航天活动之所以取得了如此迅速的发展，除了美、苏搞空间军备竞赛发射了大量的军事应用卫星外，主要是人类一开始就非常重视航天技术的应用。航天活动大大扩大了人类知识宝库和物质资源、给人类日常生活带来了重大的影响和巨大的经济效益。航天活动大大推动了现代科学技术和现代工农业的向前发展。
人造卫星基本知识
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。1957年10月4日前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1970年4月24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
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很快，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。
航天科技的发展与应用在卫星轨道高度达到35786千米，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3种：地球同步轨道、太阳同步轨道、极轨轨道。
人造卫星运行轨道
（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，以下是其中共同的设备）：
（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（限于返回式卫星）。
人造卫星之最
信号最强的通讯卫星：
休斯太空通讯HS702卫星能够发射15千瓦的信号，是世界上信号最强的商业通讯卫星。它之所以有这样大的输出功率，靠的是两个高效太阳能电池。
仍绕轨道运行的最老的人造卫星：
1958年3月17日，美国的“先锋1”号被发射到绕地轨轨道上。它是目前仍在绕轨道运行的世界上最老的人造卫星。
由航天飞机发射的最重的卫星：
由美国航天飞机载送并放置的最重的卫星是康普顿·伽玛射线观测卫星，它重达1727吨。该卫星是一架天文卫星，已在轨道上运转了8年，它的任务是研究高能量的射线。设定人造卫星轨道
人类希望揭开天空的奥秘，拜访当空的明月，探索闪闪烁烁的星斗。古往今来，这种想法绵延不断。我国民间传说的嫦娥奔月和七仙女下凡，正是古代人渴望天地间往来而编织成的美丽故事。但是，直至现代科学的建立，特别是天体力学、数学和计算技术的发展，人类飞向太空的愿望才有了实现的可能。20世纪初，前苏联著名科学家齐奥尔科夫斯基大胆提出了到月亮、星球旅行的科学设想，而且提出具体实现办法。他指出，用液体燃料作推进剂的多级火箭可能实现这种宇宙航行，并推导了著名的齐奥尔科夫斯基公式，对太空飞行做了科学的、精确的计算，为现代宇宙航行奠定了一定的理论基础。
发射人造地球卫星是星际旅行的第一步。那么怎样才能使一个物体像月亮一样成为地球的卫星呢？现代科学证明，必须满足两个条件：一是该物体应具有一定的速度；二是要有一个向心力。对于环绕地球运行的卫星来说，向心力就是时刻都存在的卫星重量，即地球对它的引力。靠这种向心力的作用，地球力图将卫星吸回地面。关键是卫星必须获得一定大小的速度，这个速度称作第一宇宙速度。其含义是这样的：在不考虑空气阻力的情况下，在地面将物体以79千米/秒的速度沿水平方向抛出去，它就会沿着以地心为圆心的圆形轨道运转起来。
卫星在地球引力作用下环绕地球运行的规律，符合行星在太阳引力作用下绕太阳公转的开普勒三定律和牛顿的万有引力定律。归纳起来有三点：
第一，当卫星速度大于环绕速度时，其运行轨道是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，卫星速度越大，椭圆轨道也就拉得越长、越扁；当卫星速度恰好等于环绕速度时，其运行轨道才是一个圆，地球位于这个圆的圆心；当卫星速度小于第一宇宙速度时，卫星在地球引力作用下将坠落地面。
第二，卫星在椭圆轨道上运行的速度是变化的，在离地球最远的一点即远地点时速度最小；反之，在离地球最近的近地点上速度达到最大。这就是说，地球对卫星的引力，随卫星的高度增加而减小，环绕速度也相应变小。例如，离地36000千米高度处的环绕速度，不再是79千米/秒，而只有3千米/秒。卫星离地越高，环绕速度越小，可是发射卫星所需能量并不减少，反而增加。
第三，卫星绕椭圆轨道一周的时间与短轴无关而与半长轴的3／2次方成正比。因为人造地球卫星的质量远远小于地球质量，这个数学关系是严格成立的。但是，椭圆轨道的半长轴应是卫星离地最远距离再加上地球的平均半径即6371千米。
如果人造地球卫星的速度不断加大，会出现什么情况？这时的椭圆轨道也就越来越长、越扁，当速度增大到某一个限度时，卫星终于摆脱地球的引力飞离地球而去，像地球一样绕太阳运行，成了人造行星。这个使卫星脱离地球而去的速度，称作第二宇宙速度，其大小是112千米/秒。如果卫星要离开太阳系，就必须克服太阳的引力。太阳的质量远比地球大，需要的脱离速度就更大。为此，除了借助地球绕太阳约30千米/秒的速度外，还要再加一个约167千米/秒的速度，这个速度叫做第三宇宙速度。
发射人造地球卫星，除了上面所介绍的理论外，还要考虑其他因素。地球被一层厚厚的空气包围着，其厚度大约有1000千米；不过离地越远，空气越稀薄，真正浓密的大气层只有几十千米。大家知道，空气会对运动物体产生阻力，物体运动速度越大，阻力也越大。人造卫星脱离火箭以后，在地球的引力场内作椭圆绕地运动，由于大气阻力，它的速度会变小，其结果是飞行高度逐渐下降；如果高度降低到进入了地球浓密大气层，和空气产生的摩擦非常剧烈，会产生几千度高温将卫星烧毁。为避免卫星过早烧毁并使它能在空间长时间运行，就必须把卫星送到离地一定的高度。人造卫星的轨道高度，根据工作需要通常在数百千米到数万千米之间。
要把人造卫星送上那么高的高度并达到环绕速度，不是一件易事。运载卫星的火箭速度是最关键的问题。所以发展威力强大的多级运载火箭，是发射人造地球卫星和其他人造天体的首要条件。
卫星运载工具的研制
火箭不像一般的飞机发动机那样需要大气中的氧气来燃烧，而是自己带有燃料和氧化剂，能在真空条件下工作。因此，要把一个物体送入空间轨道，只有借助火箭。到目前为止，人造卫星和其他人造天体都是借助多级火箭作运载工具送上空间的。多级火箭能在飞行过程中不断地把工作完毕的火箭壳体抛掉，以提高飞行速度。当多级运载火箭的末级火箭之速度达到或超过第一宇宙速度，也即地球环绕速度时，人造卫星便与火箭分离并进入地球轨道。
“伽利略”首颗卫星升空然而，运载火箭的发展经历了相当长的时间，多级火箭的设想，在20世纪初就提了出来。
第二次世界大战期间，德国利用火箭技术，首先研制成功V-2导弹，这就把自动控制技术、无线电遥控技术和火箭技术科学地结合起来，并把火箭技术的应用推上了新的发展道路。战后，美国和前苏联又在德国V-2导弹的基础上，先后于50年代后期研制成功洲际弹道导弹。此后，遥控和自动控制技术获得较大的发展；同时，火箭技术包括火箭发动机的性能、推力以及试验方法又有了大幅度的提高和完善。导弹武器的先期发展，为大推力卫星运载工具的发展铺平了道路并提供了技术基础。实际上，多级卫星运载工具的研究、设计、制造和试验方法，基本上和导弹武器一样。因此，可以说，多级卫星运载火箭，是在弹道导弹的基础上发展起来的，洲际导弹则是它的前身。在洲际导弹研制成功不久，前苏联就发射第一颗人造地球卫星，这不是偶然的，因为发射卫星的运载火箭就是用P-7洲际导弹改装过来的：把核弹头换成人造地球卫星，置换一些有关仪器，修改一些系统。
洲际弹道导弹由于受到作战性能要求的限制，例如它要采用可储存推进剂，因而很难应用低温混合燃料推进剂，运载能力有限，改装成卫星运载工具后，只能发射高度约300千米的近地轨道卫星。
卫星运载工具的研制，从此走上自己独立的发展道路，主要侧重于增大运载能力。由于它不要求储存燃料、发射准备时间不太严格，因此可用低温混合燃料作推进剂，使火箭发动机的性能大为提高，其推力可增加50％～100％。
卫星运载工具的发展，除了燃料推进剂的改进外，在结构上也经历了变化，如多级火箭串联，由2级、3级至4级串联火箭；后来又发展串并联火箭技术，例如在第一级火箭周围捆绑一些助推火箭，以加大初级推力。现今的大推力运载工具，有能力把几十吨乃至一百多吨的有效载荷送入地球近地轨道，把数吨重的深空探测飞船送往太阳系其他行星。
多级火箭
多级火箭是由数级火箭组合而成的运载工具。每一级都装有发动机与燃料，目的是为了提高火箭的连续飞行能力与最终速度。从尾部最初一级开始，每级火箭燃料用完后自动脱落，同时下一级火箭发动机开始工作，使飞行器继续加速前进。
多级火箭可以是串联式的、并联式的或串并联式的，但常用的形式是串联和串并联。串联就是将多个火箭通过级间连接/分离机构连成一串，第一子级在最底下，先工作，工作完毕后通过连接/分离机构被抛弃掉，接着，其上面级火箭依次工作并被依次抛弃，直到有效载荷进入飞行轨道。并联就是将多个火箭并排地连接在一起，周围的子级火箭先工作，工作完毕后被依次抛弃，中央的芯级火箭最后工作。以这种方式连接的多级火箭又称为捆绑式火箭。如果芯级火箭本身是串联式多级火箭，这种形式就是串并联。
知识点卫星在军事上的应用
如今，科学家们正在利用各种卫星密切关注着地球生态的变化。但是，太空中的5000颗卫星，并不都是为了保护地球，其中80％的卫星直接或间接服务于军事。一方面，我们需要卫星监测地球环境，它给人类带来种种福音；另一方面，卫星又给战争带来极大的“实惠”，成为最具威胁的“杀手”。
早在1990年海湾战争时，军事卫星就已名扬天下了。据统计，当时多国部队调用的军事卫星达90多颗，首开世界空间军事史的先河。由于卫星功能十分强大，可以看出，世界各国在航天领域的“独立”大多也是出于保密的原因。事实上，从战略角度看，谁占领了空间，谁就占领了地球，军事卫星所起的作用可不能小看。
远在人造卫星问世之初，当时美、苏两个超级大国都想称霸世界，于是它们在加强军备竞赛的同时，在航天技术领域也展开了激烈的竞争。
在美、苏研制发射的卫星或是空间飞行器中，80％以上是军事应用卫星或者带有军事应用目的。军事卫星的出现，大大改变了传统的作战观念，增强了一个国家的国防力量，使现代战争从海、陆、空的三维战争上升为海、陆、空、天的四维战争。
军事卫星的应用范围是很广泛的，主要包括以下几个方面：
太空间谍——侦察卫星
美、苏早年研制的军事卫星中，侦察卫星是数量最多、应用最广的，起码占卫星数量的70％。使用侦察卫星进行侦察，要比飞机侦察优越得多。这是因为卫星作为侦察的手段，具有许多的优点。
1速度快
在低轨道运动的卫星，速度可达30000千米/小时，比飞机速度快一二十倍。
2时间久
卫星的工作寿命可达2年，甚至更长，保证了侦察的连续性和长期性。
3范围广
卫星居高临下，视野开阔，能覆盖地球上的大范围地区，它拍的一张照片顶得上几千架飞机的侦察效果。利用几个卫星组网侦察，整个地球便可一览无余。
4限制少
卫星在外层空间飞行，不受国界、地理和气候的限制，畅通无阻，可靠安全。
侦察卫星又分为照相侦察卫星和电子侦察卫星，它们到底有什么不同呢？
太空的千里眼——照相侦察卫星
在各种侦察卫星中，照相侦察卫星发展得最早，数量最多，技术也最成熟，算得上“老大哥”了。
四百怎么变十四
第二次世界大战结束后，苏、美分别俘获了一批德国的导弹专家，美国人曾一度怀疑导弹能否作为战略武器，而前苏联人则加紧了导弹武器的研制。
到1957年初，当美国人意识到导弹作为进攻性武器的潜力时，前苏联远程导弹技术已明显遥遥领先了。从此，美、苏之间的导弹差距的阴影笼罩了美国。
就在东西方举行裁军会议之前，前苏联发表了声明，多级洲际导弹已经成功地发射，可以打到世界的任何地方，目前的防御体系已经对它不起作用，以此对美国施加压力。
当时，美国的国防部五角大楼立即安排了一次面向国会的答辩会，会议开了7个多小时，会后宣称：前苏联超过了美国……美国在卫星和导弹计划两方面都落后了，前苏联在技术方面和宣传上都把他们打败了。甚至得出结论：不管美国现在准备做出什么样努力，前苏联在现代武器方面的优势已经达到绝对的程度，以至于美国民族的存亡将取决于前苏联的仁慈。
1958年11月10日，当时的前苏联领导人赫鲁晓夫以威胁的口吻宣布：四国占领德国的状态必须结束，美国占领的西柏林必须变成自由城市。而到1961年，前苏联人又单方面宣布，把12月31日定为对德和约签字的最后日期，靠着武器的优势前苏联人发出了最后通牒，这就是有名的柏林危机，世界大战似乎有一触即发之势。
正是因为有了比美国人先进的导弹技术，前苏联人才变得这么强硬。这着实吓了美国人一大跳，因为据当时美国人估计，前苏联已经拥有数百枚洲际导弹。
为了揭开前苏联铁幕后面的秘密，美国多次使用高空无人侦察机，企图窥测前苏联甚至中国的秘密，但是，这种高空无人侦察机却几次被前苏联和我国击落，说明这种飞机用途不大，迫使他们不得不另想办法。最后，他们发现了最有效的“揭幕人”——侦察卫星。
就在1959年的2月28日，美国人用“雷神—阿金那”火箭成功发射了第一颗侦察卫星——“发现者”，它是一颗可回收型的照相侦察卫星，在“发现者”卫星上装有高分辨率的摄影机，可以飞到敌方上空进行摄影侦察，然后再回收胶卷。
可是由于技术的不成熟，他们屡遭失败，在连续失败了12次之后，直到1960年8月10日发射的“发现者13”，才终于回收成功。
自那以后，美国不断地发射这种卫星，取得了大量有价值的情报资料，美国人最初估计前苏联有400枚洲际导弹，后来减少到120枚，而到1961年6月，美国人又把原来估计的120枚洲际导弹的数量减少到只有60枚，减少了一半。他们这时发射了更多的侦察卫星，到9月份，通过多方面的侦察，确定前苏联人只有14枚洲际导弹，这时的美国人再也不怕前苏联人了，他们发现真正的导弹差距是在前苏联一方。
