；如果一塊重10克的太空垃圾撞上人造衛(wèi)星，

衛(wèi)星就會(huì)在瞬間被擊穿或擊毀，這就相當(dāng)于兩輛以100千米/小時(shí)行駛

的小汽車迎面相撞的力量。

隨著人類進(jìn)入太空，近年來(lái)，科學(xué)家也越來(lái)越關(guān)注太空的環(huán)境，關(guān)注著

近地球軌道的生態(tài)問(wèn)題，提議決不能再向太空拋棄垃圾。國(guó)際上也制定

了相關(guān)法規(guī)，禁止在太空進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和部署各種武器，限制發(fā)射核動(dòng)力航

天器，使太空成為為人類文明服務(wù)的和平空間。

范艾倫輻射帶

范艾倫輻射帶是用美國(guó)物理學(xué)家詹姆斯?范艾倫的名字命名的，因?yàn)樗?/p>

該輻射帶的發(fā)現(xiàn)者。

范艾倫輻射帶指的是在地球附近的近層宇宙空間中由地磁場(chǎng)捕獲的高

達(dá)幾兆電子伏的電子以及高達(dá)幾百兆電子伏的質(zhì)子組成的包圍著地球

的高能粒子輻射帶。范艾倫輻射帶將地球包圍在中間，分為內(nèi)外兩層，

內(nèi)外層之間存在范艾倫帶筵。范艾倫輻射帶內(nèi)的高能粒子對(duì)載人航天器、

衛(wèi)星等都有一定危害，其內(nèi)外層之間的縫隙則是輻射較少的安全地帶。

范艾倫輻射帶粒子的主要來(lái)自于太陽(yáng)風(fēng)粒子，這些被捕獲的帶電粒子在

范艾倫帶的兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)發(fā)生磁暴時(shí)，地球磁層受

擾動(dòng)變形，而局限在范艾倫帶的高能帶電粒子大量泄出，并隨磁力線于

地球的極區(qū)進(jìn)入大氣層，激發(fā)空氣分子產(chǎn)生美麗的極光。目前一般認(rèn)為

范艾倫輻射帶的緯度范圍是南北緯40。~50。之間；高度范圍分兩段：內(nèi)

帶1500~5000km,外帶13000~20000kmo

空間輻射

空間輻射是指來(lái)自天空的輻射（高能粒子），其強(qiáng)度與太陽(yáng)的活動(dòng)密切

相關(guān)?？臻g輻射包含有以下幾種射線：X射線、丫射線、中子射線、高

能質(zhì)子射線、高能電子射線等?？臻g輻射對(duì)于人造衛(wèi)星等航天器，特別

是對(duì)于固體電子器件具有很大的影響。

空間輻射防護(hù)的物理方法包括主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)是指在航

天器周圍形成人工強(qiáng)物理場(chǎng)，使射向航天器的輻射粒子在物理場(chǎng)的影響

下偏離，實(shí)現(xiàn)對(duì)艙內(nèi)儀器設(shè)備的防護(hù)。主動(dòng)防護(hù)有靜電場(chǎng)方法、磁場(chǎng)方

法和等離子方法三種。被動(dòng)防護(hù)是指利用航天器的艙壁作為屏蔽材料,

阻止高能粒子的射入。當(dāng)高能粒子貫穿屏蔽材料的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)榕鲎?/p>

逐漸失去能量而最終沉積在屏蔽材料中，從而達(dá)到保護(hù)艙內(nèi)一起設(shè)備的

目的。

空間熱源

影響衛(wèi)星的空間熱源主要有：太陽(yáng)輻射；地球及其他行星的熱輻射；地

球以及其他行星對(duì)太陽(yáng)輻射的反射等等。下面分別簡(jiǎn)述這些熱源：

(1)太陽(yáng)輻射

太陽(yáng)是一個(gè)巨大的高溫?zé)彷椛潴w，持續(xù)不斷地向空間輻射大量的能量。

測(cè)量表明，在地球大氣層外，距離太陽(yáng)為一個(gè)天文單位處(一個(gè)天文單

位即太陽(yáng)和地球之間的平均距離，約1.5億千米)，太陽(yáng)輻射密度在

1300~1400W/m2之間。除此之外，太陽(yáng)輻射光譜對(duì)衛(wèi)星的熱平衡也

會(huì)產(chǎn)生較大影響。因?yàn)椴煌牧蠈?duì)不同波長(zhǎng)的光吸收率是不同的，因此

對(duì)太陽(yáng)總吸收率也有較大的差別。

(2)地球及其它行星熱輻射

絕大部分衛(wèi)星是沿近地軌道運(yùn)行的，有的在完成任務(wù)之后再返回地面。

因此，地球熱輻射對(duì)于衛(wèi)星熱狀態(tài)有直接的影響。地球在接受太陽(yáng)的輻

射的同時(shí)，也在反射太陽(yáng)輻射，而地球自身也不斷地向空間進(jìn)行熱輻射。

太陽(yáng)輻射是地球能量的主要來(lái)源，落于全地球的太陽(yáng)輻射能大約為L(zhǎng)7

X1014千瓦。這些能量只有大約2/3被地球及其大氣層吸收，吸收后

的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能后以長(zhǎng)波輻射(大氣發(fā)射的能量主要集中在4-120

