航天技术概论哈尔滨工业大学张昊春主要内容
航天基础
世界航天科技发展
中国航天发展历程
未来的宇航航天基础
航天技术
卫星
运载火箭和航天飞机航天技术
航天技术空间技术就是探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称太空技术和空间技术。
讨论航天，那什么是天？天是指地球大气层以外至太阳系内的空间。大气层以外太阳系以内的航行活动则称之为航天，
而太阳系以外的航行活动称之为航宇。
宇宙速度
当飞行器达到 第一宇宙速度 （ 7,9公里
／秒）才能克服地球引力而环绕地球飞行，不落回地球表面
飞行器达到 第二宇宙速度 （ 11,2公里／
秒）可以脱离地球飞向太阳系的其他行星；
飞行器速度提高到 第三宇宙速度 （ 16,7
公里／秒）就可以飞离太阳系 。
航天系统
要实现航天活动，就要建立庞大的以 航天器 为核心的航天系统。它由特定的 航天器（卫星、空间站、探测器），运载工具（火箭、航天飞机），航天发射场，
地面测控网（地面站、船），地面应用站网及其他有关系统组成,它是一个大系统工程。
航天器系统
航天器指的是在地球大气层以外按天体力学规律运行的飞行器，包括各种人造卫星、载人飞船、空间站、行星探测器等。
其中人造卫星发射数量最多，并已广泛应用，
产生了巨大的效益。
人造卫星种类很多，有通信卫星、遥感卫星、
导航定位卫星、科学卫星等天上的驿站 -通信卫星
通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，把来自地面的各种“信件”带到天上，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。
由于它“站”在 36000千米高的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责 1/3地球表面的通信。
东方红三号中巴资源卫星运载工具
运载工具将航天器加速至宇宙速度，并送入预定的运行轨道。
现代航天运载工具分运载火箭和航天飞机两种，
前者为一次性使用，后者可多次使用。
运载火箭最早发展，已普遍使用。各航天大国均拥有自己的运载火箭及发射场。
运载火箭一般由 2— 3级组成，每级火箭均有推进系统，末级内装有火箭的制导与控制、跟踪、
遥测、电源等系统。同时，末级顶部安装被运送的航天器。
多级火箭单级火箭的末速度要受到排气速度和质量比提高的限制。
1、排气速度取决于喷气物质的性能，现代高效化学推进剂的最高排气速度可达 4000m/s。
2,质量比的增加对火箭飞行速度的影响很小，并受到结构材料的限制。
若取质量比为 10（已足够大），则火箭获得速度为 9200m/s,又由于引力和阻力存在，加速度损失，其实际飞行速度仍不足第一宇宙速度 7900m/s。 解决的办法是：采用多级火箭。
（图）,火箭之父”
齐奥尔科夫斯基（苏联）
于 1903年提出了多级火箭的设想。
多级火箭是由称为级的个体火箭组合（串联或并联）而成，每一级都是一个独立的工作单位，有自己的发动机系统、制导系统等。目前，发射低轨道卫星，一般采用 2~3级运载火箭，发射轨道航天器，用 3~4级运载火箭。
在地球表面发射，为使火箭以较小的速度穿过稠密的大气层，一般开始阶段速度不宜增加太快。
例如,1969年美国用来运载阿波罗号飞船的“土星 5号”火箭，第一级喷气速度为 2.9km/s,产生 120× 105kN的推力，质量比为 16，第一级脱落时速度为 8.04km/s
（ 理论值），第二级喷气速度为 4km/s，
质量比为 14，这级脱落时速度为
18.6km/s(理论值），第三级与第二级相同，质量比为 12，最终末速度可达
28.5km/s(理论值）
现代火箭的基本组成
1、结构组成：箭体结构、发动机和控制三大系统，另外加上在头部的有效载荷舱部分。
2、结构形式：一类是首尾相接的串联式火箭，
另一类是下面两级并联，上面一级串联的串并混合式火箭（捆绑式运载火箭）。
3、发动机所用的燃料推进剂：一般多为液体推进剂，也有用固体推进剂的，（固体推进剂是由固体氧化剂和供作燃料的粘合剂组成的推进剂）还有助推火箭用固体推进剂，而主火箭用液体推进剂 。
运载火箭发展概况
前苏联 -俄罗斯
东方号、闪电号、联盟号、质子号和能源号联盟号火箭系因发射联盟系列载入飞船而得名。它是由东方号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭。
总长 49.3米，起飞重量 310吨，
近地轨道地运载能力为 7.5吨。
1963年 11月 16日首次发射宇宙 22号卫星成功,1964年和
1965年又先后用来试验发射两艘上升号载入飞船。 1967
年开始用来发射联盟号，联盟 T号系列载入飞船和进步号自动货运飞船。
能源号运载火箭
1987年 5月 15日，前苏联从拜科努尔航天中心发射成功一枚超级运载火箭。它的总设计师古巴诺夫披露了这种巨型火箭的细节：火箭长约 60米，总重 2400吨，起飞推力 3500吨，能把 100吨有效载荷送上近地轨道。
这种命名为能源号的运载火箭由两级组成。第一级捆绑 4台液体助推火箭，高 39