于是，当时的美国总统肯尼迪在会见前苏联的外交部长葛罗米柯时，态度强硬且带有讽刺意味。他声称美国有确凿的证据掌握了前苏联的导弹情况，而葛罗米柯不以为然。当肯尼迪把几张关键的照片拿给葛罗米柯看时，葛罗米柯像泄了气的皮球，他怎么也没有想到美国人会掌握得这么详细。
就在他们会见后的第11天，赫鲁晓夫在苏共第22次代表大会上，宣布了一个令大会代表和全世界都感到吃惊的决定。前苏联决定取消对德和约签字日期的最后通牒，柏林危机化为乌有。
姑且不论美、苏谁是谁非，这说明了侦察卫星对国际政治形势起到了多么巨大的作用。在此后的日子里，美国和前苏联都大量地发射侦察卫星，互相窥测对方的秘密。
本·拉登想干什么
本·拉登可能是美国政府曾经最头疼的恐怖分子了，他制造的一系列针对美国的恐怖主义事件曾让美国人大为恼怒，可又拿他没有办法。
本·拉登转变他的恐怖主义策略，由大规模的恐怖袭击转向暗杀、放毒等方式。于是，本·拉登在全球建立了一个称为“奥卡塔”的恐怖组织地下联络网，专门为他购买化学、生物、放射性甚至核材料，并在几次小规模的恐怖活动中准备使用这些东西。此外，本·拉登还在阿富汗境内秘密建立了一个武器试验室，这里虽说没有先进的生产设备，可以说是非常的简陋，只生产出一些化学毒剂，而且所使用的生产方法是从互联网上学来的，但其中有一种名叫里胫皖毒剂的化学毒剂却十分有害，这种毒是从蓖麻子里提炼出来的。20世纪70年代末，前苏联克格勃在伦敦闹市区秘密刺杀了保加利亚著名的政治人物马科夫，所用的凶器就是一把蘸了一点儿里胫毒剂的雨伞。
当本·拉登自以为神不知鬼不觉，准备利用毒剂大搞恐怖活动的时候，美国的照相侦察卫星却早已注意到了他设在阿富汗境内的一个武器试验室，并拍下了照片。据美国一名不愿透露姓名的情报官员向记者表示，美国情报部门一直怀疑本·拉登正在加紧研制生化武器，并在他的秘密营地里训练恐怖分子如何使用毒剂进行暗杀，现在卫星终于为其提供了确凿的证据。
尽管美国方面还没有进一步的情报，能够知道这家武器试验室的内部情况，但从照片显示的规模、位置和安全保卫情况来看，本·拉登还不能在这里制造出大量的生化毒剂来发动恐怖主义袭击。
不管怎么说，照相侦察卫星已为美国的反恐怖行动立了一功。
普查加详察，谁也逃不过
作为太空的“秘密哨兵”，照相侦察卫星运用可见光照相，其地面分辨率可达03米。在实际应用中，卫星通过无线电传输和回收舱返回两种方法传送图像。无论是什么样的军事目标，大至军事基地，小到地面上的火炮、坦克、车辆，甚至单兵都逃不过它的眼睛。
照相侦察卫星还可按所执行的任务分为“普查型”和“详察型”，普查型能对大面积地区进行快速侦察，从中发现可疑的地点，然后再由详察型对该地点进行重复详察。
超级间谍发展快
美国于1960年发射了第一颗照相侦察卫星，至今为止已发展到了第六代。
第一代是1962~1963年，共发射了36颗，但由于地面分辨率较低，工作寿命较短，不久便被淘汰了。
第二代是1963~1966年，历时3年，性能比第一代有所提高，发射数量总计87颗。
第三代是1966~1972年，前后6年，共发射了30颗，与第二代相比，它的侦察手段更多了，由于轨道高度较低，所拍照片的分辨率可达03米。
第四代是被称为“大鸟”的侦察卫星，从1971年6月15日发射以来，至今已有20颗。由于“大鸟”可以普查、详察同时进行，同时摄影与电子传输相结合，这便大大提高了侦察效率，使美国能很快就得到了侦察照片。
第五代和第六代便是现在叱咤风云的“锁眼”系列卫星，它们不再使用胶卷，而改用实时传送数字图像的无线电方式，图像能迅速传回地面，而且不存在胶卷用完的问题。所以工作寿命最长可达3年。由于技术上十分先进，正在逐步取代现有的胶卷回收型卫星。
前苏联自1962年发射照相侦察卫星以来，也经历了几代的变迁。
第一代到第四代通过胶卷回收来得到情报，分辨率从开始的14米达到后来的03米，一张照片可覆盖100~170万平方千米，第五代卫星也采用了与“锁眼”卫星相似的数字图像传输技术，它们的性能可以说各有所长。
俄罗斯接替前苏联继续大力发展照相侦察卫星，先后发射了7颗第四代卫星，1颗第五代和1颗第六代卫星，而且性能和工作寿命均有很大提高。
太空窃听器——电子侦察卫星
如果说照相侦察卫星是太空的眼睛，那么电子侦察卫星就是太空的窃听器，它可以听到电子信号。
牧羊人发现的秘密
那是在20世纪60年代，我国新疆地区发生的一件事。有一天，一个牧羊人赶着一群羊在草地上放牧。不知不觉中，羊群跑得很散，于是牧羊人想把它们聚拢，可又没有带鞭子，他就想折一根树枝当鞭子。可在平坦的草原上没有树，他怎么也找不到树枝。他往周围寻找，终于发现在草丛中竖立有一根近两米高的光秃的小树，但没有叶子，好像是干枯了。牧羊人于是走了过去，要把它折断。可万万没想到，这棵“枯树”还挺结实，怎么也折不断。更有趣的是，你把它弯下来，一松手，它马上又弹起来，而且是螺旋状的，你一压它还能收缩，一放手它又弹出来了。这引起了牧羊人的好奇，他就想要看个究竟。当他沿着这棵“枯树”向下看，想找到它的根时，结果发现这棵“枯树”是从一块“大石头”上长出来的，这更奇怪了，他搬了一下，搬不动，再仔细一看，原来不是石头，只是外表和颜色像石头。
由于弄不清是什么东西，于是他把这件事报告了当地政府。政府派了专家仔细地进行了研究，最后终于真相大白，原来这是一个用来收集我国有关电子情报的情报收集器，它专门收集地面雷达的情报。把它拆开来后，发现里面有美国的标记，所以断定是美国人所为。
那棵“枯树”是情报收集器的天线，“石头”只是情报收集器的伪装，实际里面有接收机、存储器和发射机。情报收集器的接收机以固定的时间开机，并进行各种频率的扫描。当我们的雷达工作时，它就可以通过天线接收这些信息，然后作为情报储存起来。
当美国的卫星飞经我国的上空时，它再把情报通过“枯树”一样的天线发射上去。这样，美国人的卫星就会接收到这些情报。把情报经过分析处理，它们就可以知道我们的雷达发射频率、功率甚至它的位置。可以看出，这种接收情报的卫星就是一种电子侦察卫星。那么，美国人是怎样把这个“石头”放在我们的草原上呢？
原来，他们是通过飞机，在我们不注意的时候，关掉飞机的发动机，偷偷地滑翔到我国，然后把它空投下来。在这个装置上面有降落伞，所以不会摔坏，而且这种降落伞上涂了某种涂料，在它落地后不久，这种涂料会起化学反应把降落伞溶解了，最后，只剩下了这个情报收集器。
这些事件从另一方面讲，也说明了电子侦察卫星在收集情报方面的重要性。
长江后浪推前浪
自20世纪60年代初开始，电子侦察卫星不断发展，由于电子设备越来越先进，现在电子侦察卫星已向800千米以上高度发展。卫星的位置越高，地面覆盖就越广，如果发射到地球同步轨道，覆盖全球只需要3颗卫星，这便大大提高了监视的时效性。
电子侦察卫星的任务也从“专职”向“兼职”发展，以前的卫星只能执行一类任务，随着卫星处理能力的加强，现在的电子侦察卫星已把窃听电台通信和收集雷达信号集于一身。
现代电子侦察卫星还将加强生存能力，可以自我防御。据称，俄罗斯的电子侦察卫星不但具有反抗卫星武器袭击的能力，本身还能攻击其他的卫星，使它们失去工作能力。总之，电子侦察卫星正在向多功能、长寿命、侦察范围广泛等方向发展，随着它自身电子侦察设备的不断更新，它将与照相侦察卫星相结合，在未来的军事领域发挥越来越大的作用。
太空烽火台——导弹预警卫星
烽火台是中国古代边关报警用的一种装置，它可以用来向远处传递消息、军情。导弹预警卫星就类似于烽火台的功能，它能在太空及时发现敌方发射导弹的情况，提前做好拦截和防御准备，所以说它是太空烽火台。
“爱国者”的“贤内助”
1991年1月18日凌晨0时30分，伊拉克首次发射了两枚“飞毛腿”导弹袭击以色列，给以色列军民带来极大的威胁。
此后，伊拉克的气焰更嚣张了，又向沙特发射了两枚“飞毛腿”导弹，其中一枚击中了多国部队的一个空军基地，可另一枚的“运气”就没这么好了，它怎么也没想到自己的行踪已经暴露。当它正拖着长长的尾焰在空中飞行时，突然一道弧光划破夜空，伴随着一声尖锐的啸叫，紧接着空中传来一声巨响，并出现了一团巨大的火球。
原来，这是美军首次用“爱国者”导弹成功地拦截“飞毛腿”导弹，从此拉开了导弹战的序幕。在海湾战争中，“爱国者”导弹的拦截成功率达到80％，被誉为“飞毛腿”的“克星”，但从战后的统计数字来看，“爱国者”的实际拦截成功率只有9％，并不像战争中吹嘘的那样，但不管怎么说，“爱国者”毕竟开创了“导弹战”的先河。
那么，“爱国者”导弹又怎么知道“飞毛腿”导弹的位置，从而对它迎头痛击呢？原来它的背后还有一位幕后英雄，这就是导弹预警卫星，如果没有它提供的预警信号和预警时间，那么拦截任何导弹的计划都只能成为泡影。
是谁出卖了“飞毛腿”
“飞毛腿”导弹的发射大多是在夜间，神不知鬼不觉。那么导弹预警卫星又是如何做到先知先觉的呢？究竟是谁出卖了“飞毛腿”的行踪呢？
原来，“飞毛腿”导弹飞行时与火箭差不多，尾部会喷出炽热的长长尾焰，就像一条大尾巴。尾焰的温度非常高，可以达到3000摄氏度以上，这会产生强烈的红外辐射。另外，尾焰的亮度也很高，尤其是导弹飞出大气层后，因为大气压力降低，尾焰迅速膨胀，成为一条明亮的光带。尾焰的红外辐射和亮度便给了导弹预警卫星可乘之机，卫星上装有红外线探测器和电视摄像机，它们分别可以感受红外线辐射和发现亮点。
预警卫星能在十几秒内探测到导弹发射的尾焰，然后把信号迅速传递到地面，而“飞毛腿”导弹全程飞行时间约为7分钟，有了预警卫星快速提供的信息，“爱国者”导弹就能赢得宝贵的4~5分钟的防御时间，使它能及时地上天进行拦截。
真相终于大白了，“飞毛腿”要怪只能怪它自己了。
怎说发生核爆炸
世界各国在发展自己的核武器时，都尽量不让外界所知，以防止别国得到自己核武器的发展动向、破坏能力等情报。
但是，核爆炸发生时会产生大量的X射线、γ射线和中子射线，而导弹预警卫星就装有探测这些射线的仪器，所以它还“兼职”做做探测核爆炸的工作。实际上，很多卫星都是一星多能、一星多用的。
预警卫星的代表
有代表性的预警卫星就是美国的代号为647的早期预警卫星，在卫星上装有一个巨大的红外线望远镜探测器，探测器的镜头始终对准敌方的地区，而且镜头内的探测器可以以一定的速度不停地转动，我们称它为扫描。每隔10秒钟探测器扫描一次，这可以扩大它的监视范围。同时卫星上还装有高分辨率的电视摄像机，在没有情况的时候，每隔30秒钟向地面发送一次图像，而一旦发现情况，比如敌方的导弹发射时，摄像机就会自动连续地向地面发送图像，而且卫星上还有目标识别系统，可以识别云层，甚至识别是真目标还是假目标。
美国人在1970~1982年，共发射了13颗预警卫星，一般由2~3颗卫星组成一个预警网。
太空海盗——海洋监视卫星
由于海洋占全球总面积的3／4，所以海洋自古以来就是兵家必争之地，具有十分重要的战略地位。世界各国都十分重视海洋这个战略要地。在浩瀚的大海上，游弋着各种现代化的船、潜艇、航空母舰等。这些都是来自海上的威胁，为了对付它们，同时提高己方舰队及潜艇的远洋作战能力，海洋监视卫星就应运而生了。
“谢菲尔德”号的悲剧
1982年3月，在马岛地区爆发了英国和阿根廷之间的战争。
战争是由马岛的归属问题引起的，阿根廷先声夺人，出兵占领了该岛，这使英国非常不满，于是派出特混舰队前往马岛，其中就有“谢菲尔德”号。
虽然特混舰队于5月20日在马岛登陆后，仅用8天便控制了全岛，但“谢菲尔德”号却没能逃脱它的厄运。
当时前苏联为了与美国较劲，在美国利用卫星向英国提供大量军事情报的同时，把英国“谢菲尔德”号驱逐舰的详细位置一股脑儿地透露给了阿根廷，使阿根廷空军轻松地就找到了毫无防备的“谢菲尔德”号，仅以一枚“飞鱼”导弹就将它击沉。
“谢菲尔德”号就这样被前苏联的情报送上了不归路。而前苏联得到的情报只是海洋监视卫星的一次“例行公事”。
“哼哈”二将本领高
海洋监视卫星有一种是雷达型的，它通过卫星上的雷达不停地发射雷达波，接收经目标反射后返回的雷达波信号，以确定目标的位置及外形。海洋监视卫星一般以两颗星为一组，成对地在同一轨道上运行，由于两颗星同时工作，能消除或减少杂波的干扰，所以便于探测小目标。
另一种海洋监视卫星是电子侦察型的，它与电子侦察卫星原理一样，由多颗卫星同时工作来接收舰载雷达发出的信号，以测定水面舰只的位置。如我们前面提到的“白云”海洋监视卫星，它就是由1颗主卫星和3颗子卫星组成，多颗卫星同时测定目标方位，子卫星可以把数据传到主卫星，由主卫星计算敌舰位置和速度，然后发回地面。
太空领航员——导航卫星
卫星在军事上应用的另一种用途就是作为导航卫星。卫星作为导航的手段，改变了传统的导航状态，以往的导航设备都是在陆地上，作用距离近，对那些长期在海上游弋的军舰、潜艇已经满足不了要求，而且容易受到地面的干扰，所以远远不能满足现代远洋任务的需要。
导航卫星的优点
导航卫星作为新的导航手段，它具有传统导航所没有的优点。它一般发射到极地轨道上，也就是通过南北极的卫星轨道上，而且由几颗甚至几十颗距离相间的卫星组成卫星网，这样就可以开展更大范围和更为精确的导航。
导航卫星就像一个宇宙信标机，一位太空的领航员，所以也称为宇宙信标导航。在导航卫星上除了装有保证卫星正常工作的系统外，它的专用系统是高精度的信标机。
通过信标机，导航卫星可以向地球发射高精度的无线电信号。在海上航行的舰艇、潜艇上都装有信号接收设备和自动处理设备，不管在多远的距离和任何位置，都可以接收到这种信号，在对信号处理后，根据卫星的精确位置，它们随时可以确定自己的地理位置。
导航卫星不但可以为舰艇导航，而且可以为陆地上的移动设备导航，比如为飞速前进的飞机、战车、坦克、汽车进行导航。
另外，导航卫星除了精度高，不易受到攻击，还可以全天候工作。所谓全天候是指24小时、各种环境条件下都可以工作。
幸运的美军飞行员