微米波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射)的方式輻射到空間中去。此能量即地球的熱輻

射。其余的太陽(yáng)輻射則被地球反射到空間中去，被稱為地球反照。

除地球外，月球、火星、金星等行星表面也有類似地球的熱輻射。這些

熱輻射都會(huì)對(duì)衛(wèi)星的熱平衡產(chǎn)生影響。

銀河系

太陽(yáng)系只是銀河系中眾多星系的一個(gè)。英文稱銀河系為MilkyWay（牛

奶之路），這是因?yàn)閺牡厍蛴^看時(shí)，它是橫跨夜空的黯淡發(fā)光帶，肉眼

不能區(qū)分出單獨(dú)的一顆顆恒星，而呈現(xiàn)乳白色的帶狀。

伽利略在1610年使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)，首先分析出銀河系的環(huán)帶是由一顆顆

恒星聚集而成；直到1920年代初期，多數(shù)天文學(xué)家還認(rèn)為銀河包含了

宇宙中全部的恒星。直到1920年，天文學(xué)家夏普利和柯蒂斯展開(kāi)大辯

論，根據(jù)愛(ài)德溫?哈伯的觀測(cè)結(jié)果，得出銀河系只是眾多星系中的一個(gè)這

一結(jié)論。

銀河系是一個(gè)直徑介于100,000光年至180,000光年的棒旋星系。這

里棒旋星系指的是旋渦星系的核心有明亮的恒星涌出聚集成短棒，并橫

越過(guò)星系的中心；其旋臂則看似由短棒的末端涌現(xiàn)至星系之中。

銀河系估計(jì)擁有1,000億至4,000億顆恒星并可能有1,000億顆行星

存在于銀河系內(nèi)。太陽(yáng)系距離銀河中心約26,000光年,在一條被稱為

獵戶臂的螺旋臂的內(nèi)側(cè)邊緣位置。在10,000光年內(nèi)的恒星形成核球，

并有著一或多根棒從核球向外輻射。銀河系的中心處是人馬座A*,人

馬座A*是一個(gè)非常光亮致密的無(wú)線電波源，它有可能是離我們最近的

超重黑洞。

在很大距離范圍內(nèi)的恒星和氣體都以每秒大約220公里的速度在軌道

上繞著銀河中心運(yùn)行。同時(shí)，科學(xué)家根據(jù)一些物理規(guī)律，推斷出銀河系

中有大量不會(huì)輻射或吸收電磁輻射的物質(zhì)，這些物質(zhì)被稱為暗物質(zhì)。銀

河系除了自轉(zhuǎn)外整個(gè)銀河系同時(shí)也在以大約每秒600公里的速度移動(dòng)。

銀河系中最古老的恒星幾乎和宇宙本身一樣古老，因此可能是在大爆炸

之后不久的黑暗時(shí)期形成的。

河外星系

河外星系是指在銀河系以外的星系，由大量恒星組成，但因?yàn)榫嚯x遙遠(yuǎn)，

在外表上都表現(xiàn)為模糊的光點(diǎn)，因而又被稱為〃河外星云〃。

人們估計(jì)河外星系的總數(shù)在千億個(gè)以上。按照星云形狀和結(jié)構(gòu)的不同，

河外星系可以分為旋渦星系、棒旋星系、橢圓星系和不規(guī)則星系四類，

銀河系即屬于棒旋星系。

河外星系的發(fā)現(xiàn)把人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)首次拓展到遙遠(yuǎn)的銀河系以外，這

是人類探索宇宙過(guò)程中的重要里程碑。

總星系

總星系指的是我們所能觀測(cè)到的所有宇宙部分?？傂窍档牡湫统叨燃s

100億光年，年齡為150億年。

天文學(xué)家證明，總星系由均勻分布和運(yùn)動(dòng)的各向同性的物質(zhì)組成，總星

系中不存在任何特殃的位置和方向?？傂窍滴镔|(zhì)含量最多的是氫，其次

是氮。

據(jù)科學(xué)推測(cè)，總星系在均勻地膨脹著。它的結(jié)構(gòu)和演化，是宇宙學(xué)研究

的重要對(duì)象。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，總星系是200億年以前在一次宇宙大爆

炸中形成的。另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，現(xiàn)今的總星系是由更大的系統(tǒng)坍縮后

形成的，但這種觀點(diǎn)并不能解釋觀測(cè)到的一些物理學(xué)現(xiàn)象。

太陽(yáng)系

我們常說(shuō)的太陽(yáng)系是一個(gè)受太陽(yáng)引力約束在一起的系統(tǒng)，包括太陽(yáng)以及

直接或間接圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的天體。

在直接圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的天體中，最大的八顆被稱為行星，其余的天體要

比行星小很多，比如矮行星、太陽(yáng)系小行星和彗星。軌道間接圍繞太陽(yáng)