米，直径 4米；第二级为直径 8米的芯级，
由 4台液氢液氧发动机组成。发射时，第一，
二级同时点火，第一级 4台助推火箭工作完成后，由地面控制脱离芯级火箭回收，经修理后可重复使用 50次；第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。
1988年 11月 15日，能源号火箭将不载入人的暴风雪号航天飞机载入太空轨道飞行，成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。
质子号运载火箭在前苏联的航天活动中，质子号运载火箭发射最为频繁，它是目前 世界上运载能力最大的火箭之一 。
它先后研制有二，三，四级 3种型号。最大一种四级火箭全长 44.3米，底部最大直径 7.4米，起飞重量
800吨。第一级由 6台助推火箭组成，中心是一个直径较大的氧化剂箱，四周捆绑 6个燃料箱，起飞推力达 1000吨。第二级高约 13.7米，装有 4台发动机，总推力为 240吨。第三级高 6.4米，装 1台发动机，另有
4台校正航向的可控微调发动机。第四级高 5.5米，
装有 1台封闭式循环发动机，可二次点火。这种火箭可将 21吨重的有效载荷送上近地轨道。 1965年 7月 16
日，质子号运载火箭首次发射，将一颗重达 12.2吨的卫星送入预定轨道。 1971年 4月 19日以发射成功重
17.5吨的礼炮 1号轨道站。从 1971年到 1973年相继发射了 6个火星号探测器。 1974年发射第一颗静止轨道卫星宇宙 637号。 1975年到 1983年陆续发射了金星号探测器,1984年发射两个维加号哈雷慧星探测器，
1986年又把第三代轨道站和平号送入太空。这一系列发射纪录，表明质子号火箭对于前苏联航天活动有着举足轻重的作用。
美国的运载火箭把美国第一颗人造卫星探险者 1
号送上太空飞行的，是著名火箭专家冯 ·布劳恩（德国人）主持研制的丘比特 C运载火箭。
1958年 2月 1号，布劳恩用丘比特导弹改装的运载火箭,开辟了美国征服太空的新纪元。
此后，美国先后用几种中程和洲际导弹，经过改进研制成为雷神，宇宙神，大力神以及德尔塔等几种不同用途的运载火箭。
（图）前德国 V-2火箭专家冯 ·布劳恩在解释他的第一次载人月球飞行火箭设计方案 。
大力神系列运载火箭大力神系列火箭由马丁 ·玛丽埃特公司研制生产，共有 6种型号。大力神 3火箭长 45.75米，直径 3米，发射重量 680吨。各型大力神火箭的有效载荷分别是,3A为 3.6吨,3B为 4.5
吨,3C,3D,3D和 3E均为 15吨。最大的大力神 34D长达 62米，最大直径 5米，
发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达 4.5吨。大力神系列火箭至今已有 150多次发射纪录。它主要发射各种军用卫星，也发射了太阳神号，海盗号，旅行者号等行星和行星际探测器。
目前，宇宙神，德尔塔和大力神运载火箭已进入国际发射市场。
土 星号巨型登月火箭
·土星 5号运载火箭
1961年 4月 20日，美国总统提出研制登月火箭的设想，并询问 60年代能否把人送上月球。当时布劳恩斩钉截铁地回答：
,行！,于是，在布劳恩的主持下，开始实施土星巨型登月火箭研制计划。 1964年至 1967年，相继研制成功土星 1，土星 1B，
土星 5等几种型号。
1964年首先研制成功土星 1号两级火箭。火箭长 38.1米，直径 5.58米，发射重量 502吨，近地轨道的有效载荷为 10.2吨。它曾用来试验发射阿波罗飞船模型。
1966年研制成功它的改进型土星 1B号两级火箭。火箭长
68.3米，直径 6.6米，发射重量 590吨，最大有效载荷 18.1吨。
从 1966年到 1975年共发射 9次，除作运载阿波罗飞船试验外，还
3次将宇航员送上天空实验室空间站和 1次发射阿波罗载入飞船与前苏联的联盟号飞船对接联合飞行。
1967年世界上最大的一种运载火箭土星 5号问世。它是三级火箭，长 85.6米，直径 10.1米，起飞重量 2950吨，近地轨道的有效载荷达 139吨，飞往月球轨道的有效载荷为 47吨。从 1967年到 1973年共发射 13次，其中 6次将阿波罗载入飞船送上月球,在航天史上写下了最为光辉的一页。
阿丽亚娜 5型火箭
阿丽亚娜 5型火箭由欧盟 12国共同研制，
首次发射时间是 1996
年 6月 4日。当时由于电器系统故障，火箭在升空后不久即爆炸。
但在此后的数年中，
该型火箭发射过多次都没有失败。
运载火箭 -中国
1964年 6月 29日，中国自行设计研制的中程火箭试飞成功之后，即着手研制多级火箭，向空间技术进军。
1970年 4月 24日长征 1号运载火箭诞生，首次发射东方红 1号卫星成功 。中国航天技术迈出了重要的一步。
目前，由中国独立研制的“长征”系列运载火箭已形成 4个系列 12个型号的群体，是中国航天的主力运载工具。火箭近地轨道、地球同步转移轨道的运载能力分别达到 12吨和 5.2吨，可用于发射不同轨道的卫星，入轨精度达到国际先进水平 。
长征 2号 F型火箭 是在长征 2
