衛(wèi)星

前言

世界上很難說有什么事情是絕對不可能的，因為昨天的夢想不僅是今天的希望，而且也是明天的現(xiàn)實。——羅伯特·哈金斯·戈達德“太空先鋒”是一套綜合性的科普讀物。它不僅向人們介紹了眾多科學(xué)原理和科技實踐活動，還向人們介紹了太空科技對現(xiàn)代人類社會的諸多影響。實際上，太空科學(xué)涵蓋了許多不同學(xué)科的科學(xué)探索。例如，它涉及利用火箭推進原理并使航天器進入外層空間的發(fā)射裝置；又如，它還涉及在太空中或在其他星球上執(zhí)行航天任務(wù)的各種航天器；此外，它還會涉及執(zhí)行一系列航天任務(wù)的航天器上所搭載的各種實驗設(shè)備和宇航員。人類正是通過這些設(shè)備和宇航員實現(xiàn)了各項航天目標。在太空時代，與火箭有關(guān)的航天技術(shù)不斷地幫助人類實現(xiàn)新的夢想。本系列叢書向人們介紹了與上述技術(shù)相關(guān)的人物、事件、發(fā)現(xiàn)、合作和重要實驗。同時，這些科普讀物還向讀者介紹了火箭推進系統(tǒng)是如何支持人類的太空探索和航天計劃的。這些計劃已經(jīng)改變了人類文明的發(fā)展軌跡。在未來的日子里，它們將繼續(xù)影響人類文明的發(fā)展軌跡。人類航天技術(shù)的發(fā)展史是與天文學(xué)的發(fā)展史和人類對航天飛行的興趣密不可分的。許多古代民族針對夜空里出現(xiàn)的奇異光線創(chuàng)作出流傳千古的神話傳說。例如，根據(jù)古希臘神話傳說中關(guān)于伊卡羅斯和代達羅斯編寫的故事：從前，有一位老人，他非常渴望擺脫地球引力的束縛，在天空中自由地飛翔。自從人類社會進入文明時代以來，巴比倫人、瑪雅人、中國人和埃及人都研究過天空并記載了太陽、月亮、可觀測的行星和“固定的”恒星的運動過程。任何短暫的天文現(xiàn)象，例如彗星的經(jīng)過、日食的出現(xiàn)或超新星的爆炸，都會在古代人類社會中引起人們的不安。人類的恐懼不僅僅是由于這些天文現(xiàn)象看上去十分可怕，而且是由于在當時這些天文現(xiàn)象既是無法預(yù)測的又是無法解釋的。古希臘人和他們的“地心說”理論對早期天文學(xué)理論和西方文明的出現(xiàn)都產(chǎn)生了重大的影響。在大約公元前4世紀的時候，古希臘的眾多哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家分別系統(tǒng)地闡述了“地心說”的宇宙理論。根據(jù)他們的理論，地球是宇宙的中心，其他的天體都在圍繞地球進行運行。在大約公元150年的時候，古希臘最后一位偉大的天文學(xué)家托勒密對“地心說”理論進行了加工潤色，從而形成了一套完整的思想體系。在接下來相當長的歷史時期內(nèi)，這一思想體系一直在西方社會擁有權(quán)威的地位。16世紀，尼古拉斯·哥白尼提出了“日心說”的理論，從而結(jié)束了“地心說”長期以來對人們思想的統(tǒng)治。17世紀，伽利略和約翰尼斯·開普勒利用天文觀測證明了“日心說”理論。同時，他們所進行的天文觀測也為科學(xué)革命的到來奠定了堅實的基礎(chǔ)。17世紀的晚些時候，艾薩克·牛頓爵士最終完成了這場科學(xué)革命。牛頓在著名的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中系統(tǒng)地總結(jié)了基本的物理學(xué)原理。利用這些原理，人們可以解釋眾多天體是如何在宇宙中進行運動的。在人類科學(xué)發(fā)展史上，牛頓的地位是他人無法超越的。18世紀和19世紀的科學(xué)發(fā)展為航天技術(shù)在20世紀中葉的出現(xiàn)打下了扎實的基礎(chǔ)。正如本系列叢書所講述的那樣，航天技術(shù)的出現(xiàn)從根本上改變了人類歷史的發(fā)展進程。一方面，帶有核彈頭的現(xiàn)代軍用火箭使人們不得不重新定義戰(zhàn)略戰(zhàn)爭的本質(zhì)。實際上，人類在歷史上第一次研發(fā)出可以毀滅自身的武器系統(tǒng)。另一方面，科學(xué)家們可以利用現(xiàn)代火箭技術(shù)和航天技術(shù)將機器人探測器發(fā)射到(除了體積較小的冥王星以外)所有太陽系的主要行星上，從而使那些遙遠而陌生的世界在人們的眼中變得像月球一樣熟悉。航天技術(shù)還在“阿波羅號”成功登月的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。成功登月是人類迄今為止所取得的最偉大的科學(xué)成就。20世紀初，俄羅斯的航天預(yù)言家康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基大膽地做出預(yù)言：人類不會永遠地被束縛在地球上。當宇航員尼爾·阿姆斯特朗和埃德溫·奧爾德林在1969年7月20日踏上月球的表面時，他們也將人類的足跡留在了另一個星球上。在經(jīng)過幾百萬年漫長的等待以后，隨著生命的不斷進化，終于有一種高級的生命形式實現(xiàn)了從一個星球到另一個星球的遷移。在宇宙長達140億年的歷史當中，這種遷移是第一次發(fā)生嗎？或許，正如許多外空生物學(xué)家所說，高等生命形式在不同星球之間的遷移是各大星系內(nèi)部經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。當然，對于上述觀點，科學(xué)界目前尚無定論。不過，科學(xué)家們正在航天技術(shù)的幫助下，努力在其他星球上尋找各種生命形式。有趣的是，隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，宇宙既是人類太空旅行的目的地，又是人類命運的最終歸宿?！疤障蠕h”系列叢書適合所有對太空科技、現(xiàn)代天文學(xué)和太空探索感興趣的年輕讀者。

