星际旅行怎么实现？
根据爱因斯坦的《广义相对论》，人类可以通过弯曲空间的方式进行星际旅行，这种空间弯曲不会搞死旅行者，也不会把整个宇宙烧成灰。但是无论是《广义相对论》还是《狭义相对论》都限制了星际旅行，而且自然规律也不允许人类胡闹，科幻小说似乎永远不可能成为现实。
先不说远的，就拿离太阳系最近的半人马座阿尔法星来说，从地球过去，唯一的方法是搭乘动力推进或者辐射推进的【慢船】。可行的办法有离子引擎、核聚变引擎和太阳帆等等。目前最可行的是离子引擎技术，该技术已经应用在许多卫星和数艘太空船上，可以说是现成的技术。扩大版的离子引擎会持续用少量的推动力，用几个月、几年甚至几十年的时间将低载荷的太空船不断加速，用几年时间就能加速到10%光速，这样一来去半人马座阿尔法星和其他附近恒星的话，一个世纪不到就能到达。
飞飞飞，先看看能不能飞过去！
伊卡洛斯星际项目的工程师Andreas Hein提出了用核聚变引擎驾驶无人飞船用50年时间抵达巴纳德星的想法。飞船载有5万吨燃料和500吨科学设备。最高速度可达12%光速。
可见，目前所有可行的星际穿越都需要几十年，甚至几百年的时间，而且所用的复杂设备必须100%不出故障，即便出现故障也要能够自我修复。这是不可能办到的，有摩擦就会有损耗，用个几十年几百年，磨损是肯定有的。
把千克级的东西用非常经济的方式加速到接近相对论速度(相对论速度指显著接近光速)是完全有可能的，但是，这么做其实很不实际，因为即便是离我们最近的恒星，也需要巨大的传送装置将数据发回地球，否则我们飞过去又有什么用呢？即便是在旅行者号级别的太空船上装上超强的百万瓦无线电发射装置，从半人马座阿尔法星发射过来的信号，地球上最大的望远镜也无法探测到，就算每年发射个1比特数据也不行。不过，激光系统的可探测度就很高，也许能够解决这个问题，但是这么一台激光发射装置至少几吨重。
另一种方法是采用复杂的纳米系统，这套系统的重量只有几十千克：在到达目的地之后，纳米系统会寻找一颗小行星，利用小行星上的材料制造出一台更大型的太空船，然后载着科学调查的数据回到地球。
不过目前的技术还无法运送人类，或者至少说，没有比较经济的方法运送人类。就算哪天人类要灭亡了，你觉得几百亿人会心甘情愿为几位幸运儿买单，让他们花几十年时间去一颗遥远的不适合居住的行星，而且有去无回？
那我们该怎么办？
我们的太阳系已经很广袤了，足够人类探索几个世纪的。即便用现在的科技，人类已经可以漫游太阳系。从行星、卫星到小行星甚至是彗星，人类都有可能开发或将其作为自己的殖民地。
载人探索是唯一的出路么？当然不是！
载人太空飞行代价太过昂贵，不如换成机器人探索装置，将这些机器人送出太空，向地球上的人类传回高清图片，人类可以用这种方法探索虚拟太空。这将是未来人类探索太空的大趋势。
虽然听上去很让人失望，但是利用机器人和虚拟技术，几十亿人都能够参与太空探索。相比只有几个幸运儿才能体验的方案，这有什么不好呢？
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绝念梦依然
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12:55:53 :呼叫三体人：利用太阳引力进行星际通讯 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
呼叫三体人：利用太阳引力进行星际通讯
本文作者:Yan
远距离通讯是人类探索太阳系外世界的最大障碍之一。但最近的研究表明，利用太阳自身引力创造的巨型的望远镜，可以用来发送和接收被放大无数倍的信号，从而查看几亿光年外的物体、与星际探测器进行沟通，甚至呼叫遥远星球上的外星人！
为什么遥远星际间的通讯很困难？有三个原因：
电磁波的传播能量随着距离而衰减
宇宙虽然是真空，但是也会有物质对电磁波进行散射和吸收
背景辐射造成噪音干扰。
所以无线电信号经过远距离传输，会变成乱码或大幅度衰落。
宇宙微波背景辐射是什么呢？它其实是137亿年前宇宙诞生遗留下来的电磁辐射。科学家们认为，至今我们没能听到来自外星生物的声音，原因之一可能就是这种背景“噪音”淹没了所有其他声音。
那如何才能远距离传递信号呢？将信号放大就行了。而利用太阳可以做到这一点。根据爱因斯坦的广义相对论，太阳的巨大质量让它能扭曲周围的时空，所以，太阳就像一个巨型透镜，弯曲所有经过身边的光线。如果这时候，放一个探测器在合适的焦距上接收被太阳聚焦的光线，由此产生的图像就被无限放大。
而最近的这个焦点，就是距离太阳550天文单位的某一点（天文单位：即Astronomical Unit，简写AU，是地球和太阳的平均距离。1 AU≈ 1.496亿千米 ）。
