⑴ 现代物理学在航天技术中的应用
我国航天技术持续的不断发展，为我国空间科学的发展以及空间探测奠定坚实的基础。空间的物理学研究将不仅带动我国基础科学研究，而且将引领我国航天技术水平的进一步提高，有效促进空间科学与航天科技水平的协调发展。自上世纪90年代开始，我国利用“神舟”号飞船和返回式卫星，在空间材料和流体物理以及空间技术研究等领域开展了大量实验研究，取得一批重要成果。根据我国空间科学中长期发展规划，将利用返回式卫是进行微重力科学实验，同时探讨进行引力理论验证的专星方案。空间的物理学研究涉及空间基础物理、微重力流体物体、微重力燃烧、空间材料科学和空间生物技术等学科领域。空间基础物理涉及当今物理学的许多前沿的重大基础问题，在科学上极为重要，在我国还是薄弱领域。随着我国经济实力的增长，应该适时地安排引力理论家验证的专星研究。 一、空间引力实验与引力波探测基础物理实验研究
检验现有引力理论的假设和预言、寻找新的相互作用和引力波探测将为认识引力规律和四种相互作用的统一理论提供实验依据。加强空间引力实验和空间天文观测对于我国在空间基础科学领域参与国际竞争和发展高新空间技术具有重要牵引意义。与会专家认为应开展如下研究工作：
1、空间等效原理实验检验（TEPO）;
2、空间微米作用程下非牛顿引力实验检验（TISS）;
3、激光天文动力学空间计划（ASTROD）;
4、空间引力波探测。
二、空间的冷原子物理和原子钟研究
冷原子和玻色爱因斯坦凝聚是当代物理学中最活跃的领域之一，它为探索宏观尺度上物质的量子性质提供了独一无二的介质。该领域的研究可以加深人们对基本物理规律的理解，同时具有重要的应用前景。此外，高准确度的时间频率标准是精密测量和探索研究基本物理问题的关键和基础，在应用技术上均占有是十分重要的地位。微波原子钟与光钟在空间物理有着广泛的应用前景，它不仅可以改进卫星定位导航系统，而且在深空跟踪和星座定位等深空科学上有着不可替代的作用。为了突破地面实验的温度极限和空间尺度，增加测量时间，以便进行更高精度的测量和探索新的物理现象，在微重力环境下进行冷原子物理实验是非常必要的。专家建议开展如下研究工作：
1、空间实验室中的物质波及其相干性研究；
2、微重力条件下用冷原子和玻色爱因斯坦凝聚探索物理极限；
3、空间超高精度微波原子钟；
4、空间高精度光钟。
三、微重力流体物理
微重力流体物理是微重力科学的重要领域，它是微重力应用和工程的基础，人类空间探索过程中的许多难题的解决需要借助于流体物理的研究。在基础研究方面，微重力环境为研究新力学体系内的运动规律提供了极好的条件，诸如非浮力的自然对流，多尺度的耦合过程，表面力驱动的流动，失重条件下的多相流和沸腾传热等。近年来，复杂流体(软物质)的力学和物理学，接触角、接触线和浸润现象等与物理化学密切相关的领域也越来越受到关注。微重力流体物理所涉及的许多过程与微尺度流动中的过程有许多相似性，引起人们的兴趣。以中科院力学所国家微重力实验室为主的流体物理研究在国际上取得了一席之地。专家建议开展简单流体、复杂流体、微重力气液两相流动与传热研究等研究工作。
四、空间材料科学
空间材料科学曾是微重力科学中耗资最大的领域，材料科学各分支领域的学者都希望在空间微重力环境中去研究凝固过程的机理和制备高质量的材科。空间微重力环境是制备、研究多元均匀块体材料的最佳场所，其主要特征就是消除了因重力而产生的沉降、浮力对流和静压力梯度。由于浮力减弱，密度分层效应的消失，可以使不同密度的介质均匀地混合。由于空间微重力环境中静压力梯度几乎趋于零，而能提供更加均匀的热力学状态。这种条件更有利于研究物质的热力学本质和流体力学本质，探索、研制新型的材料和发现材料的新功能。目前空间材料科学研究的重点是利用空间实验的成果改进地面材料制备技术，以及利用空间微重力环境测量高温熔体的输运系数。在国际空间站的欧洲和日本压力舱中，都有材料研究的专柜。由于空间政策的调整，美国的空间材料科学研究计划己基本取消。我国空间材料科学在林兰英先生的倡导和指导下，一批学者积极参与，取得了重要学术成果。