1999年3月28日，北约向南联盟发起了第四轮空袭。凌晨时分，美军F-117A隐形战斗机编队从北约的一个空军基地起飞，1小时后便到达了南斯拉夫首都贝尔格莱德的上空，准备按计划进行空中打击。
此时，南联盟防空部队也发现了这些F-117A战机。在地面防空雷达的协助下，一枚“萨姆-6”导弹腾空而起，以830米/秒的速度朝其中一架F-117A呼啸而去。
这架F-117A时运不济，被防空导弹迎了个正着，顿时失去了控制，向地面急剧下降，机上的美军飞行员竭力操纵飞机，试图向波黑方向逃窜，但已回天无力。
飞行员只得按下弹射座椅按钮，弃机而逃。在夜幕的掩护下，降落伞带着飞行员降落在距飞机坠毁处约15千米的地方。
南联盟人民军防空部队发现这架F-117A飞机坠落后，立即派出部队前去搜寻飞机残骸和飞行员。天亮后，人们发现了飞机残骸，可是周围却没有飞行员的影子。
飞机坠毁两天后，美军方派出直升机潜入南斯拉夫境内，居然找到了这个飞行员，并带他安全返回美军在波黑的驻地。美国救援部队是怎么找到这个飞行员的？难道他们有特异功能吗？是的，的确有特异功能，不过不是他们，而是另一个“家伙”。
出类拔萃的导航星
这个“家伙”就是世界上最先进的导航卫星系统，美国的导航星全球定位系统，简称为GPS全球卫星定位系统。
该系统由18颗均匀分布在3个轨道面上的卫星组成，它们的轨道高度约为20000千米，运行周期为12小时，定位的精确度在1米以内，这种卫星的抗干扰能力很强，可以同时满足陆海空三军的导航定位需要。
导航星有很多的功能，它可以为车辆、人员以及航空、航天、航海领域的飞机、卫星、船只等进行导航和定位。
导航星的用户数量几乎是无限的，通过使用卫星导航接收机就可以直接同导航星联系，达到以前所未有的精确定位。
前面所说的那个美军飞行员，就是在发出无线电呼救信号后，由导航星全球定位系统查明他所在的位置，美救援部队才得以把他顺利救回。
导航星是通过“时间测速”来工作的，每颗导航星都装有一个原子钟，它的误差为每30万年1秒，如果用户也持有与卫星走时相同的时钟，那么在已知卫星信号发射时间的情况下，就能算出信号从卫星到用户的传播时间，乘以卫星信号的传播速度，就是用户到卫星的距离。如果能同时收到3颗卫星的距离，再根据卫星发射信号时的位置，就能算出用户所在的位置。
太空杀手——反卫星卫星
我们都知道自相矛盾的故事，这个故事告诉我们，世界上的任何事物都具有相对立的一面。对于卫星也是这样，既然有人研制出了各种可以进行军事行动的卫星，那么就一定有人去研究另一种卫星，去克制它们，因此反卫星卫星就出现了。当然，反卫星卫星也是军用卫星的一种。
因为卫星飞得很高，速度又快，用地面炮火是鞭长莫及的，只有用卫星或者别的空间飞行器去对付它，这就是反卫星卫星。它就像太空中的杀手，专门破坏或者擒拿别人的卫星。虽然反卫星卫星目前发展得还不完善，用得也不太多，但是它毕竟出现了。
谁弄“瞎”了卫星
1975年10月的一天，一颗美国预警卫星悄悄地来到了前苏联的西伯利亚上空，它的主要目标是对前苏联制造潜艇的海军船坞进行侦察，与它结伴而来的还有一颗向地面转发信号的中继卫星，它们共同执行这项任务。
美国的这两个“间谍”自以为神不知鬼不觉，正要不慌不忙地窃取情报，准备大干一场的时候，突然间，一束强烈的光线向其中一颗卫星射来，卫星用来窃取情报的装置——它那明亮的“眼睛”瞬间便被弄瞎了，再看现在的它，就像个酗酒的醉汉，在空中失去了控制，无法保持平衡。此时，它的同样也惨遭不测，同样受到强光的攻击，也失去了自我控制能力。
几分钟后，等这“两兄弟”逐渐恢复正常时，却已经远离前苏联船坞的方位，什么也看不到了。这究竟是怎么回事呢？那束强光又是从何而来呢？
原来，前苏联的这个船坞确实有不可告人的秘密，这里正在研究潜艇水下发射多颗弹头战略弹道导弹，试验多弹头的分导技术。为了避免美国“间谍”们刺探到这些情况，前苏联人悄然使用了能发射强烈光束的最新武器，使美国的卫星变成了“瞎子”。
其实这种武器只是太空杀手的一种，就目前来说，太空“杀”星的手段是多种多样的。
“杀”星三绝招
目前用于反卫星的手段有几种：一是在反卫星上装有杀伤性武器，如导弹、激光，甚至是一个大铁块，用于把对方的卫星破坏、摧毁，使它失去工作能力，无法继续使用。
另一种方法就是利用无线电干扰的办法，有人称为电子对抗，就是由卫星发射强大的无线电波，用于干扰对方的通信，使它的指挥失灵，线路中断，从而与地面失去联系。
还有一种办法就是擒拿，这首先需要知道对方卫星的轨道，然后使反卫星卫星也进入这个轨道，跟踪并接近被擒卫星，然后用机械手把卫星擒住，并装入容器，甚至可以把它带回地面。例如美国曾用航天飞机把一颗已经出故障的卫星从轨道上抓回，在地面修复后，又发射上去。
随着科学技术的不断进步、发展，这一方面的技术肯定还会有新的突破，但是我们希望这一技术的发展，不是用作攻击对方的武器，而是用于修复出现故障的卫星，成为清除空间垃圾的有效手段，否则你攻击我，我攻击你，那岂不变成“天上大乱”了吗？
我们谈的军事应用卫星除了上述的几种用途外，在军事上还有许多其他用途，如国防通信、国防气象等多方面。无所不在的民用卫星
宇宙探测器——天文卫星
传统的天文观测都是在地面上由天文台利用各种仪器进行观测。由于天体发出的绝大部分电磁辐射被地球的大气遮挡了，只有一小部分能够到达地面，所以在地面用光学天文望远镜或者射电天文望远镜所能观测的宇宙只是很小、很不完整的一部分，不能完整地了解宇宙的真面貌。
天文卫星
人造地球卫星问世使天文观测发生了革命性飞跃，因为它是在几百至几千千米高度的地球大气层外飞行，在那里没有大气的遮挡，可在全波段范围内对宇宙空间进行观测。天文卫星的出现，促进了一门新兴的学科——空间天文学的形成，它是人类进一步探测和了解宇宙空间的有效的手段。
天文卫星上装有各种不同的探测仪器，与其他卫星相比，它有自己的特点。
指向精度高。由于天文卫星要在茫茫的宇宙空间中找到要观测的天体目标，而且观测仪器设备必须始终指向这个天体，因此这就要求天文卫星有极为精确的指向精度和姿态控制精度，所以，天文卫星一般用太阳或者恒星作为指向的基准。
结构要求高。由于指向精度要求很高，因此对卫星结构的要求也很严格，必须保证卫星结构有很高的装配精度和良好的稳定性，尤其在受热的情况下变形要极小，这样才能保证指向精度。
观测仪器复杂。天文卫星上装有高精度的观测仪器设备，如红外线、紫外线、X射线和可见光天文望远镜。它们不但结构复杂，制作困难，而且有的还需要在超低温的状态下才能可靠工作，所以要采取复杂的制冷措施。另外，天文卫星的观测数据量特别大，需要用卫星上的计算机进行数据处理和操作控制。
现已研制出各种天文卫星。按照观测的目标不同可以分为两大类：以观测太阳为主的太阳观测卫星和以探测太阳系以外的天体为主的非太阳探测天文卫星。世界上第一个天文卫星是美国1960年发射的“太阳辐射监测卫星”，它主要探测太阳的紫外辐射和X射线。美国从1962年开始发射的专门观测太阳的“轨道太阳观测台”，也属于太阳观测卫星。欧洲近年发射的“太阳和日球层观测台”（SOHO，简称“太阳观测卫星”），在观测太阳方面取得了大量新成果。
已发射的非太阳探测天文卫星也不少，例如，目前在轨飞行的“哈勃”空间望远镜、“钱德拉”X射线望远镜等都是。它们的主要任务是探测宇宙间的紫外线、X射线、γ射线的发射源，测定它们的方向、强度、辐射谱特性等，并且探测恒星、星云、星际物质、银河系以及银河系以外的天体。
如果以天文卫星装载的科学仪器的主要观测波段来分类，天文卫星又可以分为红外天文卫星、紫外天文卫星、X射线天文卫星、γ射线天文卫星等。它们都有专门的用途，探测不同的射线特性。如美国1968年和1972年发射的“轨道天文台”是最早专门用于紫外线观测的天文卫星；1970年发射的“小型天文卫星”则是专门探测X射线的天文卫星。从20世纪90年代起，美国开始实施“大观测计划”，即发射4个大型天文卫星，它们可以进行全波段观测。目前，已发射了其中的3颗卫星，即“哈勃”空间望远镜、“康普顿”γ射线观测台、“钱德拉”X射线空间望远镜，红外空间望远镜也即将发射。它们是当代最先进的天文卫星，已经取得了巨大的成就。例如，通过“哈勃”空间望远镜，大大地增进了人类对宇宙大小和年龄的了解；证明某些宇宙星系中央存在超高质量的黑洞；探测到宇宙诞生早期的“原始星系”，使天文学家有可能跟踪宇宙发展的历史；清楚地展现了银河系中类星体这种最明亮的天体存在的环境；发现木卫二、木卫三的大气层中存在氧气；拍摄到第一幅太阳系外的行星图像。“康普顿”γ射线观测台把宇宙射线的观察范围扩大了300倍，它曾观测了银河系中喷射出来的反物质粒子云，在天文界引起轰动。“钱德拉”X射线空间望远镜发现宇宙中有大约7000个X射线源。
目前世界上已经发射了许多各种用途的天文卫星。随着天文探测的不断发展，更加先进的天文卫星会越来越多。
科学卫星
科学探测卫星，是用来进行空间物理环境探测的卫星。它携带着各种仪器，穿行于大气层和外层空间，收集来自空间的各种信息，使人们对宇宙有了更深的了解，为人类进入太空、利用太空提供了十分宝贵的资料。世界各国最初发射的卫星多是这类卫星或是技术试验卫星。
美国发射的第一颗卫星“探险者”号就是一颗科学探测卫星，以后“探险者”发展成一个科学卫星系列，它们主要用于探测地球大气层和电离层；测量地球高空磁场；测量太阳辐射、太阳风；探测行星际空间等。“探险者”号卫星系列多为小型卫星，但其外形结构差别很大，由于探测的空间区域不同，它们的运行轨道有高有低、有远有近，差别也很大。
“电子”号卫星是前苏联的科学卫星系列，星上装有高、低灵敏度的磁强计、低能粒子分析器、质子检测器、太阳X射线计数器以及研究宇宙辐射成分的仪器等。该系列卫星的主要任务是研究进入地球内、外辐射带的粒子以及相关的各种空间物理现象。
中国的“实践”系列卫星既是技术实验卫星，又是科学探测卫星。“实践1”号卫星装有红外地平仪、太阳角计等探测仪器，取得了许多环境数据。“实践2”号和“2”号甲、“2”号乙是用一枚火箭同时发射的三颗卫星。其中“实践2”号外形为八面棱柱体，任务是探测空间环境，试验太阳电池阵对日定向姿态控制和大容量数据存储等新技术。
天文卫星也是一种科学卫星，它专门对各种天体和其他空间物质进行科学观测。天文卫星在离地面几百千米或更高的轨道上运行，由于没有大气层的阻挡，星上仪器可以接收来自其他天体的各波段电磁波辐射，能够更好地观测宇宙空间。
天文卫星的轨道多数为圆形或近圆形、高度为几百千米，但一般不低于四百千米。这是因为太阳系以外的天体离地球极远，再增加轨道高度也不能缩短相互间的距离，改善观测能力；而轨道太低时，大气密度增加，卫星也难以长时期运行。
通信卫星
无线电通信中继站的人造地球卫星。通信卫星反射或转发无线电信号，实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信。通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。一颗静止轨道通信卫星大约能够覆盖地球表面的40％，使覆盖区内的任何地面、海上、空中的通信站能同时相互通信。在赤道上空等间隔分布的3颗静止通信卫星可以实现除两极部分地区外的全球通信。
1958年12月美国发射世界上第一颗试验通信卫星。1963年美国和日本通过“中继1”号卫星第一次进行了横跨太平洋的电视传输。中国于1984年4月8日发射了一颗地球静止轨道试验通信卫星。通信卫星按轨道分为静止通信卫星和非静止通信卫星；按服务区域不同可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星；按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星，前者如电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等，后者如军民合用的通信卫星，兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。
作为无线电通信中继站。通信卫星像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在36000千米的高空，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。如果在地球静止轨道上均匀地放置3颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从很远的地方发出的信号。
通信卫星一般采用地球静止轨道，这条轨道位于地球赤道上空35786千米处。卫星在这条轨道上以3075米/秒的速度自西向东绕地球旋转，绕地球一周的时间为23小时56分4秒，恰与地球自转一周的时间相等。因此从地面上看，卫星像挂在天上不动，这就使地面接收站的工作方便多了。接收站的天线可以固定对准卫星，昼夜不间断地进行通信，不必像跟踪那些移动不定的卫星一样四处“晃动”，使通信时信号时断时续。现在，通信卫星已承担了全部洲际通信业务和电视传输。
通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一，许多国家都发射了通信卫星。
1965年4月6日美国成功发射了世界第一颗实用静止轨道通信卫星：“国际通信卫星1”号。到目前为止，该型卫星已发展到了第八代，每一代都在体积、重量、技术性、通信能力、卫星寿命等方面有一定提高。
前苏联的通信卫星命名为“闪电”号。包括“闪电1、2、3”号等。由于前苏联国土辽阔，“闪电”号卫星大多数不在静止轨道上，而在一条偏心率很大的椭圆轨道上。
中国的第一颗静止轨道通信卫星是1984年4月8日发射的，命名为“东方红2”号，至今已发射成功了5颗。这些卫星先后承担了广播、电视信号传输，远程通讯等工作，为国民经济建设发挥了巨大作用。
