航天器又稱(chēng)空間飛行器、太空飛行器。按照天體力學(xué)的規(guī)律在太空運(yùn)行，執(zhí)行探索、開(kāi)發(fā)、利用太空和天體等特定任務(wù)的各類(lèi)飛行器。航天器基本上都在太陽(yáng)系內(nèi)運(yùn)行。航天器在地球大氣層以外運(yùn)行，擺脫了大氣層阻礙，可以接收到來(lái)自宇宙天體的全部電磁輻射信息，開(kāi)辟了全波段天文觀測(cè)。

　　2020年9月上旬，我國(guó)使用長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭順利發(fā)射了“可重復(fù)使用航天器”。試驗(yàn)航天器將在軌運(yùn)行一段時(shí)間后，返回國(guó)內(nèi)預(yù)定著陸場(chǎng)，將按計(jì)劃開(kāi)展可重復(fù)使用技術(shù)驗(yàn)證，為和平利用太空提供技術(shù)支撐。

　　航天技術(shù)的成就給人類(lèi)帶來(lái)極大的利益,一次航天發(fā)射任務(wù)，開(kāi)銷(xiāo)就會(huì)花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)元人民幣。高昂的發(fā)射費(fèi)用使人們望而卻步,阻礙了人類(lèi)航天活動(dòng)的快速發(fā)展,降低費(fèi)用——降低進(jìn)入太空的費(fèi)用一直是人們的期望。重復(fù)使用技術(shù)是降低空間運(yùn)輸費(fèi)用的重要手段, 也是提升空間快速響應(yīng)能力的有效途徑, 具有成為潛在戰(zhàn)略威懾的可能。重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)和終 極目標(biāo)是為了減少運(yùn)載器一次性使用后拋棄昂貴的儀器、發(fā)動(dòng)機(jī)及電氣設(shè)備造成的浪費(fèi), 通過(guò)多次使用分?jǐn)傎M(fèi)用來(lái)降低運(yùn)載器的生產(chǎn)與發(fā)射成本。

　　重復(fù)使用技術(shù)也代表了當(dāng)今航天科技領(lǐng)域的最高水平, 其具有的技術(shù)溢出與產(chǎn)業(yè)升級(jí)效應(yīng)將顯著提升相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力, 推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。 因此, 各航天大國(guó)都把發(fā)展重復(fù)使用技術(shù)作為未來(lái)發(fā)展重點(diǎn)。

　　航天器從近地空間飛行到行星際空間飛行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間環(huán)境的直接探測(cè)以及對(duì)月球和太陽(yáng)系大行星的逼近觀測(cè)和直接取樣觀測(cè);環(huán)繞地球運(yùn)行的航天器從幾百千米到數(shù)萬(wàn)千米的距離觀測(cè)地球，迅速而大量地收集有關(guān)地球大氣、海洋和陸地的各種各樣的電磁輻射信息，直接服務(wù)于氣象觀測(cè)、軍事偵察和資源考察等方面;人造地球衛(wèi)星作為空間無(wú)線電中繼站，實(shí)現(xiàn)了全球衛(wèi)星通信和廣播，而作為空間基準(zhǔn)點(diǎn)，可以進(jìn)行全球衛(wèi)星導(dǎo)航和大地測(cè)量;利用空間高真空、強(qiáng)輻射和失重等特殊環(huán)境，可以在航天器上進(jìn)行各種重要的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

　　航天器由航天運(yùn)載器發(fā)射送入宇宙空間，長(zhǎng)期處在高真空、強(qiáng)輻射、失重的環(huán)境中，有的還要返回地球或在其他天體上著陸，經(jīng)歷各種復(fù)雜環(huán)境。航天器工作環(huán)境比航空器環(huán)境條件惡劣得多，也比火箭和導(dǎo) 彈工作環(huán)境復(fù)雜。發(fā)射航天器需要比自身重幾十倍到上百倍的航天運(yùn)載器，航天器入軌后，需要正常工作幾個(gè)月、幾年甚至十幾年。因此，重量輕、體積小、高可靠、長(zhǎng)壽命和承受復(fù)雜環(huán)境條件的能力是航天器材料、器件和設(shè)備的基本要求，也是航天器設(shè)計(jì)的基本原則之一。對(duì)于載人航天器，可靠性要求更為突出。

