四、后来居上的人造卫星

前苏联的第一颗人造卫星上天，最为震动的是美国，因为第二次世界大战以后，美国一直在同前苏联进行激烈的太空竞争，企图率先夺取发射卫星的头功。美国早在战后不久就着手研究设计人造地球卫星的可能性。20世纪50年代初，冯·布劳恩带领一批火箭设计师制订了美国卫星发展的计划。1955年7月29日，美国政府批准了“先锋号”科学卫星研制计划。这颗卫星重1．5千克，本来也是计划作为1957年国际地球物理年活动的一个组成部分，于1957年7月1日送入太空轨道运行。1957年的国际地球物理年，促使美国加快了发展人造卫星的步伐。1956年9月20日，布劳恩主持研制的“红石”导弹进行发射试验。在“红石”导弹的顶端装了一枚仅重38千克的小型假弹头，在“红石”导弹的推动下，假弹头持续飞行了250千米，创造升空到110千米的高度纪录。布劳恩在试验后曾说：“若是以第四级火箭取代这个38千克重的导弹有效载荷，这枚导弹便能入轨运行。”可见，在前苏联卫星上天之前一年，美国只要对“红石”导弹稍加改进，就具备发射卫星的能力了。但是，当时美国没有抓住这个机遇，而是把注意力集中在发展导弹武器上了。不巧的是，导弹试验又惨遭失败。美国研制的雷神中程导弹于1957年1月25日、4月19日、5月21日接连3次发射失利；宇宙神远程导弹进行3次试飞，第一次1957年6月11日发射后爆炸，第二次9月25日仅飞行4千米即坠落，第三次12月17日飞行800千米，只及全程的十分之一，未达目的；大力神远程导弹于1957年底首次发射，结果也未成功。因此这些导弹都不能改装成运载火箭，发射卫星的计划也就必然地落在前苏联的后面了。

前苏联第二颗卫星上天后，促使美国加紧火箭的研制，立即决定发射原订计划的“先锋号”卫星。当时，“先锋号”的运载火箭遇到一系列技术困难，又拖延了一段时间。1957年12月6日首次进行“先锋号”卫星的发射试验。但因火箭在发射台爆炸而失败。这时距前苏联发射成功第一颗卫星已经过去两个月多的时间了。在这种情况下，美国又决定启用布劳恩主持研制的“红石”弹道式导弹，将它改装成“丘比特C”运载火箭。它的第一级是“红石”导弹改型的液体火箭，第一级发动机推力为37．5吨，第二、三、四级采用固体火箭发动机，分别由11个、3个和1个“中士”火箭组合而成。由于“红石”导弹技术比较成熟，由它改进而成“丘比特C”运载火箭发射卫星把握性就更大些。1958年1月31日，美国第一颗人造卫星“探险者1”号终于发射成功。虽说“探险者1”号卫星有点姗姗来迟，毕竟挽回了美国的落后局面。这颗卫星与末级火箭连在一起进入绕地球运行的长椭圆形轨道，轨道近地点360千米，远地点2531千米，轨道倾角33．34度，运行周期114．8分钟。卫星和末级火箭总重约14千克，卫星本体只重8．22千克。卫星呈锥顶圆柱形，高203厘米，直径15．2厘米，四根鞭状天线十字形配置在星体周围，各长57．2厘米。星上携带有几种测量宇宙线、微流星以及卫星内外温度的仪器，还有无线电发射机，可把测量结果发回地面。这次发射的重要成果，是在2000千米以上的高空测得辐射能量剧增，证实存在一个强大的辐射带，后来称为范·艾伦辐射带。(www.daowen.com)

尽管美国第一颗卫星的重量远比前苏联的第一颗卫星轻，表明它的早期运载火箭的运载能力相当低，只够发射小型卫星的水平，但是星上仪器设备却较前苏联的先进，前苏联的“伴侣1”号卫星只能发送无线电信号，而美国的“探险者1”号卫星却能从事简单的太空探测了。美国第一颗卫星上天后，在航天活动方面与前苏联并驾齐驱，在激烈的竞争中把空间技术推向新的阶段。