与会专家认为，利用微重力环境进行材料科学研究，不仅可以发展材料科学理论，还可发展新型材料和新型加工工艺。微重力环境可以制备出一些比地面更好的高品质材料，空间材料科学的进展及空间材料制备的技术可以改进空间和地面的材料加工，特别是为地面的晶体生长和铸造技术提供帮助。空间材料科学涉及的领域有金属材料、半导体材料、光学晶体材料、纳米材料和高分子与生物医学材料等。与会专家建议，在加强地基研究和人才队伍建设的基础上，创造条件开展空间材料科学的搭载实验。
五、小结
空间科学是国家科学实力和综合实力的实际体现，深入开展空间科学实验是进行载人航天（含载人空间站）的需要，是我国基础物理、流体物理、燃烧、材料科学以及生物技术等学科发展的需求，是促进人类健康（如生物技术、基础生物学等）与提高人类生活质量的需求。开展空间科学技术研究能够极大地促进地面实验技术的进步，同时促进深空探索的进一步发展。
与会专家认为，伴随着我国空间技术的飞速发展，加强空间学科研究的时机已经成熟。一致认为深入开展空间的物理学研究（包括空间基础物理、微重力流体物体、空间材料科学和空间生物技术等学科领域）应当紧密结合国家科技战略目标(能源、农业和健康)和载人航天的关键问题(防火等)，促进地面高技术发展(生物工程，新材料等)和基础研究(引力理论，生命科学等)，并为卫星型号任务进行前期研究(全球重力测量的加速度计，高精度时标等)。通过充分论证和地基预研，遴选有重大应用价值和重要科学意义的空间实验项目，使该领域研究持续地发展。
与会专家指出，根据我国载人航天计划和空间科学计划的需求，今后一段时间为发展空间的物理提供极好的机遇。中国学者要抓住机遇在微重力科学和应用上做出重大贡献。在充分讨论的基础上，就我国今后空间的物理学领域的发展，与会专家提出了如下建议：
1. 加强空间的物理学的地面预先研究及其支持强度，发展关键技术；
2. 加强空间基础物理的研究，专门召开以空间引力实验为主题的研讨会；
3. 充分利用暴露平台（如载人飞船工程、返回式卫星搭载）开展相关实验；
4. 建议安排微重力实验火箭进行空间科学实验。
⑵ 航天技术运用哪些知识，各起什么作用
航天技术分发射技术、运行测控、回收技术三大部分。近年中国又有载人航天、嫦娥计划，那将更加复杂。
上述技术和物理及计算机软件技术结合最为紧密。和物理力学的关系显而易见，又由于其中牵扯大量实时数据处理，没有相应处理技术也是无法实现的。
航天技术，就是把人造天体送上太空，以探索、开发、利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术，又称空间技术。下面，我们分四个方面来介绍航天技术：
一、航天技术发展概况；
二、航天技术基础知识；
三、军事航天技术；
四、我国航天技术。
一、航天技术发展概况
这是一张航天技术发展概况的草图，从这个图可以看出，是前苏联在1957年发射第一颗人造地球卫星，从那时到现在，已经过去42年。42年只不过弹指一挥间，而航天技术（亦称空间技术）却获得突飞猛进的发展，到1998年底，世界各国共发射了航天器近5300多颗，其中前苏联和后来的俄罗斯以及美国占发射总数的绝大部分。在这些航天器中军用卫星占三分之二，它们在军事上发挥着极为重要的作用。目前，侦察卫星不仅成了大规模侦察的重要手段，而且可以提供战役战术范围内的侦察服务；军事通信卫星能够为陆海空三军部队提供可靠的通信手段；导航卫星可以为各种攻击平台（攻击的载体）和打击手段如舰艇、飞机、导弹等进行精确导航；测地卫星能够测出各种军事目标的精确地理位置，从而大大提高了武器的命中精度；气象卫星，可以提供比较准确的全球或局部地区的气象情报，为制定作战计划提供更充分的依据。上述这些军用卫星的发展，又导致反卫星武器（亦称拦截卫星）的出现。因此，传统的海陆空三维战场将演变成海陆空天电五维战场，不久，将出现一支新的军种－“天军”。目前，美俄都建立了航天司令部，美国有一个航天师，一所太空学校。因此，可以说，短短的42年间，航天技术取得了令人眼花缭乱的成就。在这中间，值得一提的是载人登月飞行，建立空间站，航天飞机的发射以及现在正在建设中阿尔法国际空间站。载人登月飞行，只有美国做到这一点。1969年，美国第一位宇航员首次登上月球，以后又12名宇航员先后九次登上月球。关于空间站和航天飞机后面还要介绍。
