遨游太空的“信鸽”

自20世纪五六十年代开始，美国和苏联就着手对宇宙的开发。迄今为止，人类共向外星发射了15种型号的各类探测器近百个，为人类认识宇宙、了解宇宙作出了贡献。

遨游太空的载人航天探测器

从1961年初人类首次乘载人航天器进入太空到今天，人类进入太空工具主要有以下三种：一是载人飞船。它是一种用火箭发射到地球轨道上作短期飞行，在完成特定的任务后再返回地球的载人航天器，苏联载人航天初期也曾称之为“卫星式飞船”。前苏联发射的载人飞船有三个型号。首发的型号称东方号飞船，内乘1人，共发射6艘，其第1艘就是人类首次进入太空的载人航天器。第二个型号叫上升号飞船，共发射2艘，能乘2~3人。第三个型号叫联盟号，在发展中有两次改型，称联盟－T和联盟－TM。联盟号飞船共发射了40艘，联盟－T飞船共发射16艘，联盟－TM飞船已发射30艘，且目前仍在服役。美国的载人飞船也有三个型号。美国第一个型号飞船叫水星号，乘载1人，共发射6艘。第二个型号飞船叫双子星座号，乘载2人，共发射10艘。第三个型号飞船叫阿波罗号，乘载3人，在登月时有2人登月，登月的阿波罗号飞船共发射7艘（其中1艘因故障未能登月）。二是载人空间站。目前，世界现已发射9个，其中苏联发射的短期使用的空间站有5个，即礼炮1、2、3、4、5号，美国发射了一个天空实验室；苏联还发射了2个较长期使用的礼炮6和7号空间站和1个和平号空间站。目前，美俄等16个国家正在组装国际空间站。三是航天飞机。它属短期在太空飞行的载人航天器。目前，美国已研制出5架，其中有4架仍在使用，另1架已失事爆炸。苏联发射过一架无人的航天飞机暴风雪号。1999年中国进行了神舟载人飞船无人状态的飞行试验。无人飞船虽然不载人，但它为了试验目的，可以乘载高等动物，如狗、猴、猩猩之类来代替人，也可以用假人来代替人的位置，模拟人体对于座舱环境的负荷量，验证飞船环控生保系统的性能，特别是对于座舱压力、气体成分、温度、湿度的控制能力。无人飞船的发射目的就是要保障和试验载人航天器的工作性能和可靠性，保障未来上天的航天员的生命安全，保障天地之间联络系统的可靠，以及发射、轨道飞行和再入大气层等技术的可靠，从而最后进行载人飞行。

遨游太空的无人航天探测器

无人航天探测器指的是目前世界上研制与发射的空间探测器。载人航天探测器与无人航天探测器的结构不同，载人航天探测器中必须要有人活动的较大空间，要有人所需要的一套环境控制系统和生命保障系统，结构密封性能一定要好；还要有返回地球所需要的装备，即返回再入系统。无人航天探测器就没有这些设计要求，舱体不一定要密封，也不需要有大的自由空间，有的只是载有探测仪器或设备，没有乘员活动空间的要求，其结构与载人航天探测器相比是很简单的。在完成航天任务方面，无人航天探测器比较单一，而载人航天探测器所要完成的航天任务就多得多，而且复杂。

中国实施“嫦娥工程”探测计划。中国于2004年2月25日宣布正式实施绕月探测工程，并命名为“嫦娥工程”。嫦娥1号月球探测器采用三轴稳定方式对月定向工作。据报道，一颗价值超过20亿元的卫星已被列入发射计划，这颗被称为“太阳空间望远镜”的卫星，将用于预报太阳磁场的变化和“太阳风暴”等“空间天气”情况，它是中国最昂贵的空间探测器。空间天气不同于气象学家作出的大气层内的天气预报，它针对大气层外至太阳这一空间。卫星失效和发生故障40%与空间天气有关。中国的大规模空间天气研究开始于20世纪90年代后期，目前正在准备中的“子午线工程”和“太阳空间望远镜”计划将为进入太空的人们提供准确的“天外”预报。

日本实施建造永久太空基地计划。2005年1月，日本宇宙航空研究开发机构公布了未来20年的太空开发远景规划草案，主要目标是：建设无人月球基地、通过国际合作开展载人航天活动、建设作为小行星探测中转站的深空港。大型绕月探测器“月女神”将于2007年升空。此后将发射的月球-A（Lunar-A）探测器在进入月球轨道后向月面投放2~3个用于研究月震及其它亚地表现象的穿透器，据称它们发回的数据和信息的精确度将是“阿波罗”飞船的5倍。2009~2010年将要进行“月女神”B计划，包括月球车、月球望远镜研制计划以及在月球表面建立科学设备网络。2010~2020年建造月球天文台。

