第2章 高新科技

运载火箭

火箭是一种靠发动机喷射产生的反作用力而向前推进的飞行器，是实现卫星上天和航天飞行的运载工具，故又称运载火箭。可以说，没有火箭技术的发展，就没有空间科学蓬勃发展的今天，火箭技术为人类打开了探索宇宙的大门。

在人类的航天活动中，飞机是依靠机翼上、下两面产生的压力差上升飞行的，其喷气发动机燃烧煤油，利用空气中的氧气燃烧，所以飞机离不开大气，而且飞机发动机的推力也不足以把飞行器加速到摆脱地球引力所需的第一宇宙速度。所以人类飞离大气层就必须依靠火箭。

火箭发动机所消耗的燃烧剂和氧化剂（两者统称推进剂）都是由火箭自身携带的，因此火箭可以在真空中飞行。火箭发射时产生巨大的推力使火箭在很短的时间内迅速升入高空，随着燃料不断减少，火箭自身质量逐渐减小，在与地球距离增大的同时，质量和重力影响不断下降，火箭速度也因此越来越快。运载火箭通常为三级以上的多级火箭，各级火箭依次点火并依次自动与主体火箭分离，通过一级级加速来提高火箭速度。

火箭可应用在军用和民用两大方面。按不同任务，大致可以分为三类：探空火箭，用于高空大气测量；弹导式导弹，是带战斗部的有控火箭；卫星（飞船）运载器，把卫星或飞船送上轨道。目前世界上最大的运载火箭是美国的“土星五号”，直径10米，高85米，起飞时重量近3000吨，第一级火箭装有5台发动机，推力3000多吨，点火后150秒即可把2000多吨液氧和煤油烧光。第二级装有450吨高能推进剂（液氧和液氢），推力525吨。第三级装有106吨推进剂，推力100吨。“阿波罗”登月飞船就是由它运载并送入轨道的。

随着火箭技术的进步，它的运载能力越来越大，在人类的航天探索中发挥着越来越重要的作用。不过，虽然现代火箭技术已经发展到很高水平，但是其有效载荷只占运载火箭起飞重量的1%—2%，如发射一颗1吨重的卫星，运载火箭必须重50—100吨，运输效率太低。另外，若用目前的化学推进剂，运载火箭实现恒星际载人航行，到达最近的恒星也要几万年，这对载人航行是不可想象的。科学家们正在为研制电子火箭、核火箭甚至光子火箭提出种种设想，并进行探索。

火箭起飞以后，出现任何故障，都不可能停下来修理，也不可能返回地面。因此，火箭发射是一件十分复杂和细致的工作，必须做好充分的准备。而在火箭起飞后，如果发生故障，且无法消除这些故障，为了不使火箭和航天器坠地时造成重大事故，或不致造成技术机密的泄漏，火箭航天器必须通过自身的安全自毁设备，自动地或由地面控制人员下达指令炸毁。

最具纪念意义的太空碎片

在太空，约有1.7万个失去效用的火箭、废弃或垂死的卫星以及无数人造轨道垃圾碎片散布其中。据估计，每天平均就有一件物体进入地球大气层。以下是美国太空网公布的从天空落到地面的十件最值得纪念价值的“人造垃圾”。

1．天空实验室碎片

美国第一个、也是唯一一个其独有的空间站“天空实验室”，于1973年5月14日发射到轨道，这个重约77吨（7万公斤）的大家伙的生命于1979年7月11日走到尽头。当时，天空实验室垂直落入地球大气层，未燃尽的大块碎片如雨点般落入从印度洋东南部到澳大利亚西部荒漠地区的广大区域。

2.“和平”号空间站碎片

在太空垃圾的世界，俄罗斯“和平”号空间站无疑是令后辈望尘莫及的“重量级冠军”。在那个年代，“和平”号要比绕地球轨道运行的所有物体都要重——除月球外。在太空辛勤耕耘15年后，这个俄罗斯空间站开始在2001年3月23日踏上自杀之旅，在其返回太平洋上空的地球大气层时，聚集于斐济的天文爱好者和记者们争相观看这一景象。尽管这个空间站大部分在大气层燃烧殆尽，但仍有1500块碎片掉落地面。身在斐济纳蒂海滩的游客纷纷拿起手中照相机，将这难得一见的人造流星雨镜头记录下来，有报道称巨大碎片还引发了音爆。