号 E型火箭基础上研制的以发射飞船为主要任务的运载火箭，１
９９２年开始研制，１９９９年首发成功。
作为中国火箭家族中最重、最长的成员，长征 2号 F型火箭首次采用了包括故障检测系统和逃逸系统在内的 55项新技术，达到国际先进水平。火箭全长 58,3米，
起飞重量 479,8吨，是目前我国研制的火箭中最长、最重的。
到目前为止,,长征,二号 F型火箭已经成功地将四艘,神舟,
无人飞船送入太空预定轨道，发射成功率达到 100％。
神舟 5号雄姿火箭发射航天飞机
航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。
美国于 1972年开始研制可部分重复使用的航天飞机。 1981年 4月，世界上第一架航天飞机,哥伦比亚,
号试飞成功,1982年 11月首次正式飞行,这是航天技术发展史上的又一个里程碑。 美国后来又相继建造了,挑战者,号,,发现,号、
,亚特兰蒂斯,号和,奋进,号航天飞机。
其中,挑战者,号航天飞机在
1986年 1月 28日发射后爆炸,,哥伦比亚,号在 2003年 2月 1日发射后在返回地球时坠毁，到目前为止，
美国 5架航天飞机进行了 113次飞行。
前苏联研制的 "暴风雪 "号航天飞机于 1988年 11月进行首次飞行，但由于资金短缺，停止了研制。
“
发现
”
号航天飞机暴风雪号航天飞机世界航天科技发展史（ 1）
人类最早的探索，从天空到太空
俄国齐奥尔科夫斯基（ 1857－ 1935）的科幻小说《在地球之外》，系统完整地描述了宇宙航行的全过程。液体火箭、多级火箭、宇航服、
失重、登月车
1930年，德国冯布劳恩（ 1912－ 1977）发明液氧与煤油混合燃料。 1942年制成 A－ 4火箭，速度每秒 2公里，射程 190公里。
康斯坦丁 ·齐奥尔科夫斯基（ 1857-1935）
现代航天事业的创造人 航天理论的奠基者,被誉为,航天之父,。
1857年，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省的伊热夫斯基村 (靠近莫斯科 )，家境贫寒,他 9岁双耳失聪，靠自学完成了中学课程 。
16岁时，有机会来到莫斯科，莫斯科有大图书馆，使他不再感到书籍的缺乏。整整 3年时间，他在这里自学了多门大学课程，尤其是高等数学。他关于宇宙航行的思想似乎就是在这个时期产生的。 1878年秋，他轻而易举地过了中学教师的资格考试，被分配到波罗伏斯克县担任中学教师。在之后的十多年间，齐奥尔科夫斯基对很多的科学领域进行研究。
1883年，他写成了第一篇论文，题为《自由空间》，
首次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。
1893年发表了科幻小说《月球上,。
1897年，推导出了著名的火箭运动方程式：,齐奥尔科夫斯基公式,。
1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，并于 1903年发表在莫斯科的《科学评论》杂志上。 他在人类宇航史的理论奠基人地位由此确定。
1929年又提出多级火箭的结构 。 发表了关于多级火箭的论文,太空火箭列车,首次论证了利用多级火箭克服地球引力的构想 。
1932年发表喷气式飞机在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案 。 还 发表了太空飞行科幻小说,地球之外,。
世界航天科技发展史（ 2）
1954年赫鲁晓夫上台，重视洲际导弹计划
1957年 8月 21日，苏联在科罗列夫（ 1906－
1966）领导下发射第一枚洲际弹道火箭，射程达 8千公里，领先于美国
1957年 10月 4日，苏联发射第一颗人造地球卫星。重 83.6公斤，直径 58厘米，能发射电码。
1957年 12月 4日，苏联发射第二颗卫星，重 500
公斤，还装了一只小狗。
世界航天科技发展史（ 3）
1958年 1月 31日，由布劳恩设计的火箭将美国第一颗卫星送上轨道 1959年 1月 2日发射了第一颗人造行星“梦想 1号”
1959年 9月 12日，苏联的“梦想 2号”在月球硬着陆，
使月球上第一次出现人造物
8月 10日，美国成功的回收卫星
1961年 4月 12日上午 9时，加加林驾驶“东方 1号”飞上太空,10时 25分回到大气层世界航天科技发展史（ 4）
1961年 5月 5日，美国的谢帕德在太空逗留了 15分 23秒，但不是真正的太空飞行，
只有 5分钟失重
1962年 2月 20日，格伦真正实现了载人轨道飞行计划
1965年 3月 18日，苏联宇航员从座舱中走出，做了 10分钟的太空漫步。 3个月后，
美国宇航员也做了 20分钟的太空漫步。
世界航天科技发展史（ 5）
阿波罗计划：
– 1961年 5月，美国总统肯尼迪宣布：要在十年之内将一名美国人送上月球并让他安全返回地球。
– 水星计划，将宇航员送上太空，以测试人在太空中的活动能力。 1963年完成。
– 双子星座计划，航天器的对接测试。 1965年完成。
– 土星计划，登月行动计划。
