這兩顆Echo衛(wèi)星都是氣球,美國航天局的技術(shù)人員把它們叫做“衛(wèi)球(satelloon)”。兩個(gè)氣球完全充滿時(shí)直徑是30.5米,用涂有金屬涂層的聚酯膜皮構(gòu)建而成。這兩顆衛(wèi)星打算用來轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào),尤其是大陸間的電話、電視信號(hào)。Echo衛(wèi)星的工作模式是完全被動(dòng)的,電波只是簡(jiǎn)單地被其光亮的表面反射回來。由于它們?cè)谙鄬?duì)較低的軌道上運(yùn)行,軌道高度在地球上空1519千米到1687千米之間,所以它們?cè)诘厍蚋鞯囟寄軌虮磺宄乜吹健#▍⒁妛ww.astronautix.com/craft/echo.htm <https://www.astronautix.com/craft/echo.htm>)。
實(shí)際上,這兩顆衛(wèi)星的反照率很高,看上去比一顆1等恒星還要明亮(1等恒星是宇宙星系中最亮的恒星)。他們?cè)?jīng)給著名作家C. Clarke造成了很大的煩惱。當(dāng)時(shí)他正在和Stanley Kubrick討論有關(guān)一個(gè)電影腳本的思路。這個(gè)劇本后來便是電影《2001:太空漫游》。Clark剛剛說服導(dǎo)演,不要在劇情大綱中包含飛碟的情節(jié)。這時(shí)兩個(gè)人都盯著Kubrick在紐約的公寓上方的天空,驚異地看著一個(gè)典型的飛碟形象從頭頂靜靜的掠過。那就是Echo 1A 衛(wèi)星。
Echo氣球還用于對(duì)大氣密度、日壓,以及大型航天飛行器和全球大地幾何測(cè)量等的研究。Echo計(jì)劃確實(shí)使美國五角大樓精確確定了莫斯科的位置,以便在需要時(shí)實(shí)現(xiàn)用導(dǎo)彈準(zhǔn)確打擊前蘇聯(lián)首都這一有些令人遺憾的目的。美國航天局的第三顆“衛(wèi)球”叫做PAGEOS,于1966年發(fā)射被送入極地軌道。這顆氣球則純粹是為了進(jìn)行大地測(cè)量。
美國這些研究的成功表明,氣球可以安全地在太空充氣。但是讓氣球在太空中工作有一些特殊方面的問題。如果氣球的包層直接暴露在陽光照射之下,則由于朝向陽光一面的氣體受熱膨脹速度較快,氣球?qū)?huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。氣球還會(huì)受到陽光照射一面因氣體逃逸而增強(qiáng)的推力作用。當(dāng)充入氫氣或氦氣時(shí),任何材料都不可能完全不透氣。氣體的膨脹還會(huì)拉緊氣球的表皮材料,結(jié)果會(huì)使其透氣性更強(qiáng)。
如果時(shí)間足夠長,氣球包層中的空氣會(huì)全部跑掉。不過,太空里的氣球不會(huì)以通常所理解的方式因“撒氣”而癟縮。即便它們完全是空的也會(huì)保持球的形狀。這是因?yàn)樘罩泻偷厍虼髿猱?dāng)中的情況不同,那里沒有外部壓力,不會(huì)讓氣球縮癟。
正如在Echo計(jì)劃中所證實(shí)的,因?yàn)闅馇虻谋砻娣e很大、質(zhì)量很低,所以在太空它們易于受到來自帶電粒子流的壓力,就是所謂的“太陽風(fēng)”的壓力。事實(shí)上,氣球?qū)⒑苋菀籽刂@種粒子流漂移,離開地球軌道,成為這種粒子流中的來自地球的成分。這種特點(diǎn)似乎可以讓氣球成為一種比廣受推崇的太陽帆簡(jiǎn)單得多的替代品,一種低成本的深空探測(cè)器。
--Hadrian Jeffs,來自英國Norwich。