浅说航天（二）世界航天简史

目前来看，只有火箭才能把人送上太空。如果按照这个标准，最早尝试火箭飞天的应是大概600年前的万户飞天。古时的火箭最早出现在三国时期，是将火把装在箭中，然后发射出去，后来古代中国发明了火药，唐末开始用于战争，到了北宋年间出现了人类历史上最早、最原始的“火药箭”，之后火箭开始用于战争，并随着古丝绸之路传入欧洲。有的学者考证，世界上第一个想利用火箭飞行上天的人就是万户，为整个人类向未知世界探索的进程作出了重要的贡献。

据记载，万户是明朝初年人。有人说万户是官职名（就是可以收有一万户人家的税），他名字可能叫做陶成道。他为了实现自己的梦想，坐在绑了47支火箭的椅子上，手里拿着风筝，想飞向天空，但是万户刚滑出去没多远，火箭爆炸了，万户也为此献出了生命。事实上，关于万户飞天一事，目前并没有找到可以确证的古代文献，但目前考证这个故事的最基本的事实是存在的。

万户是世界上第一个利用火箭向太空搏击的英雄。他的努力虽然失败了，但他借助火箭推力升空的创想是世界上第一个，因此他被世界公认为“真正的航天始祖”，为了纪念这位世界航天始祖，世界科学家将月球上的一座环形火山命名为“万户山”。

现代火箭，可以说最早源自于德国的V-2火箭，这是第二次世界大战时德国的弹道导弹，是第一种超声速火箭，于1944年首次发射，当时还不是用于航天，而是用于装满了炸药，成为一种恐怖的武器。但是，V2火箭在工程技术上实现了宇航先驱的技术设想，对现代大型火箭的发展起了承上启下的作用，是现代航天运载火箭和远程导弹的先驱，成为航天发展史上一个重要的里程碑。

我们都知道美国是世界第一大国，也是当前航天技术最强的国家，但是，第一颗人造卫星和第一次人类上天，却都不是美国人弄出来的，而是前苏联。

1957年10月4日，前苏联在发射的斯普特尼克一号是人类第一颗人造卫星，当时正是美苏冷战时期，这颗卫星的成功导致美国的极大恐慌，也激起了两国之后持续20多年的太空竞赛。1961年，苏联宇航员尤里·加加林，乘东方1号宇宙飞船成功完成了载人航天飞行并安全返回，虽然这次仅仅升空到300公里左右，经过不到2小时，只绕地球一圈就返回，但这是第一次载人进入太空，具有里程碑式的意义。

2. 中国航天里程碑

中国虽然有航天鼻祖万户，但真正意义上的现代航天比美苏两国要晚，是从钱学森先生开始的。就连“航天”这个词，也是他发明的，所以钱学森先生是当之无愧的“中国航天之父”。

钱学森于1911年出生于上海，上海交通大学本科毕业，然后进入美国麻省理工学院（MIT）航空系学习，后来又转入美国加州理工学院，在世界著名大师冯.卡门的门下学习（就是提出了“卡门线”的那位）。博士毕业以后，钱学森先后在加州理工学院和麻省理工学院任教，研究空气动力学和火箭导弹，28岁就成为了世界知名的空气动力学家。但钱学森始终心系祖国，抱着振兴中华的远大理想，尤其在新中国成立后，回国的心情更加紧迫。

50年代的时候，美国为了阻止钱学森回国，以莫须有的罪名拘捕他长达五年之久，美国的海军将领说：“钱学森无论走到哪里，都抵得上五个师，我宁愿把这家伙给枪毙了，也不能让他回到中国！”。但钱学森不屈不挠，终于在毛主席和周总理等领导人的努力和国际友人的帮助下，中国政府以释放在朝鲜战争中俘获的11名美军飞行员为条件，才冲破重重阻力返回了祖国。从1955年开始，钱学森为中国航天事业不懈奋斗，带领一批航天工作者发展航天事业，才让我们有了今天的成就。现在看来，美国那个将军算错了，钱学森可不止顶五个师，他开创了整个中国航天事业，“两弹一星”元勋，是我们整个中华民族知识分子的典范和榜样。