气象卫星
气象卫星
气象卫星起源于侦察卫星，是一种专门用来对地球和大气进行观测的卫星。1960年4月1日，美国发射了世界上第一颗气象卫星，率先将航天科技引入气象科学领域。它向美国提供世界范围的气象资料。前苏联应用气象卫星也较早，它的第一颗实用气象卫星是在1966年6月发射的。
气象卫星上通常装备有电视摄像系统、扫描辐射装置、自动图片传输系统和自动贮存装置等仪器设备。利用这些仪器，可对全球气象进行观测，以获得各地大气的温度、湿度、压力、密度、大气结构等信息。
当气象卫星在预定的轨道上运行时，其电视摄像系统的摄像机，每隔一定时间开启一次快门，便得到一张地球大气云图照片。然后通过转换设备，卫星将云图照片的图像信息转化成电信号送进储存装置自动存贮起来。它的存储装置可以容纳世界各地的全部云图信息。当卫星经过地面接收站时，地面上给它发出一条指令，卫星就把全部信息传送下来。如果不用存储器，卫星还可以将无线电信号立即向地面传送。地面只要有接收设备，就可立即收到卫星实时拍摄的照片。任何物体都具有一定的温度而放出一定的热量，卫星上的扫描辐射装置测量出云的热辐射量，就得到红外云图。红外云图可反映地面和云顶的温度。大气温度一般比地面低，不同高度的云层温度也不同，因此它们的热辐射量就有强弱之分。在卫星红外云图照片上，白的地方是冷区，就是中高云区。黑的地方是暖区，是地面、水面或低云区。扫描辐射装置和电视摄像机拍摄图片的方式也是不同的。它是用扫描镜以固定转速向地球扫描，每转一圈，就得到从地球一端到另一端的一长条扫描线。卫星不断前进时，一条条扫描线互相衔接，就构成一张完整的红外云图。
1974年5月17日美国发射了第一颗同步气象卫星，与其他系列的气象卫星相比，它的覆盖面积大，能及时提供大量的气象资料，昼夜向地面传输整个西半球的分辨率极高的气象照片。它每半小时就传输一次观测资料，利用这些资料可深入了解大气动力学过程和能量交换过程，改善了气象预报的准确性。世界各地有500多个接收站的自动图像装置也可直接接收卫星照片。
虽然对地静止或同步气象卫星覆盖面积大，但不能覆盖地球南北极地区，因此像前苏联这样的地临北极的国家发射了另一种极轨气象卫星，或者太阳同步轨道低轨道气象卫星，高度一般在700~1500千米。这是一种具有轨道倾角约90度，飞越地球南北极上空的气象卫星。大家知道地球并非标准圆球体，而是在其赤道部分有些微微膨胀的扁球体，膨胀部分对人造天体产生额外吸引力，能使卫星运行的轨道面慢慢转动，轨道面转动速度的大小与轨道倾角、高度和形状有关，倾角越小转动越快。倾角为99度，高度为920千米的近极地圆轨道，轨道平面每天顺地球自转方向转动1度，与太阳照射方向因地球绕太阳公转每天顺向转动1度恰好同步，或说轨道面转动方向和周期与地球公转方向和周期相等的轨道叫做太阳同步轨道。太阳同步轨道的优点是轨道面和太阳方向所成的夹角大体上是一定的。所以在太阳同步轨道上运行的气象卫星，每天在相同的时间里大体上通过同一地球纬度；就是说，太阳同步轨道能使气象卫星始终在同样的光照条件下观测地面，给光学传感器创造了最合适的光照条件。但另一方面，极轨气象卫星的轨道倾角在90度附近而不能利用因地球自转产生的向东速度，发射时要求运载火箭有更大的负担。我国发射的“风云1”号气象卫星，也是太阳同步轨道卫星。
由于利用气象卫星可以收集到地面气象台站难以收集，气球和飞机不能获得的高空、超高空气象情况，大大提高了天气预报的准确性和实时性。电视节目中，每天播放“天气预报”的同时，还展现一幅幅色彩斑斓的卫星云图照片，它们就是气象卫星用电视摄像机和扫描辐射装置从太空对地球拍摄而成的。这种每日天气预报给每一个人带来很大方便，对农业、运输业的作用更是巨大。运行在宇宙空间的各种各样的气象卫星，时刻监视着台风、强暴风、暴雨以及干旱等灾害性天气的变化；它们不受地理条件限制，可以取得人迹稀少的海面、极地、高原、沙漠、森林等地区的气象资料，更能进一步帮助监视危害性天气。随着微波雷达在气象卫星上获得应用以及大气遥感技术和大气科学的发展，气象卫星已经从定性的云图探测，逐步向定量探测大气温度、湿度、风速、云量、降水量、海面湿度以及大气成分等方面发展，这在提高中长期天气预报准确性方面会发挥更大作用。
世界气象组织为了更好地全面掌握全球天气变化，组织了一个全球气象卫星网并投入运行。该系统由5颗地球同步轨道气象卫星和2颗太阳同步轨道气象卫星组成。5颗对地静止气象卫星，每颗能对南北纬度±50度和间隔经度70度的近圆形地区进行观测，它们分别由美国提供2颗，前苏联、欧空局和日本各提供l颗。极地轨道上两颗气象卫星是用来弥补5颗对地静止气象卫星无法覆盖地球两极地区的缺陷而发射的，分别由美、苏各提供一颗。这个纵横交错的气象卫星网可以连续监视全球任何一个地区的气象变化。世界各国都可以借助简单的接收设备免费接收卫星发回的云图，提高天气预报的及时性与准确性。
海洋卫星
人类居住的地球，其表面大部分为海洋，约占整个地球表面积的71%。它变化无常，对人类活动的影响是非常巨大的。对海洋进行深入了解和认识一直是科学家们迫切的愿望。然而，海洋上观测条件比陆地上要困难得多，利用船舶测量的经典的海洋学观测方法有很大的局限性，严重妨碍了对海洋现象，特别是海洋动力学现象的观测。只有对海洋多变的状态作连续和实时的观测，才有可能使人类及时掌握海洋动力学数据，认识海洋，开发和利用海洋。
装备光学成像设备和能探测海洋电磁辐射，及其在不同状态下的海面的反射、散射等特性的微波设备的海洋卫星，不仅能测得海洋水面的图像，还能获知海水温度，海面风速、风向，海面波浪高度，海面的洋流、海貌等数据。
海洋卫星根据卫星轨道运行特点，海洋卫星能在短时间内提供大面积的，乃至全球性的海洋数据，从而使其成为观察海洋学、特别是海洋动力学现象的最强有力的工具。海洋卫星还能预测海洋总的环流，概略监视和预测海洋表面的动力学现象，改善全球天气预报和全球水准面的精度。
海洋卫星一般装备5种遥感器，即雷达测高仪、微波散射计、综合孔径雷达、微波辐射计、可见光和红外辐射计。雷达测高仪有两项功能：其一是测量卫星到星下点海面的距离，为测量海洋水准面提供数据。测距精度可达±10厘米；其二是测量海面的粗糙度，以便获得1~20米范围内的波浪高度信息，精度为波高的10%。海底地震引起海啸，传播速度很快，常常会给岸边和海上船舶造成巨大灾害。雷达测高计能够测量海啸波的高度和分布，确定海啸传播方向，对即将被袭击地区发出预警。
综合孔径雷达，可以获得海洋的图像，从这些图像可以提取海洋的波形图和海洋动力学特性。雷达能发射波长为50~1000米的海水波图像。这种成像雷达波可以穿过云层，风雨无阻，昼夜都能进行工作。它能提供靠近海岸线的波浪图、矿物沉淀和其他类似特征的高分辨率图像，测量它们的面积。还能测绘冰原、油污等污染范围。它还能以25米的分辨率确定鱼群和测绘海流图。
微波风场散射计也是一部有源雷达，是一种长脉冲雷达。它可测量全球范围内任何方向的风场，测量风速范围为3~25米/秒。散射计的地面覆盖范围是离星下点两侧约235千米对称的一条宽带。
微波辐射计是一种扫描多频率无源微波遥感器，能感测海洋表面微波辐射的强度，或表面辐射微波亮度温度。亮度温度是物质发射率、电解性质和粗糙度的函数。这种微波辐射计能探测大于50米/秒速度的海面风的振幅；能检测2摄氏度~35摄氏度范围内的海水表面温度；测量超过10~15千米面积的海上浮冰分布；测量大气中的水蒸气、海岸特征等。扫描微波辐射计天线从卫星上垂直地面作±35度范围内扫描，相当于以星下点为中心约1000千米的地面覆盖范围。微波辐射计为散射计、雷达测高计提供重要的大气校正数据。
扫描可见光和红外辐射计是辅助测量设备，提供海洋海岸、大气特性的可见光和热红外图像，帮助识别海流、暴风雨、海洋冰、云层、岛屿等。它使用360度的扫描，监视星下1800千米宽的覆盖带。
海洋卫星给人类创造的物质利益是巨大的。它能提供实时的或近实时的环境条件数据，能使海上和岸边生命保护、岸边建设、船舶设计制造、捕鱼、海上作业等的工程设计更加合理和经济。
资源卫星
用于勘测和研究地球自然资源的卫星。它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构，能普查农作物、森林、海洋、空气等资源，预报各种严重的自然灾害。
资源卫星
资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备，获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息，然后把这些信息发送给地面站。由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样，地面站接收到卫星信号后，便根据所掌握的各类物质的波谱特性，对这些信息进行处理、判读，从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料，人们就可以免去四处奔波，实地勘测的辛苦了。
资源卫星分为两类：一是陆地资源卫星，二是海洋资源卫星。陆地资源卫星以陆地勘测为主，而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。
资源卫星一般采用太阳同步轨道运行，这能使卫星的轨道面每天顺地球自转方向转动1度，与地球绕太阳公转每天约1度的距离基本相等。这样既可以使卫星对地球的任何地点都能观测，又能使卫星在每天的同一时刻飞临某个地区，实现定时勘测。
世界上第一颗陆地资源卫星是美国1972年7月23日发射的，名为“陆地卫星1”号。它采用近圆形太阳同步轨道，距地球920千米高，每天绕地球14圈。卫星上的摄像设备不断地拍下地球表面的情况，每幅图像可覆盖地面近两万平方千米，是航空摄影的140倍。
世界上第一颗海洋资源卫星也是美国于1978年6月发射的，名为“海洋卫星1”号。它装备有各种遥测设备，可在各种天气里观察海水特征，测绘航线，寻找鱼群，测量海浪、海风等。
电视直播卫星
“中星九”号广播电视直播卫星电视直播卫星，也叫广播卫星，是一种专门化的通信卫星，主要用于电视广播。它由广播转发器和收发天线构成电视广播转发系统，外加保障系统，是运行在地球静止轨道上的太空广播发射台。
用广播卫星直接向公众转播电视图像和声音信号的广播方式叫做卫星广播。卫星广播通过卫星广播系统来实现，这个系统由广播卫星、地面接收网、上行站和测探站共同组成。
电视直播卫星采用三轴卫星测控技术，对地定向精度很高，并装备折叠式大面积太阳能电池板，发射功率大，覆盖面积广。通过卫星广播系统，只要在电视机上安装一根小型天线等设备，无需经过电视台转播便可接收直播电视。因此，直播电视为电视教育、医学和医疗活动、文化和体育生活提供很大方便。用这种卫星还可转播电影。例如，由卫星电影公司先将电影的图像用无线电发射至租用的卫星频道上，再由卫星向地面转播。地面上的电影院，如果希望放映卫星电影公司的电影，须向该公司购买“转播密码器”装在自己的接收设备上，这样就可以在自己的大银幕上播出影片。
电视直播卫星的应用，对个体家庭用户造福很大。特别是和地面电视比较，它具有极大的优越性。首先，它的覆盖面积广大，可以解决一些国家边远地区、山区、海岛和其他地面中继站难以布站、地区电视覆盖困难的问题。现在有了直播电视，那些居住在边远山区的散户，均可在电视机上装上一根小型天线，通过电视，可以和大城市一样放眼看世界了。其次，地面电视台站网传送电视到较远地区往往要经过多次中继转播，广播质量受到严重的影响，而卫星直播电视的转播环节少，且通常采用调频方式，所以接收质量好。
对地观测卫星
原来，在千百年的生产活动和生活实践中，我们人类逐渐认识到地球给人类带来的巨大影响。一方面，地球作为人类繁衍生息的场所，毫无保留地为人类提供了得以生存和进行生产活动的各种条件和物质，如矿产资源、粮食作物、森林草场、水产资源等。另一方面，地球也为人类带来巨大的、有时是毁灭性的灾难，如洪水泛滥、火山爆发、地震，以及农作物和森林草场的病虫害等。
据不完全统计，全世界每年由于各种自然灾害所造成的损失多达上千亿美元。在美国，由于农作物的病害，每年损失约37亿美元，而虫害损失达38亿美元。我国也是一个多灾的国家，不是水灾就是地震，每年也有相当大的损失。
人类还发现，尽管我们生活在地球上，但是对于地球本身的奥秘，由于我们本身的局限性，加上受技术发展的限制，我们并没有完全认识它，而且只在地球上来研究地球，就像诗人所说，“不识庐山真面目，只缘身在此山中”，因此我们必须寻求一种新的方法，也就是到地球以外去研究探测地球，才能更好地开发和利用地球，进一步为人类造福，减少灾害造成的损失。对地观测卫星就是我们理想的工具，它可以帮助我们真正地了解地球。
那么，对地观测卫星都有哪些优点呢？
对地观测卫星的特点
（1）速度快。对地观测卫星一般发射到低轨道上飞行，这种卫星围绕地球飞行一圈的时间约90分钟，也就是15小时绕地球一圈，取得的信息资料非常及时。
（2）看得广。对地观测卫星一般的轨道都是大倾角椭圆轨道，甚至可以是通过南北极的极地轨道，所以地球的每个地方都能到达；而且一颗卫星可以覆盖数千万平方千米的地面面积，可以对地球进行非常广泛的普查，尤其在那些人类无法到达的地区，更体现了它的优越性。
（3）信息量大。对地观测卫星上有各种的观测手段和设备，能够对地球上的各种信息进行全面的探测。
就拿照相来说，一张照片上可以有各种丰富的内容，比如可以看到森林、山脉、海洋，还可以看到农田、公路、城市、村庄、机场、舰港，可以说无所不有。
这样，不同的专业部门就可以从中提取不同的专业内容，不必专门为了勘察农业发一颗卫星，勘察矿产再发一颗卫星，从而大大提高了效率，节省了经费，做到了信息的综合利用。
另外，它不但能观测地表面可见的部分，还可以观测人眼看不见的部分，比如探测地表以下一定的深度范围。