3．廉普顿伽马射线太空望远镜碎片

康普顿伽马射线太空望远镜在完成51658圈绕地球轨道飞行之后，因陀螺仪故障，美宇航局决定令其在2000年6月4日脱离轨道。康普顿伽马射线太空望远镜在经过地球大气层时，它的太阳能电池板和天线被认为将首先融化，而其他零部件也可能在炽热气体的炼炉中紧随其后。尽管如此，仍有重约13227磅（6000公斤）的望远镜碎片落入夏威夷东南部的太平洋海面。

4.“哥伦比亚”号航天飞机碎片

2003年2月1日，美宇航局航天飞机“哥伦比亚”号返回地面途中，在地球大气层分解，机上7名宇航员全部遇难。这次灾难性事故使“哥伦比亚”号机体化为数千个碎片，散落在得克萨斯州东部以及路易斯安那州西部方圆2.8万平方英里（72520平方公里）的区域内。美军方在随后的搜救行动中找到超过8万件残骸碎片，保存起来用以后面的调查工作。

5．废弃航天器零部件

1966年5月，巴西黑人河（Rio Negro）地区发现了航天器碎片，这些金属零部件后被确认为来自正处于开发测试阶段的土星火箭，这颗火箭于1964年发射升空，1966年4月30日返回地球大气层。这些太空垃圾包括一块较轻的金属碎片，一块椭圆形的大块金属碎片，一块黑色蜂巢状结构以及四块易碎铁丝。

6．德尔塔2型火箭碎片

2001年1月21日，一颗德尔塔2型火箭的第三级（亦称德尔塔PAM-D型，即有效载荷助推舱-D）进入中东上空大气层。它重约154磅（70公斤）的钛制发动机壳坠落于沙特，一个钛制加压桶落在得克萨斯州塞金附近地面上，而主推进剂贮箱在得克萨斯州乔治敦附近坠落。

7．卫星“宇宙954”号

1977年9月18日发射的前苏联海军卫星“宇宙954”号因故障失控，这颗卫星的每一个雷达天线均搭载有一个核子反应器，使得地面民众面临严重的生命威胁。1978年1月24日，“宇宙954”号卫星返回加拿大上空的地球大气层，碎片坠落于加拿大北极冰冻地面。事故发生之后，美国和加拿大在该地区上空实施了联合飞行任务以及相应的核物质清除行动。

8.“双子”飞船宇航员的水桶

20世纪60年代，几个神秘球体在澳大利亚被发现，有人猜测这些球体同不明飞行物现象有关。西澳大利亚莫卡努卡当地人就发现了一个这样的钛制球体，这种金属球体遂被命名为“莫卡努卡球”，后经专家确认，原来它是“双子星座六号”飞船上宇航员喝水的水桶。“双子星座六号”飞船于1965年8月21日发射升空，同年8月29日返回地球大气层，随后坠入大西洋。

9．德尔塔2型火箭碎片击中美国妇女

1997年1月，俄克拉何马州的一名妇女出门时突遭当头一击：一块烧焦的织物材料碎片恰好砸到她的头上。幸运的是，她没有受伤。经专家确认，天空中落下的碎片是德尔塔2型火箭的碎片，这枚火箭于1997年1月22日返回地球大气层。火箭的其他碎片还包括一个钛制推进剂贮箱和一个钛制耐压球体。

10. USA-193间谍卫星碎片

美国海军于2008年2月20日用导弹拦截了失控的间谍卫星USA-193。据一些天文爱好者报告，这颗遭摧毁的卫星残骸纷纷落到美国西北部和加拿大境内。美国防部官员称，在他们所回收的碎片中，尚没有一件超过足球大小。

人造卫星

人造地球卫星是指在地球大气层以外的空间环绕地球飞行的人造天体，科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究，是迄今为止人类开发和利用空间资源的最主要手段。人造卫星的发射与应用是现代空间技术的重要内容之一，这方面技术水平是衡量一个国家科技现代化程度的重要标志。到目前为止，世界上仅有20个国家和组织发射了几千颗卫星，其中，完全依靠本国力量独立发射的只有俄罗斯、美国、法国、中国、日本和印度等少数几个国家。