现在，让我们来模拟怎利用太阳来进行星际通信。就选择上图那个充满神秘色彩的半人马座阿尔法星吧，和地球相距4.37光年的半人马座阿尔法星，是除太阳外距离我们最近的恒星。它在《阿凡达》中被描述为发出白黄色的光芒，照亮了巨大的气态行星”波吕斐摩斯“和它炎热的卫星“潘多拉”。
首先，我们将一个无线电转播卫星放在上述的焦点处，然后，在阿尔法星建一个中继转播站，作为接收端，用来提高输入和发出的信号。对于阿尔法星来说，最小的聚焦点将是距离它749AU的地方。
把这些装置安置到位后，两点之间通讯的错误率将会从1/2降至1/2,000,000。这样的精度，达到了我们在本地用分布式网络(DSN)通讯的水平。并且这套装置的发射功率只有十分之一毫瓦，比DSN天线少了几个数量级。
在不遥远的未来，利用这套装置，虽然逃不过物理定律和光速的约束，但至少我们可以保证宇航员能清楚听到经过4.37光年传输的声音。更值得期待的是，如果外星人文明已经掌握了这种通讯方式，那么我很有可能通过这套装置，接入或者截取他们之间的通讯信号。
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根据黑暗森林理论，还是别通信的好。。
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全部评论(17)
个人建议画一个图。意思是如果找对了焦点可以定向传输，还是非定向的。找对了焦点不需要大功率的东西？不太理解，这个小是什么概念，放一个录音机行不！
我觉得星际通讯最大的困难是信息传播时间吧。试想在几百万年后才收到呼叫的外星人的回应...
根据黑暗森林理论，还是别通信的好。。
理论物理博士，科学松鼠会成员
宇宙虽然是真空，这句话其实是说，宇宙中的物质很稀薄，相比地球的大气，可以看做是真空。但并不是真正意义上的真空。
引用 阿达姆 的回应：根据黑暗森林理论，还是别通信的好。。……是啊
知道此系列理论过后我的生活很是黑暗了一段时间……
果壳微科幻编辑，科幻作者
原来是点对点通信啊
原来这是真的啊……大刘威武~
那个黑暗森林。。。。我想还是先发展冬眠技术的好。。。
黑暗森林理论
想想都可怕
永远不知黑暗的宇宙的另一边有什么
引用 Shadyon 的回应：引用 阿达姆 的回应：根据黑暗森林理论，还是别通信的好。。……是啊
知道此系列理论过后我的生活很是黑暗了一段时间……me too！！
不知道那个中转站用我的收音机可以收听广播电台不！
录音爱好者，万有青年养成计划入围选手
“由此产生的图像就被无限放大”……无限？
录音爱好者，万有青年养成计划入围选手
“由此产生的图像就被无限放大”……无限？
真是可笑之至,恒星距离如此之远,还幻想有其它生物刚好和人类一样的发展水平,刚好也用无线电,刚好也在找"外星人"...还有什么"黑暗森林"原则,刘慈欣的脑袋是不是锈住了?能来回以光年计长距的外星人,难道会把地球放在眼前?太自大了吧
引用 ^summer^ 的回应：引用 Shadyon 的回应：引用 阿达姆 的回应：根据黑暗森林理论，还是别通信的好。。……是啊
知道此系列理论过后我的生活很是黑暗了一段时间……me too！！me 3
为了什么那么急着找外星人？
引用 的话：为了什么那么急着找外星人？因为人类的求知和探索未知事物的天性。你不觉得宇宙是否存在其他文明是人类最感兴趣的未解之谜之一吗？
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最大和最小的人造卫星
人造地球卫星的用途不一，形状各异，大小也相距甚远。最重的是美国发射的“天空实验室1号”。这个卫星长35米，直径7米，容积335立方米，整个卫星重76.5吨，要16辆载重5吨的大卡车才运得动。卫星内设备齐全，生活和工作环境几乎与地面上的实验室一样舒适。它自日上天后，先后接待了三批（共9名）宇航员进入这个实验室工作，最长的第三批3个人在上面工作、生活了12个星期。前面说道，它已于日坠毁。&
　　在卫星长度方面创记录的，是美国日发射的“射电天文探测器B号”。这颗卫星的形状像一只神话中的大蜘蛛，它的两根天线长达450米，差不多有里路，比阿多尼斯小行星还长！
　　与此形成强烈对比的是“四面体研究卫星”。它们是美国军用卫星，从日到日，一共发射了六颗。六颗卫星都很小，最重的也不过两公斤，其中头三颗都只有0.7公斤，每边长20厘米，还不到大人的手臂那么长。
相关资料：