二、航天基础知识
（一）卫星绕地球运转所具备的条件
（二）卫星是怎样上天的？
（一）卫星绕地球运转所具备的条件
说到卫星，那么，什么是卫星？什么是人造地球卫星？所谓卫星就是绕行星运转的天体，月球就是地球的卫星，这种卫星称为自然卫星。而人造地球卫星是指在一定轨道上绕地球运转并完成一定使命的人造天体，也称人造卫星。卫星绕地球运转必须具备一定的条件：一个是速度条件；一个是高度条件。
1、速度条件
大家在中学物理中都学过了万有引力定律和三大运动定律。这些定理告诉我们，当一个物体围绕地球做匀速圆周运动时，必然产生向外的惯性离心力。如果离心力刚好等于向心力（即重力），这个物体将沿圆轨道绕地球运行而不掉回地面。在这种情况下，这个物体的速度叫环绕速度。大约等于每秒7.9公里。这就是通常所说的第一宇宙速度。：大家可能认为速度不够快，这是以秒计算，如以小时计算这个速度是26800Km/小时，不到1.5小时在外层空间绕地球一圈。
下面介绍几个概念：航空：一般把在地球周围稠密大气层以内的飞行活动（例如飞机、气球的飞行）称为航空；
航天：把在稠密大气层以外、太阳系以内的飞行活动（例如人造卫星、载人飞船的飞行）称为航天；
航宇：把太阳系以外的飞行活动称为航宇。
从理论上讲,以第三宇宙速度飞出太阳系是可以实现的。但是以这个速度到太阳系以外去航行，即使是飞到离太阳系最近的一颗恒星——半人马座2星，也得飞上10万年。显然，这没有实际意义。所以，要实现恒星之间航行，就必须以接近光的速度，即30万公里／秒航行才行。这就需要运载技术来一个革命性的飞跃。这是第一技术关速度足够大。
所谓第一宇宙速度是指航天器绕地球作圆轨道运行而不掉回地面所必须具有的。当速度达到每秒11.2公里时，物体将挣脱地球的引力场，而变成绕太阳运转的人造卫星。这时的速度为第二宇宙速度（亦称脱离速度）。
所谓第二宇宙速度，即卫星能够脱离地球引力场而绕太阳运行所需要的速度。如果物体运动的速度再增加到16.7公里／秒，这时太阳的引力也拉不住它了，而成为银河系的一个人造天体。这时的速度称为第三宇宙速度。所谓第三宇宙速度就是从地面发射一个物体，能脱离太阳系引力场所需的最小速度。
一般把在地球周围稠密大气层以内的飞行活动（例如飞机、气球的飞行）称为航空；把在稠密大气层以外、太阳系以内的飞行活动（例如人造卫星、载人飞船的飞行）称为航天，或星际航行；而把太阳系以外的飞行活动称为航宇。
2、高度条件
高度在100——120Km以上。为什么卫星要选择100Km以上这样的高度？1960年第53届巴塞罗那国际航空联合大会决议规定，“地球表面100Km以上空间为航天空间，为国际公共领域，100Km以下空间为航空空间领域。”这是为什么卫星要选择100Km以上这样的高度。卫星轨道为什么要选择120Km以上这样的高度运行？主要是考虑气象因素，大家知道地球有一个大气层，90%大气质量在30Km以下，30Km以上逐渐稀薄了。随着高度的增加，空气密度急剧下降，在距地面100Km的高度上，空气密度为海平面的一百万分之一；在120Km高度上，空气密度为海平面的几千万分之一；在200Km高度上，空气密度只有海平面的五亿分之一。大家要问达不到120Km以上高度会怎样？达不到120Km以上高度就会掉下来。美国1959年曾发射了一颗卫星，距地球最低点是69英里，1英里=1.609Km，69英里=112Km，这颗卫星发射的很成功，上去围绕地球转了一圈后就掉下来了。为什么？这是由于受到空气阻力的影响，它没有真正脱离无阻力飞行的环境，所以就掉下来了。严格说必须把卫星运行轨道选择在120Km以上的空间，它才不会掉下来。
由于卫星以7.9公里／秒的速度飞行会受到很大的阻力，并且与空气磨擦会产生数千度甚至上万度的高温，从而烧坏卫星。因此，必须把卫星的轨道选在稠密大气层以外，即120公里的高空，这时空气密度只有地面的几千万分之一了。
大气层分成很多层，越靠近地球，空气密度越高。反之则急剧下降。到120公里的高空，空气密度就只有地面的几千万分之一了。