運(yùn)動(dòng)的天體是衛(wèi)星，其中有兩顆比最小的行星水星還要大。

太陽(yáng)系內(nèi)大部分的質(zhì)量都集中于太陽(yáng)，余下的天體中，質(zhì)量最大的是木

星。位于太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)的是四顆較小的行星，分別是水星、金星、地球和

火星，它們被稱為類地行星，主要由巖石和金屬構(gòu)成。外側(cè)的四顆行星

被稱為巨行星，其質(zhì)量比類地行星要大得多。其中最大的兩顆是木星和

土星，它們都是氣態(tài)巨行星，主要成分是氫和氨。最外側(cè)的兩顆行星是

天王星和海王星，它們是冰巨星，主要由一些熔點(diǎn)比氫和氮更高的揮發(fā)

成分組成，比如水、氨和甲烷。我們將地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道平面稱為

黃道平面，而幾乎所有的行星都在靠近黃道平面的圓軌道上運(yùn)行。

太陽(yáng)系也包含一些較小的天體。位于火星和木星軌道之間有一條主小行

星帶，其中的大部分天休都是像類地行星那樣由巖石和金屬組成。

在海王星軌道之外是柯伊伯帶和離散盤(pán)，包含了有大量的海王星外天體,

主要由冰組成，再往外還有新發(fā)現(xiàn)的類塞德娜天體。在這些天體中，有

幾十甚至上萬(wàn)顆足夠大的天體，它們能靠自身的重力形成球體，這些天

體被稱為矮行星。

除了這兩個(gè)區(qū)域，還有大量的小型天體自由地運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)區(qū)域之間，包

括彗星，還有半人馬小行星和行星際塵云。另外，有6顆行星、4顆以

上的矮行星和一些小天體都有天然的衛(wèi)星環(huán)繞著，通常都被稱為衛(wèi)星。

太陽(yáng)系外側(cè)的每顆行星都被由塵埃和小天體構(gòu)成的行星環(huán)所環(huán)繞著。

太陽(yáng)探測(cè)

人類觀測(cè)太陽(yáng)的歷史十分久遠(yuǎn)。中國(guó)上古時(shí)期已有日食的紀(jì)錄。各國(guó)也

不乏觀測(cè)太陽(yáng)的詳細(xì)紀(jì)錄。到了空間探測(cè)器的時(shí)代，先驅(qū)者系列探測(cè)器

是最早設(shè)定太陽(yáng)為觀測(cè)目標(biāo)的探測(cè)器，之后又陸續(xù)有許多觀測(cè)太陽(yáng)的探

測(cè)器，其中大部分都是環(huán)繞地球，但有一部份是環(huán)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，其中最

知名的是尤里西斯號(hào)。

1990年10月6日，歐洲的〃尤里塞斯〃星際探測(cè)器由美國(guó)的發(fā)現(xiàn)號(hào)

航天飛機(jī)發(fā)射升空，飛往木星和太陽(yáng)。

發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)施放的〃尤里塞斯〃太陽(yáng)探測(cè)器是第一個(gè)能夠飛越太陽(yáng)

南北極、對(duì)太陽(yáng)表面進(jìn)行全面觀測(cè)的飛行器，其軌道所在平面與地球繞

日運(yùn)行軌道所在平面相垂直。

月球探測(cè)

月球是地球唯一的天然衛(wèi)星，早在運(yùn)載火箭被發(fā)明之前，人類就利用許

多方法進(jìn)行觀測(cè)，例如巴比倫人在西元前500年就了解月食、月球公轉(zhuǎn)

周期…等。到了17世紀(jì)，伽利略改良望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)到月球具由凹凸不

平的表面，19世紀(jì)人類發(fā)現(xiàn)月球幾乎沒(méi)有大氣層。近代研究的結(jié)果得

到月球擁有非常稀薄、接近真空的大氣層，總質(zhì)量低于10公噸。而且

溫度變化約70~390K，所以非常不適人居，但由于是地球唯一的衛(wèi)星，

距離也僅38萬(wàn)公里,所以截至2011年9月，共有113臺(tái)探測(cè)器曾經(jīng)

造訪過(guò)，執(zhí)行了139項(xiàng)任務(wù)。冷戰(zhàn)刺激了蘇聯(lián)和美國(guó)的太空競(jìng)賽，進(jìn)而

使月球探測(cè)的加速。蘇聯(lián)方面的探測(cè)器帶回0.38公斤的月巖。1969年

人類首次登陸月球，陸續(xù)多次的登陸月球，許多人認(rèn)為這是太空競(jìng)賽的

最高潮。從阿波羅11號(hào)到17號(hào)的任務(wù)，總共帶回382公斤、共2,196

塊月球巖石和土壤的標(biāo)本。

早期的月球探測(cè)器數(shù)量繁多，任務(wù)通常只有拍攝月表、做一些簡(jiǎn)單的觀

測(cè)，而且是利用飛掠或是硬著陸等較為不精確的方式探測(cè)月球，之后逐

漸發(fā)展出環(huán)繞月球、軟著陸月球等較為復(fù)雜的任務(wù)模式，到了21世紀(jì)，

則著重于功能型的月球探測(cè)器，探測(cè)器通常會(huì)有一個(gè)主要目標(biāo)任務(wù)。例

如LCROSS的目標(biāo)是探測(cè)月球是否有水，〃重力回溯及內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

