空间科学与空间探测器

　  20世纪50年代末以来，随着航天技术的诞生，人类开始利用新兴的航天器探测太空的各种自然现象及其规律，同时借助地球外层空间的微重力、高真空、超低温、强辐射、高洁净和高远位置等特殊环境，开展各项科学研究和工艺实验，从而大大扩展了人类的活动范围，促进了空间科学向着更深、更广的领域发展。

　  空间科学是指利用航天器研究发生在日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学及生命等自然现象及其规律的科学。空间科学以航天技术为基础，包括空间飞行、空间探测和空间开发等几个方面。它不仅能揭示宇宙奥秘，而且也给人类带来巨大的利益。

　  空间科学的发展，离不开航天器。航天器按其本身的任务可划分为两类：第一类为无人航天器，它包括人造地球卫星、月球探测器和行星际自动探测器等；第二类为载人航天器，它包括卫星式飞船、空间站、登月飞船和航天飞机等。航天器按其运行轨道也可分为两类：第一类是环绕地球运行的航天器，它包括人造地球卫星、卫星式飞船、空间站和航天飞机等；第二类是脱离地球引力飞往月球、其他行星及行星际空间的航天器，它包括月球探测器、登月飞船、各种行星和行星际探测器等。

　  空间探测既包括对地球空间范围的探测，也包括对月球、行星和行星际空间进行探测。对地球以外的空间探测的主要目的是研究月球和太阳系的起源和现状，通过对太阳系各大行星及其卫星的考察研究，进一步揭示地球环境的形成和演变情况；认识太阳系的演化，探寻生命的起源和演变历史；利用宇宙空间的特殊环境进行各种科学实验，直接为国民经济服务。

　  空间探测器装有科学探测仪器，执行空间探测任务。空间探测的主要方式有：①在近地空间轨道上进行远距离空间探测。②从月球或行星近旁飞过，进行近距离探测。③成为月球或行星的人造卫星，进行长期的反复观测。④在月球或行星及其卫星表面硬着陆，利用着陆之前的短暂时间进行探测。⑤在月球或行星及其卫星表面软着陆，进行实地考察，也可将获取的样品送回地球进行研究。⑥在深空飞行，进行长期考察。

　  空间探测的范围集中在地球环境、空间环境、天体物理、材料科学和生命科学等方面。自1957年10月4日第一颗人造卫星发射上天，到2000年全世界已发射了100多个空间探测器。它们对宇宙空间的探测取得了丰硕成果，所获得的知识是人类数千年来所获知识无法比拟的。

　  1958年1月31日美国发射成功第一颗卫星探险者1号，它首次探测到地球周围存在一个高能电子、粒子聚集的辐射带，这就是著名的范•艾伦辐射带。1958年末美国发射的先驱者3号探测器，在飞离地球10万千米的地方又发现了第二条辐射带。这是利用人造卫星和空间探测器最初探测的典型成果。

　  从1958年开始，人类用人造卫星、宇宙飞船、空间站和航天飞机等作为探测手段，对近地空间的环境，如地球辐射带、地球磁层、太阳辐射、极光、宇宙线等进行了探测。美国的“探险者”、“轨道地球物理观测站”、“轨道太阳观测站”系列，苏联的宇宙号、预报号、质子号系列中的一部分，中国的“实践”系列等，借助携带的科学仪器，测量了地球大气层、电离层、磁层的基本结构，测量了太阳光辐射谱、空间粒子成分、高能电子、高能质子和太阳磁场等参量及其变化，探测各类现象之间的相互关系等。