这两颗Echo卫星都是气球,美国航天局的技术人员把它们叫做“卫球(satelloon)”。两个气球完全充满时直径是30.5米,用涂有金属涂层的聚酯膜皮构建而成。这两颗卫星打算用来转发无线电信号,尤其是大陆间的电话、电视信号。Echo卫星的工作模式是完全被动的,电波只是简单地被其光亮的表面反射回来。由于它们在相对较低的轨道上运行,轨道高度在地球上空1519千米到1687千米之间,所以它们在地球各地都能够被清楚地看到。(参见www.astronautix.com/craft/echo.htm <https://www.astronautix.com/craft/echo.htm>)。
实际上,这两颗卫星的反照率很高,看上去比一颗1等恒星还要明亮(1等恒星是宇宙星系中最亮的恒星)。他们曾经给著名作家C. Clarke造成了很大的烦恼。当时他正在和Stanley Kubrick讨论有关一个电影脚本的思路。这个剧本后来便是电影《2001:太空漫游》。Clark刚刚说服导演,不要在剧情大纲中包含飞碟的情节。这时两个人都盯着Kubrick在纽约的公寓上方的天空,惊异地看着一个典型的飞碟形象从头顶静静的掠过。那就是Echo 1A 卫星。
Echo气球还用于对大气密度、日压,以及大型航天飞行器和全球大地几何测量等的研究。Echo计划确实使美国五角大楼精确确定了莫斯科的位置,以便在需要时实现用导弹准确打击前苏联首都这一有些令人遗憾的目的。美国航天局的第三颗“卫球”叫做PAGEOS,于1966年发射被送入极地轨道。这颗气球则纯粹是为了进行大地测量。
美国这些研究的成功表明,气球可以安全地在太空充气。但是让气球在太空中工作有一些特殊方面的问题。如果气球的包层直接暴露在阳光照射之下,则由于朝向阳光一面的气体受热膨胀速度较快,气球将会发生旋转。气球还会受到阳光照射一面因气体逃逸而增强的推力作用。当充入氢气或氦气时,任何材料都不可能完全不透气。气体的膨胀还会拉紧气球的表皮材料,结果会使其透气性更强。
如果时间足够长,气球包层中的空气会全部跑掉。不过,太空里的气球不会以通常所理解的方式因“撒气”而瘪缩。即便它们完全是空的也会保持球的形状。这是因为太空中和地球大气当中的情况不同,那里没有外部压力,不会让气球缩瘪。
正如在Echo计划中所证实的,因为气球的表面积很大、质量很低,所以在太空它们易于受到来自带电粒子流的压力,就是所谓的“太阳风”的压力。事实上,气球将很容易沿着这种粒子流漂移,离开地球轨道,成为这种粒子流中的来自地球的成分。这种特点似乎可以让气球成为一种比广受推崇的太阳帆简单得多的替代品,一种低成本的深空探测器。
--Hadrian Jeffs,来自英国Norwich。