【人造卫星的简介】　　卫星，是指在宇宙中所有围绕行星轨道上运行的天体。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。 　　“人造卫星”就是我们人类“人工制造的卫星”。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。围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。　　地球对周围的物体有引力的作用，因而抛出的物体要落回地面。但是，抛出的初速度越大，物体就会飞得越远。牛顿在思考万有引力定律时就曾设想过，从高山上用不同的水平速度抛出物体，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次离山脚远。如果没有空气阻力，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上来，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星，简称人造卫星。　　人造卫星是发射数量最多，用途最广，发展最快的航天器。日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于日发射了东方红1号人造卫星，截止1992年底中国共成功发射33颗不同类型的人造卫星。 　　人造卫星一般由专用系统和保障系统组成。专用系统是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为有效载荷。应用卫星的专用系统按卫星的各种用途包括：通信转发器，遥感器，导航设备等。科学卫星的专用系统则是各种空间物理探测、天文探测等仪器。技术试验卫星的专用系统则是各种新原理、新技术、新方案、新仪器设备和新材料的试验设备。保障系统是指保障卫星和专用系统在空间正常工作的系统，也称为服务系统。主要有结构系统、电源系统、热控制系统、姿态控制和轨道控制系统、无线电测控系统等。对于返回卫星，则还有返回着陆系统。 　　人造卫星的运动轨道取决于卫星的任务要求，区分为低轨道、中高轨道、地球同步轨道、地球静止轨道、太阳同步轨道，大椭圆轨道和极轨道。人造卫星绕地球飞行的速度快，低轨道和中高轨道卫星一天可绕地球飞行几圈到十几圈，不受领土、领空和地理条件限制，视野广阔。能迅速与地面进行信息交换、包括地面信息的转发，也可获取地球的大量遥感信息，一张地球资源卫星图片所遥感的面积可达几万平方千米。 　　在卫星轨道高度达到35800千米，并沿地球赤道上空与地球自转同一方向飞行时，卫星绕地球旋转周期与地球自转周期完全相同，相对位置保持不变。此卫星在地球上看来是静止地挂在高空，称为地球静止轨道卫星，简称静止卫星，这种卫星可实现卫星与地面站之间的不间断的信息交换，并大大简化地面站的设备。目前绝大多数通过卫星的电视转播和转发通信是由静止通信卫星实现的。
【人造卫星种类】　　人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。　　① 科学卫星是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物理探测卫星和天文卫星，用来研究高层大气，地球辐射带，地球磁层，宇宙线，太阳辐射等，并可以观测其他星体。　　② 技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。航天技术中有很多新原理，新材料，新仪器，其能否使用，必须在天上进行试验；一种新卫星的性能如何，也只有把它发射到天上去实际“锻炼”，试验成功后才能应用；人上天之前必须先进行动物试验……这些都是技术试验卫星的使命。　　③ 应用卫星是直接为人类服务的卫星，它的种类最多，数量最大，其中包括：通信卫星，气象卫星，侦察卫星，导航卫星，测地卫星，地球资源卫星，截击卫星等等。
【运行轨道】　　人造卫星的运行轨道（除近地轨道外）通常有三种：地球同步轨道，太阳同步轨道，极轨轨道。　　① 地球同步轨道 是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。一般通信卫星，广播卫星，气象卫星选用这种轨道比较有利。地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。　　② 太阳同步轨道 是轨道平面绕地球自转轴旋转的，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。气象卫星、地球资源卫星一般采用这种轨道。　　③ 极地轨道 是倾角为90度的轨道，在这条轨道上运行的卫星每圈都要经过地球两极上空，可以俯视整个地球表面。气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星常采用此轨道。