內(nèi)容概要

《衛(wèi)星》是“太空先鋒”系列叢書中的一本，它是一本高端科普圖書。它從人造衛(wèi)星的概念講到太空時代的來臨：從人造衛(wèi)星改變?nèi)祟愇拿髦v到軍事衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、通訊衛(wèi)星等各種各樣的衛(wèi)星：從衛(wèi)星是怎樣運行的講到遙感技術(shù)原理；還對研制這些衛(wèi)星的科學(xué)家的生平和他們的偉大貢獻作了詳細介紹，使讀者能夠清晰地了解航天衛(wèi)星領(lǐng)域的發(fā)展過程和最新進展。    本書配有70張黑白插圖及相關(guān)注釋。相信本書一定能夠使廣大高中生、教師以及所有對太空技術(shù)感興趣的讀者朋友滿意。

作者簡介

作者：(美國)約瑟夫·A.安吉洛 譯者：郎淑華約瑟夫·A.安吉洛(Joseph A.Angelo，Jr.)，博士，退役美國空軍中校，現(xiàn)在是技術(shù)作家。作為洛林斯(Rollins)學(xué)院的一名物理學(xué)兼職教授，他教授天文學(xué)入門課程——“宇宙的演進”。安吉洛博士編寫有許多工具書，其中包括The Facts on File出版公司出版的《太空和天文學(xué)手冊》和著名的《太空與天文學(xué)百科全書》。

