无形的巨手-神奇现象化学揭秘
众所知，通信卫星是人类的“顺风耳”和“千里眼”。卫星通信比普通的无线电通信优越得多。
然而，发射通信卫星是一件非常复杂的事。首先要使卫星进入“同步轨道”，卫星在这个圆形轨道上以每秒3.74公里的速度飞行，绕地球一周为23小时56分4秒，与地球自转的速度和方向完全相同。因而，从地面看上去，它是静止不动的，所以又有人叫它为“同步卫星”或“静止卫星”。
现在，发射通信卫星有两种方法：一种是用火箭发射，例如美国曾用“大力神”火箭，英国、法国等用“阿里安娜”火箭，我国则用“长征3号”火箭。另一种是自1984年4月14日开始，美国用航天飞机在高空发射。用火箭发射，这种火箭需要三级：第一级把卫星推出大气层；第二级将卫星送入200公里高的低空停泊轨道。第三级把卫星送入700～800公里高的大椭圆转移轨道。然后再过渡到同步轨道上去。
从大椭圆转移轨道能否顺利过渡到同步轨道上去，这是发射通信卫星的最大难关。因为大椭圆转移轨道的平面和同步轨道并不重合，而是有个夹角，其近地点和远地点虽然都与赤道平面相交，但是，只有远地点的高度才是同步轨道的高度。因此，要实现顺利地过渡，首先必须调整好卫星的姿态，使卫星的飞行轴向与入射方向完全一致。然后，在地面上的遥测人员准确计算好点火时机，通过无线电把点火指令输入星内计算机中。一旦接到指挥部的“点火”命令，卫星上的火箭就立刻点火，把卫星“托举”到同步轨道上去。否则，卫星就无法进入同步轨道，只能继续在大椭圆轨道上长期徘徊，直至陨落，或者像一匹脱缰的野马，逝入冥冥太空。还有，通信卫星进入同步轨道以后，也绝非太平无事。它受太阳和月亮的引力作用，以及太阳风（从太阳发出的流向地球的、时速为160万公里的尘埃流）的影响，会发生上下漂移；同时，它受地球自转方向的影响会发生左右漂移，它受上面两种合力的影响在空中又会作“8”字形的漂移。因此，要使通信卫星保持静止不动，就必须对它进行姿态和位移的控制。
这种控制技术最早是采用钛合金做的高压氮气瓶，使用时启动阀门，喷出高速气流，借助气流产生的反作用力进行调整。但是，由于这种控制技术容量小、寿命短、准确性差，所以很快就被淘汰了。从60年代开始，美、苏等国的化学家研究了成千上万个化学物质的分解过程，最后发现肼（N2h2）在重金属铱的催化作用下，能迅速分解成氮气和氢气，从而制造出一种新型的“肼分解姿态控制发动机”。它与高压氮气瓶相比有三大优点：
一、容量大、效率高。肼在常温高压下是液态化合物，但一旦分解可产生2200多倍于原体积的高速气流。这样，它单位体积的做功率比高压氮气瓶高得多，因而对完成同量的姿控任务来说，肼分解姿控发动机就可微型化、轻量化。
二、控制自如。显然，这种发动机的推力大小是由流入催化剂床层的肼的多少决定的，所以控制了肼的流量就控制了它的推力，多则几十公斤，少则几公斤乃至几十克，它都可喷发自如。
三、机动灵活。由于肼在铱的作用下分解速度极快，从液态转变成气态的时间只需0.05～0.1秒，所以发动机每次做功时间长短皆可随意操纵。它既可进行几千次的冷起动（两次起动之间相隔很长，每次起动催化剂都是“冷”的），又可进行十几万次以至几十万次的热能动（连续起动）。
这样，只要通信卫星在上、下、左、右和前、后六个方向装上这种姿态控制发动机，就可纹丝不动地“站”在天上。自从1969年7月美国“阿波罗”登月飞船使用这种姿态控制发动机以来，现在发射通信卫星的国家都采用这种技术。欧洲航天局定于1989年发射的“奥林匹克”号通信卫星，也用这种技术进行姿态控制。
现在，肼分解姿态控制发动机不仅用于通信卫星的发射和定点，而且还用于回收卫星业务。1983年6月，美国“挑战者号”航天飞机为联邦德国发射了“斯帕斯—01”号试验通信卫星，但在进入同步轨道之前出了故障，末级火箭虽然脱离了星体，而远地点发动机仍然连在星体上。另外，其远地点为1200公里，近地点为269公里，倾角为28.2°。在通常情况下这颗卫星就报废了，但联邦德国方面经过再三考虑，还是希望美国能利用航天飞机将这颗价值7000多万美元的的卫星收回。两个月之后，美国航天飞机再次升空，利用星体上的肼分解姿态控制发动机在卫星到达远地点时，让连在星体上的远地点发动机点火，使卫星向着降低轨道的方向飞行，使卫星轨道逐渐改变成高度为300公里的圆形轨道。最后，这颗失散的卫星终于被回收了。美国利用这类技术于1984年2月还为印度尼西亚回收了“帕拉帕乃～2号”实验通信卫星。
值得自豪的是，我国化学家和航天专家也已掌握了这种高难度技术，并成功地用于我国1984年4月8日发射的实验通信卫星和1986年2月1日发射的实用通信卫星。中央电视台的节目通过它可传遍祖国各地。