– 1965年 4月，布劳恩的土星 5号火箭研制成功。长 85
米，三级，第一级推力为 3500吨。
世界航天科技发展史（ 6）
1968年，阿波罗 7号环绕地球飞行；阿波罗 8号绕月球飞行并返回地球
1969年 7月 16日，阿波罗 11号载着阿姆斯特朗、
奥尔德林、柯林斯。 48小时后进入月球轨道。
18日下午 4时 17分，阿与奥乘“鹰”在月球静海着陆。
世界航天科技发展史（ 7）
接下的 5次登月：阿波罗 12号,14号,15号、
16号,17号
阿波罗计划：历时 12年，动员 40多万人，两万家公司和科研机构,120所大学，耗费 250亿美元。
,500年后，人类对 20世纪仅存的记忆可能是：
这是人类探索太空的世纪”
航天技术的目标：地外移民、地外文明探索中国航天发展历程据史书记载，中国产生喷气推进式火箭的年代应不迟于 12世纪，
距今已有 800余年。
火龙出水
1970年 4月 24日，“东方红一号”卫星在甘肃酒泉航天发射基地由“长征一号”火箭发射成功。这是中国发射的第一颗人造卫星，使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本（之后，第五个自主发射人造卫星的国家。
1981年 9月 20
日，中国第一次用一枚运载火箭发射了三颗科学实验卫星，使中国成为世界上第三个掌握一箭多星发射技术的国家。
1986年 2月 1日，中国发射了第一颗实用地球静止轨道通信广播卫星。 2月 20日，
卫星定点成功。这标志着中国卫星通信技术由试验阶段进入了实用阶段。
1992年 9月，中国载人飞船正式列入国家计划制，这项工程后来被命名为,神舟,号飞船载人航天工程，并选拔了航天员
1999年 11月 20日发射中国,神舟”号试验飞船 的长征运载火箭是中国目前推力最大的火箭 长征二号 F型火箭
1999年 11月 20日，中国自主研制的,神舟,一号无人飞船发射成功。中国载人航天工程首次飞行试验取得圆满成功。
,神舟二号,
飞船正与
,长征 2号 F”
大推力运载火箭对接
3月 25日晚 10时 15分，“神舟三号”飞船在甘肃酒泉卫星发射中心成功升入太空。
4月 1日,,神舟,三号飞船于下午４时许准确降落在内蒙古中部地区。
2002年 12月 29
日，发射了
,神舟,四号无人飞船。图为 科技人员为
,神舟,四号加载中国航天
,模拟人,。
,神舟,四号飞船进入太空
２００３年１０月１５日９时整，我国自行研制的,神舟,五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。９时９分５０秒,,神舟,五号准确进入预定轨道。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐,神舟,五号载人飞船执行任务的航天员是３８岁的 杨利伟 。他是我国自己培养的第一代航天员。在太空中围绕地球飞行１４圈，经过
２１小时２３分、６０万公里的安全飞行后，他于１６日６时２３分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。
中国酒泉卫星发射中心为执行首次载人航天飞行任务的航天员杨利伟举行出征仪式，
中国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，十五日上午九时整在酒泉卫星发射中心载人航天发射场成功发射升空。
中国首位航天员杨利伟乘坐“神舟”五号飞船在太空中拍摄的地球景象。
逃逸塔返回舱国际空间站国际空间站
由美、俄、欧盟、加拿大、日本等国联合设计建造，计划到 2006年完工
2000年 11月 2日，俄罗斯宇宙飞船“联盟
TM-31”,载着三名宇航员成功地与国际空间站“星辰”号服务舱对接，为空间站送来了第一批工作人员。
国际空间站以及运输飞船与其对接情形的设想图
“和平号”空间站未来中国航天事业发展展望国外载人航天主要五个方向发展,
太空旅游国际空间站天基航天月球基地载人火星登陆太空旅游
2003年 4月 3日，美宇航局公布新式太空旅游船即将于近日升空。
前苏联的“和平”号空间站国际空间站国际空间站
,阿特兰蒂斯”号航天飞机脱离国际空间站后拍摄到的国际空间站，当时国际空间正处于美国加利福尼亚州上空。
天基航天
将大型空间站发展成为空间航天基地，在空间组装大型卫星，然后使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道。
利用空间航天基地可实现对卫星进行维护、维修，保证其长期稳定运行。
天基航天月球基地
构想中的月球基地载人火星登陆
着陆步骤一 随着火箭头锥体在发射过程中的分离，“火星探险漫游者”将经历 7个月旅行到达目的地载人火星登陆着陆步骤二 2004年 1月，“火星探险漫游者”将在减速伞的保护下进入炙热高温的火星大气层载人火星登陆着陆步骤三 在巨大的安全气囊保护下，“火星探险漫游者”安全降落在火星上载人火星登陆着陆步骤四 随着降落伞的张开,3个制动减速器被点燃，悬挂着火星探测器在距火星表面 30－ 50英尺的地方开当前，国外载人航天主要向五个方向发展，这对我国来说，既是难得的机遇，又提出了巨大的挑战 !
