太空生物试验
动物不仅是人类进入太空的先驱，而且半个世纪以来一直是用它们的“鲜血和生命”为人类的航天事业作出贡献。在航天飞机几十次飞行中，科学家们总不忘带猴子、老鼠及昆虫等动物上太空。因此，可以说在整个航空事业的发展过程中，都少不了动物的飞行实验。
这是因为太空环境极其恶劣，人在太空中会受到失重、加速度、宇宙辐射、噪声和振动等因素的影响。人类是不愿意轻易拿自己的生命去冒险的，因此，在征服太空的道路上，就用动物作先导，为人类探路。
意义非凡的太空试验蜜蜂是对人类有益的昆虫类群之一，通常指的是生产用蜂种，可以划分为西方蜜蜂和中华蜜蜂。它们为农作物、果树、蔬菜、牧草、油茶作物和中药植物传粉后，产量可增加几倍至20倍。
每当鲜花盛开，花香四溢的时节，我们总能看到蜜蜂忙碌的身影，蜜蜂日复一日飞翔在万花丛中，以它那勤劳的天性为人采集、加工高营养价值的美味佳品——蜂蜜。在地面翩翩飞舞的蜜蜂在太空如何生活呢？18岁的美国男孩纳尔逊好奇地提出疑问。纳尔逊毕业于明尼苏达州某公立学校，现在航天飞机学员规划部工作。
纳尔逊在中学念书时，就对航天事业有浓厚的兴趣，因此他设计了小昆虫遨游太空的科学实验，以观察具有不同体重和翅膀的昆虫在失重时的飞行特性，研究体重对昆虫飞行的稳定性和方向性的影响。其中蜜蜂就是这批小昆虫之一。纳尔逊的科学实验安排在航天飞机第3次飞行中。1982年3月22日，航天飞机起飞时，航天员把事先准备好的12只蜜蜂带上太空，让这些蜜蜂在太空遨游。人们从电视里清楚地看到，翅膀较小的蜜蜂，在失重环境中，似乎在滚来滚去。航天飞机8天的飞行中，也许这几只蜜蜂太孤独了，11只先后可怜地夭折，剩下的唯一一只，也在着陆时死去，这样的结果，实在让人觉得很可惜。
事隔一年多之后，航天飞机第11次飞行时，安排了学生波斯基维奇设计的科学实验。波斯基维奇设计了蜜蜂在太空筑巢的实验项目，以研究蜜蜂的生活规律，弄清蜜蜂在太空的某些奥秘，譬如，在失重的太空中能否与地面同样地筑巢，在失重状态下筑巢会出现什么奇异的现象等。
太空设想图航天飞机“挑战者”号起飞前，人们把装有3300只蜜蜂的塑料蜂箱放置在航天飞机的舱里。航天飞机飞行中，航天员仔细地观察蜜蜂不断地进出放置食物的地区，它们忙个不停寻找食物，并在塑料蜂箱中开始筑新巢。一次，两名航天员抬着蜂箱，用手拍打并摇晃这个装有3000多只蜜蜂的塑料蜂箱，让地面的人们通过电视观看蜜蜂在太空觅食、筑巢的情景。
在“挑战者”号航天飞机7天的飞行中，这窝蜜蜂在失重状态下为筑新巢如同在地面那样忙个不停，不久它们在太空又筑起了与原先那样的大蜂窝。一名航天员风趣地说：“我想它们（蜜蜂）和我们一样喜欢失重状态。”
今天，还有许多的太空医学和生物学问题需要通过动物实验来解决。如航天病，折磨着许多航天员，使他们胃部不适、恶心和呕吐，特别是在飞行的关键时刻，降低了他们的工作能力，使他们不能按计划完成飞行任务；长期持续性的骨骼脱钙，使航天员面临着骨质疏松病的威胁；宇宙辐射的生物效应，可使航天员更快地衰老，出现贫血，还可能导致癌症。
为了解决医学问题，使航天员在太空中更健康地生活和工作，人类只得大量使用各种生物作被试对象，特别是猴子、狗和老鼠，它们安放在生物卫星、航天飞机、载人飞船等航天器上，为人类征服太空作出了贡献。
知识点生物卫星的组成
