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人造卫星靠什么升空

2019-11-06 天文

人造卫星靠什么升空
 
火箭不像一般的飞机发动机那样需要大气中的氧气来燃烧,而是自己带有燃料和氧化剂,能在真空条件下工作。因此,要把一个物体送入空间轨道,只有借助火箭,到目前为上,人造卫星和其他人造天体都是借助多级火箭作运载工具送上空间的。多级火箭能在飞行过程中不断地把工作完毕的火箭壳体抛掉,以提高飞行速度。当多级运载火箭的末级火箭之速度达到或超过第一宇宙速度,也即地球环绕速度时,人造卫星便与火箭分离进入地球轨道。
 
然而,运载火箭的发展却经历了相当长的时间,多级火箭的设想,在 20 世纪初就提了出来。
 
第二次世界大战期间,德国利用火箭技术,首先研制成功 V—2 导弹,这就把自动控制技术、无线电遥控技术和火箭技术科学地结合起来,并把火箭技术的应用推上了新的发展道路。战后,美国和前苏联又在德国 V—2 导弹的基础上,先后于 50 年代后期研制成功洲际弹道导弹,遥控和自动控制技术获得较大的发展;同时,火箭技术包括火箭发动机的性能、推力以及试验方法又有了大幅度的提高和完善。导弹武器的先期发展,为大推力卫星运载工具的发展铺平了道路并提供了技术基础。实际上,多级卫星运载工具的研究、设计、制造和试验方法,基本上和导弹武器一样。因此,可以说,多级卫星运载火箭,是在弹道导弹的基础上发展起来的,洲际导弹则是它的前身。在  
洲际导弹研制成功不久,前苏联就发射第一颗人造地球卫星,这不是偶然的,因为发射卫星的运载火箭就用 P-7 洲际导弹改装过来的:把核弹头换成人造地球卫星,置换一些有关仪器,修改一些系统。
 
洲际弹道导弹,由于受到作战性能要求的限制,例如它要采用可储存推进剂,因而很难应用低温混合燃料推进剂,运载能力有限,改装成卫星运载工具后,只能发射高度约 300 公里的近地轨道卫星。
 
卫星运载工具的研制,从此走上自己独立的发展道路,主要侧重于增大运载能力。由于它不要求储存燃料、发射准备时间不太严格,因此可用低温混合燃料作推进剂,使火箭发动机的性能大为提高,其推力可增加 50~100%。
 
卫星运载工具的发展,除了燃料推进剂的改进外,在结构上也经历了变化,如多级火箭串联,由 2 级、3 级、4 级串联火箭;后来又发展串并联火箭技术,例如在第一级火箭周围捆绑一些助推火箭,以加大初级推力。现今的大推力运载工具,有能力把几十吨乃至 100 多吨的有效载荷送入地球近地轨道,把数吨重的深空探测飞船送往太阳系其他行星。