室〃探測(cè)月球的重力場(chǎng)。

金星探測(cè)

西元前500年，馬雅人撰寫(xiě)馬雅歷紀(jì)錄金星的變動(dòng)，到了運(yùn)載火箭發(fā)明

之前，許多人利用無(wú)線電波觀測(cè)金星，證實(shí)了金星表面溫度很高，約攝

氏467度、97大氣壓,所以金星確實(shí)不適人居,早期的太空探測(cè)多以

飛掠金星為主，到了中期則以著陸為主，但著陸探測(cè)器都無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)

作，近年來(lái)探測(cè)多以軌道環(huán)繞器探測(cè)。其中較為著名的探測(cè)器是麥哲倫

號(hào)。美國(guó)過(guò)去探測(cè)金星的紀(jì)錄很少，僅有水手計(jì)劃的飛掠金星、先驅(qū)者

金星計(jì)劃以及麥哲倫號(hào)；而蘇聯(lián)則對(duì)金星似乎特別感興趣，發(fā)射了大量

的金星探測(cè)器，不僅首枚探測(cè)器的發(fā)射時(shí)間比蘇聯(lián)的火星探測(cè)器早，而

且比火星多許多。21世紀(jì)之后，歐洲與日本也都加入探測(cè)金星的行列。

1989年5月5日，〃麥哲倫〃號(hào)金星探測(cè)器在美國(guó)肯尼迪航天中心由

〃亞特蘭蒂斯〃號(hào)航天飛機(jī)攜帶升空。

〃麥哲倫〃號(hào)是從航天飛機(jī)上發(fā)射的第一個(gè)擔(dān)負(fù)星際考察任務(wù)的探測(cè)器。

它利用先進(jìn)的成像雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)金星全球進(jìn)行了詳細(xì)的拍攝，還對(duì)金星

95%的地區(qū)進(jìn)行了高分辨率的重力測(cè)量，并繪制完成了金星表面98%

的地形圖。

1994年10月12日，〃麥哲倫〃號(hào)探測(cè)器進(jìn)入金星稠密大氣層，在墜

毀過(guò)程中試驗(yàn)了一種空氣制動(dòng)技術(shù)，并獲取金星稠密大氣的數(shù)據(jù)。探測(cè)

器在進(jìn)入金星大氣后燒毀。這是第一次利用一個(gè)行星際探測(cè)器進(jìn)行這種

破壞性試驗(yàn)。

木星探測(cè)

木星在古代便已為天文學(xué)家所知。古羅馬人以羅馬神話中的眾神之王朱

比特命名之。中國(guó)則稱木星為歲星，取其繞行天球一周為12年，與地

支相同之故。目前僅有幾艘探測(cè)器前探測(cè)過(guò)木星，大部分都是利用木星

的重力拋射，所以進(jìn)行飛掠任務(wù)較多，其中最著名的是伽利略號(hào)，利用

金星重力拋射到達(dá)木星軌道。

蘇梅克-列維9號(hào)彗星在1994年撞擊木星,這是人類首次觀測(cè)到太陽(yáng)

系內(nèi)與行星有關(guān)的天體相撞事件。當(dāng)時(shí)美國(guó)宇航局的伽利略號(hào)探測(cè)器對(duì)

撞擊事件進(jìn)行了觀測(cè)，圖中顯示的就是蘇梅克-列維9號(hào)彗星撞擊木星

的情景，其中一個(gè)最大塊的碎片正在撞擊木星。撞擊發(fā)生后火球從木星

的南半球升起。此次撞擊釋放的總能量為二戰(zhàn)時(shí)美軍投放在廣島的原子

彈能量的10億倍。初步觀測(cè)表明，彗星碎片的撞擊已改變了木星的外

貌。留下4個(gè)直徑幾萬(wàn)公里的深坑，其直徑是地球的幾倍。木星的云層

留下了黑色病痕，i文病痕需很長(zhǎng)時(shí)間才能消去。由于木星與地球的平均

距離約6.3億公里，彗木相撞所釋放的巨大能量及木星大氣與表層的環(huán)

境巨變，對(duì)地球與近地空間環(huán)境幾乎沒(méi)有影響。但如果設(shè)想這次撞擊發(fā)

生在地球上，6500萬(wàn)年前恐龍滅絕的災(zāi)變事件又會(huì)再現(xiàn)。

水星探測(cè)

早在西元前1400年的亞述人就有觀測(cè)水星的紀(jì)錄，近代的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)水