所以，卫星通常都在离地面120公里以上的空间飞行。
（二）卫星是怎样上天的？
卫星是通过发射上天的，在目前有三种发射卫星的方法：
一是通过多级火箭发射；二是用航天飞机发射；三是用飞机发射。
第一，通过多级火箭发射
所谓多级火箭就是由几个单级火箭组合而成的运载火箭
在目前的技术条件下，单级火箭的最终速度只能达到4－7公里／秒。所以，世界各国都采用多级火箭发射卫星。从理论上讲，火箭的级数越多所能达到的速度就越大。但是级数越多，结构就越复杂，可靠性也就越低。所以在满足速度要求的条件下，尽量使级数最少。根据目前情况，发射低轨道人造地球卫星，一般用二级或三级火箭，而发射大椭圆轨道卫星、地球同步卫星多用三级或四级火箭。
第二，用航天飞机发射
航天飞机是一种可以载人的天地往返运输工具。它能象火箭一样垂直起飞，象卫星一样在轨道上运行，又能象普通飞机一样水平着陆。一架航天飞机可以重复使用100多次，因而，它既可以大大降低发射费用（150万美元／吨），简化卫星设计，又能向近地轨道发射、回收与修复已失效的各种卫星。例如，在1991年11月24日，美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机升空后仅6小时，就将一颗2335公斤的导弹预警卫星送入太空；美国原本有五架航天飞机，1986年“挑战者”号航天飞机升空后不久就爆炸了。现在剩下四架航天飞机：即“哥仑比亚” 号航天飞机;“发现”号航天飞机；“阿特兰蒂斯”号航天飞机；“奋进号”号航天飞机。
1961年3月23 日，苏联人邦达连科就是为载人航天事业献身的第一人。截止2003年底，人类共进行了400余次的载人航天飞行，其中美国280余次，苏联（俄罗斯）130余次。在这400余次载人航天活动中，共有18人为载人航天事业献出了宝贵的生命。最为壮烈的是1986年1月28日美国“挑战者”号的失事，载人航天飞机刚刚升空73秒，不到1分半钟就在空中爆炸了。当时航天飞机载有7名宇航员，其中包括一名女宇航员叫麦考利夫，是一名教师，然而她没能书写第一名教师宇航员的历史。当时麦考利夫是为完成美国教师上太空计划的，她上太空有两项任务：第一个是通过电视转播给全球数万万名中学生上一堂“太空见闻”；第二个是通过电视转播上一堂“人类为什么要登上太空”。遗憾的是她还没有登上太空就把年轻的生命献给了载人航天事业。大家看报纸了解到，美国航天局还想启动教师上太空计划。54岁（2004年为54岁）的芭芭拉•摩根是1985年时就被选为参加航天飞行计划的教师代表候选人。现年54岁，已是两个孩子的母亲。美国航天局计划让芭芭拉•摩根在2003年11月13日乘座“哥伦比亚”号航天飞机进入太空，进行为期11天的太空之旅，来实现麦考利夫为完成的事业。非常遗憾的是，2003年2月1日，在“哥伦比亚”号完成此次16天飞行任务后返回途中，在距地球约60Km处爆炸失逝，7名宇航员全部遇难。这7人中6名美国人，1名是以色列人。
第三、用飞机发射
只有美国做到这点，90年四月，美首次将一颗200公斤重的卫星从B－52轰炸机上，用三级“飞马”火箭高空发射成功。显然，这是很经济的。
三、军事航天技术
所谓军事航天技术，就是航天技术在军事领域的应用，其具体成果就是各种军用航天器。首先我们来看看军用航天器的分类：它包括：
（一）运载系统；（二）载人航天系统；（三）军用卫星系统；（四）空间武器系统
（一）运载系统是指能把军用航天器、宇航员或物资等有效载荷从地面送到太空预定轨道或能将有效载荷带回地面的运输系统。
目前可利用的军事航天运输系统主要有：
一次性使用运输火箭；
可重复使用航天飞机。
（1）美国的运载火箭
（2）俄罗斯的运载火箭
（3）欧洲和日本的运载火箭
（二）载人航天系统；
1、 宙飞船（美，俄）
2、空间站（俄罗斯、美国、国际空间站）
3、航天飞机（美，俄）
4、空天飞机
（三）军用卫星系统
军用卫星系统包括：侦察卫星、通信卫星、测地卫星、导航卫星、气象卫星。
1、侦察卫星 是指装有光电遥感器、雷达或无线电接收机等侦察设备，用于或取敌人军事信息的人造地球卫星。
