人造天體

宇宙空間基本上按照天體力學規律運行的各種人造物體。天文學中將宇宙間的各種星體統稱為天體並將天體分為自然天體和人造天體兩類。人造天體包括航天器和空間垃圾。空間垃圾包括廢棄的航天器、運載火箭末級殘體和碎片等。

  • 中文名稱
    人造天體
  • 外文名稱
    artificial object
  • 例子
    太空梭 空間垃圾
  • 拼音
    rén zào tiān tǐ

基本信息

人造天體

【釋義】:由人工研製並用運載火箭或太空梭發射到宇宙空間的飛行體。運行規律與自然天體相同或基本相同。包括宇宙飛行器和空間垃圾等。

而隨著現代科技的不斷發展,人類研製出了各種人造天體,這些人造天體和天然天體一樣,也繞著行星(大部分是地球)運轉。人造天體的概念可能始于1870年。第一顆被正式送入軌道的人造衛星是前蘇聯1957年發射的人衛1號。從那時起,已有數千顆環繞地球飛行。人造衛星還被發射到環繞金星、火星和月亮的軌道上。人造天體用于科學研究,而且在近代通訊、天氣預報、地球資源探測和軍事偵察等方面已成為一種不可或缺的工具。

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宇航動力學國家重點實驗室成立 研究人造天體運動

宇航動力學國家重點實驗室12月3日在中國西安衛星測控中心成立,這是我國第一個專門針對人造天體運動規律的國家級重點實驗室。

宇航動力學是一門研究航天器運動及控製規律,包括航天器通過大氣層返回著陸等空間運動的學科。作為航天器測控、空間技術及其套用的關鍵和基礎,一直是航天大國研究的重點領域。

據宇航動力學國家重點實驗室負責人介紹,該實驗室的成立主要為滿足三大迫切需求,即滿足提升我國航天技術原始創新能力的迫切需要、提高我國航天測控能力的迫切需求和實現我國空間科技由試驗套用向業務服務轉變的迫切需求。實驗室的成立,將有力推動我國宇航動力學基礎理論研究、前沿技術創新和科研成果推廣,並將成為航天科技人才培養和相關領域實驗驗證及國際交流的國家級創新平台,為我國空間技術可持續發展提供重要的基礎保障。

據中國西安衛星測控中心主任董德義介紹,西安衛星測控中心測控和管理過的航天器平台有十多種、軌道類型十幾類,軌道高度從距地面200公裏到40多萬公裏。中心目前擁有航天器即時測控中心、在軌航天器長期管理中心、航天器在軌診斷維修中心等部門以及十多個測控站,強大的計算能力可同時對數十顆衛星進行測控和管理。這些條件將為各種航天器的動力學研究提供一個有力的實驗和驗證平台。

發展階段

從1957年10月4日原蘇聯發射第一顆人造地球衛星,開始了人類歷史的航天時代。 幾十年來,世界上一些國家(特別是美國和原蘇聯),花費了大量的人力、物力,從事人造天體的研製和發射。直接參加人造天體發射的有美國、原蘇聯、法國、英國、中國、日本、印度、德國、澳大利亞、加拿大等國家。另外,還有一些國家間接參加了人造天體的發射。

1957年以來,世界各國向宇宙空間的發射已達三千多次,被送上空間運行軌道的人造天體也已有一萬多個。世界上發射人造天體最多的國家是原蘇聯。到目前為止,仍在沿著空間軌道運行的人造天體,也還有幾千個。人們向月球太陽系行星發射的宇宙飛船,已有200個左右,其中一部分飛船是載人的。

人造天體的研製和發射,大致經歷了以下幾個階段:

首先是繞地球飛行階段。從1957年開始,原蘇聯、美國等國相繼發射無人駕駛的人造地球衛星繞地球飛行,不斷改進人造天體的製造發射技術,進行各種空中實驗,為發射載人飛船和登月飛行,作了充分了準備。