早在1956年，我国第一个航天机构——国防部第五研究院成立，由美国归来的火箭专家钱学森先生担任第一任院长。这个机构最早是搞导弹研究的，到了1958年5月，毛主席讲到“苏联卫星上天了，我们也要搞人造卫星”，那是苏联和美国相继发射成功了自己的人造卫星，中国在那时也正式立项，开始了运载火箭和人造卫星的研制。1960年，中国发射了第一枚自行研制的探空火箭，这颗火箭只能最高飞到8公里，但它标志着中国航天事业已经起航，并跨出了第一个台阶。

发射场是飞向太空的起航点，我国在1958年在甘肃酒泉附近确定建设中国第一个航天发射场。当时还有外国人嘲笑说：凭你们中国人，三五年也搞不成。但经过大家的艰苦奋斗和不懈努力，不到两年就建成了。酒泉卫星发射中心位于甘肃酒泉和内蒙古阿拉善盟两个地区的境内，也叫“东风航天城”，归解放军管辖，现在酒泉卫星发射中心已经成功执行了一百多次发射任务，包括载人航天任务。当前，发射中心已经开放旅游，是首批“全国研学旅游示范基地”和首批“中国十大科技旅游基地”，是航天旅游的必去景点，里面非常大，但是周边比较荒凉，都是一望无际的戈壁滩。

1970年4月24日，中国第一枚运载火箭“长征一号”和第一颗人造卫星“东方红一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。

关于东方红一号，当时给的技术要求主要有四项“上的去，抓的住，听得见，看得着”。“上的去”就是运载火箭可以把卫星送到预定轨道。“抓得住”就是卫星升空后能够与地面保持联系，这就需要地面和卫星都各有一套测控通信系统，能随时保持通信，并掌握卫星的所在位置。“听得见”就是让卫星携带《东方红》乐曲，并向全世界播放，这里采用的方案是接力传递，卫星播放的歌曲信号先传给地面站，解码后传给中央广播电台，在通过电台向世界转播。“看得着”就比较困难了，卫星直径只有一米多，在几千公里外太小了，不可能用肉眼看见，当时的科技工作者们从折叠伞上寻找到灵感，让最后一级火箭上安装了一个可以折叠和撑开的大圆球，上天后打开并与卫星同步运行，并反射太阳光，让人民在地面肉眼就可以看到。

你看，东方红一号卫星是球形的，满身都是太阳能电池板，不像现在的卫星都是两个翅膀做太阳能电池，这主要是因为当时的三轴稳定技术还不成熟，卫星在太空中的姿势稳不住，只能靠快速的自旋，类似陀螺一样才能稳定，这些原理我们将在第五章详细讨论。

“东方红一号”是中国真正意义上的第一次成功的航天工程，是中国航天事业的第一个重大里程碑。

2003年10月，经过多次的前期研究与试验，神舟五号飞船正式第一次载人发射，将航天英雄杨利伟和一面国旗送入太空。神舟五号在绕地球14圈，运行21个多小时候，其返回舱将航天员杨利伟送回地面，轨道舱继续留在轨道上半年时间，进行科学试验。

神舟五号飞船的成功发射和返回，标志着中国成为继前苏联（俄罗斯）和美国之后，第三个将人类送上太空的国家，是中国航天事业的一座新的里程碑。同时，神舟五号飞船是我国第一次载人飞行，积累了大量的载人飞行经验和教训，为以后的多次载人飞行任务铺平了道路。

嫦娥一号是我国首颗探月人造卫星。命名取自中国古代神话故事——嫦娥奔月。嫦娥一号在2007年10月底发射成功，11月初到达月球轨道，开始绕月飞行，距离月面200km，大约每两个小时转一圈。嫦娥一号的成功是是我国成为世界上少数能到达月亮的国家，是继东方红一号、神舟五号之后的中国航天第三个里程碑。

我们迎来了中国航天的多个里程碑，北斗导航系统刚刚组网完成，首次探测火星刚刚发射成功，在不久的将来，嫦娥五号将首次从月球上带回物质，首次建成自己的空间站等。中国的航天事业正在快速蓬勃的发展过程中，由航天大国向航天强国而努力。