美国实施研制多种空间探测器计划。

一是“先驱者”号探测器。它的主要任务是探测地-月空间以及金星、木星、土星等行星和行星际空间，系统观测月球环境、行星际空间辐射、磁场、太阳活动等。1960年3月11日发射的“先驱者”-5首次获得了3600万公里远距离通信的成功，并于1960年7月19日到达金星附近。1972年3月2日发射的“先驱者”-10是世界上第一个考察木星的“使者”。它穿过危险的小行星带和木星周围的强辐射区，经1年零9个月，行程10亿公里，于1973年12月飞临木星，向地球发回300幅木星和木卫照片。之后，“先驱者”-10又借力飞向土星，并借助土星引力加速，携带访问地外文明的镀金铝牌，飞过冥王星轨道，于1983年飞离太阳系，进入恒星际空间，成为第一个飞出太阳系的航天器。

“水手”号探测器。其主要任务是探测金星和火星及其周围空间。1964年11月28日发射的“水手”4号是第一个飞临火星的探测器，首次发回21张火星详查照片。1971年5月30日发射的“水手”9号是第一个绕火星运行的人造卫星。它用高分辨率相机拍摄了火星的表面，发现了太阳系已知的最大火山口，并首次拍摄了火卫一、火卫二的照片。1973年11月3日发射的“水手”10号是第一个探测金星和水星两个行星的探测器。它于1974年2月5日到达距金星5760公里处后，借金星引力场加速，于3月29日与水星交会。

“旅行者”号探测器。其主要任务是详细观测木星、木星卫星、土星、土星卫星和土星环。借助土星引力场，“旅行者”2号成为第一个探测天王星和海王星的探测器，有许多重大发现。1977年9月5日发射的“旅行者”1号于1979年3月5日飞近木星，1980年11月12日飞近土星。1989年10月，当“旅行者”2号同海王星交会时，美国宇航局正式把“旅行者计划”更名为“旅行者恒星际使命”。目前，这两个探测器仍在继续高速飞行。它们已成为迄今为止飞离地球最远的航天器。截至1998年底，“旅行者”2号已离地球86亿公里，“旅行者”1号离地球110亿公里，“旅行者”1号和2号还各带一张镀金铜版声像片和一枚金刚石唱针，用以访问地外文明。

“月球轨道器”探测器。它是美国为“阿波罗”载人飞船登月作准备而发射的，自1966年8月10日至1967年8月1日共发射5个。其中，“月球轨道器”1~3号围绕月球赤道飞行，而4号、5号运行于月球极轨道。它们拍摄了高分辨率的月球表面照片。1966年11月6日发射的“月球轨道器”2号进入近月点39公里的绕月轨道，拍摄到月球赤道以北枯海地区的清晰照片412张，其中几幅近景照片有较高的科学价值。

“勘测者”号探测器。它们主要用于进行月面软着陆试验。1966年5月30日发射的“勘测者”1号是美国第一个实现月球软着陆的探测器，着陆点在风暴洋地区。它向地球发回1.115万张黑白月面照片。1967年4月17日发射的“勘测者”3号是美国第一个装备月球取样设备的探测器。它按地面指令在月面掘出岩样，供给月壤分析器分析，同时发回6300张照片。1967年9月8日发射的“勘测者”5号为美国首次测定了月壤的化学成分，获得月壤化学性质的电视图片。

“克莱门汀”探测器。它是美国“阿波罗”登月计划结束后20多年来发射的第一个新型月球探测器。其主要任务是试验先进的轻型军用成像敏感器等共23项新技术，绘制月球表面数字地形图以及对近地小行星——地理星进行科学考察。“克莱门汀”探测器于1994年1月25日发射，2月6日进入环月轨道，最终运行于月球极轨道，从而对月球全球进行测绘。探测器共发回了180万幅图片。

“伽利略”探测器。它是用来执行美国经过10年精心准备的最重要的木星探测计划。“伽利略”号发射后，不停地朝向太阳轨道飞行了两年，于1990年2月通过金星，于1990年12月首次通过地球轨道，再以12.71万公里/小时的速度，于1992年12月第二次通过地球轨道和地－月交会轨道，并对它们都“顺便”进行红外观测，最后以14.03万公里/小时的速度，于1995年12月7日到达木星。

八是“卡西尼”号探测器。它是美国宇航局和欧洲空间局合作的土星探测器，主要用于探测土星及其最大的卫星——土卫六，1997年10月15日用“大力神”4B火箭发射升空。“卡西尼”号探测器包括轨道器和“惠更斯”号子探测器两部分。它们的主要任务有：研究土星光环的三维结构和动力学状态，研究土星卫星的表面成分和地质史等。“卡西尼”号探测器采用借助于金星-地球-木星引力的借力飞行轨道。进入土星轨道后不久，“惠更斯”号探测器将与“卡西尼”号轨道器分离，并开始进入土卫六的大气层。

“海盗”号探测器。它是美国早期发射的火星探测器。1975年8月20日和9月9日，美国分别发射了“海盗”1号、“海盗”2号探测器，主要任务是探测火星上是否存在生命。“海盗”号探测器分轨道舱和着陆舱两部分。轨道舱从空间对火星空间环境、火星地表以及火卫一、火卫二进行观测。着陆舱在火星地表实施软着陆，带有生物化学实验箱、测量挖掘设备、两台电视录像机、气象遥感器、机械手及其它探测装置，进行寻找生物实验，并通过轨道舱向地球发回图像和数据。