【人造卫星工程系统】　　通用系统有结构，温度控制，姿态控制，能源，跟踪，遥测，遥控，通信，轨道控制，天线等等系统，返回式卫星还有回收系统，此外还有根据任务需要而设的各种专用系统。人造卫星能够成功执行预定任务，单凭卫星本身是不行的，而需要完整的卫星工程系统，一般由以下系统组成： 　　1.发射场系统　　2.运载火箭系统　　3.卫星系统　　4.测控系统　　5.卫星应用系统 　　6.回收区系统（限于返回式卫星）
【卫星系统的组成部分】　　卫星系统中，各种设备按其功能上的不同，分为有效载荷及卫星平台两大部分。卫星平台又分为多个子系统： 　　有效载荷（不同类型卫星均不同，共同的有：）　　1、对地相机　　2、恒星相机　　3、搭载的有效载荷　　卫星平台（为有效载荷的操作提供环境及技术条件，包括：）　　1、服务系统　　2、 热控分系统　　3、 姿态和轨道控制分系统　　4、 程序控制分系统　　5、 遥测分系统　　6、 遥控分系统　　7、 跟踪和测试分系统　　8、 供配电分系统　　9、 返回分系统（限於返回式卫星）
【世界各国首颗卫星发射】　　前苏联第一颗人造地球卫星的发射成功，揭开了人类向太空进军的序幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。 　　美国于日成功地发射了第一颗“探险者”-1号人造卫星。该星重8.22公斤，锥顶圆柱形，高203.2厘米，直径15.2厘米，沿近地点360.4公里、远地点2531公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角33.34”，运行周期114.8分钟。发射“探险者”-1号的运载火箭是“丘辟特”℃四级运载火箭。 　　法国于日成功地发射了第一颗“试验卫星”-1（A-l）号人造卫星。该星重约42公斤，运行周期108.61分钟，沿近地点526.24公里、远地点1808.85公里的椭圆轨道运行，轨道倾角34。24”。发射A1卫星的运载火箭为“钻石，tA号三级火箭，其全长18.7米，直径1.4米，起飞重量约18吨。 　　日本于日成功地发射了第一颗人造卫星“大隅”号。该星重约9.4公斤，轨道倾角31.07”，近地点339公里，远地点5138公里，运行周期144.2分钟。发射“大隅”号卫星的运载火箭为“兰达”-45四级固体火箭，火箭全长16.5米，直径0.74米，起飞重量9.4吨。第一级由主发动机和两个助推器组成，推力分别为37吨和26吨；第二级推力为11.8吨；第三、四级推力分别为6.5吨和1吨。 　　中国于日成功地发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。该星直径约1米，重173公斤，沿近地点439公里、远地点2384公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角68，5”，运行周期114分钟。发射“东方红”1号卫星的远载火箭为“长征”1号三级运载火箭，火箭全长29，45米，直径2.25米，起飞重量81.6吨，发射推力112吨。　　英国：英国于日成功地发射了第一颗人造卫星“普罗斯帕罗”号,发射地点位于澳大利亚的武默拉(Woomera)火箭发射场,运载火箭为英国的黑箭运载火箭.近地点537公里,远地点1593公里。该星重66公斤(145磅)，主要任务是试验各种技术新发明，例如试验一种新的遥测系统和太阳能电池组。它还携带微流星探测器，用以测量地球上层大气中这种宇宙尘高速粒子的密度。　　除上述国家外加拿大、意大利、澳大利亚、德国、荷兰、西班牙、印度和印度尼西亚等也在准备自行发射或已经委托别国发射了人造卫星。　　第一颗人造地球卫星　　日，苏联发射了第一颗人造地球卫星。这一事件具有划时代的意义，它宣告人类已经进入空间时代。 　　第一颗人造地球卫星呈球形，直径58厘米，重83.6公斤。它沿着椭圆轨道飞行，每96分钟环绕地球一圈。人造地球卫星内带着一台无线电发报机，不停地向地球发出“滴――滴――滴”的信号。一些人围着收音机。侧耳倾听着初次来自太空的声音。另一些人则仰望天空，试图用肉眼在夜晚搜索人造地球卫星明亮的轨迹。但是，当时认识很少有人了解人造地球是载人宇宙飞船的前导，科学家正在加紧准备载人空间飞行。一个月后，日，苏联又发射了第二颗人造地球卫星，它的重量一下增加了5倍多，达到508公斤。这颗卫星呈锥形，为了在卫星上节省出位置增设一个密封生物舱，不得不把许多测量仪器一道最末一节火箭上去。在圆柱形的舱内安然静卧着一只名叫“莱卡依”的小狗。小狗身上连接着测量脉搏、呼吸、血压的医学仪器，通过无线电随时把这些数据报告给地面。为了使舱内空气保持新鲜清洁，还安装了空气再生装置和处理粪便的排泄装置。舱内保持一定的温度和湿度，使小狗感到舒适。另外还有一套自供食装置，一天三次定时点亮信号灯，通知莱依卡用餐。使人遗憾的是，由于当时技术水平的限制，这颗卫星无法收回，试验狗在卫星生物舱内生活了一个星期，完成全部实验任务后，只好让它服毒自杀，成为宇航飞行中的第一个牺牲者。