3. 世界载人航天

把人送到太空，一直是整个人类的梦想，在古代就只能出现在神话故事中，而现代航天技术把它变成了现实。

刚才说到过，第一个把人送上太空的是苏联。其实早在1958年，苏联和美国就都做出了载人航天的计划并开始执行。也是从这个时候开始，美国和苏联都进行了多次载人飞船的无人飞行试验，逐渐掌握了载人飞行的能力。终于在1961年4月苏联成功实现了第一次载人飞行，仅仅不到1个月后，美国宇航员就驾驶“水星”MR3飞船进入了亚轨道，成为第二个拥有载人航天能力的国家。1962年，苏联发射了两艘载人飞船：“东方”3号和“东方”4号，首次在太空中实现了交会飞行，并第一次从太空中传回电视。第二年，还是苏联，世界上第一位进入太空的女宇航员捷列什科娃中尉驾驶“东方”6号上天。1964到1965年，苏联又进行了多次的载人航天活动，包括3人同时飞行、人类第一次出舱太空行走等。从1965年开始，美国也赶上了载人航天的步伐，在几年内发射成功了多艘“双子星号”飞船，先后实现了多人航天飞行、出舱太空行走、交会飞行，以及两艘飞船的太空交会对接。1968年开始，美国发射了“阿波罗”系列飞船，载人实现了绕月、登月等活动，关于登月的事情我们后续再详细介绍。

航天飞机是一种先进的载人航天器，它既能像运载火箭那样垂直起飞，又能像飞机那样在返回大气层后在机场着陆，最大的特点是可以重复使用。1981年，美国发射了世界上第一架航天飞机“哥伦比亚”号。此后又陆续建造了“挑战者”号、“亚特兰蒂斯”号、“发现”号和“奋进”号航天飞机。除了美国之外，只有苏联曾建造过“奋进号”航天飞机，其它国家目前都没有。

航天飞机的起飞是垂直起飞，除了自身的发动机外，还要外挂燃料箱和火箭助推器，升空后，火箭助推器和外挂燃料箱耗尽以后脱落烧毁，航天飞机本身发送机继续工作，进入预定轨道。在航天飞机返回时，先是机尾向前发动机反向喷射减速，然后调转机身机头向前，然后关闭发动机利用降落伞拖拽，最后像飞机一样降落在跑道上。2021年，美国放弃了航天飞机计划，主要是由于发射成本太高、老化速度太快，以及安全性较差。本来可重复使用的航天飞机是想要降低成本，但最后发现成本反而更高，而且也用不了多少次，还发生了2次爆炸事件，所以美国决定终止了航天飞机项目。

空间站是一种在太空中长时间运行，可供多名宇航员巡访、长期工作和生活的载人航天器，相当于人在太空中的稳定基地。早在1971年，当时的苏联就发射了第一个试验性空间站——“礼炮”1号，后来又相继发射了礼炮2号到7号空间站，可以进行与飞船的对接，也可以进行大量的太空实验。1986年，苏联发射了世界上第一个长期载人空间站——“和平”号空间站的核心舱。此后历时10年，直到1996年，建成完整的和平号空间站，这时候苏联这个国家都没了。2003年，和平号空间站在绕地球近15年、飞行8万多圈后，坠毁在太平洋。这些年间共接待了来自10多个国家和国际组织的宇航员100多人次，进行了成千上万项科学实验，取得了丰硕成果。

美国在1973年发射了“天空实验室号”空间站，这是用阿波罗登月计划结束后剩余的工具设备以及技术来研制的，它携带了一系列的望远镜，科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验，天空实验室空间站在1979年坠毁以后，美国没有再独立建设空间站，而是主导了国际空间站的建设。国际空间站从1993年开始，1998年初步建成，直到2021年才最终建成。它由16个国家共同建造、运行和使用，包括了美国、俄罗斯、欧洲、日本、加拿大等，但是没有中国。国际空间站包括服务舱、对接舱、试验舱、居住舱等多个舱，有多个接口，可以对接载人飞船、货运飞船等。现在国际空间站已经运行了20多年，预计2024年左右，国际空间站将退役。

