9.推动“月亮女神”的火箭
电火箭也是一种火箭，其作用是在飞船或卫星升入太空后控制飞船或卫星。
与常规火箭相比，电火箭的力量要小得多，它不可能去发射火箭。常规火箭的推力能达3000万牛顿，这个巨大的能量可以将成吨重的卫星或航天飞机送上太空。而一般电火箭的推力仅仅有1/50牛顿，这个力量就显得太小了，它只能在地面上托起一只乒乓球。但即使是这样小的力量在太空中也就足够了，因为在太空中几乎没有什么阻力。
电火箭有三种类型：第一种是最简单的是电热系统，在火箭内部装有氙一类的惰性气体，这种气体被电能加热后从喷口喷出，于是就产生了反向推力；第二种是静电系统，用电能将惰性气体推进剂离子化，然后用电场把离子化气体中带正电的离子加速并向后喷射出来；第三种是电磁系统，它的原理与静电系统相同，就是电能更大一些。
实际应用的电火箭常常是电热系统和静电系统相结合，欧洲航天局的科学家们在新的通信卫星“月亮女神”号上安装了4支电火箭。
电火箭的另一个重要应用是使卫星精确定位。欧洲航天局的科学家们在2000年发射了6颗卫星，用电火箭定位，使它们相距500万公里而位置精度达到了1厘米，科学家们对电火箭这项新技术充满信心。
10.各显其能的众星行空
1895年，火箭之父齐奥尔科夫斯基在他的《地球与天空之梦》一书中曾这样写道：“设想中的地球卫星是同月球相似，不过它离地球比较近，只在地球大气层外足够远，也就是说，离地球300俄里远”。这位靠自学成才的赫赫有名的科学家不仅在世界上第一个提到“人造卫星”这个名字，发表了由他自己构思的卫星图样，而且还首先提出了以人造卫星为宇宙航行的中转基地，向月球和其它星球发射火箭的伟大构思。
1957年10月4日苏联发射成功第一颗人造卫星，终于实现了齐奥尔科夫斯基的百年梦想，此次发射震憾了全世界，激励人们用更大的热情去探索太空，人造卫星一词也因此成了家喻户晓的一个最时髦的语言词汇。但这颗重83.6公斤、直径58厘米、用铝合金制作的球状卫星，除了附在球上的四根弹簧鞭状的天线，卫星内装有一台磁强计、一台辐射计数器和一些测量卫星内部参数的一些传感器外，并没有装什么特别的仪器。因此，人们对人造卫星到底有哪些用途，如何造福于人类，也只是停留在设想和探索性试验阶段。60年代，科学家们为了实现卫星造福于人类的设想，开始在卫星上安装使用了各种特殊的仪器设备进行遥感、信息传输和收集各种探测数据的应用试验。与此同时，随着电子信息、新材料、自动化等高技术的蓬勃发展，突破了卫星应用领域众多的关键技术，大大地扩展了卫星的应用范围。这样，从20世纪70年代以来，各国争先恐后，把开拓航天技术的重点，首先转向卫星应用技术的发展，逐步形成了通信、导航、气象、资源、科学、军事应用和深海探测等专用卫星系统。卫星应用技术造福于人类的作用也越来越显著。
11.用核能发电的卫星
人造卫星的工作离不开电源。迄今为止，绝大多数卫星的电能都来自太阳能。卫星带有大面积的太阳电池阵，接受太阳光照射而发电。极少数的卫星利用核能发电，这种卫星就叫做核动力卫星。
核电源体积小，寿命长，功率大，适应环境能力强，因此适合于少数军用卫星，特别适合探测外行星的空间探测器使用。
太阳系中位于地球轨道外面的行星，叫“外行星”。在外行星探测中，空间探测器离太阳远，照射到的太阳光很弱，不能产生足够的电能，必须采用核电源。美国的“海盗号”火星探测器“卡西尼”土星探测器、“旅行者”外行星探测器以及俄罗斯的“火星一96”探测器等都使用了放射性同位素温差发电器作为电源。
美国在20世纪60年代曾发射过几颗核动力卫星。前苏联发射较多，集中在海洋监视卫星。卫星带有以浓缩铀235为燃料的热离子反应堆，功率为5～10千瓦。卫星在200多千米高度的轨道上工作，完成任务后，被推到大约1000千米的轨道上，在那里可运行600年，届时核燃料将衰变殆尽，不再有放射性。1978年1月28日，苏联“宇宙954”号核动力卫星发生故障，核反应堆舱段未能升高而自然陨落，带有放射性的卫星碎片落在加拿大境内，造成严重污染。1983年1月，“宇宙1402号”核动力卫星发生类似故障，引起全球关注。后来核反应堆舱段在南大西洋上空再人大气层时完全烧毁，但未酿成祸害。为了安全有效地利用核动力源，防止核动力源对人类和环境造成危害，1992年联合国通过了《关于在外层空间使用核动力源的原则》，要求会员国共同遵守。
