居高临下的人造卫星

1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星，拉开了航天时代的序幕。1961年4月22日，第一位宇航员，前苏联的加加林乘坐“东方—1”宇宙飞船，离开地球，用108分钟遨游太空一圈，开创了人类进入太空的新时代。1969年，人类登上月球，实现了多年的梦想。我国也在1970年4月24日发射了我国第一颗人造地球卫星“东方红—1号”。如今，太空中已有许许多多的人造卫星、探测器等航天器，各自执行着不同的任务，忠实地为人类服务。太空不再寂寞，月亮不再孤独。人类依靠航天技术了解到许多新知识，也实现了许多原来想做而做不到的事情。

例如，在研究地球周围环境方面，利用人造卫星探测，发现了地球的“辐射带”和“磁层”。在这以前，人们一直以为地球磁场和一个磁棒磁场相似，磁力线以南北磁极连线为轴对称分布，逐渐消失在星际空间。卫星探测结果使人们发现情况并非如此。原来，太阳连续不断地放射的强大粒子流——太阳风，把地球磁场压缩在一个固定的区域内，这个区域叫磁层。磁层像一个头朝太阳的蛋形物，它的外壳叫磁层顶。地球的磁力线被压在壳内。朝向太阳的一面，壳是圆圆的、封闭的；背向太阳的一面，壳拉长了，尾端被打开，磁力线和壳中其他带电粒子一起流出来，延伸到100～200万千米以外。在离地球表面600～60，000千米的空间范围内，地磁场“捕获”住大量来自太阳和星际空间的高能粒子，形成两个“捕获区”，这就是内外辐射带。辐射带中主要是高速运动的电子和质子。内辐射带是美国人范艾伦首先发现的，所以也叫范艾伦辐射带。地球的许多物理现象，如极光，磁暴和气辉等都与辐射带有密切关系。

人造地球卫星还广泛应用于为人类服务的各个领域。它飞得高，居高临下，视野开阔；飞得快，一个半小时就绕地球一圈；运行时间长，能连续工作几周、几个月、甚至几年；不受国界、领空限制，进出自由，畅通无阻。所以，在通信、气象、地球资源勘察等方面为人类做出了巨大贡献。为我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星。

在通信卫星出现以前，远距离通信主要依靠短波无线电、海底电缆和地面微波中继站等方式进行。这几种方式固然解决了不少问题，但由于地形、成本或太阳耀斑爆发的干扰等原因，各自受到很多的限制。通信卫星的出现，根本改革了通信技术，可以在广大区域的上空实现耗资少、容量大、稳定可靠的通信。有了通信卫星，地球上的人们可以不受时间、地点的限制，随时打电话、发传真，跨洋传输数据。全世界的人都可以坐在自己家里与美国人同时欣赏奥运100周年时在亚特兰大举行的盛大庆典。同时，通信卫星还开辟了“宇宙医学”的新纪元。在两个城市都建立了卫星收发地面站后，就可以通过卫星电视进行疑难病症的会诊和讨论，播放临床典型手术示范，发送心电图、脑电图等资料，进行迅速、准确、高水平的国际通信医疗。

气象卫星的发展有一段曲折的过程。因为天气变化发生在较低的大气层内，卫星轨道高度远远超过天气变化的实际区域，所以科学家们不相信卫星能拍摄到详细的云图，也不相信卫星能探测出瞬息万变的天气。然而，试一试的想法还是驱使人们发射了气象卫星。开头几次虽然失败了，但不懈的努力终于获得了成功，开创了卫星气象学。这就是利用气象卫星云图及各种资料来分析天气变化，并准确地预报天气。现在地球上空已有几十颗气象卫星在工作。它们不仅能提供日常天气预报需要的云图和资料，还为农业、交通、航空和海运、建筑、食品等工业提供重要情报。气象卫星在追踪、预报飓风方面成绩巨大，拯救了成千上万人的生命。目前，气象卫星还在人工造雨、破坏飓风、改变天气等实验中冲锋陷阵。或许有一天，人类的技术水平大大进步，在气象卫星的帮助下，不仅能预报天气，还能控制天气甚至改变天气。

另外，观测和勘察地球也是人造卫星的拿手好戏。这类卫星一般称为地球资源卫星。地球资源卫星利用的主要是20世纪60年代发展起来的航天遥感技术，特别是多光谱遥感技术。世界上任何物体，只要温度高于绝对零度，也就是在零下273摄氏度以上，就会辐射和反射可见光、红外线、紫外线、微波等各种波长的电磁波。物体特性不同，辐射和反射的电磁波也不一样。例如沙漠和海洋、海洋中的深水和浅水、不同的农作物、同一农作物中的健康区和染病区等，辐射和反射的电磁波都不同。利用这个特性，拍摄不同的多光谱图象，就可以辨别和分析不同的资源和环境情况。现在利用地球资源卫星可以寻找黄金、铁矿、石油及各种稀有金属矿藏，其勘测能力和“罗盘加锤子”的人工找矿时代已不可同日而语。此外，地球资源卫星还能找到人类赖以生存的淡水、可耕地、海中鱼群及其他各种资源，甚至能辨别出路边停放的汽车和森林中的伐木工人。利用资源卫星可以绘制出地球资源、植被、冰雪覆盖、人群分布等情况的精确地图，帮助人类更好地了解地球、开发地球。

卫星除了用于为社会生产、生活服务外，还常常用于军事目的。现在军用卫星品种繁多，性能先进，常用的有侦察卫星、照像卫星、导弹预警卫星、军用通信卫星、军用导航卫星、测地卫星和各种卫星式武器。除了卫星外，各国军事科学家们还在积极研制航天飞机、载人飞船和各种航天站。航天飞机是目前研究的重点，它既不同于飞机，又不同于火箭，而是兼有二者的优点。它既能像火箭一样垂直起飞，不依靠空气而飞行，又能在进入大气后做一定的机动飞行，水平着陆，而且可以重复使用，不像火箭只能用一次，因此航天飞机既方便又经济。

各种军事卫星和航天兵器的研制使人们预想到未来，如果发生全球规模的战争，很大程度上会是一场太空大战。所以各军事大国都不惜付出巨大代价，加紧发展此类武器，作为争霸世界的工具。然而，爱好和平的人们却殷切地希望，这样的太空大战不要发生，科学技术应该用于造福人类，而不是毁灭人类。