对地观测卫星的应用领域
对地观测卫星所取得的信息非常丰富，可以应用于国民经济的各个领域，下面以我国为例，来谈谈它的主要应用：
（1）万里国土尽收眼底。
所谓国土，是指一个国家主权范围内的全部陆地、领海及大陆架。包括地上、地下以及空中资源的综合。我国幅员辽阔，物产丰富，有960万平方千米的陆地面积，130多万平方千米的大陆架，其中蕴藏着各种丰富的资源，急需开发利用。近40年来，我国的生态环境发生了明显的变化，一方面，随着城乡建设、农业、渔业的发展，耕地的扩大，带来了繁荣发展的一面。另一方面，有的地方盲目地毁林扩田、围湖造田，加剧了生态的恶化，加速了水土流失，造成了自然灾害增加的趋势。如果用传统的普查方法，我们将会遇到很多困难。尤其是一些高山老林、沙漠沼泽地带，人员难以到达。就是能够到达的地方，靠传统的人工勘测，速度慢、耗资大，这么大的国家要多少时间多少人力啊！利用对地观测卫星飞得高、飞得快、视场大的特点，可以对我国进行全面的大面积的普查，取得各种有用的信息资料。这将为合理开发利用土地、整治水利资源、保护生态环境等提供丰富的资料和可靠的依据。
（2）全能的地质工作者。
利用地球资源卫星，我们能够对地球表面的地质地貌进行研究，如山脉的走向、地壳的变迁，从而可以对地球的演变、形成进行广泛的探索，并且绘制成地质地貌图。而且，我们还可以进行地震研究。利用对地观测卫星的信息，我们可以分析掌握地震前震区的种种环境异常，从而成功地预报地震。我国在利用卫星进行地震预报方面取得了很大的进展，从1989年10月到1992年8月，我国共预报了24次震情，其中准确的11次，较好的7次。
在1997年11月在美国召开的第十二次国际地质遥感应用大会上，我国发表了利用卫星进行地震预报的论文，引起世界广泛的关注和好评，被评为最佳论文。地质学家还研究证明，一定的地质构造、地表岩石的构造形状是与一定的矿产资源相联系的。利用对地观测卫星，我们不但可以看到裸露的地表，而且可以穿透森林、植物的覆盖看到其下部的情况。通过对这些信息的处理分析，就可以发现各种矿产资源，所以，用对地观测卫星来探矿找油是十分理想的。
（3）神通广大的测图员。
对地观测卫星的另一个鲜为人知的用途就是用于地图测绘。我们以往的传统地图测绘方法是利用经纬仪和标杆，一点点地进行。可想而知，要测绘一遍全国地图，靠人工谈何容易。假如要重新绘制我国1∶100万的全国地图，靠人工方法测绘再成图，有人估计至少要100年的时间。更何况有的地方，人员根本无法到达，而且靠这种方法绘制的地图，由于是一点一点地测绘，然后再拼接起来，使得误差很大。就是利用飞机的航空摄影来绘制，由于飞机飞行的时间有限，所以需要很多的架次，而且大约需要150万张的照片才能覆盖全国。再加上校正、拼接、成图，又需要大批的室内作业人员，连续工作3～5年才能完成。利用卫星进行地图测绘，则有无比的优越性，它飞得高，飞得快，看得远，一张照片可以覆盖几十万平方千米的面积，一颗卫星可以覆盖几千万平方千米的面积，大大提高了速度。如果要绘制上述的地图，只需要约600张照片，几个人工作半年即可完成。由于覆盖面积大，很远的两地可以反映在同一张照片上，大大提高了成图精度，减少了测量误差。因此利用卫星测图既省时又省力。据估算，用卫星测图的费用只有原来的2％左右。
（4）太空的考古工作。
卫星能用来考古，这太不可思议了，然而这是真的。卫星不但能考古，它在考古上还有许多重大的发现！你一定知道“丝绸之路”吧，我国古代人民就是通过它与外国进行贸易往来的。1993年，中、日、法、美等国家利用卫星探测和实地考察相结合，对古代丝绸之路进行了全面考察。通过卫星所拍的照片，人们在叙利亚北部的沙漠中，发现了当时丝绸之路商队聚居的帕拉米拉古城。该城在公元1~3世纪时有20万人口，后来被古罗马毁灭。从卫星照片上可以辨认出埋在沙漠下面的神殿、剧场、浴场等，还发现了未曾发掘的地下墓地。类似这样的发现还有很多，比如在意大利，人们通过卫星发现了公元前5世纪的繁华古城斯皮那；在德国莱茵河河谷田野找到了90座古罗马军营；在距英国伦敦30千米的地下，发现了恺撒大帝当年入侵英国后，按照古罗马风格建造的地下城堡……可以说，卫星考古已经给考古学带来了革命性变化，世界各国的考古学家们已经利用卫星找到了许多古迹。可以预期，随着卫星考古的深入发展，一座座历史宝库将向人类开放，灿烂的古代文明将不断地呈现在我们眼前。
各国卫星登台亮相
地球资源卫星是20世纪70年代初期发展起来的。由于其应用价值高，不但美、俄等空间大国竞相发展，中国、印度等发展中国家也不惜花重金研制。
目前在轨工作的卫星系列有：美国“陆地”卫星、法国“斯波特”卫星、俄罗斯“资源-F”卫星和“钻石”卫星、日本地球资源卫星和海洋观测卫星、印度遥感卫星、欧洲空间局的欧洲遥感卫星、美法合作的海洋观测卫星、加拿大的雷达卫星等。其中，美国“陆地”卫星与法国“斯波特”卫星的技术与性能处于优势地位。
1972年～1999年，美国共发射了7颗“陆地”系列卫星，该卫星的图像产品在国际遥感市场上一度占垄断地位。世界上不少国家建有该卫星的地面接收站，一时间，“陆地”卫星风光无比。然而“半路杀出个程咬金”，1986年，法国的“斯波特”卫星上天，从此成为美国陆地卫星强有力的竞争对手。与美国“陆地”卫星相比，“斯波特”卫星的最高分辨率可达10米。
其实“陆地”卫星与“斯波特”卫星相比各有千秋：“陆地”卫星谱段多，适用于范围广、色彩逼真的图像。如果要求很高的图像精确度，“斯波特”卫星则是更理想的选择。
我国在1985~1987年连续发射了3颗返回式国土普查卫星，取得了重要的、有价值的宝贵资料。
“哈勃”空间望远镜
“哈勃”空间望远镜是以天文学家爱德温·哈勃为名，在轨道上环绕着地球的望远镜。它的位置在地球的大气层之上，因此获得了地基望远镜所没有的好处——影像不会受到大气湍流的扰动，视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光，还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。它已经填补了地面观测的缺口，帮助天文学家解决了许多根本上的问题，对天文物理有更多的认识。
什么是载人航天
载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天的目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，更广泛和深入地认识地球及其周围的环境，更好地认知整个宇宙；充分利用太空和载人航天器的特殊环境从事各种试验和研究活动，开发太空及其丰富的资源。载人航天器由载人航天系统实施，载人航天系统由载人航天器、运载器、航天器发射场和回收设施、航天测控网等组成，有时还包括其他地面保障系统，如地面模拟设备和航天员训练设施。
载人航天技术是人类航天史上的重大突破。
载人航天器的种类
俄罗斯展示了世界第一艘太空旅游飞船根据飞行和工作方式的不同，载人航天器可分为载人飞船、载人空间站和航天飞机三类：
（1）载人飞船按乘坐人数分为单人式飞船和多人式飞船，按运行范围分为卫星式载人飞船和登月载人飞船。
（2）载人空间站又称为轨道站或航天站，可供多名航天员居住和工作。
（3）航天飞机既可作为载人飞船和空间站进行载人航天活动，又是一种重复使用的运载器。
载人航天的意义
众所共知，航天技术的发展给人类带来众多的益处。如果有了人在太空活动，就可使航天技术如虎添翼，充分发挥人的智慧与技能，解决航天技术上一些难题。人有独特的能力，如应急的判断力、创造力和主动的维修及调控功能。人有知觉和感觉，如视、听、触和运动感觉，有冷、热、嗅觉和平衡感等。人对信息处理和观察外界变化非常主动，还有认识能力，以及联想、总结、分析和综合记忆力等，其中有些是“电脑”不能代替的。人的控制和运动能力是载人航天中主要活动之一，包括力量的产生和运用、运动速度的控制、自发力控制和连续调整控制等，这些都对空间的操作活动有决定意义。即使一切都是自动化、智能化，也离不开人的介入，如虎添翼的道理就在于此。
发展载人航天有何意义呢？总的说来有如下几个方面：
（1）在科技方面，因为载人航天技术是科技密集综合性尖端技术，它体现了现代科学技术多个领域的成就，同时又给予现代科学技术各个领域提出了新的发展需求，从而促进和推动整个科学技术的发展，也就是说一个国家载人航天技术的发展，可以反映这个国家的整体科学技术和高技术产业水平，如系统工程、自动控制技术、计算机系统、推进能力、环控生保技术、通信、遥感、测试技术等。也体现了这个国家的近代力学、天文学、地球科学和空间科学的发展水平，特别是这个国家的航天医学工程的发展水平，如果没有航天医学工程的研究与发展，想要把人送进太空并安全、健康、高效地生活和工作是不可能的。
（2）发展载人航天能体现一个国家综合国力。当今世界各发达国家在发展战略上都把综合国力的增强作为首要目标，其核心是发展高科技，而主科技的主要内容之一就是载人航天。当一个国家把自己的航天员送入太空时，此举可充分体现其综合国力的强盛，也将增强该国民众的民族自豪感，振奋民族精神，增强了全民的凝聚力。特别是当我国航天员进入太空，就像20世纪六七十年代我国拥有核武器和人造地球卫星那样，引起全世界人民注视，提高我国的国际地位。
（3）载人航天的发展能更好地开发太空资源为地球人类造福。浩瀚的太空是人类巨大的宝库，它含有丰富的资源，而载人航天事业是通向这个宝库的桥梁，试想航天员们在太空对地球居高临下，能以各种不同的手段对地球进行观测，它可以比无人的探测和遥感获取更多的信息和资料。而太空工厂的工艺加工几乎成了“魔术”，它在微重力、真空和无对流的条件下，可以制造地球上难以完成的合金材料和“灵丹妙药”以及有关产品。太空工厂的产品或半成品送回地面后，也许还会带来“新的工业革命”。可以预料，印有“太空制造”字样物品将会不断地投放市场。
（4）载人航天是人类发展的一个新阶段的开始，因为人类或许可以通过载人航天的桥梁，转移到其他星体居住和生活，开发出更美好的生活空间。这不是可望而不可即的事情。当前首先要做的是人们到太空旅游、先看看神秘的太空和美妙的仙境。不久，人类将主宰太空，实现人类发展的革命。
载人航天发展基础
因为载人航天事业是一项巨大的系统工程，所以它的发展基础必须是：综合国力强盛，经济发展水平高，有一定的财政支持，有一批从事航天科技事业的骨干人才队伍，有先进的科学技术的发展水平。这样才有可能发展载人航天事业。我国现已基本具备上述基础，所以才成功发射了载人航天飞船。
具备什么条件才能发展载人航天事业呢？简单地说就是建立国家载人航天大系统，或称载人航天体系。因为这个体系是国家直接支持和规划的，这个体系又是在航天技术日趋成熟的条件下建立的。例如，地面发射基地的建设，指挥管理系统的组建、跟踪、遥测、遥控和通信网络的组建，火箭与推进系统的建设，航天器制造工艺中的新材料的研制，发射、回收等技术均已成熟和具备的情况下，重点是航天员系统的完善。它涉及选拔合适的人进入太空，建立航天员的训练基地，建立航天医学体系，结合航天器研制建立航天员的环境控制与生命保障系统，组织好航天员进入太空的前、中、后的医学监督与保障工作，确保航天员的安全，结合载人航天器研制增设应急救生系统等等。
同时发展载人和不载人航天技术的原因
应该说，不载人的自动空间装置具有相当广泛的功能，诸如空间飞行器插入轨道，在宇宙空间机动飞行以及溅落体能返回地球。不载人航天的费用又相对低廉，所以不载人自动航天技术有着广阔的发展前景。但是，这种自动设备虽然有可能做得很先进、很可靠，在太空还是可能出现各种情况，有些情况只有人才能处理。例如，没有一个自动装置使飞船能够和失去控制的空间站对接。然而前苏联航天员弗拉基米尔·捷尼贝可夫凭其卓越技能在1985年6月却完成了这样的工作。
又如1965年，“格迷尼”6号发射后，其仪表显示出飞船出了故障。虽然合乎逻辑的做法是将航天乘员组人员紧急弹射出来。可指令长瓦尔特·舒拉对此不予理睬，决定继续飞行。他是完全正确的，因为经验告诉他，仪表出了错。倘若瓦尔特·舒拉启动弹射系统，飞船就可能失控，那么计划中和“格迷尼”7号在轨道的对接任务也就不可能完成。
专家们估计，一个自动星际飞行器的可靠性系数（因子）是22％，而载人航天器的可靠性因子是70％，如果航天员能修理设备，可靠性因子将增至93％。虽然这些数字可能不精确，但载人航天更可靠这个事实是科学家们公认的，是毋容置疑的。因此，自动装置发展的同时不能轻视载人航天的发展。
当然，自动方式工作的空间站在多年工作期间不发生一点故障，这只能是理想情况。另外，不是所有过程和操作可以自动化。当需要显示创造性的处理或直观或对经验的信赖时，自动装置是不能和人竞争的。
现代航天的实践表明，载人和自动航天并非竞争对手，而是相互促进的。在空间探索的经验中，自动装置和人的能力的完美结合是完成航天任务的最佳保障。
自动和载人航天是太空航行和空间探索的两个方面，是互为补充的。对于星际旅行，自动装置是人类登上其它星球的先导，只有自动探测器先探明情况，创造条件，才能进行载人旅行。对于空间材料加工和空间工厂的建造，载人航天是先导。先由航天员进行材料试验、工艺技术实验，并在工艺研究和试验性生产的基础上，待一切条件成熟后，才能有进行大规模的、无人自动化生产的空间平台和空间工厂。空间产业的开发，不载人航天和载人航天是其前后两个阶段。把人类活动扩展到太空，载人和自动航天技术都是不可缺少的。
载人航天飞船
载人航天飞船，从实质上说就是载人的卫星。和卫星相比，它的外形较简单，有球形、圆锥形等，但重量较大；卫星的外形则多种多样和不规则，重量比飞船轻许多。
载人航天飞船既是人造卫星，它就有和卫星相同的系统，除结构、能源、姿态控制、温度控制外，还有遥控、遥测、通信、信标跟踪等无线电系统，以保证与地面的通信联络、控制指令的传递、遥测信息的传输、资料参数的传送等。
