生物火箭箭头以小于每秒10米的速度安全着陆。当科技人员小心翼翼地启开生物舱的舱盖时,一眼看到“小豹”安然无恙地趴在托盘上,目光炯炯有神。科技人员取出托盘,松去“小豹”的飞行安全带,“小豹”欢快地摇晃着尾巴,似乎在向主人们娓娓述说这次遨游的美妙经历。
中国生物火箭所进行的多次高空飞行试验,为高空生物学研究和生物保障工程积累了宝贵的经验,为人类挑战太空获取了大量的第一手资料,为炎黄子孙飞往太空做了可贵的探索和基础准备工作。
遥感导航:神奇的空间技术
遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象、地质地理等领域,成为一门实用的、先进的空间探测技术。
遥感系统组成
遥感是一门对地观测综合性技术,它的实现既需要一整套的技术装备,又需要多种学科的参与和配合,因此遥感是一项复杂的系统工程。根据遥感的定义,遥感系统主要由以下四大部分组成:信息源、信息获取、信息处理、信息应用。
信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性,当目标物与电磁波发生相互作用时,会形成目标物的电磁波特性,这就为遥感探测提供了获取信息的依据。
信息获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。其中遥感平台是用来搭载传感器的运载工具,常用的有气球、飞机和人造卫星等;传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备,常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。
信息处理是指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息处理的作用是通过对遥感信息的校正、分析和解译处理,掌握或清除遥感原始信息的误差,梳理、归纳出被探测目标物的影像特征,然后依据特征,从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。
信息应用是指专业人员按不同的目的,将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。信息应用的基本方法是将遥感信息作为地理信息系统的数据源,供人们对其进行查询、统计和分析利用。遥感的应用领域十分广泛,最主要的应用有:军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。
遥感卫星
遥感卫星(remote sensing satellite)用作外层空间遥感平台的人造卫星。用卫星作为平台的遥感技术称为卫星遥感。通常,遥感卫星可在轨道上运行数年。卫星轨道可根据需要来确定。遥感卫星能在规定的时间内覆盖整个地球或指定的任何区域,当沿地球同步轨道运行时,它能连续地对地球表面某指定地域进行遥感。所有的遥感卫星都需要有遥感卫星地面站,卫星获得的图像数据通过无线电波传输到地面站,地面站发出指令以控制卫星运行和工作。遥感卫星主要有气象卫星、陆地卫星和海洋卫星三种类型。
美国为世界遥感卫星技术的发展作出了重要贡献,从1961年第一颗气象卫星,到1972年第一颗陆地观测卫星,再到1978年第一颗海洋卫星,以及未来的“地球观测系统”(EOS),美国遥感卫星技术一直处于世界领先地位。遥感卫星的发展体现了美国发展空间技术一贯的指导思想:从“阿波罗”计划获得的经验——通过大型工程和高新技术的发展带动其他技术的发展。目前美国正从通信卫星产业化的成功中吸取经验,开发遥感卫星市场。当然,美国的发展战略是以其雄厚的经济和技术实力为基础的,适用于美国的条件和发展需要。
遥感卫星30多年前就已发射,但卫星遥感技术真正推广应用并取得效益还主要在近10多年。这是随着以计算机为代表的电子信息技术的发展,为遥感数据的应用创造了条件。遥感卫星虽产生于空间技术,但其属性更接近于信息技术——完成信息的获取、传播、处理与应用。遥感卫星的发展应同信息产业的发展联系起来,借助于先进的技术手段,遥感卫星得到更广泛的应用。
破解苏联登月失败之谜
20世纪六七十年代,在美苏的太空争霸竞赛中,虽然从表面看来,苏联似乎不曾有过什么载人登月计划,也从未见官方新闻媒介的任何有关报导,但事实上,登月计划确实存在过。
“H1-JI3”计划方案
该计划中拟采用“H1”超重型运载火箭为运载工具。登月飞船采用改装后的“联盟”号飞船,参加航天活动的航天员共两名。
1960年,苏联政府作出了“关于研制大推力运载火箭、卫星、宇宙飞船和开发宇宙空间的决定”。根据这一决定,柯洛廖夫领导的设计局开始了“H1”火箭的研究工作。柯洛廖夫研制“H1”火箭的初衷是想用它来实现向火星发射无人飞行器。美国雄心勃勃的载人登月计划的出台,使苏联领导人产生了用“H1”火箭先把本国的航天员抢在美国之前送上月球的设想。
为实现“H1-JI3”计划,在拜科努尔航天发射中心建造了两个相似的H1火箭发射台。它们彼此相距500米。发射台底座直径为30米,中央有一个圆形大坑,内有三条导焰槽。发射台附近有一个高125米的移动勤务塔和两个高180米的避雷塔。发射台与火箭装配厂之间铺设了一条双轨铁道。H1火箭先在装配厂进行水平式装配后,再运到发射台上竖起。在H1火箭第一级的底部有一个高16米的支撑环,环上有36个爆炸螺栓。
“H1-JI3”计划中,航天员拟在月表上停留4个小时。任务完成后,登月舱靠自身发动机离开月球,支撑结构被弃留在月表。登月舱进入月球轨道,与月球轨道舱会合、对接,航天员重返轨道舱。此后两舱分离,两名航天员一起返回地球。整个登月飞行大约6~8天。
急功近利:四次发射四次失败
1969年2月21日莫斯科时间12时18分7秒,火箭点火升空。当火箭飞离发射塔时,由于控制系统的故障,致使第12号和第24号两台发动机突然关机。在点火后25秒钟,发动机开始减压。在65~66秒时,发动机又恢复到最大功率,但由于速度比预计的大得多,造成了巨大的震动,一台发动机液氧管破裂,而控制系统又未能及时关机,结果造成火箭起火爆炸。
7月3日莫斯科时间23点18分32秒,第二枚火箭从1号发射台上发射。点火后几秒钟,当火箭上升到大约200米的高度时,因一台液氧涡轮泵工作失常,造成发动机关机。幸好发射逃逸系统工作良好,火箭的有效载荷舱安全地降落在距发射台1公里的地方。但因火箭倒向发射台爆炸,所以火箭和发射台同时被毁。
1971年6月27日莫斯科时间2时15分7秒,第三枚H1火箭在首次启用的2号发射台上发射。在点火8~10秒、高度为250米时,制导系统又出故障,火箭开始绕纵轴旋转,造成二三级间的连接支撑结构崩裂。不久,火箭上部的第3级和登月飞船倾倒。在它们倒下的同时,第3级的储箱爆炸,登月舱和月球轨道舱的储箱也相继爆炸,而火箭的第1、2级仍在飞行,几秒钟后因制导系统失灵,在离发射场20公里处爆炸。
1972年11月23日莫斯科时间9时11分52秒,第4枚H1火箭又用2号发射台发射。与前几次比较,这次发射的情况要好得多。火箭的第1级发动机正常工作了107秒。随后,第1、2级出现意外的震颤,在离第1级发动机正常关机之前40秒,火箭在空中爆炸,飞行中止。
“H1”火箭的发动机从未进行过任何地面试验,甚至根本未建造试车台。准备进行发射的火箭都是发动机首次点火。据称,这是为了节省时间和经费。
在激烈的登月竞争中,苏联力图抢在美国之前把航天员送上月球,冒险采取这样急功近利的做法。结果适得其反,事与愿违。
在这期间,美国航天员抢先登上了月球,苏联在竞争中惨败。
美国载人登月的成功,苏联领导者支持“H1-JI3”计划的热情一下子低落下来。虽然原计划并没有马上废弃,但实际上工作陷入了一种进退两难的境地。