星非?？拷?yáng)，距離太陽(yáng)約0.39天文單位，所以造成了觀測(cè)上極為

困難，而且太陽(yáng)的重力非常強(qiáng)，需要花費(fèi)極大的能量才能環(huán)繞水星，另

外，水星幾乎沒(méi)有大氣層，僅約10帕，無(wú)法使用降落傘進(jìn)行空氣阻力

剎車，因此登陸水星更加困難,截至2011年9月，僅有水手10號(hào)及

信使號(hào)曾經(jīng)造訪過(guò)。而信使號(hào)經(jīng)過(guò)多次變軌以及重力拋射，成為第一艘

環(huán)繞水星的探測(cè)器。

火星探測(cè)

火星在古代有許多命名，在中國(guó)為熒惑、希臘則為戰(zhàn)神。望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)后，

人類有更細(xì)微的觀測(cè)能力，觀察到火星表面似乎有一些從暗區(qū)延伸出的

細(xì)線，因?yàn)閷?duì)于暗區(qū)是水體的傳統(tǒng)，這些細(xì)線命名為水道(canali),

甚至有人認(rèn)為是運(yùn)河，但空間探測(cè)器的調(diào)查后使人類對(duì)火星文明的幻想

幻滅，不過(guò)近代探測(cè)器又發(fā)現(xiàn)極區(qū)可能有液態(tài)水存在的證據(jù)，又引起人

類對(duì)火星的興趣。早期的探測(cè)器已獲得火星地表照片及了解火星大氣、

土壤為主，現(xiàn)在的探測(cè)器則著重于水的探勘。早期火星探測(cè)多以短任務(wù)

型態(tài)，運(yùn)作時(shí)間不長(zhǎng)，而且美國(guó)與蘇聯(lián)通常一年在火星發(fā)射窗口會(huì)發(fā)射

兩艘，以防任務(wù)失敗，自從火星全球探勘者號(hào)發(fā)射后，美國(guó)開(kāi)始了新一

波的火星探測(cè)計(jì)劃，即每26個(gè)月發(fā)射至少一艘探測(cè)器至火星?，F(xiàn)在仍

有許多艘火星探測(cè)器仍然在運(yùn)作，并做為未來(lái)探測(cè)器的中繼衛(wèi)星或訊息

傳輸站。

探索火星的理由

1996年，著名天文學(xué)家卡爾?薩根(CarlSagan)在應(yīng)NASA要求而寫(xiě)

的報(bào)告中列舉了探測(cè)火星的理由：

(1)火星是距離地球較近的行星之一;

(2)大約40億年以前，火星與地球氣候相似，也有河流、湖泊甚至可

能還有海洋，未知的原因使得火星變成今天這個(gè)模樣。探索使火星的氣

候變化的原因，對(duì)保護(hù)地球的氣候條件具有重大意義；

(3)火星有一個(gè)巨大的臭氧洞，太陽(yáng)紫外線沒(méi)遮攔地照射到火星上。

可能這就是海盜1號(hào)、海盜2號(hào)未能找到有機(jī)分子的原因?；鹦茄芯坑?/p>

助于了解地球臭氧層一旦消失對(duì)地球的極端后果；

(4)在火星上尋找歷史上曾經(jīng)有過(guò)的生命的化石，這是行星探測(cè)中最

激動(dòng)人心的目的之一，如果找到，就意味著只要條件許可，生命就能在

宇宙中其他行星上崛起；

(5)查明今日火星上有無(wú)綠洲I,綠洲上有無(wú)生命以及生命存在的形式

類型；

(6)火星探測(cè)是許多新技術(shù)的試驗(yàn)場(chǎng)地，這些技術(shù)包括大氣制動(dòng)、利

用火星資源產(chǎn)生氧化劑和燃料供返程用、遙控、自動(dòng)駕駛和遠(yuǎn)程通信等；

(7)雖然南極隕石提供了火星上少數(shù)未知地域的樣本，但只有空間探

測(cè)才能窺其全貌；

(8)從長(zhǎng)期來(lái)看，火星是一個(gè)可供人們移居的星球；

(9)由于歷史的原因，公眾對(duì)火星探測(cè)的支持和共鳴是任何其它空間

探測(cè)對(duì)象難以相比的，火星探測(cè)是進(jìn)行國(guó)際合作的理想項(xiàng)目。

人類在探測(cè)火星方面取得的成就

在探索火星方面，美國(guó)的火星任務(wù)成功率超過(guò)70%,居全球第一，迄

今已成功發(fā)射了10余顆火星探測(cè)器。俄羅斯和其他國(guó)家也緊隨其后。

世界各國(guó)對(duì)于火星的探索始終保持著熱情，各國(guó)/地區(qū)也先后采取了行

動(dòng)。

1）20世紀(jì)60年代（前蘇聯(lián)、美國(guó)）

前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一個(gè)火星探測(cè)器火星1A號(hào)，隨后又接連發(fā)射了

