航天邮票撷英(二)

许恩浩


  环绕地球在空间轨道上运行(至少一圈)的无人航天器,简称人造卫星。人造卫星是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。人造卫星发射的数量占航天器发射总数的90%以上。1957年10月4日前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“人造地球卫星”1号,开创了人类航天史上的新纪元。在50年代末到60年代初期,各国发射的人造地球卫星主要用于探测地球空间环境和进行各种卫星技术试验。60年代中期,人造卫星开始进入应用阶段,各种应用卫星先后投入使用。从70年代起,各种新型专用卫星相继出现,性能不断提高。到1998年底,世界各国共发射了5000多颗人造地球卫星。

  人造卫星按用途可分为科学卫星、技术试验卫星和应用卫星三大类。

  科学卫星是用于科学探测和研究的卫星,主要包括空间物理探测卫星和天文卫星。空间物理探测卫星是用来进行空间物理环境探测的人造卫星。这种卫星在离地面几百公里或更高的轨道上运行,卫星所载的仪器对空间环境进行探测,不受大气层的影响,因而成为空间探测的主要手段。前苏联1957年10月4日发射的“人造地球卫星”1号(图1,前苏联发行)、美国1958年2月1日发射的“探险者”1号卫星(图2,波兰发行)、1962年4月26日发射的英国“羚羊”1号卫星(图3,波兰发行)、1962年9月29日发射的加拿大“百灵鸟”号卫星(图4,加拿大发行)、1964年12月15日发射的意大利“圣马科”1号卫星(图5,意大利发行)以及我国于1970年4月24日发射的“东方红”1号卫星(图6,中国发行)等都是属于科学卫星。它们分别对地球大气层和电离层、地球高空磁场和引力场、太阳辐射和太阳风、宇宙线和微流星体以及行星际空间的物理环境进行探测。

  天文卫星是对宇宙天体和其他空间物质进行科学观测的人造地球卫星。天文卫星在离地面几百公里或更高的轨道上运行时,因为没有大气层的阻挡,卫星上所载的仪器能接收到来自天体的从无线电波段到红外波段、可见光波段、紫外波段,直到X射线波段和γ射线波段的电磁波辐射。世界上第一颗天文卫星是美国在1960年发射的“先驱者”5号太阳辐射监测卫星,它测到了太阳的紫外线和X射线通量。1990年4月25日由美国航天飞机“发现”号携入太空的“哈勃”天文望远镜(图7,蒙特塞拉特发行)实质上是一颗大型天文卫星。这架太空望远镜能观察到比当时所能观察到的最暗的天体还要暗50倍,其视距最大值也由地基天文望远镜的20亿光年扩展到150亿光年。

  技术试验卫星是用于新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中的新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料往往需要在轨道上进行试验,试验成功后才能投入使用。这类卫星数量最少,但试验内容广泛,如重力梯度稳定试验、生物对空间环境适应性试验、载人飞船生命保障系统和返回系统的验证试验、交会对接试验以及新遥感器的飞行试验等。它包括生物卫星、返回卫星等。前苏联1958年5月15日发射的“人造地球卫星”3号(图8,前苏联发行)和“宇宙”号(图9为前苏联于1962年4月24日发射的“宇宙”3号,前苏联发行),法国于1965年11月26日发射的“试验卫星—1”(A—1)号卫星(图10,法国发行),前苏联于1957~1966年为“东方”号载人飞船进行预演而多次进行发射的“飞船式卫星”(图11为前苏联1961年3月25日发射的“飞船式卫星”5号,前苏联发行)以及我国1975年发射的返回式卫星(图12为我国返回式卫星带伞的返回舱降落地面时的情景,中国发行)等均为技术试验卫星。

    应用卫星是直接为国民经济和军事服务的卫星。在所有的人造卫星中其种类最多、发射数量也最多。应用卫星按用途可分为通信卫星、气象卫星、测地卫星、地球资源卫星、导航卫星等。应用卫星主要有三大用途:无线电信号中继、对地观测平台、导航定位基准。
    通信卫星是作为无线电通信中继站的人造卫星。通信卫星是用来反射或转发无线电信号,实现卫星与通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。世界上第一颗通信试验卫星是美国于1960年8月12日发射的,取名为“回声”1号(图13,美国发行),使人类第一次相隔数千里在美国新泽西州和英国紫郡两个地面站之间往返发射无线电信号和通信。自60年代以来,除美国发射有多种型号的通信卫星外,前苏联发射有“闪电”号(图14,前苏联发行)系列通信卫星,法、德联合研制有“交响乐”号通信卫星(图15,法国发行)系列,欧空局发射的“奥林匹斯”号大型通信卫星(图16,比利时发行),我国发射的“东方红”2号和3号通信卫星(图17,中国发行)。此外,还有“国际通信卫星组织”发射的系列通信卫星,英国、日本、加拿大、巴西、印度、以色列、巴基斯坦、韩国、朝鲜等许多国家和地区也都拥有。

    气象卫星是从外层空间对地球及其大气层进行气象观测的人造卫星,它是卫星气象观测系统的空间部份。世界上第一颗气象试验卫星是美国于1960年4月1日发射的“泰罗斯”1号(图18,马尔代夫发行),至1965年共发射10颗。前苏联研制有“流星”号气象卫星(图19,前苏联发行)系列,至1981年7月,已发射31颗。我国于1988年9月至1999年5月已发射“风云”1号和2号气象卫星5颗。此外,欧空局、日本、印度等国均发射有气象卫星。

    测地卫星是专用于大地测量的人造卫星。它用于测定地面点位目标、地球形体和地球引力场参数,属卫星测地系统的空间部份。世界上第一颗专用测地卫星是美国于1962年10月发射的“安娜”1B号。前苏联的测地卫星是混编在“宇宙”号卫星系列中。法国于1967年2月15日发射“王冠”(D—1)号测地卫星(图20,法国发行)。

    地球资源卫星是勘测和研究地球自然资源的人造卫星,属空间勘测地球资源系统的空间部份。地球资源卫星分为陆地资源卫星和海洋资源卫星。世界上第一颗陆地资源卫星是美国于1972年7月23日发射的“陆地卫星”1号(图21,泰国发行)。1978年美国又发射了第一颗海洋资源卫星“海洋卫星”1号。我国于1999年10月14日发射了一颗中巴(巴西)联合研制的“资源”1号陆地资源卫星。

    导航卫星是为地面、海洋、空中和空间用户导航定位的人造卫星,导航卫星属于卫星导航系统的空间部分。世界上第一颗实用导航卫星是美国于1963年12月发射的“子午仪”5B—2号导航卫星。美国还于1978年2月22日发射“导航星”1号(图22,西斯凯发行)作为“导航星”全球定位系统的第一颗,至1980年4月共发射6颗。