载人航天飞船的特点是有人，因此就有与卫星不同的系统，包括应急营救、返回、生命保障等系统。具有交会、对接和机动飞行能力的载人航天飞船，一般还设有交会雷达、计算机和变轨发动机等设备。
例如，单就需要返回地面的载人航天飞船来说，其结构比一般不返回地球的卫星复杂得多，首先要对付气动加热造成的烧蚀，还要对微流星和宇宙射线进行防护等等。所谓气动加热，就是载人航天飞船开始返回时，由于离地高、速度大而具有相当大的动能和势能，在它进入大气层后，在空气阻力的作用下急剧减速，飞船能量的绝大部分都转化为热能，如果这些热量全部传导给飞船，完全可把飞船化为灰烬，这就是气动加热问题。载人飞船的结构设计必须解决这个问题。合理选择飞船返回舱的气动外形，可使它在再入过程中所产生热量的80％左右扩散到四周的大气里；剩下20％左右的热量，则必须采取可靠的防热措施加以解决。
载人航天飞船
又如，载人飞船上的生命保障系统是另一个十分重要的技术问题，它不仅复杂，而且必须绝对可靠。船舱要气密，舱内的温度和大气压力要适合人的生命需要，控制要求极高。在载人飞船中要造成一个与地球相似的微小气候，首先要模拟大气的混合比例，用灌装气体或电解供氧办法使航天员的座舱中氮占80％，氧占20％，保障每个航天员每天所需的576～930克氧；而对他们每人每天呼出的约1000克二氧化碳，则采取用分子筛吸附的方法，控制其浓度不大于1％。调节飞船座舱温度湿度，也十分重要，座舱的热源，有13来自人体，通常每人每天大约产生75千卡～150千卡；来自太阳辐射和各种电子仪器的热量也各占13。座舱除对壳体采取隔热措施外，还采用专门的热交换器把多余的热量吸收和辐射出去，使相对温度维持在18摄氏度～25摄氏度。人体每天的呼吸和出汗，排出水分约15升，在座舱内形成水蒸气，故要采取冷凝和化学吸收的办法，使湿度控制在60％～70％。由于座舱狭小和密封，而人体代谢物达400多种，易造成舱室污染；在失重状态下，气体对流消失，热平衡难于维持等一系列问题，都需要在飞船上很好解决。
载人航天飞船在航天飞行中，可研究各种特殊因素对人体的影响和相应的防护措施，以及人在航天环境中长期生存所必需的条件和设备等问题。
在飞船急剧升空时，人体重量会相应增加而产生超重；飞船返回地球时，必须制动，速度急剧降低，也会产生反方向的超重；飞船进入绕地轨道后，它就在某种程度上摆脱地球引力的作用，这时人体就失去重量，进入失重状态。超重和失重对人体各个器官都会产生生理影响。因此，载人航天飞船进入轨道飞行并安全返回地面时，可以研究人在空间飞行过程中的反应和能力，研究航天员如何才能经得住起飞、轨道飞行以及再入大气层重力变化的影响。在科学上应用载人航天飞船，可以进行生物、医学、天文、物理研究和天体观测；可以进行各种空间科学试验以及进行地球自然资源勘测等等。
目前，世界上发展载人航天飞船、并完全掌握这种载人空间技术的国家，有美国、俄罗斯和中国。此外，欧洲和日本正在积极准备发展载人航天飞船。估计不久的未来，掌握载人航天技术的国家会渐渐地多起来。
40多年来，已经实现的载人航天计划有：前苏联先后发展的“东方”号、“上升”号、“联盟”号以及“礼炮”号、“和平”号等载人空间计划；美国先后发展的“水星”、“双子星座”、“阿波罗”、“天空实验室”和航天飞机等载人空间计划；我国的“神舟”系列载人飞船航天计划。为何要对载人航天器进行遥控
虽然飞船或航天站上有航天员，但是还有很多事情需要地面遥控。
第一，宇宙飞行需要很多计算，这里有轨道校正、飞船向航天站汇合、着陆用的弹道导航计算。
第二，重要的是分析大量有关飞船和航天站技术条件、功能的数据以及航天员身体条件的数据，这些数据从安装在飞船上的近1000个和航天站的约2000个遥测传感器传送到地球。
第三，航天员进行的实验结果数据，必须尽快处理和鉴定。为了消化如此大量的信息，要有功能很强的计算机系统支持。地面测控中心拥有计算机群体系统，占有数百平方米空间。显然，上述种种工作应该传送到地面进行。
第四，新一代载人飞船和航天站越来越复杂。虽然航天员经过全面训练，但他们不可能像研制这些系统的科学家和工程师那样熟悉所有系统。因此，他们有时需要得到地面科学家和工程师的帮助。
为了从地面测控中心控制飞船和航天站上的系统，作为测控集体的一部分，有一批科学家和工程师昼夜工作着。
航天站在轨道上长期运行，使得有必要建立永久性测控服务。显然，服务人员还应定期轮换。为了有效地进行培训以及进行有效率的试验，必须研究和建立专门的训练模拟器。它带有一个能显示飞行状态的显示器，且和测控中心的那个完全一样。指导老师从他的控制台制造故障来模拟飞船系统和仪器故障，训练学员确认这些故障，并能提出解决故障的建议。学员的操作演示将显示他在何种程度上已准备好与实际的宇宙飞船打交道。学员正式到地面测控中心工作，还要经过有效的考试。
长期的测控飞行经验已经显示出另一个问题：控制飞船上的系统已经证明是极其单调的。由于疲劳，测控专家们的注意力会平稳地减弱。为了防止这些，必须采取专门措施。如随着时间进程自动系统性能分析中断，并使信息失真（两个或三个参数出问题）。在一个系统中模拟的这种故障功能自动传送给监督者，一个专门训练小组观察责任专家对故障的反应，并评价他的工作效率。
由于从设计到发射的全过程实行全面质量控制，空间设备具有很高的可靠性，但新设备发生故障情况仍是不可避免的。如果飞船系统有了故障，或者，如果一个航天员的身体状况不佳，那么，不仅是航天员组，而且很多地面专家应掌握这情况，他们分析它、模拟它，寻找消除故障的办法并提出建议。测控中心、研制该系统的机构和宇航训练中心都要随时应付这种情况。
地面测控中心的另一项重要工作，是使航天员摆脱一些不太重要的事务。航天员飞向太空研究宇宙和地球，获取新的信息，他们要进行试验和观察的项目不断增加。航天乘员必须进行越来越多、要求越来越高的创造性研究工作。因此，飞船上的一些日常工作便落到测控中心，由地面发出指令让仪器和系统来完成。
地面测控中心的职责是复杂而多变的，它们由几百名专家组成的卓越集体来完成。为了在任何时刻都能帮助太空飞船或航天站的乘员们，他们密切注意着飞船动向而昼夜轮班工作着。
如何维修载人航天器
宇宙飞船、航天站、航天飞行器及其设备需要经常维护修理，这是很自然的道理。但是，这项工作是在轨道上做呢？还是把分离出来的单元和组件带回地球修理好呢？修理工作及单元和组件的更换，在太空进行确实是更困难些，尽管如此，航天站和飞船的设计师们还是规定维护、修理以及设备的置换必须在飞行中进行。若将有故障设备由专门派出的宇宙飞船运回地球，修理后再派船送回太空，费用实在太高，不太可取。
前苏联和美国的载人航天飞行经验表明，在空间，航天员有能力纠正设备中的各种类型故障。他们会及时采取正确措施，在危急状态下修好有故障系统。这种情况在前苏联的“礼炮”号、“和平”号航天站以及美国的“天空实验室”中都发生过。
例如，弗拉基米尔·廖科夫与万利弗·路敏曾设法将足有三层楼房大小的无线电望远镜天线从“礼炮6”号航天站分开，但是被卡住了。要做这项工作，必须到开放空间去，由于他们的出色工作，问题最后解决了。又如当“天空实验室”进入地球轨道后，它的热防护层被扯掉，要进行修理。由于美国航天员训练有素，在地面上曾受过模拟修理训练，因此他们在轨道上成功地执行了修理任务。又如1984年，在“礼炮7”号航天站逗留过237天的列沃尼特·砍什和弗拉基米尔·索洛伏夫对推进系统进行过复杂的修理工作：当氧化剂开始泄漏时，传感器不能指示泄漏点。要寻找出泄漏点并进行密封，非常困难。这时必须把故障区划分为小区，从瓶中取氮，为做这些工作，航天员不得不5次进入开放宇宙空间，才终于修好。这种工作以前在航天飞船上从未做过，而且只能在轨道上进行。“和平”号航天站“量子2”号舱的舱口盖紧固部件损坏了，曾多次修理都未修理好。1991年1月7~26日，航天员阿法纳西耶夫和马勒罗夫不得不再次修理，他们先后3次来到开放空间，用专门工具拆下损坏的舱口，盖好紧固件，换上了由“联盟TM”送来的新部件，才算修理好。在开放空间，航天员停留时间有限，修理操作在高速飞行中进行，再加上穿着航天服，修理不如在地面方便。但总的说来，日常维护应在飞行中做，有的也只能在飞行中做；但也不能绝对排除例外情况，当有必要检修某些重要部件或设备的唯一零件时，可能需要运输飞船或航天飞机把它运回地球，在工厂修理后再重返地球轨道。
空间站与载人飞船的区别
或许我们一直在关心一个问题，那就是空间站究竟是什么样子呢？它们的构造和用途又怎样呢？为了使大家进一步地了解情况，我们首先要了解空间站与载人飞船有什么不同。
无论在体积、重量和功能上空间站都与载人飞船有很大的不同。空间站由多舱段构成，技术要求更高，设备更完善。在它长期运行期间，宇航员可以替换，物资设备也可以补充。
如果说人类航天活动的最终目的是扩大人类的生存空间和活动领域的话，那么第一步就是探索把人送上天的途径，载人飞船的发展就是能够把人送上天的有效途径。而载人飞船是一种能够保障宇航员在太空生活与工作以执行航天任务并安全返回地面的航天器，可以单独作为人类航天活动的飞行器，也可以作为人类往返于太空和地球之间的太空“渡船”，当然还可以同其他航天器在太空对接组成大型复合航天器。在载人航天器中，飞船技术也是相对的比较简单、容易实现的，因此各国在发展载人航天技术中，都是从载人飞船入手的。但是在发展到一定的时候就发现，尽管载人飞船能够把人送上天，使人在太空安全地工作和生活，而且能够安全地返回地面，但是也有它的不足之处。就是它的体积与空间站相比要小得多，比如俄罗斯的“联盟”号飞船，它由三个舱段组成，而能够供宇航员居住的只有两个舱段，一个是返回舱，一个是生活舱。这两个舱段总共能提供6立方米的有效容积。在飞船起飞时，三名宇航员坐在返回舱内。在这个舱段，当然谈不上什么居住，他们实际上被“绑”在与我们经常看到的三轮摩托车挎斗外形相似，但尺寸要小得多的座椅内，身体蜷曲，且系上安全带，一动也不能动。而航天飞机的座椅不过就是两块钢板，上面覆了薄薄的一层垫子而已，其滋味的不好受是可以想象的。好在时间不长，飞船进入轨道后宇航员就可以进入生活舱，即使是在这里，充其量也只有6立方米的有效空间，所以宇航员的活动受到较大的限制。
同时，由于飞船的体积所限，飞船自身能够携带的燃料和供宇航员生活的必需品，如食物、水和氧气也都很有限，受到这些条件的限制，飞船最多飞行几天、十几天，因此飞船不可能单独地长时间地在太空飞行。而人类已不满足航天活动只局限于在太空的短暂飞行，为了人类的航天理想和目标，人类又向新的高度攀登，寻求能够在太空长期生活与工作的基地。载人飞船显然已经不能满足这些需求，因此航天活动的第二步就是发展各种类型的空间站。
虽说载人飞船与空间站相差很远，但是也不能说载人飞船就没有什么用途了，在今后的发展中载人飞船也是不可少的，它要作为运送人员和货物的太空渡船。
飞船的交会与对接技术
载人航天飞船的成功发射和安全返回，是人类掌握空间技术的伟大胜利。但是人类要在空间有所作为，必须发展以飞船在空间交会、对接为基本内容的在轨技术。那么两艘飞船在空间运行，怎样才能进行交会对接呢？必须具备两个基本条件：
第一，两艘飞船在茫茫太空，能互相寻得着；第二，两艘飞船中至少有一艘拥有变轨发动机，能产生动力改变其轨道。
如果在空间轨道上已有一艘飞船在运行，地面要发射一艘飞船与之交会和对接，其过程是这样的：地面跟踪雷达站首先要精确测量空间飞船的轨道，然后根据这个轨道选择待发飞船的发射时间和最靠近空间飞船的运行轨道。待发飞船应在规定时间内追上它。按照所选择的发射时间，把第二艘飞船送入与第一艘飞船同一轨道面和相近高度的轨道，接着根据地面跟踪站的指令，启动姿态控制和机动飞行变轨火箭发动机，逐步改变轨道并向第一艘飞船接近。
确定距离时，飞船就启用船上自带的交会用探索雷达，用电磁波进行空间搜索。当搜索到空间那艘飞船时，自动转入对它的跟踪，同时通过飞船自载的自动驾驶仪把飞船导向已在轨的空间飞船。当两飞船的距离近到只有数十千米时，航天员已能看到目标飞船上高强度灯光信标，于是可转用光学跟踪仪对目标飞船跟踪并向对方进一步靠拢。如果两艘飞船之间的距离小到20~30米时，就认为两船已完成空间交会任务了。接着就可进行对接。这时航天员应调整飞船的姿态，使其对接舱对准目标飞船的对接舱的接合环，启动机动火箭发动机以实现对接。对接时两飞船的相对速度很小，一般横向不超过01米/秒，纵向不大于5米/秒。
飞船在地球轨道上高速运行，对飞船的操纵、控制和指挥都十分复杂，要采取循序渐进的方法来进行交会、对接和变轨飞行。目前美、俄两国掌握空间飞船的对接技术已经非常成熟。例如，“和平”号航天站主体舱和多种专用舱飞船进行自动对接，组成了轨道复合体。“联盟”号载人飞船和“进步”号货运飞船还定期和该复合体进行对接，运送轮班航天员和各种货物，实际上使该复合体变成了一个太空实验基地。据分析，飞船在空间轨道的交会对接技术，在推动空间技术的发展方面的作用是无限的，可以用它来组建太空村镇和城市。
熟练掌握以飞船空间对接交会为主要内容的空间在轨技术，包括航天员空间长期飞行和到开放空间活动、多艘飞船在空间编队飞行、两航天站之间穿梭摆渡飞行等，是空间技术发展的高级阶段。
