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姗姗来迟的探险者

2019-11-07 航天

姗姗来迟的探险者  
前苏联的第一颗人造卫星上天,最为震动的是美国,因为第二次世界大战以后,美国一直在同前苏联进行激烈的太空竞争,企图率先夺取发射卫星的头功。美国早在战后不久就着手研究设计人造地球卫星的可能性。50 年代初,冯·布劳恩带领一批火箭设计师制订了美国卫星发展的计划。1955 年 7 月 29 日,美国政府批准了“先锋号”科学卫星研制计划。这颗卫星重 1.5 公斤,本来也是计划作为 1957 年国际地球物理年活动的一个组成部分,于 1957 年 7 月 1 日送入太空轨道运行。
 
1957 年的国际地球物理年,促使美国加快了发展人造卫星的步伐。1956年 9 月 20 日,布劳恩主持研制的“红石”导弹进行发射试验。在“红石”导弹的顶端装了一枚仅重 38 公斤的小型假弹头,在“红石”导弹的推动下,假弹头持续飞行了 250 公里,创造升空到 110 公里的高度纪录。布劳恩在试验后曾说:“若是以第四级火箭取代这个 38 公斤重的导弹有效载荷,这枚导弹便能入轨运行。”可见,在前苏联卫星上天之前一年,美国只要对“红石”导弹稍加改进,就具备发射卫星的能力了。
 
但是,当时美国没有抓住这个机遇,而是把注意力集中在发展导弹武器上了。不巧的是,导弹试验又累遭失败。美国研制的雷神中程导弹于 1957 年 1 月 25 日、4 月 19 日、5 月 21 日接连 3 次发射失利;宇宙神远程导弹进行 3 次试飞,第一次 1957 年 6 月 11 日发射后爆炸,第二次 9 月 25 日仅飞行 4 公里即坠落,第三次 12 月 17 日飞行 800 公里,只及全程的十分之一,未达目的;大力神远程导弹于 1957 年底首次发射,结果也未成功。因此这些导弹都不能改装成运载火箭,发射卫星的计划也就必然地落在前苏联的后面了。
 
前苏联第二颗卫星上天后,促使美国加紧火箭的研制,立即决定发射原订计划的“先锋号”卫星。当时,“先锋号”的运载火箭遇到一系列技术困难,又拖延了一段时间。1957 年 12 月 6 日首次进行“先锋号”卫星的发射试验。但因火箭在发射台爆炸而失败。这时距苏联发射成功第一颗卫星已经过去两个月多的时间了。
 
在这种情况下,美国又决定启用布劳恩主持研制的“红石”弹道式导弹,将它改装成“丘比特 C”运载火箭。它的第一级是“红石”导弹改型的液体火箭,第一级发动机推力为 37.5 吨,第二、三、四级采用固体火箭发动机,分别由 11 个、3 个和 1 个“中士”火箭组合而成。由于“红石”导弹技术比较成熟,由它改进而成“丘比特 C”运载火箭发射卫星把握性就更大些。1958年 1 月 31 日,美国第一颗人造卫星“探险者 1”号终于发射成功。虽说“探险者 1”号卫星有点姗姗来迟,毕竟挽回了美国的落后局面。
 
这颗卫星与末级火箭连在一起进入绕地球运行的长椭圆形轨道,轨道近地点 360 公里,远地点 2531 公里,轨道倾角 33.34 度,运行周期 114.8 分钟。卫星和末级火箭总重约 14 公斤,卫星本体只重 8.22 公斤。卫星呈锥顶圆柱形,高 203 厘米,直径 15.2 厘米,四根鞭状天线十字形配置在星体周围,各长 57.2 厘米。星上携带有几种测量宇宙线、微流星以及卫星内外温度的仪器,还有无线电发射机,可把测量结果发回地面。这次发射的重要成果,是在 2000 公里以上的高空测得辐射能量剧增,证实存在一个强大的辐射带,后来称为范·艾伦辐射带。
 
尽管美国第一颗卫星的重量远比前苏联的第一颗卫星轻,表明它的早期  
运载火箭的运载能力相当低,只够发射小型卫星的水平,但是星上仪器设备却较前苏联的先进,前苏联的“伴侣 l”号卫星只能发送无线电信号,而美国的“探险者 1”号卫星却能从事简单的太空探测了。
 
美国第一颗卫星上天后,在航天活动方面与前苏联并驾齐驱,在激烈的竞争中把空间技术推向新的阶段。
 
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