发射卫星要找“窗口”
1900年4月7日晚，全国电视观众守候在荧屏前，等待观看发射“亚洲”1号通信卫星的转播。原定火箭于19时50分升空，可是屏幕上出现了“因发射场气象条件不好，发射时间待定”的字样。后来“长征”3号火箭终于在21点30分顺利起飞。行家们解释道：19时50分是第一个发射窗口，21时30分是第二个发射窗口。
发射卫星还有“窗口”？不错，但这里说的“窗口”是各种条件都有利于发射的一个时间段。
若要让卫星飞往其他行星，就得研究地球与这些星球不断变化的相对位置，在几年甚至几十年的范围里找出一段只有几十天长短的日子，这时用较小推力的火箭、花较短的飞行时间，就能低达目的地。例如：1977年发射的“旅行者”1号、“旅行者”2号飞船，充分利用了有利的行星排列，分别考察了木星、土星、天王星和海王星。
就是环绕地球的人造卫星，也不是随时都能送上天的。有的卫星靠太阳能电池供电，要求一入轨就在太阳光照耀下，不能落在地球的阴影里，这也需要用选择发射窗口来解决。
至于气象因素，对安全发射的影响更大。1986年美国“挑战者”号航天飞机爆炸，就是因为严寒使橡胶密封垫圈变硬失效，导致燃料泄漏起火。此外，卫星发射也要避开雷电、暴雨、大风等恶劣天气。
用大炮发射卫星
著名法国科幻作家儒勒·凡尔纳曾经写过一部小说，虚构了用大炮把地球人发射到月球去探险的有趣故事。后来人类真的登上了月球，但乘坐的不是炮弹，而是火箭飞船。
20世纪90年代初，美国劳伦斯·利弗摩尔国家实验室真的建造了一门超级大炮，用来试验当年凡尔纳憧憬的“炮弹太空旅行”。
超级大炮像一个大写字母L。横在地面的一根82米长管子是压缩管，里面有个1000千克重的钢活塞。竖起来直指太空的发射炮管长47米。发射前，先将活塞推向后部，压缩由甲烷和空气混合成的气体，并向活塞的另一面注入氢气。等到甲烷混合气体被压缩到足够压力，就让它点火爆炸，于是活塞向前运动，压缩氢气。氢气被压缩到4100个大气压时，便冲开阀门进入发射管，巨大的推力使“炮弹卫星”沿着抽成真空的炮管高速发射上天——这门超级大炮实际上是一支“气枪”！
从航天炮射出的并不是一颗单独的卫星，而是一支载着卫星的小型火箭，它出膛后再点火，把卫星送入轨道。
用大炮发射卫星的代价只有普通火箭或航天飞机的百分之几到千分之几，这对运送建造太空站的材料和宇航员给养很有利。由于炮弹出膛的加速度远远超过了人体承受极限，因此凡尔纳憧憬的“载人炮弹”看来还是难以实现。
飞机发射卫星
1993年2月9日，巴西发射了第一颗人造卫星。这颗环境监测卫星与以往升空的大多数航天器不同，是由B—52飞机从大西洋上空发射入轨的。
大家都知道B—52是一种重型轰炸机，为什么还能用它发射卫星呢？原来，美国在20世纪80年代末期研制了一种“飞马座”运载火箭，它的第一级就是B—52飞机。发射卫星时，B—52从机场跑道上起飞，长15米、重18吨的“飞马座”三级火箭就挂在它的机翼上，卫星装在火箭顶端。当飞机到达12000多米的高空，速度为980千米／小时时，将火箭抛下。5秒钟后，火箭点火，开始燃烧。等到第三级火箭燃尽，卫星就进入轨道了。
飞机发射卫星不需要造价昂贵的火箭发射台，可在普通机场上起飞。一般运载火箭的发射准备工作需要好几个月，而“飞马座”火箭只要6个技术人员花两星期的时间就能组装完毕。同样的卫星用“飞马座”火箭发射，费用是常规运载火箭的1/3。难怪有的科学家建议，航天飞机也可以先由飞机送上天，再用自己的火箭发动机送入轨道。
地球观测卫星
人们希望探索宇宙的奥秘，但是更需要了解地球，因为地球上发生的各种变化直接影响我们的生存。所以世界各国发射的航天器中，许多是专门用于监视地球环境的，它们被称为“地球观测卫星”。
气象卫星是最常见的地球观测卫星。它们通过可见光、红外线等不同的传感器，密切注视大气层的风云变幻，为气象工作者提供天气预报所需的各种信息依据。
地球表面7／10是海洋，海洋卫星专门观测海流动向、海温变化和海冰情况，还能帮助渔民寻找鱼群。