生物卫星是进行空间生命科学研究、为载人航天飞行做准备的科学卫星，也是一种返回式卫星。在生物卫星上进行的生物学实验主要有重力生理学实验、放射生物学实验和发育生物学实验等。生物卫星一般由服务舱和返回舱两部分组成。服务舱内装有卫星的姿态控制系统、电源系统和其他保证卫星正常工作的设备。返回舱内装有实验生物样品、记录仪器。
宇宙辐射电磁波检测试验
人造卫星上天后，人们建造了太空天文台——天文卫星，它打开了一座座通往天宫的大门，冲破了一个个揭示宇宙秘密的屏障。
也许你知道这段历史：17世纪初，科学家伽利略制成了第一架天文望远镜。它开辟了人类观察太空的新纪元，为天文学的发展铺平了道路。
寂静的太空中充满着各种天体，它们不仅能辐射出可见光和无线电波，而且还可辐射出包括红外线、紫外线、X射线、γ射线在内的整个电磁波。人们研究天体的电磁辐射及其变化，就能进一步探索宇宙的奥秘，发现新的天体。遗憾的是地球大气对于X射线和γ射线并不透明，它们遭到大气阻拦，紫外线也被臭氧层所吸收，无线电波则受电离层的影响，所以，要在地球上研究天体的这些辐射是十分困难的。
1957年人造卫星上天后，人们利用空间物理测量技术，从卫星轨道上对宇宙天体发射的这些电磁辐射进行了测量，于是，红外线天文学、紫外线天文学、X射线天文学、γ射线天文学相继诞生，而使天文学进入一个全波天文的崭新时代。如今，人造卫星已成为天文观测的重要工具，窥测宇宙的“眼睛”，而以外层空间（太空）观察为标志的空间天文学，则是射电天文学之后的又一新秀。它的问世，使古老的天文学获得了新的生命，是天文学发展史上的又一个里程碑。
第一颗天文卫星是美国于1960年发射的“太阳辐射监测卫星”。
一颗又一颗天文卫星上天，就等于在地球轨道上建起了一座座太空天文台，它们具有地面无法比拟的优越性，从而可以直接测量到天体的各种辐射和宇宙能粒子。特别是核物理探测技术应用于天文学之后，空间天文学如虎添翼，太空天文观测已经在X射线和γ射线等波段取得了一系列的重大进展。
X射线探测，为人类展示出一幅与光学天文学截然不同的宇宙图像。自1962年首次发现来自天蝎摩声向的强X射源以来，非太阳X射线天文学，很快进入了全盛时期。
空间γ射线的探测，稍为困难。太阳γ射线的首次观测，是在1972年8月的一次特大耀斑爆发事件中，“轨道太阳天文台”7号卫星记录了γ射线谱，从而使太阳γ射线天文学迈出可喜的第一步。1973年，美国核侦察卫星“维拉”，意外地记录到一次强脉冲γ射线，后来查明，这是一次来自太阳系之外的宇宙γ射线大爆发，人们称它为空间γ爆。这是20世纪70年代空间天文学的又一重大发现，曾轰动整个天体物理学界。
在中国的空间天文研究中，我们也获得了多个宇宙γ爆完整的光变曲线、能谱和时间结构，发现有超软X射线、硬X射线到γ射线宽能谱覆盖的事例。
卫星作为一种有效的天文观察工具，不但使宇宙射线天文学得到蓬勃的发展，而且又为光学天文学和射电天文学的发展开辟了新的途径。
知识点太阳γ射线爆发
太阳出现耀斑时经常伴随产生的持续时间仅数十秒钟﹑能量超过10电子伏甚至10电子伏的高能光子发射，这种高能光子发射就是γ射线爆发。这种爆发现象是在1958年最先发现的。更高能量的γ射线爆发则是在1972年8月4日太阳发生大耀斑时发生的。
“天空实验室”的多元使命
