什么是空间技术，空间技术的意义何在
空间技术亦称航天技术，它是探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术，同样也是高度综合的现代科学技术。空间技术以基础科学和技术科学为基础，包括力学、热力学、材料学、医学、电子技术、自动控制、喷气推进以及计算机、真空技术和制造工艺等20世纪许多科学技术的新成就，空间技术的进步发挥了重要作用。这些科学技术在空间技术中相互交叉和渗透，从而使空间技术成为一个完整的体系。
空间技术必须有航天器。它包括：航天器、航天运输系统、航天器发射场、航天测控的数据采集网、用户设备(系统)和其他一些保障设施。人们一般把在地球大气层以外的宇宙空间按照天体力学规律运行的飞行器称作空间飞行器(或航天器)，如人造地球卫星、载人飞船、空间站、航天飞机等。
空间技术离不开运载器。要使航天器克服地球引力和空气阻力冲出地球大气层，必须有足够的速度，这就要有能够提供巨大能量的动力装置，即运载火箭。火箭是一种带有燃料和氧化剂的飞行工具，燃料和氧化剂在火箭发动机燃烧过程中产生的高速气体，推动火箭飞行。现代火箭发动机的工作时间一般只有几分钟，往往采用多级火箭以取得高速度。目前，除航天飞机一身兼有航天器与运载器双重功能外，余者皆为多级火箭。
空间技术还必须有地面测控系统。航天器飞行，必须由地面对其进行跟踪、遥测、遥控，以保持同地面的密切联系。测控系统由装有完备的高级电子设备和分布在全球各地的台、站、船等组成，是航天技术中的重要组成部分。
空间技术的应用原理是什么
宇宙速度。地球存在万有引力，要飞向太空必须克服地球引力。地球引力在距其160千米高处减少1％，2 700千米处减少一半。太空飞行器只有达到79千米／秒，即第一宇宙速度时，才能挣脱地球引力束缚而不掉回地面，成为地球的卫星；达到112千米／秒，即第二宇宙速度时，才能像地球、金星、木星、火星等天体一样，成为太阳的一颗新行星；达到167千米／秒，即第三宇宙速度时，即可飞离太阳系，遨游浩瀚无垠的太空。
太空轨道。通常把离地面100～200千米以外的空间叫做外层空间，而把发射到外层空间轨道上的飞行器称作航天器。人造卫星、宇宙飞船等航天器被发射到外层空间后即按照预先设计好的各自轨道有规律地运行。航天器在空间运行的路线轨迹叫轨道；运行轨道平面与地球赤道平面相交的夹角叫轨道倾角；沿轨道运行一周的时间叫周期，离地面几百千米的近地卫星的运行周期一般在90分钟左右。
由于各种航天器用途不同，所采用的轨道也不同。广播、通信和气象卫星一般采用“地球同步轨道”，即运行轨道面与赤道面重合。当轨道高度达到35 860千米时，卫星运转周期同地球自转一周即一天的时间相同，卫星与地球“同步”旋转。这种地球同步轨道卫星叫做“同步卫星”或“静止卫星”；侦察卫星、地球资源卫星则往往采用“太阳同步轨道”，即运行轨道平面与地球赤道平面的夹角大于90°，卫星轨道高度从几百千米到上千千米，其轨道平面与太阳—地球连线的夹角保持不变，卫星一昼夜可绕地球运行15圈左右。当它飞临地球同一地区上空时，该地区的光照条件总是一样的，这有利于侦察和勘探。其他一些科学卫星常用的是其夹角在0°～90°之间的高度不同的椭圆形轨道。
空间技术有什么重要意义
空间技术使人类活动步入“第四环境”。随着科学技术的进步，人类的活动范围不断扩展，从陆地到海洋，从海洋到大气层，又从大气层到外层空间。而人类活动范围的每一次扩展，都极大地增强了人们认识和改造自然的能力，促进了生产的发展和社会的进步。
陆地为地球表面未被海水浸没的部分；海洋为地球表面广大连续海水水体；大气层指地表以外包围地球的气体。由于包围地球的大气在距地表数千千米的高度上仍有极少量存在，这就给大气层和外层空间的界定带来困难。目前，人们通常把距地表120千米以下的大气层称作稠密大气层；把距地表120千米以上的空间称作外层空间。在1981年召开的国际宇航联合会第32届大会上，陆地、海洋、大气层和外层空间分别被称之为人类的第一、第二、第三(亦称大气环境)和第四环境。人类进入外层空间即“第四环境”，并开始适应、研究、认识、开发和利用它，这无疑是人类文明史上的一次伟大飞跃，其意义之重大、影响之深远，不论怎样评价都不会过分。