第12讲军事航天技术

军用航天技术定义：探索、开发和利用太空以及地球以外的天体的综合性工程技术称为航天技术或空间技术。以航天运载器技术、航天器技术、航天器测控技术三大技术为基础。苏联：“东方号”，“上升号”，“联盟号”，“质子号”，“天顶号”，“能源号”。美国：“雷神”系列，“宇宙”系列，“大力神”系列，“土星号”系列。欧洲空间局：“阿里安”系列。日本：Ｈ系列，Ｍ系列。中国：“长征”系列。航天器的军事应用分类：１．卫星系统２．天基或部分天基武器３．载人航天器军用航天技术军用航天技术航天器的发展1．人造卫星2．卫星式飞船3．载人宇宙飞船4．空间站5．轻卫星特点：重量轻、体积小、成本低、研制周期短。分类：①超轻卫星：100~500千克②微卫星：10~100千克③纤卫星：10千克以下一、军用卫星：指专门用于各种军事目的的人造地球卫星的统称。按用途分：１．侦察卫星２．军事通信卫星美：DSCS-3军事通信卫星、舰队通信卫星、国防通信卫星３．军事导航卫星－－是为航天、航空、航海、巡航导弹和洲际导弹等提供导航信号与数据的卫星。美：导航星全球定位系统（ＧＰＳ）俄：环球导航卫星系统（ＧＬＯＮＡＳＳ）美俄：GLONASS/GPS共用接收机欧洲：“迦利略”导航系统４．测地卫星－－是用来测定地球的形状和大小、地球重力场的分布、地面的城市、村庄和军事目标地理位置的卫星。５．气象卫星－－是从空间获取军事气象情况的重要手段。中国：“风云一号”、“风云二号”美国：“泰罗斯N/诺阿”卫星军用航天技术二、天基武器系统主要指攻击敌方航天器用的卫星及卫星平台，如反卫星卫星、反卫星及反弹道导弹动能武器平台和定向能武器平台等。军用航天技术１．载人飞船：前苏联“东方号”飞船、“上升号”飞船、“联盟号”飞船。美国“阿波罗”飞船。中国“神舟三号”飞船、神舟五号飞船。三、军用载人航天器３．航天飞机美国航天飞机、苏联“暴风雪号”航天飞机。２．空间站前苏联7个“礼炮号”空间站、1个“和平号”空间站。美国“天空实验室”空间站、阿尔法国际空间站。４．空天飞机军事航天技术可能的对抗措施１．被动对抗措施指利用伪装、隐形技术手段或一些战术措施所进行的对抗。２．主动对抗措施指直接摧毁军用航天器或使之失效。军用航天技术返回返回返回返回返回返回返回返回“Ariane-2”火箭、“Ariane-3”火箭“Ariane-1”火箭“Ariane-4”火箭“Ariane-5”火箭返回“H系列”火箭“M系列”火箭返回长征1号长征2号长征3号长征4号返回美国大鸟侦察卫星美国预警卫星悉尼奥运会主会场IKONOS卫星从677公里高空拍摄的九月十五日举行2000年奥运会开幕式的澳大利亚悉尼奥运会主会场。照片中主运动场、圆顶、网球场与棒球场等均清晰可見。美丽的悉尼湾IKONOS是第一枚解析度达一公尺的商业卫星，于1999年九月二十四日发射，进行太空影像航拍、测绘等工作。被毁坏前的曼哈顿的照片分辨率为1米的纽约曼哈顿的卫星照片世贸中心倒塌的照片曼哈顿世贸中心的废墟五角大楼被破坏前照片五角大楼被破坏的照片美拍中国空军福建红旗防空导弹阵地卫星照片解析度达一公尺的卫星空照图，摄于一九九九年，可以判读出防空飞弹阵地中心地区为其射控雷达，圆周上有六具单枚飞弹发射架。印度在孟加拉湾北部海岸巴拉迪布港附近的一个小岛上移动导弹发射试验平台上海芜湖返回返回返回返回返回GLONASS导航卫星GLONASS导航卫星星座返回GLONASS-GPS共用接收机返回测地卫星可以配备其他专用设备进行地球资源的勘察，成为地球资源卫星，分为陆地资源卫星和海洋资源卫星。法国地球观测卫星中巴资源卫星返回军用航天技术军用航天技术返回返回返回返回东方号宇宙飞船东方1号宇宙飞船，它由乘员舱和设备舱及末级火箭组成，总重6.17吨，长7.35米。乘员舱呈球形，直径2.3米，重2.4吨，外侧覆盖有耐高温材料，能承受再入大气层时因摩擦产生的摄氏5000℃左右的高温。乘员舱只能载一人，有三个舱口，一个是宇航员出入舱口，另一个是与设备舱连接的舱口，再一个是返回时乘降落伞的舱口，宇航员可通过舷窗观察或拍摄舱外情景。