（1）侦察卫星的分类：侦察卫星数量最多、应用最广。它主要包括照相侦察卫星、电子侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星以及核爆探测卫星等。
（2）侦察卫星的特点及用途
侦察卫星的特点:
①速度快。如在150公里的高度，以每秒8公里的速度绕地球一周，只需一个半小时，从北京到天津不到20秒，到广州只需5分钟；
②效率高。由于侦察卫星轨道高，侦察的面积大，范围广，如用飞机对我国拍照，需拍照100万张，费时10年，而用卫星只需拍500张（一张照片达到数千甚至数万平方公里），几天就可以完成；
③效果好。由于地面分辨力高，侦听准确，信息传递及时，所以效果好。这里有一个概念，地面分辨力。所谓地面分辨力，是指卫星能够显示出的地面物体的最小尺寸。下面举一个例子，说明侦察卫星的作用。例如，俄罗斯车臣武装负责人杜拉伊夫之亡，就是侦察卫星的杰作。情况是这样：当杜拉伊夫打卫星电话时，俄罗斯侦察卫星立即捕捉到卫星电话发出的电磁信号，并根据电磁信号，迅速测出杜拉伊夫当时所在的精确地理位置，然后将这一信息实时地通报给俄罗斯空军，并引导俄罗斯飞行员实施攻击，从而将杜拉伊夫击毙。
④适用广。它不受国界和地理环境的限制，不存在侵犯领海、领空问题，高山、河海挡不住。
侦察卫星的用途：
第一，详细侦察对方各种战略目标。比如导弹核武器基地、海空军基地、指挥控制中心、各种武器生产基地、机场、港口、交通枢纽、重要城市及工业生产基地等都是战略目标，都可以进行侦察。
海湾战争中，美动用了各种卫星（15颗电子侦察卫星、5颗照相侦察卫星、一颗雷达成像卫星、3颗预警卫星。）24小时昼夜不停地监视伊拉克的一举一动。在伊拉克侵略科威特前，美国就通过成像侦察卫星获得了伊拉克重兵集结边境的高度清晰的照片，发现了伊拉克的侵略意图。伊拉克入侵科威特后，美国又发现伊拉克妄图进攻沙特，沙特开始也怀疑，见到卫星照片后，才同意美国派兵进驻沙特。
第二，对敌方领土进行准确测图。这样，一方面可以为已方指挥员提供在作战中所用的地图；另一方面，也为己方战略导弹核武器提供各种打击目标的准确位置。例如在海湾战争前，美国对伊拉克、科威特地形不详,原地图是20－30年前的，故集中侦察和测地卫星很快就制出了精确详细的地图。
第三，侦察敌方战略导弹系统的数质量情况
比如在1961年，赫鲁晓夫撒了个弥天大谎，吹嘘说，苏联拥有400枚核导弹，已经拥有全面核优势，从而对美国和西方国家搞核讹诈。但是美国通过照相侦察卫星很快就发现，苏联的洲际导弹到1961年秋远未达到400枚，而只有14枚，从而化劣势为优势，反过来又对对方实施核威慑。
第四，侦察敌方地面部队的调动的部署情况。
自六十年代以来，每当国际上发生重大事件的时候，苏联和美国都发射一些专用的侦察卫星，对有关地区进行监视。例如，
在第四次中东战争期间，苏联和美国就用侦察卫星分别不断地向埃及以色列提供情报。1973年10月6日开罗时间下午14时零5分，第四次中东战争爆发，埃及第2、3军团强渡运河，一举攻克以军构筑4年之久的“巴列夫防线”，打得以军节节败退。埃军准备乘胜前进，扩大战果。就在这时，美军侦察卫星发现埃军两个军团的结合部有一条7－12公里宽的间隙，防守薄弱，并且后方空虚。以军得到这个情报后，欣喜若狂，立即组织部队，秘密插入结合部，偷渡运河，迅速向西、向南发起猛烈进攻，并合围了埃及第三军团，从而反败为胜，夺取了主动权，最后由于苏美干预，双方握手言和。这种情况在第二次世界大战中是不可想象的，因此，今天的战略战役指挥员不能不考虑侦察卫星这个重要因素，军事卫星提供的情报甚至能够改变战争的进程和结局。
第五，侦察对方的战场情报。
通过侦察监视，探查、搜集未知的情报，达到知己知彼，从而战胜对手，这是军事通则。