中国将在 6个月内发射
“神舟六号”载人飞船，
届时至少有 2名太空人遨游太空。
神舟号飞船雄姿多艘神舟号飞船对接组成的小型空间站想象图建设中的“国际空间站”
中国未来空间站中国月球探测计划分三个阶段实施第一期是在最近 2到 3年，向月球发射月球探测卫星。
第二期将发射月球探测器登陆月球。
第三期将发射机器人登上月球。计划约耗时 20年。
月球探测工程是我国进行深空探测所迈出的至关重要的第一步，也是中国航天事业继人造卫星、载人航天之后的第三个里程碑。
结束语
路漫漫其修远兮
希望与大家一起跨入无限的星空探索中
祝大家心想事成
谢谢大家！！！
航天基础
世界航天科技发展
中国航天发展历程
未来的宇航航天基础
航天技术
卫星
运载火箭和航天飞机航天技术
航天技术空间技术就是探索、开发和利用宇宙空间的技术，又称太空技术和空间技术。
讨论航天，那什么是天？天是指地球大气层以外至太阳系内的空间。大气层以外太阳系以内的航行活动则称之为航天，
而太阳系以外的航行活动称之为航宇。
宇宙速度
当飞行器达到 第一宇宙速度 （ 7,9公里
／秒）才能克服地球引力而环绕地球飞行，不落回地球表面
飞行器达到 第二宇宙速度 （ 11,2公里／
秒）可以脱离地球飞向太阳系的其他行星；
飞行器速度提高到 第三宇宙速度 （ 16,7
公里／秒）就可以飞离太阳系 。
航天系统
要实现航天活动，就要建立庞大的以 航天器 为核心的航天系统。它由特定的 航天器（卫星、空间站、探测器），运载工具（火箭、航天飞机），航天发射场，
地面测控网（地面站、船），地面应用站网及其他有关系统组成,它是一个大系统工程。
航天器系统
航天器指的是在地球大气层以外按天体力学规律运行的飞行器，包括各种人造卫星、载人飞船、空间站、行星探测器等。
其中人造卫星发射数量最多，并已广泛应用，
产生了巨大的效益。
人造卫星种类很多，有通信卫星、遥感卫星、
导航定位卫星、科学卫星等天上的驿站 -通信卫星
通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，把来自地面的各种“信件”带到天上，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。
由于它“站”在 36000千米高的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责 1/3地球表面的通信。
东方红三号中巴资源卫星运载工具
运载工具将航天器加速至宇宙速度，并送入预定的运行轨道。
现代航天运载工具分运载火箭和航天飞机两种，
前者为一次性使用，后者可多次使用。
运载火箭最早发展，已普遍使用。各航天大国均拥有自己的运载火箭及发射场。
运载火箭一般由 2— 3级组成，每级火箭均有推进系统，末级内装有火箭的制导与控制、跟踪、
遥测、电源等系统。同时，末级顶部安装被运送的航天器。
多级火箭单级火箭的末速度要受到排气速度和质量比提高的限制。
1、排气速度取决于喷气物质的性能，现代高效化学推进剂的最高排气速度可达 4000m/s。
2,质量比的增加对火箭飞行速度的影响很小，并受到结构材料的限制。
若取质量比为 10（已足够大），则火箭获得速度为 9200m/s,又由于引力和阻力存在，加速度损失，其实际飞行速度仍不足第一宇宙速度 7900m/s。 解决的办法是：采用多级火箭。
（图）,火箭之父”
齐奥尔科夫斯基（苏联）
于 1903年提出了多级火箭的设想。
多级火箭是由称为级的个体火箭组合（串联或并联）而成，每一级都是一个独立的工作单位，有自己的发动机系统、制导系统等。目前，发射低轨道卫星，一般采用 2~3级运载火箭，发射轨道航天器，用 3~4级运载火箭。
在地球表面发射，为使火箭以较小的速度穿过稠密的大气层，一般开始阶段速度不宜增加太快。
例如,1969年美国用来运载阿波罗号飞船的“土星 5号”火箭，第一级喷气速度为 2.9km/s,产生 120× 105kN的推力，质量比为 16，第一级脱落时速度为 8.04km/s
（ 理论值），第二级喷气速度为 4km/s，
质量比为 14，这级脱落时速度为
18.6km/s(理论值），第三级与第二级相同，质量比为 12，最终末速度可达
28.5km/s(理论值）
现代火箭的基本组成
1、结构组成：箭体结构、发动机和控制三大系统，另外加上在头部的有效载荷舱部分。
2、结构形式：一类是首尾相接的串联式火箭，
另一类是下面两级并联，上面一级串联的串并混合式火箭（捆绑式运载火箭）。
3、发动机所用的燃料推进剂：一般多为液体推进剂，也有用固体推进剂的，（固体推进剂是由固体氧化剂和供作燃料的粘合剂组成的推进剂）还有助推火箭用固体推进剂，而主火箭用液体推进剂 。
运载火箭发展概况
前苏联 -俄罗斯
东方号、闪电号、联盟号、质子号和能源号联盟号火箭系因发射联盟系列载入飞船而得名。它是由东方号三级火箭改进第三级后的新型三级运载火箭。
总长 49.3米，起飞重量 310吨，
近地轨道地运载能力为 7.5吨。
1963年 11月 16日首次发射宇宙 22号卫星成功,1964年和
1965年又先后用来试验发射两艘上升号载入飞船。 1967
年开始用来发射联盟号，联盟 T号系列载入飞船和进步号自动货运飞船。
能源号运载火箭