1945年，英国科学家克拉克就曾预言在地球外建立通信中继站的可能性。所以，在第一颗人造卫星送入轨道以后，卫星在通信实际应用中的可能性，首先受到人们的重视。1958年12月18日，美国发射了第一颗通信卫星“斯科尔”，将空间传输信息推进到一个新的阶段。

在通信卫星上天之前，远距离的通信手段是短波无线电、同轴电缆（海底电缆）及地面微波中继。短波无线电易受干扰；电缆载波通信的铺设和维护成本很高；地面微波中继是每隔50千米设立一个微波中继站，需耗巨额资金。有了通信卫星，这些问题便迎刃而解。进行通信时，从一个卫星地面站把微波信号发送到卫星上去，卫星上的转发器把接收到的信号放大，再通过天线发向另一个地区的卫星地面站，后者再把接收到的信号放大取出，这样就沟通了两地的通信（包括电话、电报、电视等）。只要在赤道上空的同步轨道上均匀地分布3颗卫星，就可以形成覆盖全球的卫星通信网。卫星通信具有通信距离远、传输质量高、通信容量大、抗干扰能力强、机动灵活性好和可靠性高等特点。自1964年5月美国发射第一个实用型静止通信卫星“国际通信卫星3号”以来，卫星通信技术日新月异。

过去，人们只能探测温度高低的气象状况，气象火箭只能得到局部地区的短期气象资料。气象卫星的出现。，使气象的观测发生重大变革。它利用大气遥感探测技术，从地球大气外层的不同高度鸟瞰大地，观测的范围大、时间长，不受地理条件限制。气象卫星凭借各种气象探测仪器，能拍摄全球的云图，精确地观测全球各处的大气温度、水气、云层变化、降水量和海洋温度，监视台风、强风、暴雨等灾害性天气的变化，从而为提高气象预报的及时性、准确性、可靠性和提前预知灾害性气象的出现以及长期预报提供了科学根据。

地球资源卫星上装有高分辨率电视摄像机、多光谱扫描仪、微波辐射仪和其他遥感仪器，可用来完成多种任务：一是勘测资源，不仅可以勘测地球表面的森林、水力和海洋资源，还可以调查地下矿藏和地下水源；二是监视地球，可以观察农作物长势，估计农作物产量，监视农作物的病虫害，还可以发现森林火灾，预警火山爆发，预测预报地震，监测环境污染，大面积调查污染的来源与分布、污染程度、天气和季节对污染的影响以及污染的昼夜变化；三是地理测量，拍摄各种目标的照片并绘制地质图、地貌图、水文图、云图等各种地图。1972年7月，美国发射世界上第一颗地球资源卫星“陆地卫星-1”，至1982年已发射到“陆地卫星-4”，成为发展地球资源卫星最有成效的国家。据估计，发射一颗地球资源卫星，平均每年费用2000万—5000万美元，但就它上述的几项应用，每年便可得益10亿美元以上。

此外，还有监视对方军舰的海洋监视卫星、侦察核爆炸的核爆炸探测卫星及为潜艇、船只和飞机提供导航的导航卫星等。

随着人造卫星技术的成熟，人们更希望利用人造卫星代替人类的眼睛，去其他天体上看一看。目前人类已经对月球、水星、火星、土星发射了人造卫星，这将使人类的空间探索大大进步，从而帮助人类探索宇宙，开辟新的家园。

航天飞机

航天飞机，英文Space Shuttle。Shuttle在英语中有“定期往返客车”、“定期往返列车”、“定期往返轮渡”、“定期往返航班”等意思。航天飞机之所以有这样的名字，正是因为它有着能够多次往返于天地之间的本领。

航天飞机既能像运载火箭一样把人造卫星等航天器送入太空，也能像载人飞船那样在轨道上运行，而且还能像飞机一样在大气层中滑翔着陆。它在轨道上运行时，可在机械和宇航员的配合下完成多种任务，如在轨道上发射和布放卫星，维修和回收卫星，攻击和捕获敌方卫星，执行空间营救和支援以及运送大型空间建筑的构件等等。航天飞机为人类自由出入太空提供了很好的工具，它的研发大大降低了航天活动的费用，是航天史上的一个重要里程碑。

