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载火箭全长 18．7 米，直径 1．4 米，起飞重量约 18 吨，是在探空火箭基础上
研制而成的三级运载火箭。
第四个进入太空的国家是日本。日本的航天计划始于 60 年代中期，几经
周折之后，终于在 1970 年 2 月 11 成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。
“大隅”号卫星是在日本的鹿尔岛靶场发射成功的，卫星与末级火箭共重 23
公斤，而自身仅重 9．4 公斤。外观为环形，高 0．45 米，卫星轨道的近地点为
339 公里，远地点为 5138 公里，轨道倾角为 31 度，是由日本自行研制的“兰
达”4S 四级固体运载火箭发射的。起飞重量约 10 吨，起飞推力 617 牛。
中国是第五个独立自主发射卫星的国家。1970 年 4 月 24 日，中国在西
北部的酒泉卫星发射场用自己研制的“长征” 1 号运载火箭把“东方红”1
号卫星送入太空。“东方红”1 号卫星是一个直径为 1 米的球形多面体，重
173 公斤，比苏、美、法、日的第一颗人造卫星的总重量还重。卫星上面装
有 4 根 3 米长的鞭形天线，壳体外蒙皮由铝合金制成，内分主仪器舱和辅舱。
舱内装有播送《东方红》乐曲的乐音发生器和遥测、跟踪、能源等系统的仪
器。卫星绕轴线稳定旋转。卫星轨道的近地点为 439 公里，远地点为 2388
公里，轨道倾角为 68．5 度。卫星绕地球一周需 114 分钟，在运行过程中不断
向全世界播送《东方红》乐曲。
人造卫星的大家庭
随着航天事业的发展，人造卫星已成为一个种类繁多、用途广泛的大家
庭。
通信卫星 通信卫星被发射到赤道上空 35860 公里的高度，进入轨道
后，以 11070 公里／小时的速度绕地球旋转，绕地球一周为 24 小时。由于卫
星运行速度和地球自转速度相当，所以看起来仿佛是悬在赤道上空的一点上
静止不动的，因此又叫做对地静止卫星。1958 年美国成功地发射了第一颗试
验通信卫星，1965 年 4 月 6 日，美国成功地发射了国际通信卫星Ⅰ号，从而
使通信卫星正式进入实用阶段。我国于 1984 年成功地发射了第一颗静止通信
卫星。通信卫星可以在大范围内迅速传播电视、电话、电报，传真图片等。
如果 3 颗通信卫星在赤道上空均等定位并互相联系，就能实现全球通信。
1965 年，一些国家的政府为了便于共同使用通信卫星组成了国际通信卫
星组织，我国于 1977 年正式加入该组织。
侦察卫星 侦察卫星素有空间秘密哨兵之称，自 60 年代出现以来，发展
很快，成为卫星家庭中为数最多的一类，约占卫星总数的 60％，它们主要用
来窃取军事情报。目前世界上的侦察卫星系统，主要包括拍摄对方地面战略
目标的照相侦察卫星，侦察对方雷达、军用电台部署和性能的电子侦察卫星，
监视舰艇活动的海洋监测卫星，以及核爆炸探测卫星、预警卫星等。
气象卫星 气象卫星起源于侦察卫星。在侦察卫星所拍摄的照片中，曾
经碰到目标上空有云层覆盖的情况，这种照片对侦察造成困难，而无意中竟
然给气象学家带来了宝贵的资料。
气象卫星专门进行气象观测。1960 年美国发射第一颗气象卫星至今，全
世界已发射了 100 多颗气象卫星。我国于 1988 年 9 月成功地发射了一颗气象
卫星“风云” 1 号。气象卫星运行于宇宙空间，从地球大气层外的不同高度
鸟瞰大地，监视台风、强暴风、暴雨等灾害性天气的变化，定量观测大气中
的温度、水气、云层、降水和海洋温度等，起着空间气象站的作用。
气象卫星的主要优点是不受地理条件的影响，可以取得人迹罕至的海
面、极地、高原、沙漠、森林等地区的宝贵的气象资料。
导航卫星 导航卫星是一种能够帮助海上舰船辨明航向的卫星。由于人
造卫星在轨道上作有规律的运动，它在空间的坐标可以随时标定出来，所以
可将导航卫星作为地面上任何一点进行周期性观测的信标，来确定舰船的位
置，实现全球导航。
美国的子午仪导航卫星系统，是美国海军为北极星导弹核潜艇在海洋航
行中导航定位而研制的。美国于 1959 年 9 月发射了第一颗子午仪导航卫星。
此后，世界各国发射了十几颗各种类型的导航卫星。
地球资源卫星 地球资源卫星是和人类生活联系最密切、在国民经济中
应用最广泛的实用型卫星之一。它是在军事侦察卫星和气象卫星的基础上发
展起来的，同时也应用了航空勘探的技术成果。它采用航空遥感技术，帮助