1987年 5月 15日，前苏联从拜科努尔航天中心发射成功一枚超级运载火箭。它的总设计师古巴诺夫披露了这种巨型火箭的细节：火箭长约 60米，总重 2400吨，起飞推力 3500吨，能把 100吨有效载荷送上近地轨道。
这种命名为能源号的运载火箭由两级组成。第一级捆绑 4台液体助推火箭，高 39
米，直径 4米；第二级为直径 8米的芯级，
由 4台液氢液氧发动机组成。发射时，第一，
二级同时点火，第一级 4台助推火箭工作完成后，由地面控制脱离芯级火箭回收，经修理后可重复使用 50次；第二级即芯级火箭可将有效载荷送入地球轨道运行。
1988年 11月 15日，能源号火箭将不载入人的暴风雪号航天飞机载入太空轨道飞行，成为前苏联运载火箭发展的一个新的里程碑。
质子号运载火箭在前苏联的航天活动中，质子号运载火箭发射最为频繁，它是目前 世界上运载能力最大的火箭之一 。
它先后研制有二，三，四级 3种型号。最大一种四级火箭全长 44.3米，底部最大直径 7.4米，起飞重量
800吨。第一级由 6台助推火箭组成，中心是一个直径较大的氧化剂箱，四周捆绑 6个燃料箱，起飞推力达 1000吨。第二级高约 13.7米，装有 4台发动机，总推力为 240吨。第三级高 6.4米，装 1台发动机，另有
4台校正航向的可控微调发动机。第四级高 5.5米，
装有 1台封闭式循环发动机，可二次点火。这种火箭可将 21吨重的有效载荷送上近地轨道。 1965年 7月 16
日，质子号运载火箭首次发射，将一颗重达 12.2吨的卫星送入预定轨道。 1971年 4月 19日以发射成功重
17.5吨的礼炮 1号轨道站。从 1971年到 1973年相继发射了 6个火星号探测器。 1974年发射第一颗静止轨道卫星宇宙 637号。 1975年到 1983年陆续发射了金星号探测器,1984年发射两个维加号哈雷慧星探测器，
1986年又把第三代轨道站和平号送入太空。这一系列发射纪录，表明质子号火箭对于前苏联航天活动有着举足轻重的作用。
美国的运载火箭把美国第一颗人造卫星探险者 1
号送上太空飞行的，是著名火箭专家冯 ·布劳恩（德国人）主持研制的丘比特 C运载火箭。
1958年 2月 1号，布劳恩用丘比特导弹改装的运载火箭,开辟了美国征服太空的新纪元。
此后，美国先后用几种中程和洲际导弹，经过改进研制成为雷神，宇宙神，大力神以及德尔塔等几种不同用途的运载火箭。
（图）前德国 V-2火箭专家冯 ·布劳恩在解释他的第一次载人月球飞行火箭设计方案 。
大力神系列运载火箭大力神系列火箭由马丁 ·玛丽埃特公司研制生产，共有 6种型号。大力神 3火箭长 45.75米，直径 3米，发射重量 680吨。各型大力神火箭的有效载荷分别是,3A为 3.6吨,3B为 4.5
吨,3C,3D,3D和 3E均为 15吨。最大的大力神 34D长达 62米，最大直径 5米，
发射地球同步转移轨道卫星的运载能力达 4.5吨。大力神系列火箭至今已有 150多次发射纪录。它主要发射各种军用卫星，也发射了太阳神号，海盗号，旅行者号等行星和行星际探测器。
目前，宇宙神，德尔塔和大力神运载火箭已进入国际发射市场。
土 星号巨型登月火箭
·土星 5号运载火箭
1961年 4月 20日，美国总统提出研制登月火箭的设想，并询问 60年代能否把人送上月球。当时布劳恩斩钉截铁地回答：
,行！,于是，在布劳恩的主持下，开始实施土星巨型登月火箭研制计划。 1964年至 1967年，相继研制成功土星 1，土星 1B，
土星 5等几种型号。
1964年首先研制成功土星 1号两级火箭。火箭长 38.1米，直径 5.58米，发射重量 502吨，近地轨道的有效载荷为 10.2吨。它曾用来试验发射阿波罗飞船模型。
1966年研制成功它的改进型土星 1B号两级火箭。火箭长
68.3米，直径 6.6米，发射重量 590吨，最大有效载荷 18.1吨。
从 1966年到 1975年共发射 9次，除作运载阿波罗飞船试验外，还
3次将宇航员送上天空实验室空间站和 1次发射阿波罗载入飞船与前苏联的联盟号飞船对接联合飞行。
1967年世界上最大的一种运载火箭土星 5号问世。它是三级火箭，长 85.6米，直径 10.1米，起飞重量 2950吨，近地轨道的有效载荷达 139吨，飞往月球轨道的有效载荷为 47吨。从 1967年到 1973年共发射 13次，其中 6次将阿波罗载入飞船送上月球,在航天史上写下了最为光辉的一页。
阿丽亚娜 5型火箭
阿丽亚娜 5型火箭由欧盟 12国共同研制，
首次发射时间是 1996
年 6月 4日。当时由于电器系统故障，火箭在升空后不久即爆炸。
但在此后的数年中，
该型火箭发射过多次都没有失败。
运载火箭 -中国
1964年 6月 29日，中国自行设计研制的中程火箭试飞成功之后，即着手研制多级火箭，向空间技术进军。
1970年 4月 24日长征 1号运载火箭诞生，首次发射东方红 1号卫星成功 。中国航天技术迈出了重要的一步。
目前，由中国独立研制的“长征”系列运载火箭已形成 4个系列 12个型号的群体，是中国航天的主力运载工具。火箭近地轨道、地球同步转移轨道的运载能力分别达到 12吨和 5.2吨，可用于发射不同轨道的卫星，入轨精度达到国际先进水平 。
长征 2号 F型火箭 是在长征 2
号 E型火箭基础上研制的以发射飞船为主要任务的运载火箭，１
９９２年开始研制，１９９９年首发成功。