宇航员的座椅装有弹射装置，在发生意外事故时可紧急弹出脱险。同时在飞船下降到距离地面7000米的地方，宇航员连同座椅一起弹出舱外，并张开降落伞下降，在达到4000米高度时，宇航员与座椅分离，只身乘降落伞返回地面。设备舱为顶锥圆筒形，长2.25米，重2.27吨，在飞船返回大气层之前，与乘员分离，弃留太空成为无用之物。东方1号宇宙飞船打开了人类通往太空的道路。返回上升号宇宙飞船上升号宇宙飞船重5.32吨，球形乘员舱直径与东方号飞船大体相同，改进之处是提高了舱体的密封性和可靠性。宇航员在座舱内可以不穿宇航服,返回时不再采用弹射方式,而是随乘员舱一起软着陆。上升1号载三名宇航员，在太空飞行24小时17分钟；上升2号载两名宇航员，在太空飞行26小时2分钟。返回联盟号宇宙飞船联盟号飞船由轨道舱、指令舱和设备舱三部分组成，总重量约6.5吨，全长约7米，宇航员在轨道舱中工作和生活；设备舱呈圆柱形，长2.3米，直径2.3米，重约2.6吨，装有遥测、通信、能源、温控等设备；指令舱呈钟形，底部直径3米,长约2.3米，重约2.8吨。飞船在返回大气层之前，将轨道舱和设备舱抛掉，指令舱装载着宇航员返回地面。从联盟10号飞船开始，前苏联的宇宙飞船转到与空间站对接载人飞行，把载人航天活动推向了更高的阶段。返回六十年代的美国载人航天活动中，最为辉煌的成就莫过于阿波罗载人登月飞行。早在六十年代初，美国宇航局提出了“阿波罗登月计划”。经过八年的艰苦努力，连续发射10艘不载人的阿波罗飞船之后，终于在1969年7月16日发射成功载人登月的阿波罗11号飞船。阿波罗飞船由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成，每次载三名宇航员，登月飞行结束后，返回地球的只有指令舱和三名宇航员。指令舱呈圆锥形，高3.23米，底面直径3.1米，像一辆旅行汽车大小，发射重量约5.9吨，返回地面时要丢弃辅助降落伞等物，这时重量只有5.3吨。服务舱附在指令舱的下端，呈圆筒形，直径3.9米，高7.37米，舱重5.2吨，装上燃料和设备后重25吨。登月舱接于服务舱下面第三级火箭顶部的金属罩内，它分为下降段和上升段两部分，总长6.79米，四只底脚延伸时直径为9.45米，重4.1吨，如果包括燃料则重14.7吨。下降段还装有考察月面的科学仪器，当上升段飞离月面时，下降段起发射架作用。在载人登月的探索过程中,阿波罗1号至10号进行了多次不载人、载人的近地轨道飞行试验或登月预演。1969年7月16日，“阿波罗－11”号飞船经过长途跋涉，进入月球轨道，人类首次登月行动开始了。船长阿姆斯特朗首先走上舱门平台，面对陌生的月球世界凝视几分钟后，挪动右脚，一步三停地爬下扶梯。5米高的9级台阶，他整整花了3分钟！随后，他的左脚小心翼翼地触及月面，而右脚仍然停留在台阶上。当他发现左脚陷入月面很少时，才鼓起勇气将右脚踏上月面。这时的阿姆斯特朗感慨万千：“对一个人来说这是一小步，但对人类来说却是一个飞跃！”18分钟后，宇航员奥尔德林也踏上月面，他俩穿着宇航服在月面上幽灵似的“游动”、跳跃，拍摄月面景色、收集月岩和月壤、安装仪器、进行实验和向地面控制中心发回探测信息。活动结束后，阿姆斯特朗和奥尔德林乘上登月舱飞离月面，升入月球轨道，与由科林斯驾驶的、在月球轨道上等候的指挥舱会合对接。3名宇航员共乘指挥舱返回地球，在太平洋溅落。整个飞行历时8天3小时18分钟，在月面停留21小时18分钟。时间虽然短暂，却是一次历史性的壮举。下一页首次登月的三名宇航员返回从1969年至1972年底，美国共发射了七艘载人飞船进行登月飞行。其中1970年4月11日发射的阿波罗13号飞船，途中由于服务舱氧气箱爆炸遇险，宇航员依靠登月舱的动力装置，并借助绕月飞行的助力，于17日平安返回地球，三名宇航员安然无恙。这次登月飞行被认为是一次成功的失败。其他六艘阿波罗号飞船，乘载18名宇航员参加登月活动，共有12名宇航员登上月球，在月面开展了一系列实地考察工作。包括采集月球土壤和岩石标本，在月面建立核动力科学站，驾驶月球车试验等。