人造卫星是指环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器。它基本上是按照天体力学规律绕地球运动,但由于在不同的轨道上受非球形地球引力场、大气阻力、太阳引力、月球引力以及光压的影响,实际运动情况相当复杂。而且,人造卫星不仅发射数量最多、用途最广,它还是发展最为迅速的航天器。
▲“天卫”1号卫星
空间站是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨,组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道,在太空组装而成。空间站可以达到数月或数年的飞行时间,由此保证了太空科研工作的连续性和深入性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有着极为重要的作用。
▲“和平”号空间站
飞船又称宇宙飞船,是一次性使用的航天器(随着科学发展,现在可以多次往返使用)。它能基本保证航天员在太空短期生活并进行一定的工作。其运行时间一般是几天到半个月,一般乘载2~3名航天员。虽然宇宙飞船是最简单的一种载人航天器,但还是比无人航天器(如卫星等)复杂得多。麻雀虽小,五脏俱全。宇宙飞船与返回式卫星有相似之处,因为要载人,所以增加了许多特设系统,以满足航天员在太空工作和生活的多种需要。例如,用于空气更新、废水处理和再生、通风、温度及湿度控制等的系统。
▲“猎户座”飞船
运载火箭指的是将各种航天器推向太空的载具。它一般分为2~4级,用于把人造地球卫星、载人飞船、空间站或行星际探测器等送入预定轨道。末级有仪器舱,内装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。
常用的运载火箭按其所用的推进剂来划分,可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。若按级数来划分,可分为单级火箭、多级火箭,其中的多级火箭按级与级之间的连接形式来划分,可分为串联型、并联型、串并联混合型三种。
▲“大力神”2号运载火箭
航天飞机是一种有人驾驶的、能够重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。它不仅能像运载火箭那样把人造卫星等航天器送入太空,也可像载人飞船那样在轨道上运行,还能像滑翔机那样在大气层中滑翔着陆。
迄今为止只有美国与苏联制造出了能进入近地轨道的航天飞机,并进行过实际成功发射和回收,而美国是唯一曾以航天飞机成功进行载人任务的国家。由于人类开始将太空探索的目光投向火星,所以服务于近地轨道的航天飞机已经没有太大的用处了。但此技术继续被用于猎户座计划、太空发射系统、空天飞机、宇宙飞船等。
▲“挑战者”号航天飞机在发射台
航天探测器又称空间探测器、深空探测器或宇宙探测器。航天探测器是在人造地球卫星技术的基础上发展起来的,但与人造地球卫星比较,技术上有一些显著特点。例如,在空间进行长期飞行,地面不能进行实时遥控,所以必须具备自主导航能力;向太阳系外行星飞行,远离太阳,不可以采用太阳能电池阵,必须采用核能源系统;承受十分严酷的空间环境条件,需要采用特殊防护结构;在月球或行星表面着陆或行走,需要一些特殊形式的结构。
▲“先驱者”10号探测器