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标  题: 《北京国防科学技术志》航天技术篇（空间科学）
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《北京国防科学技术志》    2004年05月27日

第三章 航天技术   

第五节 空间科学技术 

一、空间微重力试验

材料试验　1987年8月，中科院半导体研究所等利用遥感卫星进行了首次空间材料
加工搭载试验。试验以熔体生长砷化镓单晶为主，还有晶体生长、合金凝固等项目
。首次从熔体生长出直径和长度各约1厘米的2块掺碲砷化镓单晶。翌年8月，进行
了第三次试验。试验项目有单晶生长、晶体生长、复合材料制备、合金凝固等，生
长出直径和长度各约1厘米的2块掺硅砷化镓单晶。表明空间生长的单晶无杂质条纹
，并获得在微重力条件下硅在砷化镓中的分凝系数，其值约为地面值的4倍。在空
间生长锑化铜单晶中，用定向凝固法生长出直径0．6厘米、长5厘米的掺锌锑化铜
单晶，也未见到杂质条纹。其电阻率的均匀性比地面样品提高了一个数量级，完整
性也有较大提高。在晶体生长试验中，完成了碲镉汞晶体的重熔再结晶，在空间生
长出直径0．7厘米、长3厘米的碲镉汞晶体。整个晶棒径向组分均匀性优于±0．
02，比在地面用同样办法进行的试验结果好得多。同时还完成了钇钡铜氧化物超导
体的空间热处理试验。结果表明，经空间热处理的样品仍有超导电性，晶粒比地面
的均匀，形貌和化学配比与地面的相比有较大的差异。1990年10月，又进行了第四
次试验。除上述试验项目外，还有铝—锂、锌—铅、铝—铅、铝—铌、铝—锌—铋
、铋—镓等难混合金和偏晶合金的凝固试验。结果发现，空间凝固的块状锌—铅样
品中出现了弥散相分布，在锌—铅粉末挤压样品中，铅在锌中呈球状晶粒均匀分布
，而地面则为网状结构。

蛋白质晶体试验　1988年8月5日，中科院生物物理研究所利用返回式卫星首次进行
了蛋白质晶体生长的搭载试验，8月13日返回并回收。其结果如下：(1)在空间生长
的蛋白质晶体较在地面上生长的晶体外形完整，并较少聚集在一起，且生长的晶体
稳定；(2)置于空间生长的样品管比地面上的样品管含有更多大小均一的晶体；
(3)衍射试验指出，线度有0．14毫米的空间生长的晶体，可给出分辨率达3．5埃的
衍射点。参加这次搭载试验的样品共有100多个，根据蛋白质晶体生长情况，可将
这些结果粗略地分为含有“大晶体”、“小晶体”和“无晶体”三类样品。试验表
明，利用管式装置生长晶体应适当地增大蛋白质溶液的体积，微重力能够对蛋白质
晶体的形态有较明显的影响。

生物试验　1987年至1988年，航空航天部有关部门、中科院植物研究所、北京农业
大学园艺系、北京大学生物系等单位利用返回式卫星进行了黄瓜种子的搭载试验。
从太空返回地面的种子，与地面直接种植的种子比较，主要结果有：空间条件不仅
对经空间飞行的第一代种子有影响，且对第二代种子也有相同的效应；第二代植株
的生长速度比对照组快，其雌花数特别是侧枝的雌花数明显高于对照植株；能使黄
瓜种子幼根细胞的染色体产生明显变异，利用空间条件诱发植物的遗传变异，结合
新的生物工程技术研究，有可能开辟一条新的植物育种途径；太空环境能提高黄瓜
种子的抗病能力。

1990年10月5日，航空航天部航天医学工程研究所利用返回式卫星进行了高等动物
的空间微重力研究和果蝇、蚕卵试验。10月13日，卫星按预定程序安全返回地面。
其主要成果：通过以小白鼠为对象的高等动物近地轨道飞行试验和地面对照试验，
获得了大量有关航天因素特别是微重力因素对试验动物生理影响的资料；通过航天
特殊环境对果蝇遗传和繁殖生育影响的试验研究，取得了满意的试验样本；在航天
特殊因素对蚕卵胚胎发育影响的试验研究中，回收时700余只蚕卵已全部孵化，比
地面对照组早2天。