1973年5月14日，美国濒临大西洋的肯尼迪航天中心的发射场上，一枚高达110米的巨型火箭“土星”5号，喷射出橘红色的火焰，发出轰隆咆哮的巨响，直冲蓝天。这是美国把当时最大最重的航天器——“天空实验室”，送进环绕地球的轨道。
“天空实验室”是美国20世纪70年代执行的一项太空技术研究的重点计划，全部费用约26亿美元。它是一个多舱组合体，由轨道舱、太阳望远镜、过渡舱、多用途对接舱和“阿波罗”号飞船5部分组成，全长36米，直径6.7米，重82吨，工作容积为316立方米，相当于5个20平方米的房间大。
人们为什么要把这样一个庞然大物送到太空去呢？
我们从“天空实验室”项目及其所装备的58种仪器、设备中不难看出，它的主要任务是对地球进行探测，当然，也包括对地面进行军事侦察活动。它的使命包括勘察地球资源，研究太阳活动过程和电磁辐射现象，进行新技术、新材料的试验，研究长期失重对人体健康的影响，探明人对宇宙环境与航天因素的适应能力等。它用6种遥感仪器对地球进行了观测，共拍摄4万多张地面照片，获取了许多有关地球海洋、土地、森林、矿藏等方面的宝贵资料。这不仅对经济建设大有用处，而且具有相当高的军事价值。另外，航天员还在太空进行了合金冶炼的试验，观测了科霍切克彗星的情况。这是人类首次跨越大气的障碍，从太空亲眼观察彗星的秘密。
但好景不长，由于“天空实验室”上的能源、气源不足，从1974年2月第3批航天员从“天空实验室”离开之后，它就被关闭起来了，在太空中任其运转，遗弃不用了。
1979年7月11日（当地时间7月12日凌晨零点37分），大部分碎片纷纷坠落到澳大利亚荒凉的西南部地区，幸好没有伤到人，这场风波才算平息下来。
知识点卫星勘测地球资源
勘测和研究地球自然资源的人造地球卫星利用所载的多光谱遥感设备获取地球物体目标辐射和反射的多种波段的电磁波信息，将这些信息发送给地面接收站。地面接收站根据事先掌握的各类物质的波谱特性，对这些信息处理和判读，从而得到各类资源的特征、分布和状态等资料。地球资源卫星能迅速、全面、经济地提供有关地球资源的情况，对于资源开发和发展国民经济有重要的作用。
太阳能发电卫星建造试验
能源与工农业生产、人民生活密切相关，然而地球上的能源总会有用完的一天，能源危机日益威胁着地球上人类的生存。于是人们把目光转向了太空，人们必须探索、开发利用各种新能源，其中，太阳能是宇宙中取之不尽、用之不竭的巨大能源。
近年来，许多国家致力于探索和研究太阳能，将大型太阳能收集器设置在太空来收集太阳能，然后再把它传送到地面，转换成电能。这种太空电站就是太阳能发电卫星。
这种想法是1968年首先由美国人格拉塞提出来的。可是，太阳能发电卫星是怎样发电的呢？
一般说来，太阳能发电卫星设置在35860千米高的地球静止轨道上，它相对地面接收站是静止不动的，这样就能保证时时刻刻向地面供电。整个供电系统由空间部分和地面部分组成。空间部分是卫星，地面部分是微波接收和转换等系统。
一个能向地面提供电量为500万千瓦的太阳能发电卫星，它的结构尺寸是大得惊人的。
卫星怎样为地面用户供电呢？其实供电原理并不复杂，简单说来，卫星“站”在太空，依靠巨型的太阳能收集器，收集太阳能，然后通过太阳能电池将太阳能转换成为直流电能，再经过直流微波转换，使直流电能转换成微波能，由卫星微波发射天线从3万多千米的高空传输到地面接收站，地面接收站经整流并转换成为电能，输入供电网系统，供电网系统就可以为用户供电了。这样，地面用电户就可以得到所需要的电能。