1986年3月13日，前苏联“联盟T-15”号飞船载着航天员列·基齐姆和弗·索洛维夫进入地球轨道后，连续实现了一系列在轨技术。3月15日首先与“和平”号航天站对接，两名航天员对航天站进行了调试，并且卸下了“进步25”号和“26”号两艘货运飞船送来的仪器和其他物质。5月5日，“联盟T-15”号飞船与“和平—进步26”号复合体脱离对接，好像是一辆太空公共汽车，又载着这两名航天员飞向“礼炮7”号航天站。5月6日与“礼炮7—宇宙1686”号复合体对接。航天员进入该复合体，执行了多项考察和科学实验任务，并且多次来到开放空间，试验在太空组装大型结构的方法。直到6月25日，“联盟T-15”号飞船与“礼炮7—宇宙1686”号复合体脱离对接。带着部分科学仪器，两航天员又乘飞船回航“和平”号航天站，27日与“和平”号航天站对接并继续对航天站的结构部件和各系统进行全面试验，安装了从“礼炮7—宇宙1686”号复合体运来的和两艘货运渡船送来的仪器和设备。时至7月16日，“联盟T-15”号飞船又与“和平”号复合体脱离对接，结束历时4个月的太空穿梭飞行、运输安装和太空考察、科学试验任务，载着两名航天员回到地面。这次太空航行，大大丰富和发展了空间在轨技术的内容，其经验有利于载人空间技术的发展，对于今后在轨道建造大型结构物，例如建造空间平台、空间工厂和大型空间太阳能电站以及建设大型空间人类居住地，都是不可缺少的；对于处于危险之中的航天飞船、航天站或其他飞行器的乘员提供救援帮助，也是十分重要的。
“阿波罗”及“联盟”号飞船的对接
根据1972年签字的空间探索进行合作的双边协议，1975年7月，美、苏两国航天员分别乘“阿波罗”号和“联盟”号飞船进行首次太空对接试验。美方参加的有“阿波罗”飞船指令长汤姆逊·史坦福、航天员多纳尔特·史拉通和万斯·勃朗特；苏方参加的是“联盟”号飞船指令长阿列克赛·列沃诺夫和航天员万来列·库巴索夫。
这次太空对接是两个航天大国从自己的利益和彼此需要出发认真进行的一次合作。主要目的是要看一看，两国的载人航天飞船是否能在空间进行对接和怎样才能进行对接，这对轨道救援工作有重大意义；其次还希望共同在空间物理学、材料科学、医学与生物学等方面做一些科学技术试验，双方都想从试验中获益。
由于美国和前苏联是完全独立地发展自己的载人航天飞船的，双方还希望通过对接的机会，实地考察一下对方的飞船技术状况，这无疑是有极大好处的。要合作，就必须让对方在一定程度上了解自己，这对竞争来说则是不利的，所以在对接成功之后，其中有一方考虑到技术保密，中止了继续进行空间合作的协议。
“阿波罗”号与“联盟”号飞船，要在空间轨道上实现对接，不是一件易事，曾面临许多棘手的技术问题：
首先，要进行对接，就意味着两飞船在太空应能互相找得着对方。
其次，要确定空间两飞船交会坐标。然而，“阿波罗”号和“联盟”号两飞船的雷达搜索和集合系统实际上是不相容的。两飞船的对接舱，总的说来也是不同的。两艘飞船舱内航天员生命所必需的大气更是互不兼容：“阿波罗”飞船用的是一个260毫米水银柱压力的纯氧大气层；而“联盟”号拥有压力为760毫米水银柱正常的地球大气。单是这个问题就排除了两国航天员简单地从一艘飞船进入另一艘飞船作互访的可能性。
在弹道专家面前也有着一些困难。例如，前苏联的专家在他们的计算中使用的坐标系统和美国专家用的坐标系统是不一样的；莫斯科的飞船地面测控中心工作时用莫斯科时间，而设在美国休斯敦的中心则是使用飞行时间，也就是飞船发射时刻起始的时间；前苏联的科学家度量用米制单位，而美国使用传统的英制单位。所有这些问题是怎样解决的？参加对接试验的“阿波罗”和“联盟”号飞船基本结构变动都不大，为解决两艘飞船座舱内大气环境的不同，专门设计了一个对接过渡舱作为两船的过渡段。它是一个长315米、直径约142米的由厚铝板构成的圆柱体，两端分别可以与两艘飞船对接，两船对接好后它便构成航天员互访时的通道。过渡舱外带有两个气瓶，舱内设有无线电通信和电视设备、温度控制系统以及显示大气成分和压力的设备等。两飞船完成对接后，航天员互访是这样进行的：首先，两名美国航天员（另一名留在“阿波罗”座舱内）进入对接过渡舱，经25分钟，舱内转变为一个大气压的普通空气之后，两人便进入“联盟”号访问。访问约数小时之后，他们再回到对接过渡舱。为了防止低压症，两个人要在一个大气压的条件下，在这里呼吸纯氧2个小时，用以排除血液中的氮气，再经25分钟，舱内气压转变为035个大气压纯氧，然后才回到“阿波罗”号飞船的座舱。第二天，一名前苏联航天员（另一名留在“联盟”号内）仿此程序进行回访。至此，互访就算完成了。
对接中的所有其他技术问题，在美苏两国所有参与对接人员的友好和通力合作下，都获很好解决。“阿波罗”号和“联盟”号飞船的空间对接取得完满成功。“联盟”号前苏联航天员、指令长阿列克赛·列沃诺夫对于这次太空对接回忆说：“对准另一个国家的飞船进行对接、提高太空安全、准备宇宙探索中的伟大合作，所有这些和创造性的崇高工作鼓舞着两个国家的专家队以及所有参加‘阿波罗—联盟’号对接试验计划的人们去克服一切困难。”
航天飞机是如何变轨的
航天飞机在圆轨道上稳定运行时，地球的引力正好提供了航天飞机所需的向心力。如果航天飞机的尾部变轨发动机向后喷气，由于反作用力，航天飞机的速度会增大。然后关闭发动机。由于速度已经增大，此时所需的向心力增大，地球的引力就不够了，航天飞机不能再保持原先的圆轨道，被甩向更高的轨道。
同理，当航天飞机尾部朝前喷气时，航天飞机会瞬时减速。当速度降低后，地球对航天飞机的引力显然就过剩了，航天飞机被吸向地球，最后，航天飞机在较低的轨道上运行。
太空航天站建立的必要
40年的载人航天实践已经证明，由于给养问题，无论是载人航天飞船或空地往返的航天飞机，在太空飞行时间不能很长，一般不超过两周；另一方面，航天乘员初到太空的头几天会感受到失重效应给身体带来的不适，诸如头晕、自我失去协调等，会影响他们的工作能力，只有经过7~10天身体完全适应失重后才能全力工作。如果除去失重自动适应期，利用剩下的很短时间，不可能在航天飞船和航天飞机上进行很多空间科学试验；更不可能进行较长时间的试验项目。发射这样短期的航天飞船或航天飞机，效益费用比太低了。打一个比喻，一太空航天站艘海洋研究船，要到远洋进行科学研究，如果它只能自带一两个星期的食物和淡水，就不可能在远洋进行长期海洋研究。要进行长期海洋研究，就必须派出运输船给海洋研究船运送生活补给品。为了把空间科学长期进行下去，就必须建立专门的太空航天站，至于给养和人员，另用航天渡船进行运输。因此，科学家认为，在太空建立空间科学研究点——航天站，是航天技术发展的重要和必然的阶段。建立太空航天站，好处是显而易见的。
首先，建立航天站，便可长期进行轨道飞行。它持续飞行的时间可长达数年、数十年甚至更长。这就为空间生命科学研究、人在空间长期失重状态的适应研究以及其他空间科学研究创造了良好的条件。
第二，在利用航天站研究长期失重对人体影响的基础上，可为长期航天，特别是星际旅行建造人的生命维持系统，试验长期飞行的设备和技术。在这方面，前苏联利用航天站的载人科学实验考察，迄今持续20多年，取得长足进步，为世界所公认。航天员季托夫和马纳罗夫长期在航天站工作，创造了在太空一次连续漫游365天的记录，被世界认为是一个了不起的成就。展望未来，人们清楚意识到人类星际旅行为期不远了。从技术角度看，没有什么问题是不可解决的；然而关于人体能力，主要是适应太空能力，还有很多未知数。要解决这个问题，还需要长期的空间实践，只有航天站才能提供这种客观的实践场所。一艘现代飞船飞达火星的最短时间大约270天。如果再作努力，人在失重状态下能持续2~3年，那么，人类就可亲临火星考察，探究它的奥秘，实现人们梦想的真正星际旅行。
第三，航天站也可成为今后建立月球居民区和未来火星载人飞行的中转站；随着太空计划的进展，也可能成为未来到月球、火星载人飞行器的一个组装、试验和起飞点；也可利用航天站试验和合成各种新材料，为建设太空工厂作工艺实验准备，将来在太空工厂生产星际旅行所需要的技术设备。
第四，在航天站上，可利用空间的失重和真空等特殊条件生产地球上不能生产的超纯度晶体、医学及生物制剂，这对发展电子工业和人类与疾病作斗争、造福民众有不可估量的意义；在航天站上，航天员更可以从空间经常监督地球大气、海洋和谷物生长状况，估价地球上矿藏大小，保证超长距离通信，发出关于气旋、飓风和火灾起始等警告，还可为捕鱼船队、舰船、勘测和铁路、高速公路、石油天然气管道的建设者提供服务。
影响广泛的航天高新科技
人类通过几千年的不懈努力，终于实现了飞上长空、探索宇宙的美好愿望，迎来了标志着人类社会文明高度发展的航空航天时代。随着世界新技术革命的到来，新技术、新思想和新方法的应用，航空技术和航天技术将出现更大的飞跃，将在发展现代人类文明的三大支柱——信息、能源和材料的事业中做出更大的贡献。
航空技术将运用微电子技术、计算机、新材料、新工艺和新能源来发展性能更优良的产品扩大应用范围。航空器将进一步向一体化、综合化、信息化的方向发展。新动力、新气动布局、新材料、新技术的应用将大大改善飞机的性能。飞机的载重能力、机动性、适应性和经济性都将有新的突破。即使是制造噪声低、污染少、经济性能好的远程超音速客机这样一类复杂的飞机，从科学技术角度来说，也是完全可能的，关键在于人们对这种需要的迫切程度以及是否值得花费巨大的人力和物力。这种飞机将把洲际旅行时间缩短到几个小时。航空运输将会更普及、更安全、更经济，为人类的工作、旅游和生活带来更多的方便。航空器将在农业、牧业、渔业、探矿、气象、体育和环境保护等方面得到更加广泛的应用。
航天技术将进入大规模开发和利用近地空间的新阶段。直接为国民经济和人民生活服务的各种应用卫星正向高性能、多用途的方向发展，以获取更大的经济和社会效益，使航天活动进一步商业化。随着航天飞机和其他新型空间运输系统的使用、空间组装和检修技术的成熟，人类将有可能在太空建造各种大型空间系统。在近地空间将建立起永久性航天站、太阳能电站和空间工厂，甚至可能建立空间城市和开展空间旅游，太空将成为人类频繁往来的新场所。利用永久性航天站进行长期的科学研究和实验，可促使天文学、地学、生物学、物理学和化学等产生新的突破。从太空将获取信息、材料和能源，直接造福于人类。航天活动将为解决人类面临的能源、生态、环境和人口等问题开辟多种新途径。各种空间探测器可能飞遍太阳系的“天涯海角”，为揭开太阳系的形成和生命起源之谜提供资料。人类在月球建立基地、到达火星和其他行星，还面临着费用过于庞大和许多有待克服的困难。但星际航行只有在光子火箭获得成功和很多有关科学技术有了更大发展之后，才有可能实现。
另一方面，未来航空航天的军事应用将会进一步强化，太空武器有可能进入实用阶段。但是，人类的历史总是向前发展的，和平、进步、幸福是地球上绝大多数人的愿望。科学技术的发展最终要达到造福人类的目的。航空航天事业也将沿着这条道路前进，在这个人类空前规模的伟大事业中，约占人类总人口1/4的中国人民必将做出自己应有的贡献。
航天科技在现代通信的应用
卫星通信是航天技术服务人类日常生活的杰出范例。世界第一颗用于通信的试验卫星是在1958年底发射成功的。它在通信方面的应用立即受到人们的普遍重视。但通信卫星的真正发展是在60年代，并在以后的年代得到进一步完善和提高。通信卫星的发展是从探索利用卫星传播无线电信号的可能性开始的，中间经过了只反射电波的被动式通信卫星、有放大作用的主动式通信卫星，以及地球低轨道、中轨道、高轨道、圆轨道、大椭圆轨道等卫星的技术探索，直到发射成功高悬地球赤道上空36000千米处的地球同步轨道通信卫星，使卫星通信达到了成熟的实用阶段。
卫星通信就是利用通信卫星作为中继站进行地球上各点之间的通信，是航天技术与通信技术相结合而产生的现代通信手段。它由空间和地面两部分组成。通信卫星由通信天线和通信转发器组成的专用系统来转发无线电信号。向通信卫星发射无线电信号和接收来自通信卫星信号的组合设备，可设在陆地、海洋船只、大气层中飞行的飞机上，它们分别称为固定地球站和移动地球站。对轨道上通信卫星进行跟踪、遥测、遥控和监视，以保证通信卫星正常工作。这些设备往往和一个标准卫星通信地球站设在同一地点，构成操纵卫星和调度其他地球站业务的卫星通信控制中心。
卫星通信是通过通信卫星对无线电信号进行放大和转发来实现信号传输的，它不受高层大气、气候、季节、距离等条件的限制，传输质量高、稳定可靠。各地面地球站只要一个天线系统和一套接收发射装置就可进行工作。由于卫星通信的费用与通信距离无关，对远距离通信最为经济。
卫星通信系统通常都工作在微波频段，工作效率高且通信容量大。例如目前在轨道运行的国际通信卫星是为满足国际电话、电视、电报及高速数据通信而发射的第五代通信卫星。卫星重量约19吨，包括太阳能电池帆板在内的最大跨度达157米，沿地垂线轴长73米。该卫星拥有12000多条双向话路。
近年的卫星通信又向毫米波频段推进且获得显著进展，通信卫星的体积更趋小巧，通信容量则更大。由于毫米波天线反射器很小就能获得规定的增益和指向，因此地面终端也可做得小巧、轻便，目前世界上已出现了便携式地面卫星通信设备，重量只有20千克。使用毫米波卫星通信，无论是可靠性、使用寿命或是成本都更具优势。
航天技术的发展促使通信业务不断扩大，通信卫星不断向专业化方向发展，除国际公共通信卫星外，出现了地区性和国内公共卫星通信以及海事卫星、数据中继卫星、广播卫星等专用通信卫星，使各种专业化通信网日益增多和完善。现在公共卫星通信网、专用卫星通信网遍及全球，它们把地球上人与人之间距离变近，关系变得更密切了。人们的工作、生活离不开的电话、电报、传真、数据传输和电视都离不开卫星通信，其信息传递之快速、方便不仅给人们带来极大方便，并已成为现代信息社会的支柱。例如，印度尼西亚是一个由几千个岛屿组成的海洋国家，通信曾是这个发展中国家最头痛的事。然而，该国在建成国内公共卫星通信网以后，一下子把几千个岛屿的通信都联网在一起，并使其通信事业步入世界的先进行列。通信事业的发展，很大程度上促进了这个发展中国家的经济活力。
又如，在中国，用我们自己成功发射的通信卫星完成了广播电影电视部、水电部、新华社、总参通信部等单位预定的电视、广播、电话、传真等通信业务。现在乌鲁木齐、拉萨等边远城市收不到当日中央电视台节目的日子已成为历史。此外，我国用自己的通信卫星还沟通了北京至乌鲁木齐、拉萨、昆明的电话线路以及成都至拉萨、昆明、兰州至乌鲁木齐的通信线路，开通了拉萨至全国520个大中城市的长途自动拨号，加强了边远地区和首都以及内地的联系。这对繁荣边疆地区的政治、经济和文化生活起着极为重要的作用。