【人造卫星的用途】　　一、人造卫星的用途如何决定？　　人造卫星的组成基本上可分为「卫星本体」及「酬载」两部分。酬载即是卫星用来做实验或服务的仪器，卫星本体为维持酬载运作的载具。卫星的用途依其所携带的酬载而定。　　　二、人造卫星有哪几类？用途为何？　　人造卫星的优点在于能同时处理大量的资料及能传送到世界任何角落，使用三颗卫星即能涵盖全球各地，依使用目的，人造卫星大致可分为下列几类：　　科学卫星：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星，如中华卫星一号、哈伯等。　　通信卫星：做为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。　　军事卫星：做为军事照相、侦察之用的卫星。　　气象卫星：摄取云层图和有关气象资料的卫星。　　资源卫星：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探勘之用的卫星。　　星际卫星：可航行至其它行星进行探测照相之卫星，一般称之为「行星探测器」，如先锋号、火星号、探路者号等。
【世界上第一颗人造卫星】　　日。苏联宣布成功地把世界上第一颗绕地球运行的人造卫星送入轨道。美国官员宣称，他们不仅因苏联首先成功地发射卫星感到震惊，而且对这颗卫星的体积之大感到惊讶。这颗卫星重83公斤，比美国准备在第二年初发射的卫星重8倍。 　　苏联宣布说，这颗卫星的球体直径为55厘米，绕地球一周需1小时35分，距地面的最大高度为900公里，用两 个频道连续发送信号。由于运行轨道和赤道成65度夹角，因此它每日可两次在莫斯科上空通过。苏联对发射这颗卫星的火箭没做详细报道，不过曾提到它以每秒8公里的速度离开地面。他们说，这次发射开辟了星际航行的道路。
【中国第一颗人造卫星诞生】　　　30多年过去了，今天，中国有几十颗卫星在太空中遨游，神舟号试验飞船返回大地，中国已开始向载人航天迈步。回顾中国的航天史，不能不提到它的开端“东方红一号”这一高精尖技术在基础差且动荡的时期一举成功。“东方红一号”卫星诞生的始末，长期是个谜。 　　原本对前苏联很崇敬的科学家们深有感慨。当年积极提倡搞人造卫星的地球物理所所长赵九章先生说，“靠天，靠地，靠不住！发展宇航科学主要靠我们自己的力量。　　在前苏联虽然没有达到考察卫星研制工作的目的，但苏联先进的工业和科技还是使中国的科学家们开了眼界。他们对比苏联和中国情况，意识到发射人造卫星是一项技术复杂、综合性很强的大工程，需要有较高的科学技术水平和强大的工业基础作后盾。代表团在总结中写到，发射人造地球卫星中国尚未具备条件，应根据实际情况，先从火箭探空搞起。同时，应立足国内，走自力更生的道路。　　1959年１月21日，主持领导卫星研制工作的张劲夫向科学院传达了邓小平的指示，“卫星明后年不放，与国力不相称”。“卫星还是要搞，但是要推后一点”。根据中央的方针，张劲夫提出“就汤下面”，因国家经济困难，暂停卫星研制工作，集中力量先搞探空火箭。　　“651”任务　　由于缩短了战线，中国很快在探空火箭研制方面有了突破性进展。1960年２月，中国试验型液体探空火箭首次发射成功。此后，各种不同用途的探空火箭相继上天，有气象火箭、生物火箭等。1964年６月，中国自行设计的第一枚中近程火箭发射成功；10月，爆炸成功了中国第一颗原子弹。此时，中国在卫星能源、卫星温度控制、卫星结构、卫星测试设备等方面都取得了单项预研成果。此时中国的科学家们觉得发卫星可以提上日程了。　　1964年12月全国三届人大会议期间，当年积极倡导中国要搞人造卫星的赵九章，提笔上书周恩来总理，建议开展人造卫星的研制工作。与此同时，知名科学家钱学森也上书中央，建议加速发展人造卫星。　　1965年５月，周恩来总理指示科学院拿出第一颗人造卫星具体方案。负责卫星总体组的钱骥，带领年轻的科技工作者很快便拿出了初步方案，归纳为三张图一张表：用红蓝铅笔画成的卫星外形图、结构布局图、卫星运行星下点轨迹图和主要技术参数及分系统组成表。　　该方案先后拿到文津街３号科学院院部和国防科委大楼，分别向张劲夫等科学院领导和罗舜初等国防科委领导作了详细汇报，并由钱骥等直接向周恩来总理作了汇报。当周总理知道钱骥姓钱时风趣地说：我们的卫星总设计师也是姓钱啊，我们搞尖端的，原子、导弹和卫星，都离不开“钱”啊！　　1965年８月，周总理主持中央专委会议，原则批准了中国科学院《关于发展我国人造卫星工作规划方案建议》确定将人造卫星研制列为国家尖端技术发展的一项重大任务。并确定整个卫星工程由国防科委负责组织协调，卫星本体和地面检测系统由中国科学院负责，运载火箭由七机部、卫星发射场由国防科委试验基地负责建设。