譬如，马岛战争期间，阿根廷在开战之初，还是打了几个漂亮仗，吃了几顿饺子的。这其中一个重要的原因，就是前苏联的侦察卫星发挥了巨大的作用。其中，一个着名的战例，就是阿根廷空军击沉英国“谢菲尔德”号驱逐舰。1982年5月4日，大英帝国的王牌战舰――“谢菲尔德”号驱逐舰，满载一身精良武备，悠然穿梭在马岛海域，执行着封锁作战任务。不料，前苏联的“闪电号”侦察卫星在茫茫太空深处，悄悄地盯上了它。就这样，由于前苏联的帮助，“谢菲尔德”的一举一动便始终处在阿根廷的掌握之中。等到“谢菲尔德”一进入打击阿根廷空军的打击范围，“超级军旗”式轰炸机便腾空而起，贴着海浪，超低空飞向了目标。距离“谢菲尔德”48公里时，“超级军旗”立即爬高跃升，于是，“飞鱼”出鞘，并始终以超过海浪2米的高度飞行，很快便命中了“谢菲尔德”，当即就燃起了浓浓火焰，“谢菲尔德”遭受了致命的创伤，舰身被击穿了一个大窟窿。不久，“谢菲尔德”便沉没在茫茫大海了。而一枚“飞鱼”导弹，价值仅仅20万美元，却击沉了价值高达2亿美元的“谢菲尔德”号驱逐舰，可见，各种攻击性武器的打击效果能够在侦察卫星的作用下获得急剧放大。
这个战例告诉我们，当我们在地球表面进行军事行动时，千万别忘了，头顶上还有侦察卫星在虎视眈眈。 否则，就要付出惨重的代价
2、军事通信卫星
军事通信卫星就是指以为军事服务为目的而设计的通信卫星。
通信卫星，是六十年代初才问世的一门新兴技术，是空间技术和通信技术结合的产物，它象悬挂在高空的微波中继站和接力站，接收从地面或其它卫星发来的无线电信号，经转发器放大后，再以另一频率发回地面另一地方或其它卫星上。
它具有以下特点：
（1）通信距离远。一颗地球同步卫星，可以覆盖地球表面三分之一，它能为相距19000公里的两个地面站提供直接通信。若在赤道上空等间距分布三颗同步卫星，就可以基本上实现全球通信。
第二、通信容量大。卫星通信的工作波段是微波，波长在1米至1毫米之间，频率为300兆赫至300千兆赫，可用频带很宽，这样通信的话路就很多。目前一颗通信卫星可传上万条话路，外加若干路电视，还可传输高分辨率的图象和其它数据。
第三，传输质量高，由于卫星通信高山挡不住，大海隔不了，风雨无阻，昼夜不停，不象地面微波通信那样受地理气象条件以及通信距离等因素的影响。因而信息传输稳定可靠。
第四，机动性能好。卫星通信既可提供大型地面站点之间的远距离通信，也可为机载、舰载以及地面部队的小型机动终端站提供通信。这样，可随时随地建立通信终端，这为战时紧急情况下迅速建立通信线路提供了条件。这种应急通信能力在军事上是极为重要的。
第五，生存能力强。一般来讲，地球同步卫星不易受核爆炸破坏和其它手段的攻击。
正是由于有这些优点 ，军事通信卫星获得了广泛的应用。
3、气象卫星
是专门用于对地球和大气层进行天气变化观测的卫星。它相当于一个无人高空气象站。它与以往的地面观测方法相比，具有全球性、预先性和准确性。
气象卫星起源于侦察卫星，基本原理类似于照相侦察卫星。不同的是它观察的对象是云、气、雾、雨、风、浪、潮、温。
方法是以2－3颗地球同步轨道和近地太阳同步轨道卫星，不断地向地面发送资料，经综合分析处理后，得出准确的气象预报，为陆海空三军部队行动服务。
4、测地卫星
用来从宇宙空间，对大地进行重力分布、形状、精确地理坐标测量的人造地球卫星叫测地卫星。 与常规测量法相比，它具有周期短，精度高的特点,是进行大地测量的一种重要而有效的手段。
工作原理：地球不圆和重力分布不均的影响，使卫星的运行轨道变得不规则，卫星不断地作上下、左右波浪式前进，通过地面跟踪站的测量，就可准确地推理出地球的形状和重力，以及地球表面各点的精确坐标，从而为战略武器提供准确的目标数据。对地表的物体可以用遥感遥测技术得到。
5、导航卫星
试想，航行在茫茫大海中的舰船，奔跑在广袤大地上的车辆，穿梭在万里蓝天上的飞机，遨游在九天之上的卫星、导弹等等处于移动中的物体，如果不能准确地知道自己所处的位置，后果将会是怎样呢？这实在很难设想，也许等待它的将是一场灭顶之灾。
比如，90年代初期，在我国有着重大的影响的科学家――彭加木，在考察沙漠中，迷航失踪了。虽然他身上也带有一一些导航仪器，但是由于这些仪器性能的局限而迷失了方向。虽经多方努力寻找，最后仍然失踪牺牲。假如彭加木的探险处在今天，处在全球卫星导航定位技术蓬勃发展的今天，这种悲剧可能再也不会出现。