在人类新进入的“第四环境”中，可供开发利用的空间资源极为丰富：航天器相对于地面的高位置资源、高真空和高洁净环境资源、航天器微重力环境资源、太阳能资源以及月球及其他行星资源等，不一而足。例如，外层空间宁静、失重、高真空、超低温和强辐射的优越条件，可供人类均匀地熔融不同比重的金属，炼制成分分布极均匀的合金，生产超纯度的晶体，而且成品率高，速度快；可以制造泡沫钢，它和普通钢一样坚硬，又能像塑料泡沫一样浮在水面上；还可以制造高纯度的光学纤维、理想的球形滚珠、细如蚕丝的金属丝、薄如蝉翼的金属膜，以及在地面上难以制取的许多贵重药物，等等。
空间技术使通信广播事业空前改观。地面远距离通信、短波无线电通信易受干扰；电缆载波通信成本过高；地面微波中继通信，因为需设立众多的微波中继站，耗资巨大。而通信卫星的问世则使上述问题迎刃而解。目前，通信卫星已承担了约有2／3的洲际通信业务，在一些通信事业发达的国家，借助通信卫星，人们足不出户便能随时收看国际新闻，给远隔重洋的亲友打电话，医生也能给在万里之外的病人会诊，等等。
空间技术为工农业、交通运输业等提供了发展的新手段和保障。气象卫星的发射大大提高了气象预报的及时性、准确性和长期预报的可靠性，从而为农、林、牧、渔的生产和航空航海活动提供了安全保障。利用空间技术进行“航天育种”，使经过“天上”处理回到地上种植的农作物种子不仅变异频率高，幅度大，变异的性状可以遗传，而且变异容易稳定，一般在2~3代以后就不会再蜕变，而从为加快优质、高产农作物新品种培育开辟了崭新的途径。浙江农学院太空育种研究室应用经过空间诱变的种子，仅用3年时间便选育出晚稻新品种“航育1号”，它穗大粒多，籽粒饱满，精米率高，适口性强，与原品种相比，生长期缩短约15天，株高降低14厘米。该品系的单株理论产量从224克增加到328克，亩产由原来的400千克提高到600千克左右，增产幅度达到40％以上。总之，空间技术是造福于人类子孙万代的宏伟事业。空间技术的发展必将对人类未来的经济发展和社会的进步产生深远而巨大的影响。
空间技术取得了哪些辉煌成就
1957年前苏联第一颗人造地球卫星的成功发射，标志着人类宇宙航行新纪元的到来。之后，美国于1958年、法国于1965年、日本和中国于1970年先后发射了自己的第一颗人造卫星。至今，世界各国先后发射各种航天飞行器共4 000多次，共4 000多个。其中，俄罗斯、美国占大多数，欧盟、中国、日本、印度、加拿大等也都具有一定规模，航天技术取得了辉煌成就。
人造地球卫星。所谓人造地球卫星，是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，简称为人造卫星或卫星，包括通信及广播卫星、对地观测卫星和导航定向卫星等。由于人造卫星都是用于开发相对于地面的高位置空间资源的航天器，所以又称作应用卫星。应用卫星直接服务于国民经济、军事、文化、教育，是当今世界上发射最多、应用最广泛的航天器。据统计，目前世界各国发射成功的卫星达4 000多个，占发射航天器总数的90％多。这些应用卫星被广泛应用于科学实验、考察、通信、气象、导航、地球资源勘测、军事侦察、海洋监视、早期预警、数据中继、军用测地等领域，其工作寿命一般为1~2年。目前经常保持在轨道上运行的200颗左右，最多时不超过400颗。
载人航天。是指人类驾驭和乘坐载人飞船、空间站和航天飞机等载人航天器，在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。它是航天技术发展的一个新阶段。自1961年4月12日前苏联发射世界第一艘载人飞船“东方”1号至今，全世界已发射近百艘载人飞船，150艘左右的无人飞船。载人航天系统由载人航天器、运载器、航天器发射场和回收设施以及航天测控网等组成，有时还包括其他地面保障系统，如航天员训练设施、地面模拟装置等。实现载人航天需攻克以下难关：要有高度可靠而推力足够大的运载工具；掌握关于空间飞行环境的足够信息，从而对人体所能承受的极限环境条件作出准确的判断；能确保航天员生活、工作和安全飞行的生命保障系统；确保地面人员与航天员之间可靠而不间断的通信联系；以及掌握航天器再入大气层和安全返回的技术等。载人航天器主要有宇宙飞船、空间站和航天飞机等三种类型。