我国载人空间站工程以空间实验室为起步和衔接，按空间实验室和空间站两个阶段实施。在2021年发射了天宫一号空间实验室，并分别与随后发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船交会对接，掌握了交会对接技术，为开展中国的空间站建设奠定了基础。2021年，中国又发射成功了天宫二号空间实验室，并与天舟一号货运飞船对接，进行了大量的科学实验。经过这两个空间实验室，中国已经基本掌握了空间站的技术，已经公布了自己的空间站研制计划，估计在2022年前后建成，寿命预计在10年以上。在国际空间站退役后，中国的空间站将是世界上唯一在轨运行的空间站。

早在70年代，东方红一号上天之后当时的国防部五院院长钱学森就提出，中国要搞载人航天，但当时的中国研制能力、综合国力、工业基础方面都存在一定的困难，载人航天项目就搁到了一边。我国的载人航天工程早在1992年9月21日就获得批复立项，简称921工程。当时就制定了“三步走”战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程并开展空间应用实验；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造空间站，解决有较大规模的长期有人照料的空间应用问题。

1999年，神舟一号无人试验飞船发射成功并成功回收，奠定了基础，然后相继发射了神舟二号、三号、四号飞船。2003年神舟五号飞船带着航天英雄杨利伟圆满完成任务，实现了第一次载人飞行。2005年神舟六号带着两名航天员发射成功并返回，到此完成了第一步的战略。2007年神舟七号载有三明航天员升空，并完成太空行走，2021年以后，神舟八号、九号、十号三艘飞船分别于天宫一号完成交会对接，完成了第二步走的战略。

2021年，我国成功发射了带有三名航天员的神舟十一号飞船，与天宫二号空间实验室交会对接，开展了一系列实验，标志着从第二步像第三步的过渡。当前正在研制空间站、长期载人飞行技术并开展较大规模的空间应用。

截止到目前，世界上只有俄罗斯（前苏联）、美国、中国三个国家发射成功过载人航天飞船。

但是，世界载人航天的历程也不是一帆风顺。这是一项极其危险的活动，目前共出现了4次重大航天飞行事故，共有18名宇航员为之付出了生命的代价。

1667年，苏联联盟1号飞船返回时开伞失败，飞船以每秒100多米的速度冲向地面，1名宇航员当场遇难。第二次是1971年，苏联的联盟11号飞船返回时座舱失压，由于座舱设计拥挤，宇航员不能穿航天服返回，而座舱失压致使3名宇航员因急性缺氧、体液沸腾而死亡，飞船安然返回了，但人们看到的却是3名已经遇难的宇航员。1986年 “挑战者”号航天飞机在发射升空仅73秒后即爆炸，机上6名宇航员和一名女教师全部遇难。2003年，“哥伦比亚”号航天飞机在返航过程中先是与地面失去联系，然后人们看到，哥伦比亚号在空中解体，机上7名宇航员再次遇难。

航天是高风险的事业，每一次的事故，都是人类航天史上的一次大灾难，也都会导致该国的航天事业遭受沉重的打击，但人类仍然奋勇向前，探索太空的进程从未止步。

4. 人类月球探测

月球是地球的唯一天然卫星，也是距离我们最近的外部天体，对地球有着非凡的意义。自古人们就一直在幻想着能飞到月亮上去，现代航天科技使这个幻想变成了现实。我们还是从最早的探月说起。

没错又是苏联！最早进行月球探测的还是苏联，50年代当时美苏争霸关系极为紧张，在1958年，也就是苏联刚刚发射人造卫星的不到一年内，就开始难度更高的月球探测活动，初期作了三次并不成功的尝试，其发射的探测器也没有命名。到了1959年，苏联使用“月球号”运载火箭，将“月球一号”探测器发射到月球附近，最近只有6千米，但是它没能成功在月球停留，掠过之后最终永远的围绕太阳公转，成为第一个摆脱了地球引力的航天器。仅仅半年多以后，苏联就发射的“月球二号”探测器，这次成功的撞击了月球，人类第一次抵达的月球表面，有趣的是，月球二号中装了大量的苏联国徽，只为了在月亮上爆炸之后散落到附近作为标志。仅仅不到一个月后，又发射了“月球三号”，发回了第一张近距离月球照片。此后的不到二十年里，苏联不断的发射月球探测器，一直到“月球24”号，期间还送上去过无人月球车，还挖了一些月球的岩石待会地球。在这个期间，苏联还研制发射的8个“探测器号”，有些型号苏联至今也没有公布具体信息，但它们确实对月球进行了比较全面的探测，带回了大量数据。其实，苏联也曾经有过载人登月的计划，但由于种种原因，计划失败或放弃了，最终苏联人也没有实现载人登月。