他们在月面共停留了302小时20分钟，行程90.6公里，带回381千克月球土壤和岩石样品，实地拍摄了月面照片，初步揭开了月球的真实面貌。宇航员在月球上行走道联合体，每艘飞船各载三名宇船员，共在空间站上停留26天。礼炮1号完成使命后于同年10月11日在太平洋上空坠毁。前五座礼炮号空间站只有一个对接口，只能与一艘飞船对接飞行。因站上携带的食品、氧、燃料等储备有限，空间站的飞行寿命都不长。经过改进的礼炮6号和7号空间站，增加了一个对接口，除接待联盟号载人飞船外，还可与进步号货运飞船对接，用以补给各种生活必需品。礼炮6号空间站在太空飞行近五年，共接待18艘联盟号和联盟T号载人飞船。有16批33名宇航员到站上工作，累计载人飞行176天。其中1980年宇航员波波夫和柳明创造了在空间站飞行185天的纪录。礼炮7号空间站进入轨道飞行之后，接待了联盟T号飞船的11批28名宇航员，其中包括第一位进行太空行走的女宇航员萨维茨卡娅。1984年，宇航员基齐姆维约夫和阿季科夫在空间站创造了237天的飞行纪录。礼炮7号空间站载人飞行累计达800多天，直到1986年8月才停止载人飞行。礼炮号空间站1971年4月19日，前苏联发射了第一座空间站－－礼炮1号。该站由轨道舱、服务舱和对接舱组成，呈不规则的圆柱形，总长约12.5米，最大直径4米，总重约18.5吨。它在约200多公里高的轨道上运行，站上装有各种照像摄影设备和科学实验设备。礼炮1号空间站在太空运行六个月，相继与联盟10号、联盟11号飞船对接组成轨返回礼炮7号空间站和平号空间站和平号空间站已经飞行了11年,仍在轨道上进行载人航天活动。和平号是一阶梯形圆柱体,全长13.13米，最大直径4.2米，重21吨，预计寿命10年。它是由工作舱、过渡舱、非密封舱三个部分组成的，共有6个对接口。和平号作为一个基本舱，可与载人飞船、货运飞船、四个工艺专用舱组成一个大型轨道联合体，从而扩大了它的科学实验范围。四个专业舱都有生命保障系统和动力装置，可独立完成在太空机动飞行。这包括工艺生产实验舱、天体物理实验舱、生物学科研究舱和医药试制舱。这几个实验舱可根据任务需要更换设备，成为另一种新的实验舱。在空间站中，宇航员们进行了天体物理、生物医学、材料工艺试验和地球资源勘测等科学考察活动。和平号空间站不但接待了联盟T号和联盟TM号载人飞船，还先后与进步号、进步M号货运飞船对接组成轨道联合体。最大的轨道联合体全长达35米，总重70吨，俨然像一座太空列车，绕地球轨道不停地飞驰。1987年12月29日，宇航员罗曼年科返回地面时，已经在和平号上生活了326个昼夜。1988年12月21日从和平号归来的两名宇航员，季托夫和马纳罗夫，创造了太空飞行整整一年的新纪录。下一页2001年3月23日，俄罗斯“和平”号空间站从太空坠落地球，残骸溅落在太平洋中。“和平”号空间站1987年正式建成并投入使用，15年来接待过十几个国家数十位科学家，取得了一大批空间科研成果。“和平”号的设计工作寿命只有5年，早已超期服役，也不断发生事故，俄罗斯最终决定放弃“和平”号。图为3月23日“和平”号坠毁后，位于莫斯科附件卫星城科罗寥夫的控制中心内已经没有几个工作人员，屏幕上显示着和平号图片，右下角标注着其发射和坠毁日期。返回上一页美国天空实验室美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站，它运行于435公里高的近圆形空间轨道，天空实验室全长36米，最大直径6.7米，重77.5吨，由轨道舱、过渡舱以及对接舱组成，可提供360立方米的工作场所。1973年5月25日、7月28日和11月16日，阿波罗号飞船先后把三批宇航员送上空间站工作，进行了生物医学、空间物理、天文观测、资源勘探和工艺技术等试验，拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片，研究了人在空间活动中的各种现象。1974年2月第三批宇航员离开太空返回地面后，由于天空实验室轨道不断降