12.观测风云的气象卫星
气象同人类的生产、生活关系非常密切。农业、渔业、畜牧业等生产，航空、航海、通信业务都需要准确及时的气象预报。
在气象卫星上天之前，人们在地面设立气象站，用气球、火箭和无线电探空仪观测天气。气象站绝大多数分布在有人居住地区，海洋、高山、沙漠、两极等地区，气象站很稀少，气象观测资料不足，给准确地预报天气带来很大困难。
气象卫星的出现解决了这个困难。气象卫星上装有电视摄像机和红外辐射计，可以拍摄云的图片，测量温度、湿度、风速等各种气象参数。它既能观测大面积以至全球范围的气象资料，又能测量离地面不同高度上的气象数据。
气象卫星通常采用两种轨道。一种是高度为。700～1500千米的极地轨道。它可以观测到全球的气象状况，每隔12小时巡视地球一遍，对同一地区，每天最多观察两次；另一种是静止轨道。静止轨道气象卫星始终停留在赤道某一点上空，能连续4小时监测卫星下方大片地区内的天气变化，卫星上的电视摄像每隔20分钟左右就拍摄一次云的图片。
我国已经成功发射一颗“风云1号”极地轨道气象卫星和一颗“风云2号”静止轨道气象卫星，在1999年发射了一颗改进型“风云1号”气象卫星。
由美国、日本、欧洲航天局和印度的5颗静止轨道气象卫星和2颗极地轨道气象卫星，组成了世界气象卫星观测网。利用世界气象卫星观测网的资料，可以提前1个星期预报全球的气象变化。
自从1960年第一颗气象卫星上天以来，太平洋上生成的台风从来没有漏报过，大大减少了太平洋沿岸国家人民生命财产的损失。
1981年，我国长江上游连降大雨，长江水位猛涨，要不要在荆江附近分洪，将关系到要淹掉荆江两岸60万亩良田和安排40万人搬迁的大事。后来，根据气象卫星提供的数据分析，认为未来几天天气即将放晴，可以不分洪，从而保住了60万亩良田，节约了数亿元的搬迁费用。
气象卫星还能监视森林火险。1987年，我国大兴安岭的森林发生特大火灾，就是靠气象卫星拍摄的图片来确定火场位置，迅速组织抢救扑灭的。
13.为移动用户服务的通信卫星
移动通信卫星是通信卫星的新品种。静止轨道上的通信卫星，离地面远，发射功率还不够高，为了接收和发送无线电信号，地面上必须建造直径几十米、十几米的大天线，所以20世纪90年代以前，绝大多数通信卫星都是为地面上固定的用户进行通信服务的。如果移动用户要使用通信卫星，只有像远洋轮船这种体积较大的用户，能安装大直径的天线。所以早期的移动通信卫星叫做“海事卫星”，是专为在大海上航行的轮船与岸上之间通信用的。
随着通信卫星发射功率的增大，接收机灵敏度的提高，地面通信天线逐渐缩小，卫星移动通信的用户已扩大到飞机、火车、汽车、渔船等移动体。至于个人用的移动通信机——“大哥大”还不能直接同静止轨道上的移动通信卫星联系。
它的越洋，跨国通信实际上都是经过地面台站这个“二传手”转发和接收的。
由于静止轨道卫星存在离地面远、无线电信号衰减严重、信号滞后明显、高纬度地区通信效果差等缺点，20世纪90年代以来，开始发展中高轨道和低轨道的移动通信卫星。有一种名叫“铱”的低轨道移动通信卫星系统已经建成，即将投入商用。它由66颗卫星组成星座，分布在6个轨道面上覆盖全球。由于“铱”卫星轨道高度只有760千米，离地面近，用个人手持机就可以直接与卫星通信，并通过“铱”系统自己的卫星与卫星之间链路，与全球任何地点通话，从而实现全球个人移动卫星通信。
除“铱”系统以外，一种名叫“全球星”和另一种名叫“中圆轨道”的非静止轨道移动通信卫星系统也正在研制中，它们将参与个人全球移动通信卫星市场的竞争。
14.名副其实的“太空勘察员”
地球资源卫星是用来勘测和研究地球自然资源的，它是应用卫星中重要的一种。目前人类面临的众多问题中，最重要的莫过于食物、环境和能源了。要解决这些问题，十分有必要依赖于航天技术。