我们大家都知道著名的阿波罗11号的故事。但在这之前，美国就进行了大量的探月前期工作。在航天竞赛中，苏联开始处处领先，美国不甘落后，于是把目标对准了月亮。1959年，苏联发射月球一号仅两个月后，美国就把自己的第一个月球探测器“先驱者4号”送上了月球。

1961年苏联的第一位宇航员刚刚上天，美国就高调的宣布，阿波罗登月计划上线了，在这个计划中，美国准备进行载人登月，大名鼎鼎的阿波罗11号大家都听说过，但其实阿波罗一共有十几个，我们从阿波罗1号开始说起。阿波罗1号是一颗没有发射就失败的飞船，原计划送三名宇航员绕地球飞行，但是还没等到发射，在1967年1月模拟发射的时候，突然着起了大火，这次事故导致了那三名宇航员当场牺牲。这次事件之后，美国没有继续直接载人，而是发射了阿波罗4号、5号、6号无人测试飞船，期间验证了土星五号重型火箭、落月、从月球返回等关键技术，顺便提一下，没有阿波罗2号和3号。1968年，阿波罗7号开始载人飞行，绕地球进行了试验，紧接着阿波罗8号就带着三名宇航员飞到了绕月轨道然后安全返回。紧接着1969年，阿波罗9号和10号带着登月舱进行了成功发射并返回，验证了其性能但没有登月。1969年7月，巨大的土星五号火箭带着著名的阿波罗11号携带3名宇航员成功登陆月球，阿姆斯特朗和奥尔德林先后踏上了月亮的土地，而另一名宇航员科林斯留在了绕月轨道上，阿波罗11号是人类第一次踏上月球，也是第一次踏上地球外的另一个星球。接下来的三年内，美国又发射了阿波罗12号到17号共6艘登月飞船，除了阿波罗13号由于氧气罐爆炸没有登月外（三名宇航员安全返回地球），另外5艘飞船共12名宇航员成功登上月球，并带回了大量信息和月球物质。

阿波罗计划结束后，美国人几十年都没有再去月球。有传言说，阿波罗登月就是好莱坞拍出来的，是骗局，甚至举了好多证据，有兴趣可以搜一搜，但其实那些所谓证据都不太立得住脚，目前看来，阿波罗登月是真的。

到了1995年，美国航空航天局为了唤起国内民众对重返月球的热情，并对世界显示力量，决定花少量的钱再去一次月球，这次是无人探测，在两年以后发射了“月球探测者”号。再后来到了2005年，美国又推出了“星座计划”，打算载人重返月球并去往火星，不过2021年，由于预算问题，这个计划被砍掉，美国人至今没有新的登月行动。

中国探月计划从2004年开始，命名为“嫦娥工程”，计划分为“无人月球探测”“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段。在第一阶段的无人月球探测，我们分三步走，分别是：绕月、落月、返回。

第一步为“绕”，即发射月球探测器，实现绕月飞行，获取月球表面三维影像，观察物质特性和月面环境。第一颗月球探测器“嫦娥一号”在2007年10月成功发射并出色完成了任务，2009年，嫦娥一号在完成全部任务后，在我国的精确控制下撞向月球。2021年，嫦娥二号成功发射，依旧是绕月飞行，获得更清晰、更详细的月球表面影像数据和月球极区表面数据，并精细探测后续即将着陆的区域。到这里，第一步的“绕”圆满完成。