第二是載人宇宙飛行階段。1961年,原蘇聯宇航員加加林駕駛"東方1號",首次進行環地球一周飛行之後,成功地返回了地面。從此以後的20多年間,載人航天飛行得到了迅速發展。到目前,原蘇聯和美國已經發射了100多次的載人航天飛行。參加宇宙空間飛行的宇航員,已經達到了150多人。其中,一次飛行在太空停留時間最長的達273天。這些載人宇宙飛行,為人類的登月飛行和進入行星際空間飛行,積累了豐富的經驗。

第三是登月飛行階段。從50年代末到70年代初,原蘇聯、美國向月球進行了各種系列的人造天體發射,總計達160餘次。這些宇宙飛行,取得了卓著的成就,使人類在探索宇宙的事業中邁出了一大步。1959年1月,原蘇聯"月球1號"飛出地月系,成為第一個人造太陽系行星,同年10月,原蘇聯發射的"月球3號"拍攝了月球背面的照片。使人類首次看到了月球背面的面貌。1966年2月,原蘇聯發射了首次在月球著陸的"月球9號"。1969年7月,美國"阿波羅11號"的載人登月成功,第一次在月球上留下了人類的足跡。至"阿波羅17號"登月,共有18名宇航員進入繞月球飛行的軌道,其中有12名宇航員登上了月球。"阿波羅"系列宇宙飛船,共把4輛月行車帶上月球,在月球上安裝了雷射測距後向反射器、月震儀等多種儀器,並在月球上鑽了3口2.5至3米深的井,發射了兩顆月球衛星。宇航員們還把總計386.7千克的月球岩石和月壤帶回地球,並拍攝大量珍貴的照片和電視圖像。這些成果,使人們大開眼界,揭開了人類研究和認識月球新的一頁,並為人類跨出地月系,去探索太陽系其它行星和更遠天體的宇宙飛行,積累了經驗。

第四是發射行星探測器階段。發射行星探測器,對太陽系各行星進行探測,這在向月球進行探測時就已開始。美國和原蘇聯相繼發射了各種系列的行星際探測器,共約60多個。對太陽系的許多行星(如水星、金星、火星、木星、土星、天王星等)進行了探測,先後在金星、火星上著陸,探測了木星、土星的光環、大氣及衛星,獲得了大量圖像、資料等珍貴資料。原蘇聯發射的"先驅者10號"探測器,已于1983年6月飛出太陽系,成為第一個銀河系人造天體。

第五是建立空間站階段。為了開發、利用近地空間和月球,人們發射圍繞地球運行的永久性、半永久性大型人造天體,以此作為人類登臨太陽系其它行星和飛出太陽系的基地。

80年代後出現的太空梭,使航天技術有了巨大的發展。太空梭與其它運載火箭不同,它是一種可以重復使用的航天飛行器,兼有火箭、飛船和飛機等多種功能。太空梭可以像火箭那樣垂直發射,運載衛星和飛船,並能在空間直接把人造衛星釋放到預定的軌道上,也可以把正在運行的人造衛星從運行軌道上收取下來帶回地面,還能對敵方的軍用衛星進行攔截、破壞。太空梭在完成任務之後,能夠方便地返回地面。這樣,就可以利用太空梭,對在軌道上運行的航天器進行檢查、維修,並把它作為空間的交通運輸工具,在地面和空間站之間接送宇航員,為軌道上的空間站運送物資,給航天器增添推進劑等等。

太空梭的利用,不僅使人造衛星等人造天體的發射,節省大筆費用,而且為空間站的建立以及宇航員長期在空間站開展工作,創造了很好的條件。因此,它是建立空間站階段中,在空間技術上的重大突破。

人造天體發展的下一步目標,是人類登上火星、木星等太陽系中的大行星以及小行星,進行行星際載人飛行,並進一步向太陽系以外更遙遠的太空飛行。實際止,目前已經有不少在行星際太空飛行的飛行器,有的已開始在太陽系以外的空間飛行。不過,這些還都是一些不載人的飛行器。人們要駕駛飛船進行這樣更遙遠的宇宙飛行,還必須進一步研究和很好解決怎樣維持生命系統以及能源、通訊、安全、返回地面等復雜問題,面臨的困難是很多的。然而,隨著人造天體研製和發射技術的不斷改進和提高,人類進行這種宇宙飛行的目標,終究會得以實現。

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