资源卫星用多光谱仪器（包括雷达）对广阔的大地进行勘探，不仅能查明地下矿藏，还能找到撒哈拉沙漠下面的古河道和古代玛雅人建造的水渠网。你甚至还可以花钱请卫星从高空拍下你家院子里的景观呢。
由于地球上污染严重，如今又有一批专门监视环境变化的卫星上天。例如，有几颗卫星的主要任务是调查氯氟烃对臭氧层的破坏程度。
当然，军事侦察卫星也是一种地球观测卫星。
地球观测卫星承担了许多事关国计民生的重任。它们还负责监视庄稼病虫害、估算世界范围的粮食产量、侦查森林火灾，甚至能为警方找到犯罪集团偷偷种植的罂栗等毒品植物。
紫外天文卫星
1946年10月，美国发射了一枚高空火箭，人类第一次获得了太阳紫外光谱。从那以后，世界上有不少国家利用高空火箭，探索来自天空的紫外线。50年代末，火箭记录到天空背景的紫外光谱。70年代是紫外空间观测进展最快的10年，从“轨道天文台”3号，“荷兰天文卫星”到技术先进的“国际紫外探测器”接连上天，获得大量紫外信息。
那么为什么要发射这些紫外天文卫星呢？这是由于两方面的原因：一是因为地球大气层像过滤器一样，差不多全部吸收掉来自宇宙的3000埃以下的致命的紫外辐射，除对于波长在2000～3000埃的紫外线，尚可用能达到50千米高的高空气球进行观测外，其他短波紫外必须利用人造卫星。二是因为宇宙天体发出的大量信息都在紫外波段，天文学的很多理论工作必须得到紫外观测的验证。例如“荷兰天文卫星”进行了紫外光谱多普勒频移的观测分析，通过比较不同距离处类星体的频谱，来验证在几百年中宇宙膨胀速度有无变化。另外，太阳紫外线对人造卫星的寿命以及对宇航员的身体都有严重影响，只有了解它，才能掌握它，防止它。
雷达卫星
1991年初爆发的海湾战争中，战场上空经常阴云密布，有时还下着雨，给空中侦察带来困难。可是美国有一颗名叫“曲棍球杆”的雷达侦察卫星，却能不分昼夜地透过云雾看清地面1立方米大小的物体。它在海湾上空绘制了数千幅雷达图像。“曲棍球杆”卫星和别的侦察卫星合作，还发现并跟踪了伊拉克“飞毛腿”导弹发射架的夜间转移，甚至能识破伪装的假目标。
雷达卫星的“眼睛”是合成孔径雷达，同望远镜一样，雷达天线直径越大，目标看得越清楚。但卫星上不能安装大型天线，所以科学家让星载雷达准确而重复地发出和接收脉冲波，使小型天线在行进中好像变成了一个直径很大的天线，使分辨率明显提高。
雷达卫星也能用于和平目的，例如探矿和减灾。安装有雷达的海洋卫星可以遥感出清晰的海浪形状和运动方向，还能监视海冰漂移，为船舶和港口提供灾害警报。在洪涝时期，雷达卫星可以透过云层“看清”江河堤岸和水域，及时预报洪峰动向和水位变化。雷达波对草木、土壤有一定的穿透性，可以测量土壤湿度，预报旱情。
现在，星载合成孔径雷达已经在地球以外大显身手。金星终年被浓密云层所笼罩。载有雷达的飞船却能揭开它的“面纱”，绘制出十分精确的金星地形图。
“空中千里眼”——气象卫星
自1960年美国发射了第一颗气象卫星以来，现在已有近180颗气象卫星“兄弟”在浩瀚的太空中邀游。
气象卫星在太空对地球大气进行观测时，地面上的各种状况和各种气象变化都能反映在卫星的各种观测仪器上，并拍成云图。我们每天从中央电视台天气预报节目中看到的卫星云图，就是气象卫星拍摄的。
气象卫星具有许多优点，最为突出的是：观测的地域广阔、观测的时间长久和观测的数据汇集迅速等。如气象卫星飞绕地球一圈所收集的气象资料，比地面上的上万个气象台站一昼夜收集的资料还多100倍；气象卫星拍摄一幅卫星图片，所覆盖的面积比我国国土还大10倍多。
气象卫星拍摄的卫星云图，使气象预报员早在台风刚刚形成、远在千里之外时，就能看清它的外貌特征，确定它的中心位置和强度，并追踪它的移动路径和方向，同时也可以告诉人们，提前做好准备，免遭台风之害。自从气象卫星上天以后，所发生过的台风无一逃脱过它的“慧眼”，真够神通广大。
由于气象卫星为人类了解天气变化、预报气象而巡逻在太空，因此被称为“空中千里眼”。
