第5章 睥睨天下的军用航天器

军用航天器是指专门用于军事目的的航天器，也就是在地球大气层以外，按照天体力学的规律，沿一定轨道运行的应用于军事领域的各类飞行器。军用航天器大致可分为三类：一是已经大量使用的卫星系统；二是处于研究发展中的天基武器；三是处于试验阶段的载人航天器。

21世纪，军用航天器的发展正经历着重大的转变，即由“非武器类”的情报搜集、通信、导航等向“武器类”方向发展。军事大国正大力研制各种各样的航天兵器。空间武器系统的许多关键技术已经取得重大突破。

现在，世界各国已发射的航天器中，直接为军事服务的约占70%，航天技术已成为世界经济发达国家军事技术特别是军事高技术不可缺少的重要组成部分。

自1957年10月4日苏联发射世界上第一颗人造地球卫星以来，军用航天器经过试验阶段后，在20世纪60年代中期先后投入使用。从70年代起，进入提高阶段：侦察卫星提高了分辨率；通信卫星扩大了通信容量和提高了抗干扰能力；气象卫星扩大了辐射探测波段和提高了分辨率；导航卫星提高了定位精度，并向全天候、全天时导航方向发展。

军用航天器有的还实现了“一星多用”。例如，照相侦察卫星兼有电子侦察和海洋监视的功能；导弹预警卫星兼有核爆炸探测的功能等。

在20世纪60年代，载人航天器主要发展了卫星式载人飞船和登月载人飞船。1961年4月12日，苏联发射了世界上第一艘载人航天飞船“东方”号。1969年7月20日，美国航天员首次登上月球。1971年、1973年，苏联和美国先后发射各自的第一个航天站。

此后，苏联进行了大规模卫星式载人飞船和航天站的试验活动。美国则集中力量研制航天飞机。1981年4月12日，美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号。

中国于1970年4月24日发射第一颗人造地球卫星，到1986年2月共发射18颗人造地球卫星。其中包括：6颗回收型卫星，用一枚运载火箭发射的3颗卫星，一颗地球同步试验通信卫星和一颗地球同步通信卫星。中国是世界上能回收卫星和发射地球同步卫星的少数几个国家之一。

军用航天器绝大部分是人造地球卫星，按用途可分为侦察卫星、通信卫星、导航卫星、测地卫星、气象卫星和反卫星卫星等。载人飞船、航天站和航天飞机，截至20世纪80年代中期仍是军民合用，尚未发展成专门的军用载人航天器。

军用航天器大多采用环绕地球的近圆轨道，轨道高度和倾角随具体任务而异。例如，照相侦察卫星要求在光照条件基本相同的情况下，拍摄高分辨率的相片，所以采用较低的轨道，其中有些是太阳同步轨道；通信卫星要求通信覆盖面积大，所以采用高轨道，大多是地球同步轨道。

航天器由不同功能的若干系统和分系统组成。一般分为专用系统和保障系统两类。前者用于直接执行特定任务，后者用于保障专用系统正常工作。

专用系统随航天器所执行的任务不同而异。例如，照相侦察卫星的可见光照相机或电视摄像机，电子侦察卫星的无线电接收机和天线，通信卫星的转发器和通信天线，导航卫星的双频发射机、高稳定度振荡器或原子钟，反卫星卫星的跟踪识别装置和武器等。

保障系统里的结构分系统用于支承和固定航天器上的仪器设备，使各分系统构成一个整体，并承受力学和空间环境载荷。它一般由壳体、框架、隔板和支架等组成。

保障系统里的温度控制分系统用于保障仪器设备在空间环境中处于允许的温度范围之内。常用的温控材料和部件，有温控涂层、隔热材料、温控百叶窗、热管、加热器和热交换器等。

电源分系统用于为航天器上的仪器设备提供电能。它一般由电源、控制器、功率变换器和电缆网等组成。电源有太阳电池、氧化银电池、燃料电池和核电池等。

姿态控制分系统用于保持或改变航天器的运行姿态以满足任务需要，例如，使照相机镜头对准地面，使通信天线指向地球上某一区域等。常用的姿态控制方式，有三轴控制、自旋稳定、重力梯度稳定和磁力矩控制等。

轨道控制分系统用于保持或改变航天器的运行轨道，通常由轨道机动发动机提供动力，由程序控制装置控制或由地面测控站遥控。

无线电测控分系统包括航天器上的无线电跟踪、遥测和遥控三个部分。跟踪部分主要由信标机和应答机组成，用于发出信号以便地面测控站跟踪航天器并测量其轨道；遥测部分主要由传感器、调制器和发射机组成，用于测量并向地面发送航天器的各种参数；遥控部分一般由接收机和译码器组成，用于接收地面测控站发来的无线电指令，传送给有关分系统执行。

计算机分系统用于贮存各种程序、进行信息处理和协调管理航天器上各有关分系统工作。

返回分系统用于保障返回式航天器安全、准确返回地面。它一般由制动火箭、降落伞、着陆缓冲装置、标位装置和控制装置等组成。

载人航天器除上述分系统外，还设有维持航天员生活和工作的生命保障分系统，以及仪表显示与手控、通信和应急救生等分系统。

军用航天器的发展趋势是：提高生存能力和抗干扰能力，实现全天时、全天候覆盖地球和实时传输信息，延长工作寿命，扩大军事用途和提高经济效益。

拓展阅读

航天器主要有：人造地球卫星、卫星式载人飞船、各类侦察卫星、航天站和航天飞机；环绕月球运行的航天器、月球探测器、月球载人飞船和在行星际空间运行的行星际探测器等。