这是因为，导航卫星，就象航标灯一样，每天以固定的频率，按规定的时间间隔，向地面发送导航信号。地面用户接收和处理这些信号，就能确定自己的位置。所以，它的用途就是导航。当前，世界各国都在大力发展这种技术。
比如，1994年，美国就建成了“导航星”—一全球卫星导航定位系统。它是由24颗卫星所组成，运行在六个轨道平面上，每个平面分布四颗，定位精度大约为16米。
那么，全球卫星导航定位系统，在军事上又有什么用途呢？简而言之，它不仅可以为飞机、舰艇、坦克等进行精确导航定位，减少航行误差；而且还可以用于武器制导，能够极大地提高武器的命中精度。譬如，去年5月8日，美国出动了B－2隐形轰炸机，野蛮地空袭了我驻南联盟大使馆，它所运用的主要技术就是全球卫星导航定位技术。
这个家伙，就是轰炸我大使馆的兇手—一B—2轰炸机。它的航程为115000公里，这个是空袭中使用的联合直接攻击弹药。虽然，从战略上看，美国是我们的主要敌人，但是它的B－2轰炸机所运用的技术却是先进的。由于使用了全球卫星导航定位技术，B－2轰炸机可以施行全球轰炸，精确打击。联合直接攻击弹药的打击精度也从原来的30米提高到3米。空袭中，美军共发射了五枚联合直接攻击弹药，分别从五个不同部位打入，造成我馆舍严重毁坏，人员严重伤亡。
以上所讲的是美国的全球卫星导航定位系统发挥的军事作用。除美国外，俄罗斯在1995年建成了全球卫星导航定位系统，它也是由24颗卫星所组成，不同的是，卫星运行在3个轨道平面上，每个平面分布8颗卫星，定位精度稍差一点，大约是30—100米。
（三）空间武器系统
航天技术广泛应用于军事，正在引起作战方式根本性的变革，它不仅使信息的近实时传递、控制成为现实，而且为日益迫近的太空战提供了技术支持。太空战的雏形就是反卫星作战和导弹攻防作战。这里有一个概念“实时”， “实时”说得通俗一点，就象电视实况转播，人们耳闻目睹的信息的时间和正在发生着的事物的时间是处在同一时刻，这个就叫实时。下面我们分两个方面来介绍空间武器系统：一是反卫星系统；二是反导系统。首先我们来看看反卫星系统。
1、反卫星系统
反卫星系统就是攻击卫星的武器系统，通过攻击敌方的卫星，来夺取制信息权，在保护自己耳聪目明的同时，使敌方成为聋子和瞎子。目前，打击卫星的主要方法有三种：
一是利用地面武器系统，如激光炮和动能武器系统等来摧毁敌方卫星；
二是以卫星拦截卫星，这种卫星不同于一般卫星，它本身就是一种攻击性武器，通过机动变轨飞行，跟踪接近目标后，能以自爆或撞击的方式来摧毁敌方卫星，或者利用卫星上装载的激光器、粒子束武器、以及火箭来摧毁敌方目标；
三是利用航天站或航天飞机来俘获敌方卫星，为自己服务。
世界上对反卫星系统的研究，仍然是美国和原苏联领先。原苏联1968年就进行过卫星反卫星拦截试验，80年代初又成功地进行了两次综合演习，它领先于美国，成为世界上第一个拥有反卫星实战能力的国家。原苏联的激光技术，起步也比美国早。（据说七十年代后期，苏联曾用强陆基激光器干扰过美国空军在太平洋马绍尔群岛上空地球同步轨道上的预警卫星，使其发出错误的警报。另外，原苏联具有发达的航天站技术，完全可以建立天基反卫星系统。）据西方国家估计，前苏联不仅有陆基高能反卫星激光器，并且还拥有天基反卫星激光器样机。
美国反卫星技术研究比较晚，但进展很快。1978年开始研制反卫星导弹，1985年就曾用它击落过一颗失效的美国卫星，现有100多枚导弹已正式部署。美国航天飞机的发展非常快，它能够在轨道上布放、回收、修复卫星，自然它也可以抓捕敌方的卫星。
2、反导系统
所谓反导系统就是反击导弹进攻，使导弹突防失效的系统。
关于这个内容，我讲两点：
（1）反导方式；
（2）美国的反导系统。
先看第一点反导方式。那么，目前，有哪几种反导方式呢？
有两种反导方式：
一是用导弹来截击导弹，这是俄罗斯的C－300导弹，已经多次成功地进行了拦截试验；
二是用激光一类的新概念武器摧毁导弹，美国多次进行过试验。
现在，美国正在大力研制反导系统，进展也较快。下面就来介绍美国的反导系统。
美国的反导系统有两种，一种是国家导弹防御系统；一种是战区导弹防御系统。两种系统，结构大体类似，下面介绍战区导弹防御系统。那么, 战区导弹防御系统有什么样的结构?是如何反导的呢?