因是一月份正式提出建议，国家将人造地球卫星工程的代号定名为“651”任务。全国的人、财、物遇到“651”均开绿灯，这样中国卫星就从全面规划阶段，进入工程研制阶段。　　日，“长征”一号运载火箭成功的将我国第一颗人造卫星“东方红”一号送入太空重量上要超苏美。 　　日至11月30日，科学院受国防科委委托，在北京召开了中国第一颗人造卫星总体方案论证会，历时42天。会上，钱骥报告了中国第一颗人造卫星总体方案。与会的军、民包括海、陆、空方面的120多位专家，对发射人造卫星的目的、任务进行了反复论证。　　这个代号为“651”的会议上确定：中国第一颗人造卫星为科学探测性质的试验卫星，其任务是为发展中国的对地观测、通信广播、气象等各种应用卫星取得基本经验和设计数据；发射时间定在1970年；成功的标志是“上得去、抓得注听得见、看得见。”　　会上较为保密论证的一个议题，便是中国第一颗卫星重量如何确定。这一问题涉及到导弹武器的水平。因为早期发射卫星的运载工具，都是在导弹的基础上发展起来的，放卫星实质上是展现一个国家的军事实力。虽然中国卫星工程起步较晚，但专家们都认为中国的起点要高，第一颗卫星在重量、技术上要做到比美、苏第一颗卫星先进。苏联第一个卫星重量83．6公斤，美国的第一颗卫星只有８．2公斤。会议最后确定中国第一颗卫星为100公斤左右（实际上，最后上天时是173公斤）。　　铝板琴奏出“东方红”　　30年前上街游行的人们可能已忘记了当时的庆祝场面，但卫星从太空中发出的“东方红”悠扬乐音却长久地留在了人们的记忆中。提起“东方红一号”的命名、乐音的诞生，不能不谈到中国航天事业中一位默默无闻的铺路人－－何正华。　　苏联第一颗人造卫星的呼叫信号是嘀嘀哒哒的电报码，遥测信号是间断的。中国的卫星信号应该是什么样的？卫星总体组的组长何正华认为，中国应该超过苏联，发射一个连续的信号，且这个信号要有中国特色，全球公认。当时中央人民广播电台对外呼号是“东方红”乐曲，某种意义上“东方红”也成了“红色中国”的象征。出于对毛泽东的崇敬，何正华亦提出了卫星命名为“东方红一号”的建议。这些提议在“651”会议上得到了专家的赞同。1966年５月，经国防科工委、中国科学院、七机部负责人罗舜初、张劲夫、裴丽生、钱学森等共同商定，将中国第一颗人造卫星取名为“东方红一号”。1967年初正式确定中国第一颗人造卫星要播送《东方红》音乐，让全球人民都能听到中国卫星的声音。　　由于当时正处于“文化大革命”的动乱中，播送“东方红”乐音不仅是科研任务，也成了责任重大的政治任务。如果卫星上天后，变调或不响，按“上纲上线”的说法，无疑是重大的政治问题，研制者就有可能被打入十八层地狱。在沉重的思想负担和精神压力下，何正华和乐音装置的主要设计者刘承熙冒着政治风险，开始了他们技术上的探索，解决了乐音错乱和乐音变调等一系列问题。“东方红”乐音最后采用电子音乐，用线路模拟铝板琴声奏出。乐音装置的第一批正样产品，是1968年上半年在重庆一家工厂生产的，由于当时生产秩序极不正常，产品中许多元件出现虚焊现象。最后上天的产品是由上海科学仪器厂重新生产的。　　红海洋中的“一块绿洲”　　中国第一颗人造卫星工程的整个研制工作，大部分都是在“文化大革命”最动乱的年月里进行的。那时席卷全国的“红色风暴”冲击到承担卫星工程任务的每一个单位。1967年初，中国科学院和七机部及下属单位均被“群众组织”夺权，卫星设计院的原来的领导都“靠边站”了，很多的科学家当时被定为“反动学术权威”、“特务”、“牛鬼蛇神”遭到批斗。即使普通的科技人员，也有不少亲属和社会关系在运动中受到冲击和株连。卫星的研制工作与“革命”发生了冲突。　　当时的“革命”要求大家手捧“宝书”，口念语录，心地虔诚地表忠献忠。卫星研制只能等参加完“革命”才能去做，否则就会被扣上“不突出政治”的帽子。科学家被批判时，科技业务骨干还要参与陪“斗”。武斗不断，交通受阻，器材供应不上，卫星研制事业已面临夭折的危险。　　在这种情况下，1967年初，周恩来总理与聂荣臻副总理采取了一系列措施，宣布：组建中国空间技术研究院，钱学森任院长，编入军队序列，不开展“文化大革命”的“四大”（即大鸣、大放、大字报、大辩论）。空间技术研究院从许多单位抽调出精兵良将，把分散在各部门的研究力量集中起来，实行统一领导，使科研生产照常进行，保证了中国第一颗卫星的如期发射。　　在空间技术研究院建院之初，研制卫星所需的物质条件十分缺乏，如测试设备少，试验设备不齐，加工设备不足等等。卫星制造厂是由科学仪器厂转产的，在人员、技术、设备和管理方面都面临很多困难。铆接，是卫星制造中必不可少的一道工序。可当时卫星厂未干过，在卫星的初样和试验阶断，没有铆枪，更没有固定工件的桁架，工人们就靠一把小锤，用自己的身体当桁架，将铆钉一个个敲上去。