書籍目錄

主譯的話前言鳴謝簡介◇1  從蘇聯(lián)的第一顆人造衛(wèi)星到美國的“先兆"衛(wèi)星    衛(wèi)星的概念    約翰尼斯·開普勒    太空時代的來臨    美國的第一位太空總統(tǒng)：德懷特·D.艾森豪威爾    俄羅斯太空飛行的夢想家：康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基    開啟太空之旅的人：謝爾蓋·科羅廖夫    通過“探險者1號”衛(wèi)星重塑國家威望    馮·布勞恩    衛(wèi)星改變?nèi)祟愇拿?   氣象學(xué)的革命    衛(wèi)星及國防    空中的控制臺    通過人造“星球”導(dǎo)航    同宇宙面對面    衛(wèi)星為地球提供智能服務(wù)◇2  衛(wèi)星是怎樣運行的    牛頓眼中的宇宙    牛頓運動定律    軌道物體物理學(xué)    微重力    太空物體的運行軌道    太陽同步軌道    發(fā)射衛(wèi)星    衛(wèi)星的構(gòu)造是怎樣的呢？    選擇衛(wèi)星散熱器    太陽能光伏發(fā)電    影響衛(wèi)星性能和壽命的因素    地球的輻射帶    大氣阻力    衛(wèi)星帶電    衛(wèi)星排氣    衛(wèi)星潤滑    太空殘骸的問題    地面電光深空監(jiān)視    天要塌了：宇宙954號事件介紹◇3  多種規(guī)格和形狀的衛(wèi)星    柚子大小的衛(wèi)星：先鋒項目    “探險者號”航天器    國際紫外線探險者號衛(wèi)星    極限紫外線探險者號    高速極光拍照探險者號衛(wèi)星    遠紫外線分光鏡探險者號    歐洲遠程傳感衛(wèi)星1號    長期暴露實驗裝置衛(wèi)星    大型載人航天器    航天飛機    國際空間站◇4  軍事衛(wèi)星    不同種類的情報收集    偵察衛(wèi)星    美國國家安全局    發(fā)現(xiàn)者計劃    國家地理空間情報局    防御氣象衛(wèi)星計劃    監(jiān)視衛(wèi)星    軍事通信衛(wèi)星    導(dǎo)航衛(wèi)星    反衛(wèi)星武器系統(tǒng)    核測試監(jiān)控衛(wèi)星    雷達海洋偵察衛(wèi)星◇5  氣象衛(wèi)星    電視和紅外輻射觀測衛(wèi)星    美國國家大氣海洋局    太空時代的守護天使    宇宙天氣◇6  通信衛(wèi)星    現(xiàn)代通信衛(wèi)星的發(fā)展    阿瑟·克拉克爵士    回聲計劃    閃電通信衛(wèi)星    “兄弟”通信衛(wèi)星    應(yīng)用技術(shù)衛(wèi)星    歐洲通信衛(wèi)星組織    亞衛(wèi)3號衛(wèi)星的挽救    直接廣播衛(wèi)星    體育廣播和通信衛(wèi)星    跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星(TDRS)    通信衛(wèi)星作為社會進步和民主的催化劑◇7  導(dǎo)航衛(wèi)星    子午儀：海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)    導(dǎo)航星全球定位系統(tǒng)(GPS)◇8  作為科學(xué)天文臺的衛(wèi)星    衛(wèi)星提供了可以直接觀察宇宙的工具    早期的軌道天文臺    地球磁氣圈    哥白尼號衛(wèi)星    軌道天文臺(OAO)      軌道地球物理臺(OGO)      軌道太陽觀測臺(GSO)    嗚呼魯衛(wèi)星    高能天文臺(HEAO)    愛因斯坦天文臺    威爾金森微波各向異性探測器    宇宙背景探測器(COBE)◇9  遙感技術(shù)原理    電磁波頻譜    古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫    遙感技術(shù)的施行    多譜圖像    雷達圖像    對海洋的遙感◇10  地球觀測衛(wèi)星    陸地資源衛(wèi)星(Landsat)      變化監(jiān)測    “海洋號”衛(wèi)星(Seasat)    “雷達號”衛(wèi)星(Radarsat)    熱容量測繪衛(wèi)星(HCMM)      地球輻射收支衛(wèi)星(ERBS)    激光地球動力衛(wèi)星(LGS)    地球觀測1號衛(wèi)星(EO-1)    衛(wèi)星激光測距    “陸地號”航天器(Terra)    “阿卡號”航天器(Aqua)    “微風(fēng)號”航天器(Aura)◇11  地球系統(tǒng)科學(xué)與全球變化    地球系統(tǒng)科學(xué)    蓋亞假說    浮質(zhì)    低溫層    全球變化    斯凡特·奧古斯特·阿列紐斯◇12  結(jié)語大事年表譯者感言