數(shù)顆，但大部分遭遇了失敗。

美國(guó)的水手4號(hào)于1964年11月28日發(fā)射升空，于1965年7月14

日在火星表面9800千米上空掠過(guò)火星，向地球發(fā)回了21張照片。這

是有史以來(lái)第一枚成功到達(dá)火星并發(fā)回?cái)?shù)據(jù)的探測(cè)器。

2）1971年（前蘇聯(lián)、美國(guó)）

發(fā)射〃火星3號(hào)〃火星探測(cè)器，它的著陸器成為首個(gè)在火星表面著陸的

探測(cè)器。但不幸的是，著陸后遭遇沙塵暴，與地球失去了聯(lián)系。

在此之后，前蘇聯(lián)先后發(fā)射了十多個(gè)火星探測(cè)器，但整體成功率不足

18%。。近年來(lái)，俄羅斯的火星計(jì)劃曾一度陷入停滯。

1971年,美國(guó)發(fā)射水手9號(hào)探測(cè)器,于同年11月13日到達(dá)火星，這

是有史以來(lái)第一枚成功進(jìn)入環(huán)繞火星軌道的探測(cè)器，取得了空前的成功。

它首次拍攝到火星全貌。

3）1975年（美國(guó)）

1975年美國(guó)發(fā)射海盜1號(hào)和海盜2號(hào)著陸器以探測(cè)火星生命跡象。海

盜1號(hào)于1976年7月20日在火星著陸，并發(fā)回了難以置信的周景全

彩色圖?？茖W(xué)家由此知道了原來(lái)火星的天空是略帶桃粉色的，并非是他

們?cè)人氲陌邓{(lán)色。海盜1號(hào)的軌道器拍攝到一張酷似人臉的火星表

面照片。海盜2號(hào)于1976年9月3日成功著陸，它攜帶的地震檢波器

的記錄了一次火星地震。

4）20世紀(jì)80年代（前蘇聯(lián)）

1988年前蘇聯(lián)發(fā)射以〃火衛(wèi)一〃命名的福波斯探測(cè)器1號(hào)和2號(hào)

5）20世紀(jì)90年代（美國(guó)、俄羅斯、日本）

1992年9月25日，美國(guó)發(fā)射火星觀察者號(hào)探測(cè)器。

1996年11月7日，美國(guó)的火星全球勘測(cè)者探測(cè)器發(fā)射升空，于1997

年9月11日進(jìn)入繞火星運(yùn)行軌道。這枚探測(cè)器持續(xù)運(yùn)作了10年，最

后在2006年11月5日失去訊號(hào)聯(lián)絡(luò)，成為迄今服役最長(zhǎng)的火星探測(cè)

器。它發(fā)回的信息量比之前升空的所有火星探測(cè)器的總和還要大，是最

成功的火星探測(cè)任務(wù)之一。

1996年n月16日，俄羅斯發(fā)射了火星96探測(cè)器，探測(cè)器進(jìn)入地球

軌道后未能成功點(diǎn)火進(jìn)入前往火星的軌道，不久后墜入太平洋而宣告失

敗。

1996年12月4日，美國(guó)發(fā)射火星探路者號(hào)探測(cè)器,于1997年07月

04日在火星表面著陸。它攜帶的〃索杰納〃號(hào)火星車，是人類送往火

星的第一部火星車。它僅有微波爐大小。

1998年7月3日，日本發(fā)射希望號(hào)火星探測(cè)器但因偏離軌道而失敗。

1998年12月11日，美國(guó)發(fā)射火星氣候探測(cè)器，在進(jìn)入火星軌道的過(guò)

程中失去聯(lián)絡(luò)，最終任務(wù)失敗。

1999年1月3日，美國(guó)發(fā)射火星極地著陸者探測(cè)器，在進(jìn)入火星大氣

層時(shí)失去聯(lián)絡(luò)而墜毀。搭載的兩個(gè)微型探測(cè)器〃深空2號(hào)〃也一同損毀。

6）2001年（美國(guó)）

2001年4月7日,美國(guó)發(fā)射〃2001火星奧德賽號(hào)〃探測(cè)器，于2001

年10月23日到達(dá)火星軌道。發(fā)現(xiàn)火星表面可能有豐富的冰凍水。在

勇氣號(hào)、機(jī)遇號(hào)、鳳凰號(hào)和好奇號(hào)登陸期間，〃奧德賽〃扮演了通信中

繼站的角色并工作至今。

7）2003年（美國(guó)）

發(fā)射〃勇氣號(hào)〃和“機(jī)遇號(hào)”火星探測(cè)器并于2004年1月3日和25日

分別安全著陸火星表面。隨后不斷發(fā)回新數(shù)據(jù)，供美國(guó)宇航局NASA

研究。

8）2003年（歐洲）

歐洲航天局〃火星快車〃在火星南極發(fā)現(xiàn)了冰凍水，這是人類首次在火

星表面發(fā)現(xiàn)水。

9）2005年（美國(guó)）

2005年08月12日，美國(guó)成功發(fā)射火星偵察軌道器（火星勘測(cè)軌道飛

行器），于2006年03月10日進(jìn)入火星軌道，成為火星的第四個(gè)正在

使用中的人造衛(wèi)星（前三個(gè)是火星全球勘測(cè)者、2001火星奧德賽、火

星快車用第六個(gè)正在使用中的火星探測(cè)器（四個(gè)衛(wèi)星加上兩臺(tái)火星車）。

10）2007年（美國(guó)）

2007年8月4日，美國(guó)成功發(fā)射鳳凰號(hào)火星探測(cè)器，于2008年5月

25日在火星北極成功著陸。2008年6月15日，〃鳳凰〃號(hào)火星著陸

探測(cè)器在著陸地點(diǎn)附近挖到的發(fā)亮物質(zhì)是冰凍水，從而證實(shí)火星上的確

存在水。鳳凰號(hào)還探測(cè)到來(lái)自火星云層的降雪，而且找到了火星上曾經(jīng)