就是在这样的条件下，卫星厂解决了铆接、阳极化电抛光、光亮铝件大面积镀金、铝件热处理等多项工艺问题。　　为了检验设计的正确性与合理性，“东方红一号”卫星从元件、材料，到单机分系统以至整星都要在地面进行多种环境模拟试验。发射场预定发射卫星的时间气候寒冷，而卫星厂又没有符合要求的试验场地，“热控试样星”的试验是1968年的夏季于海军后勤部的一个冷库中进行的。很多的困难都是靠科技人员因陋就简、土法上马、群策群力解决的。卫星上天后，许多国际友人来空间技术研究院参观卫星，当时的环境条件让参观者大为感叹：“东方红一号”能诞生，是个奇迹！　　难忘4.24　　1970年４月１日，装载着两颗“东方红一号”卫星、一枚“长征一号”运载火箭的专门列车到达中国西北酒泉卫星发射中心。　　４月份的西北戈壁滩上，白天也要穿棉衣，到夜间，裹着皮大衣也感到寒冷。在离地面３０多米高的龙门塔工作平台上，科技人员不分白天黑夜，排除一切故障，一次次地测试。　　1970年４月24日３点50分，周恩来总理电话告知国防科委副主任罗舜初：毛泽东主席已经批准这次发射，希望大家鼓足干劲，过细地做工作，要一次成功，为祖国争光。　　21时35分，卫星发射时刻终于到来了。“东方红一号”随“长征一号”运载火箭在发动机的轰鸣中离开了发射台。21时48分，星箭分离，卫星入轨。21时50分，国家广播事业局报告，收到中国第一颗卫星播送的“东方红”乐音，声音清晰宏亮。　　1970年４月25日18点，新华社授权向全世界宣布：1970年４月24日，中国成功地发射了第一颗人造卫星，卫星运行轨道的近地点高度439公里，远地点高度2384公里，轨道平面与地球赤道平面夹角68．５度，绕地球一圈114分钟。卫星重173公斤，用20．009兆周的频律播送“东方红”乐曲。　　新闻公报刚发表，顷刻间，首都北京灯火通明，锣鼓声四起，鞭炮齐放，人们带着“文革”时代特有的狂热，涌上街头高呼着“毛主席万岁”、“庆祝文化大革命的伟大胜利”、“无产阶级文化大革命胜利万岁！……　　然而，为中国的第一颗人造卫星倾注了全部心血的赵九章先生却未能等到这一刻。无端受诬陷迫害的他，早在一年半以前已经含冤去世。不少的科学家是在“牛棚”中听到“东方红”乐音的。　　“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。　　“东方红一号”的发射成功，为中国航天技术的发展打下了极为坚实的根基，带动了中国航天工业的兴起，使中国的航天技术与世界航天技术前沿保持同步，标志着中国进入了航天时代。
【我国部分著名人造卫星】　　　　嫦娥一号　到目前为止，中国共发射了三代通信卫星。第一代通信卫星是1984年发射的2颗通信卫星和日发射的东方红二号实用型通信广播卫星。第二代通信卫星是日、日、日和日发射的载有4台C波段转发器的东方红二号甲通信卫星。第三代通信卫星是日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星。 　　我国第一颗通信卫星是日发射的，它取得了部分成功。这是一颗试验通信卫星。 　　日成功发射的第一颗静止轨道试验通信卫星??东方红二号，使我国成为世界上第五个自行发射地球静止轨道通信卫星的国家。 　　实用广播通信卫星东方红二号甲于日成功发射。该卫星大大改善了我国的通信和广播电视传输条件。 　　中容量广播通信卫星东方红三号于日成功发射。该卫星改善了我国的国际通信以及西部边远山区的通信状况。 　　风云气象卫星系列包括风云一号太阳同步轨道气象卫星和风云二号地球静止轨道气象卫星两大类。风云一号和风云二号分别进行过4次和3次发射，在我国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。 　　日，我国第一颗气象卫星风云一号由长征四号火箭发射升空。 　　我国在日发射第一颗地球静止轨道气象卫星风云二号甲，并于日正式交付用户使用。日又发射了风云二号乙。日又发射了一颗风云二号气象卫星。 　　到目前为止，我国已经发射的空间物理探测卫星，主要是“实践” 卫星系列。日成功发射了实践一号卫星。日一箭三星成功发射了实践二号、实践二号A和实践二号B。日成功发射了实践四号卫星。 　　共发射了八颗卫星，分别是：1971年3月发射的实践一号；日用一箭三星发射的实践二号、实践二号甲、实践二号乙；日发射的实践四号；日发射的实践五号。日发射的实践六号A星和B星。 　　实践一号卫星是在东方红一号卫星的基础上增加了太阳能供电系统等8个空间技术试验及探测项目。日，实践一号卫星由长征一号火箭成功发射。卫星在轨道上运行了8年多，向地面发回了大量科学探测和试验数据。 　　实践二号卫星是专门用于空间物理探测的科学实验卫星。卫星重250公斤，卫星主体为一个外接圆直径1.23米、高1.1米的八面棱柱体。