地球资源卫星安装有各种遥感设备（包括多光谱扫描仪、可见光和红外辐射计、微波辐射计等），能获取地面各目标物辐射出来的信息，也能接收由卫星发出的经地面目标物反射的信息，并把这些信息发送给地面系统，这些信息统称为光谱特性。
地面系统对地球资源卫星进行跟踪、测量，并接收、记录和处理卫星发来的图像和数据，依用户的需要对这些资料进行加工处理，然后分送给服务系统。地质、测绘、海洋、林业、环境保护等许多部门，都需要地球资源卫星提供资料。
地球资源卫星分为两类：一是陆地资源卫星，二是海洋资源卫星。地球资源卫星一般采用太阳同步轨道运行，保证卫星对地球上的任何地点都能观测到，又能使卫星每天同一时刻飞临某个特点的地区，实现定时勘测，是个名副其实的“太空勘察员”。
除专门的地球资源卫星外，气象卫星等其他遥感类卫星和航天飞机、宇宙飞船、空间站等载人航天器，也可进行地球资源的勘测工作。
15.可重复使用的航天飞机
航天飞机是可以重复使用的、往返于地球表面和近地轨道之间运送人员和货物的飞行器。它在轨道上运行时，可在机载有效载荷和乘员的配合下完成多种任务。航天飞机通常设计成火箭推进式，返回地面时能像常规飞机那样下滑和着陆。航天飞机为人类自由来往太空提供了一种极佳的运载工具，是航天史上的一个重要里程碑。
航天飞机的飞行轨道通常是近地轨道，高度在1000千米以下。如果有需要在高轨道运行的有效载荷，可以由航天飞机被送上近地轨道后再从这个轨道发射进入高轨道。航天飞机的运载能力较强，往往采用多级组合的形式，可以串联或并联，也可以串、并联结合。
航天飞机进入轨道的部分叫做轨道器，它具有一般航天器所具有的各种分系统，可以完成多种功能，包括人造地球卫星、货运飞船、载人飞船甚至小型空间站的许多功能。它还可以完成一般航天器所没有的功能，如向近地轨道释放卫星、向高轨道发射卫星、从轨道上捕捉、维修和回收卫星等。
到目前为止，世界上只有美国的航天飞机真正投入使用。美国于1972年开始研制可部分重复使用的航天飞机。1981年4月，世界上第一架航天飞机“哥伦比亚号”试飞成功，1982年11月首次正式飞行，以后又相继建造了“挑战者号”、“发现号”、“亚特兰蒂斯号”和“奋进号”航天飞机。
航天飞机除了做运载工具或短期空间试验平台外，还具有重要的军事用途。
它可在空间发射和部署通信、导航、侦察等军用卫星，在轨道上维修卫星和把卫星带回地面，也可以攻击或捕获敌方卫星、实施空间救生和支援、进行空间作战指挥和发射轨道武器等。
16.往返天地的空天飞机
空天飞机是航空航天飞机的简称。它既可以航空，在大气里飞行；又可航天，在太空中飞行，是航空技术与航天技术高度结合的飞行器。
和航天飞机相比，空天飞机更多地具有飞机的优点。它的地面设施简单，维护使用方便、操作费用低，在普通的大型机场上就能水平起飞和降落，就连它的外形也酷似大型客机。它以液氢为燃料，大气层内飞行时，可以充分利用大气中的氧气。加之它可以重复使用，真正实现了高效能和低费用。
研制空天飞机最大的关键技术是动力装置。它的动力装置必须能在极广的范围内工作，即从起飞时速度为零，到进入太空轨道时的超高速度范围内都能正常运行。这就要求它的动力装置具有两种功能：一是火箭发动机的功能，用于大气层外的推进；另一种就是吸气式发动机的功能，用于大气层内的推进。吸气式发动机工作时，利用冲压作用对空气进行压缩液化，为其提供液氧燃料。
空天飞机采用航空喷气发动机和火箭发动机两种推进系统，它可以方便地往返于天地之间，是“空”与“天”的完美结合。它有异乎寻常的性能，最高时速达3万公里，可绕地球无动力飞行；飞行高度由零高度可直达200公里以上；起降方便，不受发射地点和天气的限制；维修简便，不必再像航天飞机那样飞行一次需要三个多月的检修期，临发射还要出动7000人的保障大军为之准备。飞行后检查和准备也很容易，结构巧妙，彻底抛掉了大包袱似的外贮箱和助推器等外挂物，便于轻装上阵，便捷迅速；一机多用，既可载人又可载物，又可无人驾驶入轨与空间站对接；它的发射费用要比航天飞机便宜十分之九，而且不需要规模庞大、设备复杂的航天发射场。
可以预料，在新世纪初，空天飞机一旦研制成功，航天飞机将会被它完全代替，而地球上任何两个城市间的飞行时问都不会超过2小时。