二、卫星遥感 

1975年至1990年，中国共发射13颗返回式遥感卫星，回收成功12颗。这些卫星带回
大量高分辨率、高清晰度照片，获得了大量有价值的信息。如地质调查方面，通过
对塔里木盆地北部的石油地质解译，发现了7个成矿构造信息；在北京找到了7个成
矿预测区；在内蒙古找到了铬矿和铁矿等。地震地质调查方面，直接绘制了地震地
质图，提供了较详细的地震地质背景材料。测绘方面，完成了黄河三角洲1∶5 
000、1∶100 000地图的修测；结合现有海图及实测水深数据，绘制出中国第一幅
南沙群岛的影像海图，其位置精度的最大误差小于1公里。港口河道建设方面，查
清了黄河、滦河、海河三大泥沙流的活动规律以及相互作用。国土普查方面，查明
了京津唐地区5．5万平方公里区域内的水资源、土地利用、森林资源、劣质土退化
地、自然环境变迁、地壳稳定性、铁路选线、固体矿产资源、旅游风景资源，绘制
了海岸带状况等多种资源与500幅专题系列地图。土地规划方面，查明了京津唐地
区47个县级单位的土地、耕地、水域、居民用地、森林、盐碱地、风沙地、侵蚀地
的面积数字。

三、卫星通信

1984年1月29日，中国发射第一颗试验通信卫星。到1990年底，中国在轨的实用通
信卫星共有3颗，均为东方红二号甲。这些卫星为全国各部门提供了12个转发器，
开通了电话、数字、传真、传递、广播电视转播业务，改变了边远地区收视和通信
难的状况。广播电视方面，卫星传送中央人民广播电台30路对外广播；传播中央电
视台1、2套节目和西藏电视台的节目；用时分制方法传送云南、贵州、新疆电视台
节目；全国建成直径为3米～6米的卫星地面接收站20 000多个，改善了广播电视节
目传送质量，扩大了电视覆盖面。电视教育方面，利用通信卫星传送1～3套电视教
育节目，全国教育系统已建教育电视台、收转站、接收站3 000多个，放像点30 
000多个。长途电话方面，到1990年初已开出1 500多条卫星电路，占全国省以上电
路的6％。石油、煤炭、水利电力部门也开出近200条电路。金融方面，卫星为中国
人民银行提供数据传输，以北京主站为中心，开通350个小站，形成总行与一级分
行网状结构，在全国资金清算与转化、金融管理、电话联系、业务培训、电视会议
等方面实现现代化管理，大大减少在途资金。

四、卫星空间探测与研究

1971年3月3日，中国发射的实践一号卫星是一颗用于空间物理探测并兼顾航天新技
术试验的卫星，在空间运行8年，取得了预期的探测资料。

1981年9月20日，中国发射的3颗实践二号卫星，专门用于空间物理探测，取得了卫
星运行区域内的地磁场的形状、分布资料，加深了对内、外辐射带成因的了解，并
为卫星上的粒子辐射探测器提供了设计依据。实践二号上的4种粒子探测器，记录
了多种能档的粒子数据，这对于人类了解近地空间、日地空间和行星际空间的物理
环境，对于了解太阳系的起源与演化、生命的起源和演化以及物质结构等提供了依
据。在技术应用上，为研制人造卫星、载人飞船和空间探测器提供了设计资料。该
卫星测到的地球大气系统的红外和紫外辐射数据，是研制预警卫星和其他地球观测
卫星所必需的基准资料；测到的地球大气红外辐射数据也可用于研究地球大气系统
的温度环境和热平衡；在太阳活动峰年中测到的太阳Ｘ射线的数据，对于了解太阳
的活动意义重大。测定的240公里到600公里的高空大气密度，其数据与1972年国际
标准大气的高峰模式值十分接近。

1984年1月29日，中国发射的试验通信卫星搭载了4种空间探测器，获得的空间物理
数据有：测量了低轨道和大椭圆转移轨道及静止轨道各种不同轨道状态下的高空电
子、质子、Ｘ射线与静电电位值；考验了星上物理探测仪器的可靠性；比较了低轨
道和静止轨道的空间探测数据；监视了空间辐射对太阳电池及卫星设备的损伤作用
；测量了空间辐射强度、射谱，为通信卫星等提供了防护辐射损伤的设计资料，为
太阳活动预报提供了验证数据。

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