平均大小只有一辆旅行车的现代通信卫星，可以拥有24个通信转发器，是在地球轨道上飞行的真正的太空交换台，它不断接收并转发来自各地奔流不尽的信息。可同时传送12000路长途电话并同时转播若干套电视节目；还能将新闻报刊模板从中心城市发往各地城镇印刷厂，使当地读者能看到当天大都会的报纸、杂志。
卫星通信，还迅速地向用计算机互连着的综合数据传输（声音、数据、文字和图像）网络、电视会议、电视教育、数据采集、新闻报刊模板传递、航空航海通信、远距离诊病和医疗、政府行政管理、电子邮递和应急救灾等领域迅速发展。因此，完全可以说，航天技术不仅改变了通信体系，而且使通信的发展影响着人类社会的生活方式。
航天科技在工业和日常生活中的应用
实际上航天科技的一些重大成就已经在国民经济的各个部门得到了推广应用，有力地推动了经济的发展。例如，有数十种新材料已应用于机械制造；一些试验台已用于提高民用机械寿命试验；航天飞机的结构试验方法与装置已推广到各种飞行器、新型汽车、农业机械的研制中；航天飞机的自动着陆系统也已用于民航和货运飞机的全天候着陆控制上；为研制航天飞机和其他航天器而开发的计算机辅助设计、计算机辅助制造的技术已应用到其他各行各业。航天技术在民用工业技术领域的推广应用，大大促进了国民经济各个部门的技术更新。
航天技术也给医疗卫生事业带来了福音，利用航天技术的成果来检查和治疗疾病已是屡见不鲜。例如，可用航天技术治疗心脏病。如今可以把人造卫星上的微型电路和镍镉电池移植过来，制成可充电的埋藏式心脏起搏器，帮助病人的心脏工作。这种起搏器体积小、重量轻，而且可以从病人体外充电，减少了因更换起搏器给病人带来的痛苦。又如用来监测载人宇宙飞船航天员身体状况的血压检测器，目前放置在美国的各个公共场所，供有高血压的病人检查血压，使用很方便。这种仪器能根据血液流动的声音来分析人体血液情况，测出收缩压和舒张压，并能将每次测量的血压数据自动记录下来，供医生治疗时参考。航天技术中的红外摄影和判读技术，可用来确定烧伤病人皮下深处组织的烧伤程度和坏死组织的范围，从而为早期进行切痂植皮手术提供可靠的依据，避免本可自动愈合的组织被误切掉。利用航天器上用的敏感辐射计，能测量01摄氏度的温度变化。由于癌组织比正常组织温度高，所以用它能检查出什么地方有癌变。它还能测出人体更深部位的温差。航天技术成果，还可用于制造新的医疗卫生器械。例如，用于航天器上的自动微生物检测器，在地面上15分钟内可测出液体中微生物的含量；利用航天工艺技术可以为下肢瘫痪的病人制造一种能上下楼梯的折叠式扶车等。在空间探测中发展起来的自动光学显微镜，可以把在宇宙空间拍摄的不太清楚的图像增强成高分辨率的显示图像。把它用在医学上，可提高X光图像的效果和使其他病理图像更加清晰。
为在地面测控中心能监测航天器上航天员身体状况而发展起来的远距离电子医疗系统，也可用到医疗卫生事业上来，这就是遥诊医学。它可以把偏远地区的医务人员与大城市医院的高级医生联系起来，解决偏远地区疑难病和突发病的治疗问题。例如1989年3月，美国提供一个兼容的卫星地球站设在亚美尼亚共和国，开始了国家之间的医疗咨询。美国的医疗设施通过商业卫星公司和国际卫星公司的卫星与亚美尼亚的医院和康复中心连接。每周两天，每天提供若干小时的单向电视和双向通信能力，以提供医疗咨询，帮助1988年12月亚美尼亚大地震中受伤的人，主要是整形外科手术、理疗和心理咨询，支持康复工作。
空间技术的广泛应用
空间技术试验在工业的应用
在很多领域，地球上应用的常用技术实际已达到它们的极限。发展费用急剧增长，有时候所得成果不能证明其合理性。这就是为什么要探求空间特殊环境下的潜力。专家们相信，在空间工厂生产大约500种能给工业带来革命性变化的新材料是可能的。这将包括超纯度晶体、超硬度合金和高透明类玻璃。继“礼炮6”号之后，在1982年发射入轨的“礼炮7”号航天站上，又进行了合金、金属、半导体、电子材料、光学材料、陶瓷等数百项科学研究与实验，其目的是为建立空间工厂作准备。
“和平”号航天站上已经建立了技术实验室和生产车间，具备一定生产能力，可以说已经初具空间工厂的性质。专家们已经采用回收舱，从“和平”号航天站将太空产品运回地球。这种回收舱长14米，内部容积120升，每次可将重150千克的实验样品或生产好的材料送回地面。回收舱通常装在“进步”号货运飞船上。当“进步”号与“和平”号分离并再入大气层时，回收舱从离地110~130千米的高度上被释放出来并借助降落伞返回地面。空间技术试验必然要向空间工厂过渡，在空间进行大规模工业生产已为期不远了。
空间工厂是怎样的场所呢？普遍认为航天站和空间平台是建立空间工厂的理想场地。第一，这两种航天器是可以在轨道上组装、调试和运行的大型空间结构，就像组合家具一样，尺寸可以任意伸缩，能在上面安装大型设备，开展大批量生产。第二，它们均能在轨道接受来自地面，或其他航天运输器的服务，如维修、回收产品等，因而能长期高产、稳产。航天站是配备高级生命保障系统的长期载人航天器，主要用于复杂的空间生产和科学技术实验，也可以说是用来探索和掌握空间技术试验和生产的工艺过程，一旦取得结果，便可转入到空间平台进行自动化生产。空间平台则是由人短期照料的无人航天器，适于大批量自动化生产。总的来说，空间产业的开发，必然要经过有人操作到无人操作的转变过程。载人航天器飞行的费用是昂贵的，但掌握规律是必需的，因此空间产业的开发离不开它。有的空间产品生产，还不能有人在场，例如生产产品过程有毒。但是，在生产设备安装调试时要人照料，或产品生产好后要有人去装运。
对于太空工厂的建设与发展，国外，包括美国和俄罗斯在内，是要建立航天站及其共轨空间平台、异轨空间平台、轨道间飞行器等组成的航天复合系统。他们认为，航天站是系统的核心，它的周围可运行多个专业化生产空间平台，如砷化镓生产、特种合金生产等。核心站是服务基地，为周围平台提供各种服务；平台则是自动进行工业化生产的基地。
空间技术在地球资源勘测的应用
在人类面临的众多问题中，最重要的莫过于食物、环境和能源问题。这些问题只有依靠科学技术的进步才能获得解决。在这方面，从空间研究地球的前景十分诱人。目前已经从空间航天器获得大量信息，用于促进生产力的发展和环境的监督与保护。例如这些信息广泛用于地质、测绘、农业、森林、水资源管理、捕鱼、海洋地图、土壤改良以及城市规划。人们已经认识到，利用空间技术进行地球自然资源研究和环境的监督与保护，对人类社会有着极端重要的作用。
在地球自然资源的研究上，应该指出目前来自空间的地球照片的一半为地质学家所用。因为从空间获得的地球遥感图像照片具有宏观特性，专家们常常利用图像上显示出来的色调、水系、地形形态和阴影以及由它们组合的花纹等标志进行分析和研究，去识别它们的分布关系和规律，从中寻找地下宝藏所在部位和地质现象（如蚀变带等）。这就大大补充了常规地质方法得不到的地质现象。这种照片还能使专家们确定地壳裂缝集中的区域、带矿熔岩沉淀的期间，使用常规技术的地质队要发现并弄清其成因，则要花上几十年时间。
空间获得的地球图像是它的外貌的缩影，地球上许多地质构造和岩浆活动现象是通过地貌显示出来的。地球上矿产分布也是有规律的，这种规律与成矿的地质条件有关，在空间地球图像上恰恰能显示出这种成矿地质条件的规律，这样就可利用空间地球图像来寻找矿产资源的分布。例如，美国在内华达州戈尔德菲尔德矿区，岩浆热液侵入围岩所发生的化学反应，在地壳上形成不同的颜色蚀变带。从卫星比值图像上形成的不同色调或彩色的环状条带上，可发现褐铁矿蚀变带呈绿色或褐色。利用这种彩色，在区域中寻找到了相似的地区，成为有希望的找矿地段。又例如法国在尼日利亚发现一些南北向的线性裂隙控制着铀矿。根据这一线索，从卫星图像上铀矿所在盆地的北部，也发现了南北向线性裂隙，经过普查，果然有铀矿。
利用空间地球图像显示出来的微小地形变化和水系的组合形式，还可以推测出一些储油构造。如美国在科罗拉多西北部莫法特岛和桑恩堡地区利用坚硬的砂岩山岭圈定出储油的背斜构造。利用放射状水系图式和“环抱”的河流分布，研究出皮塞昂士溪气田是一个封闭的背斜构造。还用卫星地球图像上不同的标志和油气田之间的关系，直接评价油田，大大加快了石油普查和勘探的速度。在前苏联，利用地球资源卫星的遥感图像照片也帮助发现了位于里海附近的含天然气区域，弄清了西伯利亚的石油储量以及北部西伯利亚、远东和雅库特等地区的矿床资源，还有将近100个颇有商业前景的大范围矿泉藏量也被发现。
从空间地球图像上分析地球的断层，要比常规填图方法去测绘优越得多。它不但能核实断层，而且还能发现一些未被发现的断层或隐伏的线性断层。地球上许多断层是岩浆的通道，它可以直接控制某些矿床。所以人们用解释地球图像得到的许多线性断层交叉部位或密集部位，去寻找岩浆矿床，这就大大缩短了野外勘察的时间，而且也节约了人力物力。目前许多国家利用这种方法来寻找铀矿、多金属和铁矿，收到不同程度的效果。
地表以下的隐伏地质体，埋藏深度在地表以下几米到几千米，一般不易发现。可是利用空间地球遥感图像寻找隐伏的地质体就比较容易。它主要通过生物地球化学、土壤以及植被的光谱特性差异，从显示在图像上的花纹标志去识别。例如，一个地区含有隐伏的铜体，铜对植被有毒害，往往会使植物的叶发黄、形成畸变以致枯死。不同的含铜量，植被中毒程度也不同，这种现象会在卫星地球图像上清楚地显示出来，从而间接地绘出隐伏地质体和矿化的部位。空间地球图像主要反映地表信息，如果用物探资料航磁、重力等结合地质理论和图像的解释进行综合分析，专家们不但能用空间地球图像观察地表现象和隐伏的地质体，也能用物探资料引证和推测地壳部的地质现象，从而达到比较正确的判别地质体和成矿部位的目的。
地质图是地质找矿中的基础图件，地质填图则是区域找矿中的基本方法之一。如果有一张比较精确的地质图，对寻找矿床会有很大帮助。现在有些国家利用地球图像显示的不同色调、水系、地形形态和花纹特征编制全国地质图，有的还利用空间技术专门发展一个系统用于研究地球资源。空间技术使人类对地球资源的研究走上了新台阶。
不仅仅是地质学家需要从外层空间拍摄的地球资源照片，农学家、森林学家也需要大量地球照片，因为这些照片可以帮助监视土地和植被覆盖状况，使得有可能解决很多农场、森林和环境的保护问题。通过对空间拍摄的地球照片研究，专家们能确定植物种类、区别病害植物，评估牧场和谷物区生长状况，并发现旱灾、水灾、火灾对庄稼的影响。这些照片上载有土壤温度、湿度、力学构造和含盐量信息，因此能帮助找到适于耕种的区域。使用不同光谱的感光胶卷，从空间可拍摄到森林资源的精确照片，绘制森林分布图，确定枯木林、木材林、沼泽地和草原区的面积，这对制定林业计划、水土保持、调整水文过程、保持稳定的雨量，以及影响小气候，都是很重要的。
美国在苏福尔斯建立了一座最好的直接接收陆地卫星照片的地面站。该站从接收卫星照片到加工判读都是流水作业，并将收得的数据用计算机加以处理之后，予以分类，按照不同用户需要及时地分送到用户手中。
空间新材料技术试验的成就
首先，空间技术试验表明，在失重或微重力条件下的半导体晶体生产有很好的前景。在地球上用溶液或沉淀蒸发增长方法来生产晶体，都会受到地心引力对增长过程的干扰。而在空间没有重力生产时，半导体材料中有着更均匀的成分和渗进物分布，有可能获得实际上无尺寸限制的晶体。今天还很难预测它将对电子工业产生何种巨大影响。不过，在“礼炮7”号航天站上安装的第一个半商业性半导体晶体生产炉，就生产了若干千克纯半导体。在地面，要么是不可能进行这种生产，要么是成本受不了。前苏联一年消费半导体晶体只有数百克，这就意味着使用空间技术有可能满足电子工业的需要。1990年6月，“和平”号航天站新增加的“晶体”舱，内有5个新型半导体炉，只用7个月就生产了价值1000万美元的空间半导体材料。失重状态也导致冶金过程物相成分、尺寸、杂质及晶体形式的实质性变化，并显著改善材料的特性。例如，在试验由空间“合金”装置生产的超导铌锡合金样品时，发现一层在地球上制造的样品铌锡合金Nb3Sn是分解的。由空间生产Nb3Sn制成的导线有可能显著提高电流密度临界值，电流密度达每平方厘米6000安培或更高，临界磁场值达88特斯拉。70年代末发射的“礼炮6”号航天站，在4年又10个月的空间飞行期间，成功地制取了铝镁、钼镓、铝钨、铜铟、锑铟等多种合金，制造出红外辐射探测器用的碲镉汞半导体材料。
在空间，将不同特性和密度的物质混合是可能的。带有泡沫塑料的金属可以用任何材料形成，因此可以利用空间无重力条件生产泡沫塑料钢。它是钢，可又是如此之轻，可以浮在水面。这种材料有巨大的经济价值，可用于运输系统。
实验并研究在空间“合金”和“晶体”装置上生产玻璃类物质表明，磷酸盐、硼酸盐—铅氟绿柱石以及其他空间生产的玻璃样品，也同样具有区别于地球生产的更好的特性。在某些情况下，样品的结构得到改善，次品密度下降，透明度增加。在空间已经生产出用于光纤通信的特殊性质的玻璃。在地球上是不能生产出这种玻璃的，因为即使是超纯度材料熔化，也会通过容器壁接触而受到污染。在空间无重力状态下，由于表面张力的影响，熔化后将形成一个球而不会扩展出去。
空间技术的两面性
优点：一个国家空间技术的成就，最能体现其科学技术的水平，是衡量其科技实力的重要标志；对一个国家的实力和进步起到意想不到的战略性作用；在经济上能产生很高的经济和社会效益；在军事上最能显示一个国家的军事实力，一个国家只要占有空间优势，就掌握了军事战略上的主动权；在政治上对提高一个国家在国际活动中的地位影响深远，一项重大空间成就，往往成为国际谈判的重大筹码。
弊端：耗资巨大；一旦出现事故基本无法挽回；空间技术转为军用，恶化了世界安全形势；制造出大量太空垃圾。
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