存在液態(tài)水的最新證據(jù)。

11）2011年（俄羅斯、中國(guó)）

俄羅斯運(yùn)載火箭搭載著俄〃福布斯-土壤〃探測(cè)器發(fā)射升空，但沒(méi)能成

功入軌。中國(guó)的首個(gè)火星探測(cè)器〃螢火一號(hào)〃因搭載在其內(nèi)部，也不幸

失敗。

12）2011年（美國(guó)）

發(fā)射“好奇”號(hào)火星車，火星車成功在火星表面著陸，目前已發(fā)回第兩張

圖片，呈現(xiàn)火星圖像。

13）2013年（美國(guó)）

2013年11月18日，美國(guó)〃火星大氣與揮發(fā)演化探測(cè)器〃發(fā)射升空,

于2014年9月22日成功進(jìn)入火星軌道。〃火星大氣探測(cè)器〃旨在調(diào)

查火星的上層大氣，幫助了解火星大氣層的氣體逃逸對(duì)火星氣候與環(huán)境

演變所產(chǎn)生的影響。

14）2013年（荷蘭）

荷蘭非營(yíng)利組織推出了〃火星一號(hào)〃計(jì)劃，準(zhǔn)備海選數(shù)名地球人前往火

星，成為首批移民。然而，此舉被部分專家批評(píng)為〃荒謬的商業(yè)真人秀〃。

15）2013年（印度）

印度首個(gè)火星探測(cè)器〃曼加里安〃成功進(jìn)入火星軌道。這使印度成為繼

美國(guó)、俄羅斯和歐盟之后，全球第四個(gè)、也是亞洲首個(gè)依靠自主研發(fā)實(shí)

現(xiàn)火星探測(cè)的國(guó)家。并且,印度這次任務(wù)的成本只有45億盧比，約合

4.52億元人民幣，僅相當(dāng)于一架大型客機(jī)的造價(jià)。

16）2015年（美國(guó)）

NASA宣布在火星上首次發(fā)現(xiàn)了存在液態(tài)水的強(qiáng)有力證據(jù)，這對(duì)于人類

尋找外星生命意義重大。

17）2016年（俄羅斯、歐洲）

俄羅斯航天局與歐洲航天局聯(lián)合研制的火星〃微量氣體軌道器〃升空，

這是〃ExoMars〃火星生命探索任務(wù)之一，為2018年俄歐合作發(fā)射火

星登陸車做準(zhǔn)備。

18）2016年（印度、阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)）

印度與阿聯(lián)酋簽署協(xié)議，將為其發(fā)射中東匡家的首顆火星探測(cè)器。

19）2018年（美國(guó)）

〃洞察〃號(hào)火星無(wú)人著陸探測(cè)器是NASA向火星發(fā)射一個(gè)火星地球物

理探測(cè)器，2018年5月5日搭載〃宇宙神〃V-401型火箭從位于加

州中部的范登堡空軍基地發(fā)射升空，探測(cè)器于11月26日14時(shí)54

分許在火星成功著陪,并發(fā)回了首批照片，〃洞察〃號(hào)火星無(wú)人著陸探

測(cè)器攜帶有地震儀和地?zé)崃髦堤綔y(cè)儀，執(zhí)行人類首次探究火星〃內(nèi)心深處〃

奧秘的任務(wù)。

20）2020年（歐洲）

歐洲航天局計(jì)劃2020年起利用3D打印技術(shù)在月球建造供人類居住的

基地，最終目的是"推進(jìn)人類登陸火星〃。

在人類對(duì)于火星的探索上，美國(guó)憑借領(lǐng)先的航天技術(shù)扮演者領(lǐng)跑者的角

色，對(duì)于未來(lái)的計(jì)劃，美國(guó)宇航局雄心勃勃：他們計(jì)劃在本世紀(jì)30年

代把人類送上火星。近年來(lái)，俄羅斯、歐洲I、印度等在火星探測(cè)方面也

多有動(dòng)作。但是探索火星并沒(méi)有現(xiàn)象中那么容易，因?yàn)榘l(fā)射成功率低,

火星被稱為〃航天器的墓地〃。盡管如此，國(guó)際上對(duì)火星探索的熱情不

減，并有許多國(guó)際合作。

現(xiàn)在，越來(lái)越多的國(guó)家正加入到火星探測(cè)的隊(duì)列中，人類的太空探索之

路正在向深空挺進(jìn)。

土星探測(cè)