1981年以前，美国的载人航天是通过“水星”、“双子星座”、“阿波罗”和“天空实验室”计划进行的。而用火箭发射载人航天器一次，就要消耗一枚巨大的火箭，同时一些卫星发射后也无法回收。为了解决这个问题，美国在“阿波罗”登月计划后，就着手研制一种经济的、可以重复使用的航天器——航天飞机。这项计划自1972年开始投巨资进行研究，历时9年，花费约100亿美元。1981年4月12日，第一架航天飞机“哥伦比亚”号首次发射飞上太空，并于两天后安全返回。

1983年8月30日，“挑战者”号航天飞机首次实现黑夜发射，6天后又在黑夜降落，宇航员队伍中的布拉福德还成为了第一位“登天”的黑人。1984年2月3日，“挑战者”号再次发射，在7天的飞行任务中宇航员首次进行了不系带的太空行走，此后宇航员“太空漫步”成为航天飞机任务中经常出现的画面。1984年10月5日，“挑战者”号第三次发射，首次搭载了7名宇航员升空，其中女宇航员凯瑟琳·苏利文成为第一位太空行走的女性，从此航天飞机经常运送7名宇航员往返，又使航天技术取得了长足的进步。但是在1986年1月28日，“挑战者”号在升空73秒后爆炸，7名宇航员全部罹难，此后美宇航局暂停了航天飞机发射任务。

在中止了32个月后，1988年9月28日，“发现”号航天飞机升空，5名宇航员向太空中释放了一颗卫星，并完成了几项科学实验，这标志着航天飞机项目再次走上正轨。1990年4月24日，“发现”号航天飞机将“哈勃”太空望远镜送上轨道，人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。1992年9月12日，“奋进”号升空，这架航天飞机成为宇航员马克·李和简·戴维斯的“婚礼特快”，这两位宇航员是第一对在太空缔结良缘的夫妇。“亚特兰蒂斯”号在1995年6月27日发射，它实现了航天飞机和俄罗斯的“和平”号轨道空间站的首次对接。

航天飞机停留外太空最长时间的纪录是1996年11月19日发射的“哥伦比亚”号，它共飞行423小时53分钟。1998年10月29日，“发现”号搭载着77岁的参议员约翰·格伦起飞。格伦是曾搭乘“水星”飞船升空的美国首名宇航员，这次他又成为最高龄的“太空人”。1999年7月23日，“哥伦比亚”号发射，这次指挥它的是艾琳·柯林斯，标志着女性首次成为航天飞机的机长，不幸的是，“哥伦比亚”号在2003年2月1日返回地面过程中于空中解体，7名宇航员全部罹难。

2005年7月26日，“发现”号从肯尼迪航天中心正常发射升空。这是美国自2003年2月“哥伦比亚”号航天飞机失事以来的首次发射。2006年，“发现”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心再次成功着陆。此次“发现”号顺利完成国际空间站维修和建设任务，并为国际空间站送去一名宇航员。

目前美国国会已经批准在2010年让所有航天飞机退役。而美国宇航局设想的下一代“载人探索航天器”将安装在运载火箭顶端。航天飞机将逐渐告别世界载人航天的舞台。

空间站

随着航天技术的进步，为了开发太空，人类需要在太空中建立长期生活和工作的基地。于是，人类在太空的新居所——空间站便被研发和建造出来。

空间站又称为“太空站”、“轨道站”或“航天站”，是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活、工作和巡访的载人航天器。与其他航天器相比，空间站的显著特点就是它要以长时间在太空稳定运行，同时在空间站中还有人类生活所需的一切基本设施。太空站在太空接纳航天员，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了其内部的结构和减轻其在太空飞行时所需要的物质。这样既降低了载人飞船的设计难度，又可减少航天费用。空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它便可照常进行工作。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消耗。

另外，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命，既增加了使用期也减少了航天费用。因为空间站能长期（数月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深人性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站由运载火箭或航天飞机直接发射入轨；组合式空间站由若干枚火箭或航天飞机多次发射并组装而成。