作为中国火箭家族中最重、最长的成员，长征 2号 F型火箭首次采用了包括故障检测系统和逃逸系统在内的 55项新技术，达到国际先进水平。火箭全长 58,3米，
起飞重量 479,8吨，是目前我国研制的火箭中最长、最重的。
到目前为止,,长征,二号 F型火箭已经成功地将四艘,神舟,
无人飞船送入太空预定轨道，发射成功率达到 100％。
神舟 5号雄姿火箭发射航天飞机
航天飞机集火箭，卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。
美国于 1972年开始研制可部分重复使用的航天飞机。 1981年 4月，世界上第一架航天飞机,哥伦比亚,
号试飞成功,1982年 11月首次正式飞行,这是航天技术发展史上的又一个里程碑。 美国后来又相继建造了,挑战者,号,,发现,号、
,亚特兰蒂斯,号和,奋进,号航天飞机。
其中,挑战者,号航天飞机在
1986年 1月 28日发射后爆炸,,哥伦比亚,号在 2003年 2月 1日发射后在返回地球时坠毁，到目前为止，
美国 5架航天飞机进行了 113次飞行。
前苏联研制的 "暴风雪 "号航天飞机于 1988年 11月进行首次飞行，但由于资金短缺，停止了研制。
“
发现
”
号航天飞机暴风雪号航天飞机世界航天科技发展史（ 1）
人类最早的探索，从天空到太空
俄国齐奥尔科夫斯基（ 1857－ 1935）的科幻小说《在地球之外》，系统完整地描述了宇宙航行的全过程。液体火箭、多级火箭、宇航服、
失重、登月车
1930年，德国冯布劳恩（ 1912－ 1977）发明液氧与煤油混合燃料。 1942年制成 A－ 4火箭，速度每秒 2公里，射程 190公里。
康斯坦丁 ·齐奥尔科夫斯基（ 1857-1935）
现代航天事业的创造人 航天理论的奠基者,被誉为,航天之父,。
1857年，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省的伊热夫斯基村 (靠近莫斯科 )，家境贫寒,他 9岁双耳失聪，靠自学完成了中学课程 。
16岁时，有机会来到莫斯科，莫斯科有大图书馆，使他不再感到书籍的缺乏。整整 3年时间，他在这里自学了多门大学课程，尤其是高等数学。他关于宇宙航行的思想似乎就是在这个时期产生的。 1878年秋，他轻而易举地过了中学教师的资格考试，被分配到波罗伏斯克县担任中学教师。在之后的十多年间，齐奥尔科夫斯基对很多的科学领域进行研究。
1883年，他写成了第一篇论文，题为《自由空间》，
首次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。
1893年发表了科幻小说《月球上,。
1897年，推导出了著名的火箭运动方程式：,齐奥尔科夫斯基公式,。
1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，并于 1903年发表在莫斯科的《科学评论》杂志上。 他在人类宇航史的理论奠基人地位由此确定。
1929年又提出多级火箭的结构 。 发表了关于多级火箭的论文,太空火箭列车,首次论证了利用多级火箭克服地球引力的构想 。
1932年发表喷气式飞机在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的方案 。 还 发表了太空飞行科幻小说,地球之外,。
世界航天科技发展史（ 2）
1954年赫鲁晓夫上台，重视洲际导弹计划
1957年 8月 21日，苏联在科罗列夫（ 1906－
1966）领导下发射第一枚洲际弹道火箭，射程达 8千公里，领先于美国
1957年 10月 4日，苏联发射第一颗人造地球卫星。重 83.6公斤，直径 58厘米，能发射电码。
1957年 12月 4日，苏联发射第二颗卫星，重 500
公斤，还装了一只小狗。
世界航天科技发展史（ 3）
1958年 1月 31日，由布劳恩设计的火箭将美国第一颗卫星送上轨道 1959年 1月 2日发射了第一颗人造行星“梦想 1号”
1959年 9月 12日，苏联的“梦想 2号”在月球硬着陆，
使月球上第一次出现人造物
8月 10日，美国成功的回收卫星
1961年 4月 12日上午 9时，加加林驾驶“东方 1号”飞上太空,10时 25分回到大气层世界航天科技发展史（ 4）
1961年 5月 5日，美国的谢帕德在太空逗留了 15分 23秒，但不是真正的太空飞行，
只有 5分钟失重
1962年 2月 20日，格伦真正实现了载人轨道飞行计划
1965年 3月 18日，苏联宇航员从座舱中走出，做了 10分钟的太空漫步。 3个月后，
美国宇航员也做了 20分钟的太空漫步。
世界航天科技发展史（ 5）
阿波罗计划：
– 1961年 5月，美国总统肯尼迪宣布：要在十年之内将一名美国人送上月球并让他安全返回地球。
– 水星计划，将宇航员送上太空，以测试人在太空中的活动能力。 1963年完成。
– 双子星座计划，航天器的对接测试。 1965年完成。
– 土星计划，登月行动计划。
– 1965年 4月，布劳恩的土星 5号火箭研制成功。长 85
米，三级，第一级推力为 3500吨。
世界航天科技发展史（ 6）
1968年，阿波罗 7号环绕地球飞行；阿波罗 8号绕月球飞行并返回地球
1969年 7月 16日，阿波罗 11号载着阿姆斯特朗、
奥尔德林、柯林斯。 48小时后进入月球轨道。