在史前時(shí)代就已經(jīng)知道土星的存在，在古代，它是除了地球之外已知的

五顆行星中最遠(yuǎn)的一顆，并且有與其特性相符的各式各樣的神話。但是,

直到17世紀(jì)，使用望遠(yuǎn)鏡，才可以觀察得更為仔細(xì)，因此，于1610

年，伽利略才發(fā)現(xiàn)土星環(huán)的存在?，F(xiàn)在有了空間探測(cè)器后，更可以仔細(xì)

地研究土星以及它的衛(wèi)星。目前僅有四艘探測(cè)器曾經(jīng)造訪過(guò)土星，其中

最著名的是卡西尼-惠更斯號(hào)，它發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二可能具有液態(tài)水。

天王星探測(cè)

由于較為黯淡以及緩慢的繞行速度，天王星未被古代觀測(cè)者認(rèn)定為一顆

行星。直到1781年3月13日，天王星才被威廉?赫歇耳爵士發(fā)現(xiàn)，從

而在太陽(yáng)系的現(xiàn)代史上首度擴(kuò)展了已知的界限。這也是第一顆使用望遠(yuǎn)

鏡發(fā)現(xiàn)的行星。天王星的表面資料很多是經(jīng)由望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)而得到，但大

量的科學(xué)數(shù)據(jù)以及更為精確的衛(wèi)星、行星環(huán)數(shù)量則由唯一飛掠天王星的

旅行者2號(hào)所得到，旅行者2號(hào)也同時(shí)飛掠海王星，知名程度相當(dāng)高。

海王星探測(cè)

海王星在1846年9月23日被發(fā)現(xiàn),是唯一利用數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)而非有計(jì)劃

的觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的行星。是旅行者2號(hào)所要飛近的最后一個(gè)主要行星，也就

沒(méi)有后續(xù)軌道限制了，所以它的軌道非常接近衛(wèi)星海衛(wèi)一。

彗星、矮行星、小行星探測(cè)

彗星、矮行星及小行星探測(cè)主要是要了解太陽(yáng)得起源，這些星體的體積

通常都不大。彗星中較為知名的哈雷彗星周期為76年環(huán)繞太陽(yáng)一次，

在1986年時(shí)許多國(guó)家把握這個(gè)千載難逢的機(jī)會(huì)發(fā)射許多探測(cè)器。而矮

行星中的冥王星則是在2006年被降級(jí)，降級(jí)不久前，新視野號(hào)以相當(dāng)

快的速度飛向冥王星，并于2015年飛躍冥王星，目前正在柯伊伯帶中

穿行，探測(cè)可能的近距離柯伊伯帶天體。

水星計(jì)劃

水星計(jì)劃(ProjectMercury)是美國(guó)第一個(gè)載人航天計(jì)劃，〃水星〃

計(jì)劃的主要目的是實(shí)現(xiàn)載人空間飛行的突破，把載一名航天員的飛船送

入地球軌道，飛行幾圈后安全返回地面，并考察失重環(huán)境對(duì)人體的影響、

人在失重環(huán)境中的工作能力。重點(diǎn)是解決飛船的再入氣動(dòng)力學(xué)、熱動(dòng)力

學(xué)和人為差錯(cuò)對(duì)以往從未遇到過(guò)的高加速度和零重力的影響等問(wèn)題。

水星計(jì)劃自1958年10月7日開(kāi)始正式實(shí)施，期間招募了美國(guó)第一批

宇航員(7名)，包括前期實(shí)驗(yàn)在內(nèi)共進(jìn)行了20次無(wú)人飛行，6次載

人飛行。水星計(jì)劃原定發(fā)射9艘載人飛船，后因雙子星計(jì)劃和阿波羅計(jì)

劃的順利實(shí)施，計(jì)劃中的最后3次任務(wù)被取消。

雙子星計(jì)劃

雙子座計(jì)劃是美國(guó)的第二個(gè)載人航天計(jì)劃，計(jì)劃實(shí)施于水星計(jì)劃和阿波

羅計(jì)劃之間，在1965年至1966年間共有10次載人飛行。計(jì)劃的目

標(biāo)是為更先進(jìn)的太空旅行積累技術(shù)，尤其是其后的阿波羅登月計(jì)劃，雙

子座計(jì)劃中任務(wù)時(shí)長(zhǎng)足夠前往月球并返回。任務(wù)還包括太空行走和軌道

機(jī)動(dòng)。所有的載人發(fā)射都使用大力神二號(hào)GLV作為運(yùn)載火箭。整個(gè)計(jì)

劃耗資54億美元。這個(gè)項(xiàng)目主要任務(wù)有其下幾項(xiàng)：考察宇航員和飛船

在軌的最大駐留時(shí)間，最短8天，最長(zhǎng)兩周與其他航天器交匯對(duì)接，并

使用推進(jìn)系統(tǒng)移動(dòng)組合航天器；太空行走技術(shù)驗(yàn)證，并考察宇航員在太

空的任務(wù)執(zhí)行能力；完美載人并在預(yù)定地點(diǎn)著陸；為宇航員提供阿波羅

計(jì)劃需要零重力環(huán)境以及對(duì)接經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)目最終于196