空间站通常由对接舱、气闸舱、轨道舱、生活舱、服务舱、专用设备舱和太阳电池翼等部分组成。对接舱一般有数个对接口，可同时停靠多艘载人飞船或其他飞行器；气闸舱是航天员在轨道上出入空间站的通道；轨道舱是宇航员在轨道上的主要工作场所；生活舱是供宇航员进餐、睡眠和休息的地方，站内一般设有卧室、餐厅和卫生间等；服务舱内一般装有推进系统、气源和电源等设备，为整个空间站服务；专用设备舱是根据飞行任务而设置的安装专用仪器的舱段，也可以是不密封的构架，用以安装暴露于空间的探测雷达和天文望远镜等仪器设备；太阳电池翼通常装在站体外侧，为站上各仪器设备提供电源。

到目前为止，全世界范围内已经发射了9个空间站。按时间顺序讲，前苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射，后在太空与联盟号飞船对接成功，有3名航天员进站内生活工作近24天，完成了大量的科学实验项目，但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中，由于座舱漏气减压，示幸全部遇难。其礼炮6、7号空间站相对大些，也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活纪录，还创造了首位女航天员出舱作业的纪录。

前苏联于1986年2月20日发射入轨了著名的和平号空间站。和平号空间站由工作舱、过渡舱、非密封舱三个部分组成，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，4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。4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。其中一个是工艺生产实验舱，一个是天体物理实验舱，一个是生物学科研究舱，一个是医药试制舱。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。1988年12月21日从和平号上归来的两名宇航员季托夫和马纳罗夫，创造了在太空飞行整整一年的新纪录。2000年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化（设计寿命10年）且缺乏维修经费，决定将其坠毁。和平号最终于2001年3月23日坠入地球大气层，碎片落入南太平洋海域中。

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，它在435千米高的近圆空间轨道上运行，先后接待3批9名宇航员到站上工作。他们在站上分别居留28天、59天和84天。天空实验室全长36米，最大直径6.7米，总重77.5吨，由轨道舱、过渡舱和对接舱组成，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，阿波罗号飞船先后将几批宇航员送上该空间站工作。在载人飞行期间，宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学、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的各种现象。1974年2月第三批宇航员离开太空返回地面后，天空实验室便被封闭停用，直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行了2249天，航程达14亿多千米。

国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的，即在国际合作的基础上建造迄今为止最大的载人空间站。国际空间站于1993年完成设计并开始实施。该空间站以美国、俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧空局等16个国家参与研制。其设计寿命为10—15年，总质量约423吨、长108米、宽（含翼展）88米，运行轨道高度为397千米，载人舱内气压与地表面相同，可载6人。国际空间站结构复杂，规模大，由航天员居住舱、实验舱、服务舱、对接过渡舱、桁架、太阳能电池等部分组成，建成后总质量将达438吨，长108米。经过第一阶段的准备工作，1998年11月20日，国际空间站的第一个组件——曙光号功能货仓（美国出资，俄罗斯制造）发射成功，国际空间站正式进入初期装配阶段。此后，国际空间站的第2个组件——美国团结号节点舱于1998年12月4日由奋进号航天飞机送入轨道，并于12月7日与曙光号成功对接。2000年7月12日，国际空间站的核心组件、俄罗斯建造的“星辰”号服务舱发射入轨，同年11月2日，首批3名宇航员进驻空间站，国际空间站开始长期载人，11月30日，美国“奋进”号航天飞机为国际空间站送去两块翼展达72米、最大发电量为65千瓦的大型太阳能电池帆板；2001年2月7日，美国的“命运”号实验舱由“亚特兰蒂斯”号航天飞机送入轨道，4月23日，加拿大制造的遥操作机械臂与国际空间站顺利对接，7月12日，美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机又把供宇航员出舱活动的“气闸舱”送入轨道。至此，美国和俄罗斯等国经过航天飞机、火箭等运输工具15次的飞行，完成了国际空间站第二阶段的装配工作。从2001年至2006年，国际空间站完成装配，达到6—7人长期在轨工作的能力。

目前国际空间站在技术能力方面能够超期服役至2020年，在其结束服役期前需要建造用于替换的轨道空间站。俄罗斯联邦航天署载人航天项目主管克拉斯诺夫2009年初表示，俄航天署计划建造新的轨道空间站，用于替换退役后的国际空间站。他介绍说，新的轨道站将同国际空间站一样成为科学实验基地，此外它还将扮演“太空组装车间”的角色，为星际旅行及探月做准备。