第二步为“落”，即在月球表面软着陆。2021年，嫦娥三号探测器带着“玉兔号”月球车成功落月，携带了大量科学设备，对月球进行了月面探测，首次证明了月面没有水。嫦娥四号是嫦娥三号的备份星改造成的，主要目标是探测月球背面。我们知道月球自转公转周期是相同的，所以总是“脸朝着地球”，我们在地面上永远也但不到月亮背面什么样子，嫦娥四号就是要落到月球的背面。2021年首先发射了中继星“鹊桥”，保证月球背面的通信，12月嫦娥四号携带月球车“玉兔二号”发射，在2021年1月成功在月球背面着陆，玉兔二号开始月面探测，这是人类第一次登陆月球背面。2021年2月嫦娥四号再次被唤醒，至今仍在工作中。

第三步为“回”，即登陆月球，并从月面采样一些物质再返回地球。主要有嫦娥五号探测器来承担。嫦娥五号由于还要返回，所以比之前那几个都要复杂，它分为轨道器、返回器、着陆器和上升器四个部分，到达月球轨道后，轨道器和返回器留在轨道上，着陆器带着上升器登录月球，完成探测和采样后，把着陆器留在月球上，上升器升空与轨道器汇合，把月球物质交给返回器，只留下返回器自己返回地球。嫦娥五号原计划在2021年发射，但由于发射它的长征五号火箭前期发射出了一点问题，嫦娥五号被推迟，计划在2021年底前发射。它按计划将采集月球样品并带回地球。

除了美国、苏联（俄罗斯）和中国这三个航天大国外，其它国家也不甘落后，日本、欧洲、印度也在进行月球探测活动。

欧洲航天局在2003年就发射了SMART-1月球探测器进行绕月飞行，于2006年撞击月球，并计划在2021年前后实现月面软着陆，2021年前后实现载人登月，但至今还没有听闻新的进展。

日本在2007年9月，发射了“月亮女神”月球探测器，仅仅比中国嫦娥一号早一个月，日本方面宣称他们的探月计划是继美国阿波罗计划之后人类规模最大的探月计划。

印度也早就计划着能进行载人登月，2008年发射了“月船1号”，但10个月后进入了绕月轨道就与地球失去联系。2021年，印度成功发射了月船2号，原计划进行月面软着陆，但不好意思，距离月面2公里时又失联，任务宣告失败。但印度仍没有放弃登月，已经公布了月船3号计划，目标是在2021年登上月球。

5. 探索深空

不管是人造卫星、载人航天还是月球探测，都还是围绕在地球周围这一大片范围内的。但太空极其广阔，对于太阳以及太阳系的其它天体，甚至是太阳系外面的世界，人类也已经开始了探索。深空探测是指脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测活动。其实月球探测也算是深空探测，我们前面已经介绍过，这里讨论一下地球月亮这个范围以外的更远深空。

到这里，有必要再插播一段天文学内容了：

先来看一下我们所在的太阳系的构造吧。简单来说，太阳系就是以太阳为中心，围绕着太阳转的这一堆天体以及这一片空间，就组成了太阳系。太阳当然是大家长，它自己的质量就占整个太阳系质量的99%以上，它对整个太阳系提供光和热，它的引力使所有天体都围绕在周围。太阳之外八大行星围着太阳转，这其中包括了我们的地球，从内圈到外圈依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们的轨道类似于一圈一圈的同心圆，从里到外一圈圈排开。而且这八大行星的轨道几乎处于同一个平面上，我们叫做“黄道面”。地球以外的行星，都有更小的天体围着它们旋转，称为“卫星”，比如月球就是地球的卫星，而我们人造的航天器，围绕地球旋转的，称为“人造地球卫星”。

在火星轨道和木星轨道中间，还有一圈小行星带，其中有很多的小型天体，很多也就只有小石子这么大，也有直径几千米甚至几十千米的大家伙。在海王星轨道以外，还有一颗冥王星，原来它也算是行星，我们小时候就是叫“太阳系九大行星”，不过冥王星在2006年被降级，变成了矮行星。