人们寻找地下的丰富矿藏，调查森林、水文、耕地种植和农作物生长等情况。
1972 年 7 月 25 日，美国发射了世界上第一颗地球资源卫星——“地球
资源技术卫星”1 号。
地球资源卫星勘测速度快，又不受地理位置条件的限制，视野广阔，能
周期性地提供动态变化资料，对资源的开发利用和国民经济的发展有重要的
作用。
测地卫星 测地卫星主要用于测定地面点坐标、地球形状和地球引力场
参数，作为地面观测设备的观测目标或定位基准，为洲际导弹的发射测定准
确的目标位置等。60 年代初，人们观测人造卫星的运动，推算出地球的扁率，
又利用卫星测定观测站坐标，计算地球重力场，取得重大成果。
美、苏、法等国曾先后发射了测地卫星。
科学探测卫星 科学探测卫星主要是对近地空间环境和太阳进行研
究，从而为各种应用卫星和军事卫星以及载人飞船等各种人造天体提供科学
数据。
科学探测卫星研究的内容有：地球磁场、地球辐射带、电离层、高层大
气、紫外和红外辐射等。这些科学资料对于各类人造天体的设计、研制和发
射都极为重要。
科学探测卫星的种类很多，数量很大。这些卫星按探测项目可划分为：
地球磁场测量卫星、红外测量卫星、高能辐射探测卫星、太阳辐射探测卫星
等。
宇宙飞船和飞机的混血儿——航天飞机
航天飞机是一种载人的太空飞行器。它的最突出优点在于可以反复使
用，因此是空间技术发展进程中的一个突破。它为人类探索宇宙、开发太空
领域提供了经济实用的工具，所以航天飞机的发明被称为人类通向宇宙之路
的又一块里程碑。
在航天飞机诞生之前，人类探索太空的工具，不论是人造卫星、登月飞
船，还是随后的太空实验室，都是通过发射一个又一个功率巨大的运载火箭
来把它们送上太空的。运载火箭是使卫星和飞船进入预定轨道运行的主要运
输工具。
研究、设计和制造这样的运载火箭需要耗费大量的人力、物力和财力，
这种代价高昂的运载火箭只能使用一次；每发射一次卫星或飞船都要重新制
造一个甚至几个运载火箭。1969 年，美国发射的第一次把人送上月球的“土
星” 5 号运载火箭和阿波罗登月飞船，起飞总重量为 2800 多吨，但除了约 5
吨重的登月指令舱外，全部器件只使用一次就丢弃在宇宙空间。像这样的发
射，每次要花费 1750 万美元。正因为如此，所以美国的“阿波罗计划”到
1972 年 12 月 19 日，“阿波罗”17 号宇宙飞船运载 3 名宇航员登月归来以后，
就此告一段落。
不过，有很多宇航方面的专家不肯罢休，他们始终认为探索宇宙，能为
人类带来无法估量的好处。所以，每年仍然有一人批人造卫星飞上天空。美
国宇航局的科学家还利用“阿波罗计划”中已造好而没有来得及利用的“土
星”5 号火箭，成功地发射了太空实验室。然而，由此也带来了麻烦：施放
到太空围绕地球运转的人造卫星并不能保证百分之百地投入使用，有时由于
装在它“肚子”里的仪器设备发生了意料不到的故障，导致整个卫星失效。
像这种局部损坏，只须稍加修理就能正常工作的人造卫星不是很少而是有不
少。它们不能发挥作用，只是绕着地球一圈又一圈地转，变成了太空的“流
浪汉”；如果碰巧撞上了正在正常飞行的人造卫星，还会引起一场爆炸，那
时它们就是十足的“闯祸坯”了。还有那种比人造卫星更复杂、高级、造价
更高的太空实验室，一旦它贮存的食物、氧气、实验物品花尽用完以后，无
法得到补充，结果也逃脱不了被丢弃的命运。它和失效的人造卫星一样，白
白占据了地球上空目前已经显得很“拥挤”的运转轨道的位置。
当然，也可以另外派一艘宇宙飞船到轨道上去给实验室送货上门；但这
样一来，问题义涉及到每次要动用一枚只能用一次、价值几千万美元的运载
火箭，花费太大了啊！
这种被动局面严重地阻碍了宇宙航行事业的蓬勃发展。因此，研究一种
可以重复使用的工具，以便大大降低宇宙航行的成本，就成了人们发展宇宙
航行事业的迫切需要。
对于这种未来的运载工具应该具备什么特点呢？各方面的专家为当时还
没有出生的“胎儿”勾勒了一副大致的“面貌”：
它必须可以重复使用、经久耐用，在完成了各项任务以后，能像普通飞
机一样飞回来在常规机场跑道上平稳降落。
它必须能携带各种各样的人员，包括没有受过专门飞行训练的普通人。
它必须有较宽大的货舱，可以容纳各种各样的物品，而随机的科学家只
须通过短距离的通道就能够进入货舱，进行各项理化实验。
它能随时改变自身的运行轨道，跟正在绕地球运转的各种人造卫星、太
空实验室靠拢甚至对接，从而对那些失效的人造卫星进行修理保养工作，为