空间站将作为科学研究和开发太空资源的手段，为人类提供一个长期在太空轨道上进行对地观测和天文观测的机会。在对地观测方面，空间站比遥感卫星要优越。首先它是有人参与到遥感任务之中，因而当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，在站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果。

空间站上的生命科学研究，可分为人体生命与重力生物学两方面。人体生命科学的研究成果可直接促进航天医学的发展，例如，通过多种参数来判断重力对航天员身体的影响，可提高对人的大脑、神经和骨骼及肌肉等方面的研究水平。

仅就太空微重力这一特殊因素来说，国际空间站就能给研究生命科学、生物技术、航天医学、材料科学、流体物理、燃烧科学等提供比地球上好得多、甚至在地球上无法提供的优越务件，直接促进这些科学的进步。同时，国际空间站的建成和应用，也有利于建造太空工厂、太空发电站，以及进行太空旅游，建立永久性居住区——太空城堡。

月球探索

作为距离地球最近的天体，人类对月球总是怀着无穷的好奇心，充满了极强的探索欲。在没发明望远镜之前，人类只能用肉眼观察月球，产生了很多幻想。中国古人有嫦娥奔月的美丽神话，而古希腊人则认为月球里有一位美丽的狩猎女神阿尔忒弥斯。古往今来，人类总是想揭开月球神秘的面纱，为此也一直付出着艰辛的努力。

月球是距离地球最近的一个天体，也是地球唯一的卫星，距地球约38.44万公里。月球的质量约等于地球质量的1/81，体积只相当于地球体积的1/49。同一个物体在月球所受的引力只有地球上的1/6。

意大利天文学家伽利略最早用望远镱观察月球，他发现月球上有群山，有密如麻点般的坑洞——环形山。随着科学的发展，人类逐渐对月球有了更多的了解。

1958年8月18日，美国发射的月球深测器由于第一级必箭升空时爆炸，半途夭折，随后又发射的先锋号探测器，也未成功。1959年—1976年是月球空间探测的第一次高潮，在这期间，发展了月球硬着陆、软着陆和绕月飞行技术，并于1969年最终实现了人类登上月球的夙愿。

1958年—1976年，前苏联共发射了24个月球号探测器，其中有18个完成了探测月球的任务。1959年1月2日，前苏联发射了重361.3公斤的月球1号探测器，首次成功脱离地球引力。月球2号探测器于1959年9月12日发射升空，两天后飞抵月球，在月球表面的澄海硬着陆，成为到达月球的第一位地球使者，但其科学仪器舱内的无线电通信装置在撞击月球后停止了工作。前苏联的月球3号探测器于1959年10月4日飞往月球，3天后环绕到月球背面，拍摄了第一张月球背面的照片。

1966年1月31日发射的月球9号探测器成为世界上率先在月球软着陆的探测器，它飞行79小时之后在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月球表面的照片。1970年9月12日发射的月球16号，9月20日在月面的丰富海软着陆，并第一次使用钻头采集了120克月岩样品带回地球。1970年11月10日发射的月球17号载着世界上第一辆自动月球车上天。月球车1号装有电视摄像机和核能源装置。在月面雨海着陆后进行了10个半月的科学考察，它行程10540米，考察了8000平方米月面地域，拍摄了200幅月球全景照片和2万多张月面照片，直到1971年10月4日核能耗尽才停止工作。

1973年1月8日发射的月球21号，把月球车2号送上月面，取得了更多成果。最后一个探测器——月球24号探测器于1976年8月9日发射，8月18日在月面危海软着陆，钻采并带回170克月岩样品。

美国这期间先后发射了9个“徘徊者号”和7个“勘测者号”月球探测器。最初的5个徘徊者探测器均无建树。徘徊者6号于1964年1月30日发射，成功地在月面静海地区着陆，但由于电视摄像机出现故障，没有能够拍回照片。1964年7月28日徘徊者7号发射成功，在月面云海着陆后拍摄到4308张月面特写照片。1965年2月17日、3月24日发射的徘徊者8号、9号，都在月球上着陆成功，并分别拍回7137张和5814张月面近景照片。