　　絕大多數(shù)航天器為無(wú)人飛行器，各系統(tǒng)的工作要依靠地面遙控或自動(dòng)控制。航天員對(duì)載人航天器各系統(tǒng)的工作能夠參與監(jiān)視和控制，但是仍然要依賴(lài)于地面指揮和控制。航天器控制主要是借助地面和航天器上的無(wú)線電測(cè)控系統(tǒng)配合完成的。航天器工作的安排、監(jiān)測(cè)和控制通常由航天測(cè)控和數(shù)據(jù)采集網(wǎng)或用戶(hù)臺(tái)站(網(wǎng))的中心站的工作人員實(shí)施。隨著航天器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能的增強(qiáng)，航天器自動(dòng)控制能力在不斷提高。

　　航天器運(yùn)動(dòng)和環(huán)境的特殊性以及飛行任務(wù)的多樣性使得它在系統(tǒng)組成和技術(shù)方面有許多顯著特點(diǎn)。航天器的電源不僅要求壽命長(zhǎng)，比能量大，而且還要功率大，從幾十瓦到幾千瓦。它使用的太陽(yáng)電池陣電源系統(tǒng)、燃料電池和核電源系統(tǒng)都比較復(fù)雜，涉及到半導(dǎo)體和核能等項(xiàng)技術(shù)。

　　航天器軌道控制和姿態(tài)控制系統(tǒng)不僅采用了很多特有的敏感器、推力器和控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及數(shù)字計(jì)算裝置等，而且應(yīng)用了現(xiàn)代控制論的新方法，形成為多變量的反饋控制系統(tǒng)。航天器結(jié)構(gòu)、熱控制、無(wú)線電測(cè)控、返回著陸、生命保障等系統(tǒng)以及多種專(zhuān)用系統(tǒng)都采用了許多特殊材料、器件和設(shè)備，涉及到眾多的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。航天器的正常工作不僅決定于航天器上各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合，而且還與整個(gè)航天系統(tǒng)各部分的協(xié)調(diào)配合有密切關(guān)系。航天器以及更復(fù)雜的航天系統(tǒng)的研制和管理，都需依靠系統(tǒng)工程的理論和方法。

　　航天器試驗(yàn)為驗(yàn)證航天器的性能、壽命和可靠性而進(jìn)行的全面檢測(cè)試驗(yàn)。航天器試驗(yàn)繼承火箭試驗(yàn)的程序和技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了空間環(huán)境試驗(yàn)，一般分為研制試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)等。試驗(yàn)對(duì)象為零件、部件、分系統(tǒng)和航天器整體。零部件的環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)、回收系統(tǒng)的試驗(yàn)、姿態(tài)控制系統(tǒng)的試驗(yàn)、溫度控制系統(tǒng)的熱真空試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的模態(tài)試驗(yàn)等，是航天器整體試驗(yàn)的基礎(chǔ)。

　　環(huán)境試驗(yàn)是航天器整體試驗(yàn)的主要內(nèi)容，環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備十分復(fù)雜。美國(guó)和蘇聯(lián)都建有規(guī)模龐大、設(shè)施完善的航天器環(huán)境試驗(yàn)基地。中國(guó)自70年代以來(lái)，已逐漸建成較完整的航天器環(huán)境試驗(yàn)體系，基本能滿(mǎn)足各類(lèi)應(yīng)用衛(wèi)星環(huán)境模擬試驗(yàn)的需要。

　　其中最大的空間環(huán)境模擬器容積約為 400立方米。環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)的研究也有很大進(jìn)展，并廣泛采用微型電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使試驗(yàn)過(guò)程的控制、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理分析自動(dòng)化。

　　航天器試驗(yàn)通常要求在模擬的某種地面運(yùn)輸、發(fā)射或空間環(huán)境下進(jìn)行，以考核航天器在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下的性能。為此必需建立一整套航天器環(huán)境試驗(yàn)設(shè)施。這些設(shè)備分為地面環(huán)境模擬設(shè)備、力學(xué)環(huán)境模擬設(shè)備和空間環(huán)境模擬設(shè)備三大類(lèi)。

　　航天器試驗(yàn)繼承了火箭試驗(yàn)的程序和技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了空間環(huán)境試驗(yàn)。航天器試驗(yàn)一般分為研制試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)等。試驗(yàn)對(duì)象為零部件、分系統(tǒng)和航天器整體。航天器整體試驗(yàn)分為地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)兩個(gè)方面。

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