18日下午 4时 17分，阿与奥乘“鹰”在月球静海着陆。
世界航天科技发展史（ 7）
接下的 5次登月：阿波罗 12号,14号,15号、
16号,17号
阿波罗计划：历时 12年，动员 40多万人，两万家公司和科研机构,120所大学，耗费 250亿美元。
,500年后，人类对 20世纪仅存的记忆可能是：
这是人类探索太空的世纪”
航天技术的目标：地外移民、地外文明探索中国航天发展历程据史书记载，中国产生喷气推进式火箭的年代应不迟于 12世纪，
距今已有 800余年。
火龙出水
1970年 4月 24日，“东方红一号”卫星在甘肃酒泉航天发射基地由“长征一号”火箭发射成功。这是中国发射的第一颗人造卫星，使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本（之后，第五个自主发射人造卫星的国家。
1981年 9月 20
日，中国第一次用一枚运载火箭发射了三颗科学实验卫星，使中国成为世界上第三个掌握一箭多星发射技术的国家。
1986年 2月 1日，中国发射了第一颗实用地球静止轨道通信广播卫星。 2月 20日，
卫星定点成功。这标志着中国卫星通信技术由试验阶段进入了实用阶段。
1992年 9月，中国载人飞船正式列入国家计划制，这项工程后来被命名为,神舟,号飞船载人航天工程，并选拔了航天员
1999年 11月 20日发射中国,神舟”号试验飞船 的长征运载火箭是中国目前推力最大的火箭 长征二号 F型火箭
1999年 11月 20日，中国自主研制的,神舟,一号无人飞船发射成功。中国载人航天工程首次飞行试验取得圆满成功。
,神舟二号,
飞船正与
,长征 2号 F”
大推力运载火箭对接
3月 25日晚 10时 15分，“神舟三号”飞船在甘肃酒泉卫星发射中心成功升入太空。
4月 1日,,神舟,三号飞船于下午４时许准确降落在内蒙古中部地区。
2002年 12月 29
日，发射了
,神舟,四号无人飞船。图为 科技人员为
,神舟,四号加载中国航天
,模拟人,。
,神舟,四号飞船进入太空
２００３年１０月１５日９时整，我国自行研制的,神舟,五号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心发射升空。９时９分５０秒,,神舟,五号准确进入预定轨道。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐,神舟,五号载人飞船执行任务的航天员是３８岁的 杨利伟 。他是我国自己培养的第一代航天员。在太空中围绕地球飞行１４圈，经过
２１小时２３分、６０万公里的安全飞行后，他于１６日６时２３分在内蒙古主着陆场成功着陆返回。
中国酒泉卫星发射中心为执行首次载人航天飞行任务的航天员杨利伟举行出征仪式，
中国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，十五日上午九时整在酒泉卫星发射中心载人航天发射场成功发射升空。
中国首位航天员杨利伟乘坐“神舟”五号飞船在太空中拍摄的地球景象。
逃逸塔返回舱国际空间站国际空间站
由美、俄、欧盟、加拿大、日本等国联合设计建造，计划到 2006年完工
2000年 11月 2日，俄罗斯宇宙飞船“联盟
TM-31”,载着三名宇航员成功地与国际空间站“星辰”号服务舱对接，为空间站送来了第一批工作人员。
国际空间站以及运输飞船与其对接情形的设想图
“和平号”空间站未来中国航天事业发展展望国外载人航天主要五个方向发展,
太空旅游国际空间站天基航天月球基地载人火星登陆太空旅游
2003年 4月 3日，美宇航局公布新式太空旅游船即将于近日升空。
前苏联的“和平”号空间站国际空间站国际空间站
,阿特兰蒂斯”号航天飞机脱离国际空间站后拍摄到的国际空间站，当时国际空间正处于美国加利福尼亚州上空。
天基航天
将大型空间站发展成为空间航天基地，在空间组装大型卫星，然后使用轨道机动飞行器将卫星送至地球同步轨道。
利用空间航天基地可实现对卫星进行维护、维修，保证其长期稳定运行。
天基航天月球基地
构想中的月球基地载人火星登陆
着陆步骤一 随着火箭头锥体在发射过程中的分离，“火星探险漫游者”将经历 7个月旅行到达目的地载人火星登陆着陆步骤二 2004年 1月，“火星探险漫游者”将在减速伞的保护下进入炙热高温的火星大气层载人火星登陆着陆步骤三 在巨大的安全气囊保护下，“火星探险漫游者”安全降落在火星上载人火星登陆着陆步骤四 随着降落伞的张开,3个制动减速器被点燃，悬挂着火星探测器在距火星表面 30－ 50英尺的地方开当前，国外载人航天主要向五个方向发展，这对我国来说，既是难得的机遇，又提出了巨大的挑战 !
中国将在 6个月内发射
“神舟六号”载人飞船，
届时至少有 2名太空人遨游太空。
神舟号飞船雄姿多艘神舟号飞船对接组成的小型空间站想象图建设中的“国际空间站”
中国未来空间站中国月球探测计划分三个阶段实施第一期是在最近 2到 3年，向月球发射月球探测卫星。
第二期将发射月球探测器登陆月球。
第三期将发射机器人登上月球。计划约耗时 20年。
月球探测工程是我国进行深空探测所迈出的至关重要的第一步，也是中国航天事业继人造卫星、载人航天之后的第三个里程碑。
结束语
路漫漫其修远兮
希望与大家一起跨入无限的星空探索中
祝大家心想事成
谢谢大家！！！