欧洲各国也十分重视月球开发。欧洲空间局1994年提出了建立月球基地计划，目前正在进行的关于月球的探测技术研究有两项。第一项是称为“环月探测器”（Moro）的月球极轨卫星，目的是确定月球表面全球特性和研究月球内部，它们携带了立体成像相机、红外与紫外光谱仪、微波仪、γ射线光谱仪等4种仪器，可获三维高分辨率图像，测量重力场，为研究月球的形成和演化提供数据。第二项是不载人月球着陆器计划，称为“月球欧洲演示器”(LEDA)。该演示器起飞质量3.3吨，带有漫游车的着陆器，装备有月面巡视车、机械臂、土壤处理试验装置以及用于现场测量的仪器。计划在月球南极区域降落，目的是掌握月面软着陆技术和月面移动能力，考察月球南极地区的地形、地貌，为未来建立月球基地积累数据资料。2003年9月，欧洲第一个月球探测器——智慧1号（SMART-1）月球探测器发射升空飞向月球，它是世界上第一个采用太阳能电推进系统的空间探测器，飞向月球的轨迹十分复杂和漫长。SMART-1将绕月球运行，利用SIR分光仪分析月球表面的化学成分，并收集月球上是否存在水的证据，从而为人类是否要在月球上建立永久性基地提供各种数据资料。2004年2月3日，欧洲空间局宣布了先载人登上月球、再载人飞火星的“曙光女神”（Aurora）计划，目标是2011~2014年发射一个火星探测器，将火星岩石标本带回地球分析；在2020~2025年实现载人登月；在2030~2035年发射载人火星探测器，将欧洲航天员送上火星，寻找生命的迹象。这份计划比美国庞大的“空间探索新计划”更为细致。

印度将实施“月球飞船”1号探测计划。2003年11月，印度空间研究组织宣布，将于2008年发射“月球飞船”1号探测器。该探测器重525公斤，它将进入月球轨道，拍摄可见光、近红外及X射线月球图像。印度计划于2015年前向月球发送航天员。印度的登月计划将与俄罗斯合作。

俄罗斯实施月球旅游探测计划。2006年4月，俄罗斯公布了一项宏伟的计划，2015年前实现登月，希望于2020年在月球建立一个永久的基地，包括一个核电厂机器设备，开发月球上的氦-3作为能源以满足地球的能源需要，在2020~2030年实现向火星发射载人航天器。“月球”号是苏联早期的无人月球探测器，自1959年1月2日至1976年8月9日共发射了24个。其中，1966年1月31日发射的“月球”-9首次在月面软着陆成功，并向地球发回了一些月球表面的中等分辨率照片以及月面辐射水平的数据。1966年10月22日发射的“月球”-12在绕月飞行的轨道上成功地发回了关于月球表面的电视图像。1970年9月12日发射的“月球”-16第一次完成了月球土壤自动取样返回飞行。1970年11月10日发射的“月球”-17在月面着陆后，第一次采用了一种8个轮子的月球车。月球车由地球上进行无线电控制，在月球表面工作了10个半月，行驶距离达10.5公里。月球车上的相机拍摄了两万多幅月面图像。1973年1月8日发射的“月球”-21采用了第二辆月球车-2。它在月面行驶了37公里，工作时间为4个月。

意大利实施空间探测器4小时前预警地震计划。意大利科学家最近研制出一种新的地震预测空间探测器。科学家希望它能在地震发生前4~5小时发出预警信息，以减少地震造成的损失。按计划，这一探测器将于今年2月28日被送往国际空间站。4月15日，意大利宇航员罗伯特·维托里将抵达国际空间站，对探测器进行安装调试。

进入太空献身的空间探测器

为了进入太空探测，许多空间探测器都献出了自己的生命。20世纪60年代初期发射的几个美国“漫游者”系列探测器都以撞击月球的方式结束了一生，在撞击月球前它们发回了1万多张清晰的月球照片。与此次击中月球的“智能1号”不同的是，“撞月”是“漫游者”们接近并考察月球的主要方式，而“智能1号”撞击月球属于“发挥余热”。1970年发射的苏联“月球”-16探测器，在航天史上首次实现在月球上着陆、采集月岩样品并返回地球，这一成果当时大大丰富了人类对月球的认识。1972年升空的这个“先驱者”率先穿越小行星带，成功到达木星附近并获取其图像。2003年9月，俄罗斯“进步M1-10”货运飞船与国际空间站分离后，作为探测卫星对地球上出现自然灾害的地区进行拍摄，并将影像数据传回地面控制中心。在如此工作约一个月后，该飞船坠入地球稠密大气，在摩擦燃烧中大部分化为灰烬，其残片落入太平洋指定水域。以美国“先驱者10号”探测器为例，2003年已飞出太阳系的这个人造天体中断了与地球的联系，开始“漂泊”，不知动向。2004年1月先后以软着陆方式登上火星的美国“勇气”号和“机遇”号火星车，空前广泛、细致地实地考察了火星。待其工作能力消耗殆尽后，两辆火星车将永远伫立在火星上度过余生。

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