1966年5月30日，美国发射了新型探测器——勘测者1号，经过64小时飞行后在月面风暴洋软着陆，向地面发回11150张月面照片。到1968年1月1日发射的7个勘测者探测器中，有2个失败，5个成功。在此之后，美国发射了5个月球轨道环行器，为阿波罗载人登月选择着陆地点提供探测数据。

为了争夺太空科技的领导地垃，当时的美国总统肯尼迪1961年5月25日在议会演讲中说：“美国要在60年代末以前，让人登上月球并安全返回地球。”从此，美国耗资250亿美元的“阿波罗”（Apollo）登月计划正式开启。“阿波罗”是希腊神话中太阳神的名字，它与月亮女神阿尔忒弥斯是双胞胎。以“阿波罗”作为登月计划的名称，意思是让太阳神飞到月球女神处相逢。“阿波罗”计划的目的是实现载人登月飞行和人对月球的实地考察，并为载人行星飞行和探测进行技术准备。

1969年，“阿波罗”11号飞船载着3名宇航员阿姆斯特朗、柯林斯、爱得林，首次登上了月球，实现了人类梦寐以求的理想。阿波罗11号计划是利用世界最强大推力的土星五号火箭，第一、二节火箭把阿波罗11号太空船推向太空，送进绕地球轨道，之后第三节火箭发动再把太空船送入月球轨道。太空船的最前端是指挥舱，是太空船的控制中心及太空人的生活空间。接着是服务舱，内设有火箭引擎主机，作为太空船的行进动力。还有一艘装有火箭发动机的登月艇，由两部分组成，上层是离开月球部分，下层是登陆月球部分。登月艇到时脱离太空船，载着两位太空人登陆月球，然后在月球上漫步执行任务，最后回到登月艇，发动上升节火箭，返回绕月轨道与太空船会合，回到地球。

1969年7月20日晚，“阿波罗”11号登月舱的4条着陆支架终于安全落在被称为“静海”的月球上。宇航员阿姆斯特朗在月球上踏下人类的第一个足印。在此后的2小时40分钟中，阿姆斯特朗和爱得林展开了太阳能电池阵，安设了地震仪和激光反射器，采集了月球岩石和土壤的样品，还与当时的美国总统尼克松进行了电视谈话。7月21日上午11时15分，登月舱飞离月面之后与绕月轨道上的飞船会合，之后安全返回。为纪念人类第一次登月成功，每年的7月20日被定为“人类月球日”。

1972年12月6日“阿波罗”17号发射，12月12日登陆月球，开始了人类在月球上首次漫游，宇航员们乘坐月球车旅行，在月球上钻孔、取土样，采集岩石标本。这些标本重114.8公斤。最为珍贵的是在一座火山口发现了橙黄色发亮的粉尘，证实月球上有火山活动的理论完全正确。12月19日，“阿波罗17”号安全返回地球。

到“阿波罗”17号登上月球为止，之前17次飞行实验中第1次到第10次飞行专为登上月球做准备（1-3号是试验飞船，4-6号是无人飞船，7号飞船载人绕地球飞行，8-10号载人绕月飞行），11号至17号是载人登月飞行。除“阿波罗”13号飞船因中途发生故障被迫返回地球外，宇航员们6次登月在月球上停留的时间总共达300个小时，他们从月球上带回大量岩石、土壤样品，为人类研究月球提供了宝贵的资料。“阿波罗”计划是世界航天史上具有划时代意义的一项成就。

20世纪十大科技发明

20世纪是科学技术空前辉煌的世纪，人类创造了历史上最为辉煌的科学成就和物质财富。这些成就深刻地改变了人类生产和生活的方式及质量，同时也深刻地改变了人类的思维观念和对世界的认识，改变并继续改变着世界的面貌，极大地推动了社会的发展。

过去的一个世纪人类有很多值得回忆的东西，其中许多伟大的科技发明和创新使人们的生活发生了翻天覆地的变化。思想者的预言常常成为现实。美国科学家富兰克林曾经说过：“将来人类的知识将会大大增长，今天我们想不到的新发明将会屡屡出现，我有时候几乎后悔我自己出生过早，以致不能知道将要出现的新事物。”此言非虚。近100年来，人类的科技只能用突飞猛进这样的词汇来形容，如果让一个1900年的发明家来看今天的世界，他会认得汽车、电话、飞机，他也能想象出宇宙飞船、深海潜艇，但他绝对会对电脑、互联网、基因工程、核能一无所知。