这些行星别看同在一片太阳系里，但这些兄弟姐妹们离我们地球是非常远的，比如邻居火星，最近的时候距离地球也有5千多万公里，比地球到月球还远了100多倍！即使是“坐火箭去”，也要连续飞好几个月的时间，这还只是地球的邻居。地球到太阳的距离大约有1.5亿公里，是火星的3倍远。天王星海王星这些外行星就更远了。那是不是过了海王星，就出太阳系了呢？还远没有。在海王星轨道之外有一圈布满小行星和彗星的盘状带，叫做“柯伊伯带”，以前它被认为是太阳系的边缘。还有一种说法是以太阳风的影响范围最为太阳系的边界，叫做“日球层顶”，大约半径是150亿千米，约100个AU（日地距离）。最大的一种说法，是以太阳系外围的理论上存在的奥尔特星云作为边界，这样算的话，太阳系的大球半径就会达到1光年以上，以现在早已飞出海王星轨道的旅行者1号的速度，再飞一万年，也出不去奥尔特星云。

简单了解一下太阳系之后，我们来看看人类航天史上，对太阳系的探测。

火星是与地球环境最接近的一颗行星，也是地球的近邻，是人们探索地外行星的第一个目标。第一个将火箭瞄向月球更远的世界的，又是苏联。1960年苏联为了抢夺“率先探测火星”的纪录，试图向火星发射一颗探测器战神1号，但是发射失败，随后的战神2号又失败。接下来，准备飞往火星的“火星1号”、“探测器2号”、“探测器3号”均失败……。到了70年代，苏联接连发射了火星2号和火星3号成功登上了火星，但仅仅20秒后就失去了联系，火星5号成功沿着火星轨道飞行了数天，火星6号和火星7号在火星着陆，但探测结果没有公布。1988年苏联又发了两颗以火卫一命名的探测器，但都失败了。再后来苏联就解体了，继承它的俄罗斯在1996年和2021年发射了两次火星探测器，但都失败了，第二次发射还带着中国的“萤火一号”一起失败。回顾看来，从苏联到俄罗斯，对火星的探测是“败多胜少”。

真正取得火星探测成功的是美国。1964年，美国向火星发射了两颗探测器：水手3号偏离轨道，但水手4号成为第一个到达火星的并且发回照片的探测器。紧接着，水手6号、水手7号都成功掠过火星并发回了照片，而水手9号第一次进入了火星环绕轨道，开始围绕火星旋转。1976年，美国的海盗1号和海盗2号先后成功在火星着陆，并且拍摄了火星表面和天空的照片。九十年代的火星全球勘测者探测器到达火星轨道，持续运行了十年，获得了大量数据，同年火星探路者号带着人类的第一辆火星车也成功在火星着陆。在这期间，美国也发射过几次失败的火星探测器，要么坠毁，要么失联。进入21世纪，美国成功发射火星奥德赛号进入火星轨道，之后一直作为通信中继星，现在还在运行，后来，美国的勇气号、机遇号、凤凰号和好奇号火星车先后在火星成功着陆，发现了火星上存在水的证据，并深入研究了火星气候。

其它国家中，日本曾经发射过希望号火星探测器，但是轨道偏离而失败。欧洲在2003年成功发射了火星快车号，但一起上去的猎兔犬号着陆器失去联络。中国也曾研制过萤火一号探测器，由俄罗斯的火箭负责发射，但由于火箭发射失败导致萤火一号没有成功。

火星探测非常困难，据统计，世界上共发射过四十多颗火星探测器，但成功率还不到一半。2021年7月，中国刚刚成功发射了自己的火星探测器：天问一号，目前正在飞往火星的漫漫长路上。

金星和水星都是内行星，也就是在地球轨道的里圈，离太阳更近。金星也是地球的邻居，与地球几乎差不多大小。最早在金星表面硬着陆的（硬着陆就是摔上去），是1965年前苏联的金星3号，但是在进入金星大气层后失联了；随后发射的金星4号、5号和6号，也没有传回金星地面的信息。首次在金星表面软着陆的，是1970年苏联的金星7号，并传回了金星表面的参数，温度高达450摄氏度，大气压是地球的100倍。首次拍摄金星表面彩色照片的，是苏联的金星13号。苏联一共发射了十多颗金星探测器，有些失败了，有些在金星表面登陆没多久就报废。不过现在人类已经知道，金星表面温度极高，全是二氧化碳，根本不适合生命的生存。