当然，说起来似乎很容易，但做起来可复杂了。由于太阳能发电卫星的结构尺寸和重量都十分巨大，因此，不可能像目前制造常规卫星那样，先在地面上把整个卫星总装完毕后，由运载火箭或航天飞机送入地球轨道，而必须采用太空建造的方法和技术。也就是说，需要先在太空建立空间基地、空间工厂，然后由专门的运载工具把各种材料、设备、物资及人员送到空间基地，再在太空进行建造。
为了实现在太空建造太阳能发电卫星的任务，首先要在500千米高度的地球轨道上建立一个低轨道空间基地，用来中转物资及人员，并进行各种辅助设备及轨道间运载航天器的生产。再次，在35860千米高度的静止轨道上建立一个静止轨道空间基地，在那里完成太阳能发电卫星的建造与总装任务。当然，太空建造卫星过程中，需要各种专门的运载工具来运送物资与人员。
太阳能发电卫星的太空建造任务是十分繁重的，但由于采用高度自动化技术，参加太空建造的人员不会太多，建造一个500万千瓦的太阳能发电卫星，要500多人在太空工作半年左右，其中130余人在低轨道空间基地工作，400人左右在静止轨道空间基地上工作。卫星建成后，自然还需要保留一支太空维护队伍，常年在太空进行维护工作，其中多数人要在固定的空间维护基地工作，一部分人进行流动检修。凡参加太空工作的人员，一般说来每3个月轮换一次，时间太长，单调的太空生活，会使工作人员不适应，影响工作情绪。
为了完成太阳能发电卫星的太空建造，太空运输任务也十分繁忙。
有人提出一种外形类似于航天飞机的运载器，它的结构尺寸及有效载荷比航天飞机大得多。
地球低轨道间载人航天器，以航天飞机为基础改进而成，增大了第一级，总长94米，第二级为轨道级，可载航天员75名。
轨道间运载航天器是把各种物资从低轨道空间基地送至静止轨道空间基地上去，有效载荷能力为4000吨，可采用高比冲的离子驱动的电火箭提供推力。轨道间载人航天器用于运送人员，它也是两级航天器，总长56米，直径10米，每次可载人160名，以保证太空建造人员的补充和轮换。
太阳能发电卫星前景十分诱人。人们充分相信，在不久的将来，人们将使用由太阳能发电卫星向地面送来的电能。
据介绍，日本已在研制太阳能发电卫星。此卫星将固定在高3.6万千米的静止轨道上。卫星产生的电力将通过直径1千米的天线，用微波传输的方式向地面发射。日本有关方面表示，虽然目前估计此卫星的发电成本每千瓦时高达23日元，大大高于现今火力发电的每千瓦时10日元，但随着技术的进步，成本有望进一步降低。另外，微波传电，其电波比手机电波要微弱，对人体没有危害。
美国政府也开展了太阳能发电卫星研制计划。天基太阳能将使用千米级的太阳能电池板阵列在轨道上收集阳光，然后将能量以微波或激光的方式传回地球，地面通过天线进行收集，随后将其转化为电能。未来可能投资100亿美元建造一颗10兆瓦的实验星。
知识点地球静止轨道
地球静止轨道属于地球同步轨道的一种。在这条轨道上进行地球环绕运动的卫星或人造卫星始终位于地球表面的同一位置。它的运动周期为23小时56分04秒，与地球自转周期吻合。由于在静止轨道运动的卫星的星下点轨迹是一个点，所以地表上的观察者在任意时辰始终可以在天空的同一个位置观察到卫星，会发现卫星在天空中静止不动。
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