知识爆炸给人类带来前所未有的自信和乐观，有位作家这样写道：“我真诚地相信，我们生活在人类历史上最伟大的知识时代，没有任何事物我们不了解”，“只要是人能想到的事，总有人能做到。”20世纪科技的发展使这句话越来越像真理。科技进步彻底改变了人类的生存方式，也使人类思考的方向有所变化。

权威部门评选出了20世纪中，给人们生活带来巨大变化的十大科技发明，这些发明基本涵盖了高新科技发展近百年的历史。

1．核裂变

在20世纪30年代，一群才华横溢的物理学家研究发现，通过微小铀原子的裂变产生不可思议的数量级能量的方法。这一发现直接导致了原子弹的出现，并永久性地改变了作战方式。不过核裂变也不完全意味着世界末日和大毁灭，不管人们是热爱它或是谴责它，核电站都需要依赖裂变科学。

2．航天飞机

1959年苏联的无人太空船首次成功登陆月球，并且拍回了大量的照片。而美国60年代末阿波罗登月的壮举，却是人类踏土地球以外星球的第一步。航天飞机出现后，人类前往外太空的成功几率大为提高，科学家预言在不久的将来人类将开展外太空旅行。

3．电视

1923年，电视机的灵魂——显像管诞生了。电视技术广泛应用是在40年代，1954年则开创彩色电视的新纪元，60年代以后几乎大多数国家都建立了电视台。这个方盒子为人类制造了无数欢乐的时光。

4．人造卫星

第一颗人造卫星是由苏联于1957年10月4日试射成功的，紧接着美国的探险者1号在1958年1月31日试射成功，从此以后这些随着地球自转运行的人造卫星愈来愈多地漂浮在大气层外。原来运用在军事科技上的人造卫星，后来慢慢演化出通讯、绘图、侦测、气象等不同用途的卫星家族。

5．阿司匹林

早在15世纪，希腊医生就用柳树皮中研磨出来的粉末，作为草药版的阿司匹林始祖。到了20世纪末，这个减轻身体疼痛的配方得到了前所未有的重视，德国拜耳药厂创立的“阿司匹林”商标，成为这个药方的专有代名词，愈来愈忙碌的现代社会中，阿司匹林这颗白色圆形药片扮演了不可或缺的角色。

6．民航客机

现代生活中国际旅行必备的交通工具——飞机，多是由军用运输机改良而成的商用客机。1949年第一架商用客机搭载36名乘客飞行于欧洲上空，开启了民航世纪的新局面。时至今日，交通运输市场对于飞机旅行的需求越来越大，民航客机已成为人们便利的交通工具之一。

7．个人电脑

电脑掀起的第三次革命，彻底改变人们工作与思考的形态，70年代末电脑厂商开始开发较小型的个人电脑，到了80年代初市场上有了大众化的电脑消费产品。个人电脑加快社会数字化脚步，几乎社会的每一个层面都被电脑完全感染。没有人能够拒绝电脑进入生活之中。

8．移动电话

曾经是电影中重量级人物专属配备的“大哥大”，已成为人们在户外活动时的一种私人通讯联络方式。全球经济的发展，让移动通讯成为近年来最热门的产业之一。而手机可以随时随地联络的便利性，也改变了人与人之间传统的沟通方式。

9．克隆羊

1997年初，英国科学家让一只没有父亲的小羊成功地诞生，这项创举说明了人类即将有可能用自然途径以外的方法制造生命。克隆羊在生物科技上无疑是史无前例的一大进步，但它所牵涉到人类道德观念的层面，却是科学所无法厘清的难题。

10．互联网

最原始的电脑网络原本只是在学院研究室中连接不同电脑主机，当这项技术只需经由简单的数据机和电话线的连接，就可为人所用时，网络瞬间成为世纪末影响力量最大的发明。网络制造出的新的资讯传播模式很快地影响到愈来愈多的层面。电子邮件、网上购物、网上交友等方式为网络重新定义。人们只要一条细细的网线，就可以将全世界串连在手中。