1962年，作为水手1号的备份，美国人的水手2号第一次成功掠过金星。同样的，水手5号（本来要去火星的水手4号的备份）也到达了金星附近。后来美国先驱者-金星1号和2号分别进入了金星的环绕轨道，并且释放探测器降落在金星表面，对金星大气金星了探测，发现主要是二氧化碳和硫酸，环境非常恶劣。1990年，最成功的金星探测器——美国的麦哲伦号到达金星，并获得了完整了金星地图和地址全貌。目前，美国和俄罗斯正在合作计划再次探访金星。此外，欧洲和日本也发射成功了金星探测器，分别是欧洲航天局的金星快车和日本的拂晓号，其它国家还没有过金星的探测。

水星在金星的更内圈，距太阳更近，体积也更小。人类对水星的探测很少，截止到今天也只有3次。第一次是1973年美国发射的水手10号，首次采用引力弹弓原理飞行（后面我们再解释），两次飞掠水星，获得了水星的照片。直到2004年，才有了第二个水星探测器，信使号，它升空后先是掠过了两次金星，然后又掠过两次水星，用了快7年的时间，才到了水星的环绕轨道。第三次是欧洲和日本共同研制的贝皮科伦坡号，于2021年发射，现在还没有到达水星。

太阳对于我们既熟悉又陌生，每天太阳都在天上挂着，给我们提供光照和能量，但对太阳的探测非常凶险，因为它附近温度极高、辐射极强，人造的探测器很难生存。

人类对太阳的探测主要有90年代美国和欧洲联合研制的尤里西斯号，以及2021年美国发射的帕克太阳探测器，他们对的日球、日冕和太阳风进行近距离观测，获得了大量有价值的数据。

火星轨道之外，有四颗巨大的行星，依次是木星、土星、天王星和海王星，他们都是巨大的气态行星，离地球非常远，人类对他们的探测相对较少。这些行星的探测大部分都是美国人在做。

早在1972年美国就成功发射了先驱者10号，第二年飞掠木星，工作了30年，紧接着又发射了先驱者11号，对木星和土星进行了探测。苏联也发射了一颗探测器到了土星附近，对土星光环进行了探测。1977年美国发射的旅行者1号和旅行者2号非常有名，他们俩先后飞越并探测了木星、土星、天王星和海王星，过程中还探测了他们的一些卫星，现在早已飞过冥王星轨道，向着太阳系外广漠的宇宙行进，有趣的是，他们还携带了多种语言的问候语和音乐，为了向外星人表达人类的问候。后来，美国先后发射了伽利略号和朱诺号木星探测器，专门探测木星及其卫星。美国和欧洲合作研制了卡西尼号土星探测器，用来专门探测土星，并且在土卫六（泰坦星）上着陆。

2006年，美国发射了新视野号探测器，向更远处的冥王星行进，2021年飞过了冥王星，并对它和它的伴星卡戎进行探测，并拍摄了近距离珍贵照片，现在，新视野号已经进入太阳系外围的柯伊伯带，正在向冲出太阳系前进。

我们知道，太阳系中除了各大行星之外还有一些小型的天体，比如小行星和彗星。1999年美国发射了星尘号探测器，主要任务是对彗星成分，它拍摄并收集了彗星的样品，2006年将它们带回了地球。2004年，欧洲发射成功了罗塞塔号彗星探测器。2005年美国又发射了深度撞击号，研究坦普尔1号彗星核心，并成功装上这颗彗星的彗核。

2003年，日本发射了曲折的隼鸟号小行星探测器，显示它的两个小卫星失败，接着主体又失联，幸运的是，后来奇迹般的复活，并且取到了小行星的样品，还带回了地球。2007年美国的黎明号（也称曙光号）发射，目的是探索小行星带最大的两颗原行星：灶神星与谷神星，后来环绕小行星飞行。

宇宙深邃而广漠，总有一天，我们要走出太阳系，看看外面的世界。