日，我国发射一箭三星，实践二号是其中之一。 　　日，中国成功发射了自己研制的第一颗卫星东方红一号。该卫星重173千克，星上装有一台“东方红”电子音乐发生器及科学探测仪器设备。其任务是探测空间电离层和地球大气密度，并将有关数据传回地面。因此，东方红一号是一颗具有空间探测性质的技术试验卫星。 　　从1999年10月到2003年10月，我国共发射了3颗地球资源卫星。 　　日，中国与巴西合作研制的地球资源卫星――资源一号卫星在我国太原卫星发射中心成功发射。 　　从2000年10月到2003年5月，我国共发射了3颗北斗导航定位卫星。　　从日到日，我国发射了74个航天器，它们覆盖了地球所拥有的4种轨道。其中有国产的实验飞船1艘，国产的人造卫星47颗，外国制造的卫星26颗。现以47颗国产卫星为主，简要介绍一下它们的运行轨道。 　　顺行轨道 　　顺行轨道的特点是轨道倾角即轨道平面与地球赤道平面的夹角小于90度。在这种轨道上运行的卫星，绝大多数离地面较近，高度仅为数百公里，故又将其称为近地轨道。我国地处北半球，要把卫星送入这种轨道，运载火箭要朝东南方向发射，这样能够利用地球自西向东自转的部分速度，从而可以节约火箭的能量。地球自转速度可以通过赤道自转速度、发射方位角和发射点地理纬度计算出来。不难想象，在赤道上朝着正东方向发射卫星，可利用的速度最大，纬度越高能用的速度越小。 　　我国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星，用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号F运载火箭发射的神舟号试验飞船，都是用顺行轨道。它们都是从酒泉发射中心起飞被送入近地轨道运行的。通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道。 　　逆行轨道 　　逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。 　　由于地球表面不是理想的球形，其重力分布也不均匀，使卫星轨道平面在惯性空间中不断变动。具体地说，地球赤道部分有些鼓涨，对卫星产生了额外的吸引力，给轨道平面附加了1个力矩，使轨道平面慢慢进动，进动方向与轨道倾角有关。当轨道倾角大于90度时，力矩是逆时针方向，轨道平面由西向东进动。适当调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可使卫星轨道平面的进动角速度每天东进0.9856度，恰好等于地球绕太阳公转的日平均角速度，这就是应用价值极大的圆形太阳同步轨道。 　　在太阳同步轨道上运行的卫星，可在相同的时间和光照条件下观察卫星云层和地面目标。气象、资源、侦察等应用卫星大多采用这类轨道。我国用长征四号火箭发射的2颗风云一号气象卫星和2颗测量大气密度的地球卫星，用长征四号2火箭发射的1颗风云一号气象卫星、1颗中国和巴西合制的资源一号卫星、1颗中国资源二号卫星、1颗实践五号科学试验卫星，都采用这种轨道。它们都是从太原发射中心升空的。长四乙火箭在发射资源一号卫星时，还用1箭双星的方式把1颗巴西小型科学应用卫星送入太阳同步轨道。 　　赤道轨道 　　赤道轨道的特点是轨道倾角为0度，卫星在赤道上空运行。这种轨道有无数条，但其中的一条地球静止轨道具有特殊的重要地位。由于卫星飞行速度随距地面的高度而变化，轨道越高，速度越小，环绕周期越长，故由计算可知，当其在赤道上空35786公里高的圆形轨道上由西向东运行1周的时间，恰好是23小时56分4秒，正与地球自转一周的时间相同，这条轨道就被称为地球静止轨道。因为卫星环绕周期等于地球自转周期，两者方向又一致，故相互之间保持相对静止。从地面上看，卫星犹如固定在赤道上空某一点。在静止轨道上均匀分布3颗通信卫星即可进行全球通信的科学设想早已变为现实。世界上主要的通信卫星都分布在这条轨道上。有的气象卫星、预警卫星也被送入静止轨道。我国用长征三号火箭先后发射了1颗试验卫星、5颗东方红二号系列通信卫星、2颗风云二号气象卫星、用长征三号甲火箭发射了1颗实践四号探测卫星、2两颗东方红三号通信卫星、1颗中星22号通信卫星，这些卫星中有10颗进入静止轨道预定位置。发射这类卫星，星上要携带远地点发动机，运载火箭把卫星送入大椭圆同步转移轨道后，地面再发出指令，让星上远地点发动机点火，将卫星移入静止轨道。 　　极地轨道 　　就卫星轨道类型来说，还有一种轨道倾角为90度的极地轨道。它是因轨道平面通过地球南北两极而得名。在这种轨道上运行的卫星可以飞经地球上任何地区上空。我国虽未研制运行于此类轨道的卫星，但发射过此类轨道的卫星。长征二号丙改进型火箭以1箭双星的方式6次从太原起飞，把12颗美国铱星送入太空，就属于这种发射方式。