战区导弹防御系统，英文缩写呢，就是“TMD”，它是由指挥自动化系统和反导导弹两部分所组成，二者缺一不可，否则TMD就失效。下面先介绍指挥自动化系统，
指挥自动化系统，是集指挥、控制、通信、计算机、情报、侦察和监视为一体的人机系统，英文缩写呢，就是C4ISR，它是卫星通信、卫星侦察、卫星导航等技术与计算机技术相结合的产物，美国依靠先进的卫星技术和计算机技术，建立了全球指挥自动化系统。
下面来看反导导弹，美国现在研制了三种反导导弹。
一种是战区高空拦截弹，今年10月2日，美国发射了一枚战区高空拦截弹，拦截了一枚模拟对方进攻的民兵三型洲际导弹；
第二种是美国与以色列联合研制的箭2型反导导弹，已经成功地进行了六次试验，拦截距离150公里，拦截高度为48公里；
第三种是爱国者导弹，海湾战争中，“爱国者”大战“飞毛腿”，出尽了风头，下面以爱国者拦截飞毛腿为例，来讲讲TMD是如何反导的？
这是它的作战示意图。
首先，飞毛腿发射，预警卫星进行探测，并计算出飞毛腿的大致弹道和落点，然后，将信息传给地面数据中心，地面数据中心计算出准确的弹道和落点之后，将信息通过通信卫星传给战区指挥中心，指挥中心发出指令，引导爱国者进行截击，摧毁飞毛腿。这就是TMD的大致反导过程。这里需要特别警惕的是，美国企图将台湾也纳入TMD之中，妄图阻挠中国统一的进程。当然诺，他们的阴谋是不会?/ca>
⑶ “嫦娥一号”奔月过程中主要运用的物理学原理
主要运用的应该是向心力的公式：F=V2/R，即V=根号下FR
F指的是受到地球的引力。
V指的是嫦娥一号的速度
R指的是地球中心的距离。
要想摆脱地球引力，到达月球，他的速度就应该大于“根号下FR”，好像这个速度就叫第二宇宙速度。只有达到这个速度，才能摆脱地球的束缚飞向月球。
我感觉主要应用的，应该是这个原理。
当然地球对它的引力是要用万有引力计算的，他的动力来源于燃料的燃烧产生的能量转换成的动能，但这些都是细节。
⑷ 我国航天事业目前的成就有哪些,其中涉及到大学物理的哪些基本知识
力学，机械守恒，天体运动。
在航天事业的开发中一定会运用到力学的知识，这样才能保证卫星的发射成功，并且要根据机械守恒和天体运动。
近十几年来,随着我国航天事业的快速崛起,神州系列飞船及嫦娥系列卫星的成功发射,国人的航天梦正在稳步向前迈进.在我国航天事业蓬勃发展的同时,航空航天相关的热点话题在高考中体现的越来越明显.这也体现了物理知识在科技发展、生活应用等方面的实践要求.为此我想就万有引力定律在天体运动中的综合应用、天体运动中功和能方面来展开我理解的航空航天应用中的物理问题.
⑸ 宇宙飞船中的物理知识
人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等 航天器进入轨道后，其中的人和物将处于失重状态。航天器进入轨道后可以近似认为是绕地球做圆周运动，做圆周运动的物体的速度方向是时刻改变的，因而具有加速度，它的大小等于卫星所在高度处的重力的大小。这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似，航天器中的人和物都处于完全失重状态。
你能够想象出失重的条件下会发生什么现象吗？你设想地球上一旦重力消失，会发生什么现象，在宇宙飞船中就会发生什么现象。物体将飘在空中，液滴呈绝对球形，气泡在液体中将污泥浊水 上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服，走路务必小心，稍有不慎，将“上不着天，下不着地”食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中，进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想象力，举出更多的现象来。
你还可以再想一想，人类能够利用失重的条件做些什么？下面举几个事例，将会帮助你思考。这里所举的事例虽然还没有完全实现，但科学家们正在努力探索，也许不久的将来就会实现。
在失重的条件下，熔化了的金属的液滴，形状呈绝对球形，冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上，用现代技术制成的滚珠，并不呈绝对球形，这是造成轴承磨损的重要原因之一。
玻璃纤维（一种很细的玻璃丝，直径为几十微米），是现代光纤通信的主要部件。在地面上不可能制成很长玻璃纤维，因为没等到液态的玻璃丝凝固，由于重力的作用，它将被拉成小段。而在太空的轨道上，将可以制造出几百米长的玻璃纤维。
在太空的轨道上，可以制成一种新的泡沫材料?泡沫金属。在失重条件下，在液态的金属中通以气体，气泡将不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为泡沫金属，这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢,用它做机翼,又轻又结实。
同样的道理，在失重的条件下，混合物可以均匀地混合，由此可以制成地面上不能得到的特种使合金。
电子工业、化学工业、核工业等部门，对高纯度材料的需要不断增加，其纯度要求为“6个9”至“8个9”，即99.9999%－99.999999%.在地面上,冶炼金属需在容器内进行，总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而在太空中“悬浮冶炼”，是在失重条件下进行的，不需要用容器，消除了容器对材料的污染，可以获得纯度极高的产品。
在电子技术中所用的晶体，在地面上生长时，由于受重力的影响，晶体的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重条件下，晶体的生长是均匀的，生长出来的晶体也要大得多。在不久的将来，如能在太空建立起工厂，生产出砷化镓的纯晶体，它要比现有的硅晶体优越得多，将会引起电子技术的重大突破。
在太空失重的条件下，会生产出地面上难以生产的一系列产品。建立空间工厂，已经不再是幻想。科学家们在太空中做各种实验，青年学生也可以提出自己的太空实验设想，展开你想象的翅膀，为宇宙开发贡献一份力量！