章節(jié)摘錄

◇1　從蘇聯(lián)的第一顆人造衛(wèi)星到美國的“先兆”衛(wèi)星球是地球唯一的天然衛(wèi)星和天空中最近的鄰居（天文學(xué)家按此意理解時，會將“月球”一詞的首字母大寫）。由于太陽的存在才使地球上的生命成為可能，月球的周期運動也會對陸地的生物產(chǎn)生影響。例如，潮流的起落就是由地球與月球之間引力的變化引起的。有史以來，月球這一天然衛(wèi)星已經(jīng)對人類文化、藝術(shù)和文學(xué)產(chǎn)生了深遠的影響。從遠古以來，人類就通過月球繞地球的周期運動來測量時間的流逝。 地球天然衛(wèi)星的軌道運動對于歷法的發(fā)展起著重要作用。當人們參照某些恒星進行測量時，月球的軌道周期（就是說，它的“恒星月”）是27．321 66天。然而，每月的月運周期（從新月到半月，再到滿月，再回到月牙的周期）卻是29．530 59天。這是由于從地球上看到的月球的形狀代表了太陽光照的不同角度，并且是由天空中太陽的位置決定的，而其位置在每一周期運動中又略有不同。兩個連續(xù)新月之間的平均時間被稱作太陰月或會合月?！瓣帤v月”就是基于此周期產(chǎn)生的。許多古代的立法都是以陰歷月份為基礎(chǔ)的。其中最成功的是以古希臘天文學(xué)家雅典的默冬（Meton）（生卒不詳，約生活在公元前5世紀）的名字命名的默冬周期。在大約公元前432年，默冬發(fā)現(xiàn)每隔235個陰歷月，也就是19年這樣一個周期之后，月亮可以在一年中同一天達到同樣的月相。古希臘和猶太歷法都采用了默冬周期，它成為古代地中海國家的主要歷法，直到公元前46年才被公歷所取代。在猶太教里，每月始于新月之初這樣的宗教歷法在今天仍被沿用。傳統(tǒng)的中國歷法也采用了與默冬周期相似的經(jīng)驗式歷法。

編輯推薦

《太空先鋒·衛(wèi)星》介紹了各種人造衛(wèi)星的歷史、科學(xué)發(fā)展和技術(shù)突破。書中插入的知識窗介紹了相關(guān)的基本科學(xué)概念以及重要的科學(xué)家和航天航空專家的生平傳記，使讀者能夠更好地了解這一領(lǐng)域的發(fā)展過程以及人類在這一過程中的關(guān)鍵作用?！疤障蠕h”是一套前沿科普讀物，由6冊組成。本套叢書論述了航天技術(shù)的科學(xué)原理、技術(shù)應(yīng)用及對社會的影響。這套叢書對改變并將繼續(xù)改變太空技術(shù)和空間探索歷程的科學(xué)家、重大事件、關(guān)鍵性發(fā)明、國際間合作及重要試驗等進行了精彩的描述?！短障蠕h·衛(wèi)星》中插有75幅黑白照片和結(jié)構(gòu)原理示意圖，附有衛(wèi)星研發(fā)大事記。對所有希望了解太空知識和航天技術(shù)的高中學(xué)生、教師和廣大讀者來說，“太空先鋒”系列叢書具備最好的科學(xué)性、可讀性和趣味性。

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