空间探测器。人类要离开地球，到新的天体去开拓，理应先从月球开始，进而是太阳系的各个行星和卫星，最后是飞离太阳系，深入到遥远的恒星际空间进行探测，因此必须有空间探测器。月球作为地球的天然卫星，是人类空间探测的第一个目标。从1959年开始，美国和前苏联开始发射探测器对月球进行探测，至今已发射63个探测器和登月载人飞船。与此同时，人类一直对火星上是否存在生命抱有很大希望，自1962年以来，美国和前苏联共发射5颗火星探测器，拍摄了大量火星照片，并在火星表面软着陆，在着陆点周围未发现地球类型的生命。美国和前苏联发射的金星探测器在金星表面分别软着陆和硬着陆，发现金星表面气温始终处于450℃左右，而大气压力则为地球表面的20～40倍，同样不适于生命物质的生存。此外，美国和前苏联还分别对土星、木星、水星和天王星等进行了详细探测。美国还发射了“航海者”1号和2号探测器，以探索太阳系的边界，其中2号探测器已于1989年与海王星相遇。
卫星如何发射和回收
卫星的发射。卫星从开始发射到入轨，一般要经历三个阶段：一是在强大的第一级火箭发动机推动下启动，穿越大气层，不断增加速度，第一级发动机在预定时间熄火，分离脱落，同时第二级火箭发动机点火，继续加速。这是“加速段”。二是“惯性段”。第二级火箭发动机在预定时间烧完分离脱落后，火箭依靠惯性力量继续向前滑行，飞行方向逐渐与地球表面平行，一直飞到与卫星预定轨道相切的位置时，第三级火箭发动机按程序控制指令开始点火。三是第三级火箭点火后，使卫星达到进入轨道所需要的速度及预定方向，在预定位置将卫星弹出，进入预定轨道，整个发射过程结束。
卫星的回收。卫星(亦包括飞船等其他航天器)在太空完成预定任务后，要返回地球表面，这就是卫星的“回收”。它通常指回收卫星的回收舱。与卫星发射相反，卫星回收是一个减速和下降的过程。为了使卫星的回收舱返回地面，就要使它脱离原运行轨道，并使它的速度和高度逐渐降低，在接近地面时达到每秒仅几十米、甚至几米的速度。回收过程，一般可以分为“离轨段”、“大气层外自由下降段”、“再入段”和“着陆段”。解决回收过程中的控制、跟踪、减速和防热等技术问题，难度很高，是一个国家卫星制导系统精度高、材料加工工艺强的能力的重要标志，目前世界上仅有中国、美国、俄罗斯等少数国家拥有回收卫星的能力。
卫星有哪些种类
卫星的种类包括：
通信卫星。卫星通信是电子技术与航天技术相结合的产物。它不受地形、地貌的限制，无论山区、草原、沙漠、海洋、边远地区和内陆，利用通信卫星作为中继站，便可实现地球上各点之间的通信，如电话、电视、电报、传真和数据传输等。卫星通信在人类生活中应用最广泛、作用最直接，因而发展也最迅速。通信卫星目前多采用地球同步轨道，称作“同步卫星”。从地面看去，似乎总是停在天空某一个位置上，所以亦叫“静止卫星”。这种通信卫星发出的无线电波可以覆盖地球表面的1／3，因此，只要在赤道上空的同步轨道上等距离地分布三颗通信卫星，即可覆盖全球，实现全球范围的通信。通信卫星系统由空间部分和地球部分组成，空间部分包括通信卫星和管理、控制卫星的地面卫星测控站；地球部分指卫星通信地球站，包括固定的和可移动的。其工作原理是：从地面站A发出无线电信号；通信卫星接收信号后加以放大，变频后转发回另一地面接收站B；该地面站将接收到的信号再次放大、取出。卫星通信的实质是把地面微波中继站搬到了赤道的上空，无线电波由地面站A发出，经过通信卫星放大、变频后，再传给地面接收站B从而沟通A、B两地之间的通信。由于通信卫星具有覆盖范围广、通信质量好、通信量大等优点，因此目前全世界2／3以上的国际电话业务和全部洲际电视转播业务均由通信卫星承担。卫星通信可提供100多种不同的业务服务，除电话、电报、传真、数据传输、电视广播、远距离教育、无线电广播和海上移动通信外，还可提供电视电话会议、数据广播、远程医疗、应急救灾以及银行汇兑、电子文件分发、报刊印刷、电子邮政、资料检索和传送、计算机网络业务服务。通信卫星给人类带来巨大的经济效益和社会效益。
