教师是人类灵魂的工程师,承载着 [太空承载着人类的梦想]

发布时间:2020-03-13 来源: 日记大全 点击:

     开篇的话      人类自诞生之日起就被牢牢地束缚在地球上,但从古至今人类从未中断过对蓝色太空的向往。于是有了中国古代嫦娥奔月寂寞广寒的美丽传说;古希腊神话中青年人伊卡洛斯用羽毛和蜡制成双翼飞翔,因接近太阳蜡被融化坠海而亡的哀婉故事。在具体实践中人类也对地球引力发起一次次冲击。我国古代就有人试图利用烟花爆竹,使自己飞起来……人类真正开始太空之旅,是1961年由苏联宇航员尤?加加林乘坐“东方”1号宇宙飞船实现的,其后美国“阿波罗”11号实现登月……为人类的太空探索书写了一笔又一笔的辉煌。然而征服太空的历程又充满了挫折与艰辛,有时甚至要付出鲜血与生命的代价,正如2月1日“哥伦比亚”号航天飞机的失事给全世界投下了阴影。
  航天活动如此危险,而且代价高昂,人类为何还是不屈不挠地进行着太空探索?
  
  太空对地球人的意义
  
  法国负责科学与新技术事物的部长级代表克洛迪?艾涅尔曾说过,“太空探索的风险永远不会为零,技术进步过程中也不可避免地遭遇到各种灾难和悲剧,但人类不能因此而放弃对太空的探索,因为这是人类与生俱来的需要。”
  太空对人类的价值不仅是精神上的,更有着现实的意义。上个世纪末曾有人预言:航天技术、海洋技术、信息技术、生物技术、新材料将成为21世纪的五大新兴产业。随着人类科技进步、社会发展,人们已经认识到地球资源不是“取之不尽,用之不竭”的。据国际石油研究机构计算,按现在的消耗量,再过50年(也有说70年、100年不等),世界上现已探明的石油储量就会被开采完了。矿物燃料属于非再生资源,终有一天会被消耗殆尽,而且矿物燃料的大量使用造成越来越严重的环境问题。面对地球将发生的能源危机、环境污染,人类必须寻求新的且不会给环境带来污染的能源,其中太阳能和核能是最有希望的。但在地球上开发洁净能源受到各种限制,大气层中的云和地球的昼夜循环严重制约着太阳能的采集。太空的高真空高洁净环境更利于采集太阳能,有人建议把卫星放在月球上,吸收太阳能再反射回地球,供人类使用。
  核能的开发受到核废料问题的困扰,从地球外天体采集优良的聚变材料则可避免这个麻烦。举个例子,人类目前已探知,月球含有丰富而无核污染的氦3同位素核动力资源,而地球上却很少。月球的氦3同位素可供地球使用几千年,而且从月球上开采并运回地球使用的成本只是在地球上开采成本的一半。另外,空间探测中寻找的反物质具有相当大的能量,一个指甲大小的反物质互相碰撞所产生的能量就相当于一个核反应堆。
  另外,太空中微重力、高真空、高洁净度、强辐射等特殊环境为生物、医学、制造业开辟了新天地。比如,在微重力条件下生成的细胞和蛋白质、酶更为纯净和天然,可研究出更好的药物和生命基本构造,从而延长人类的生命;利用空间育种会使农作物的产量大幅度增加;人类还可以通过建立空间产业,利用空间的微重力进行新的金属合成。而这一切在地球上根本不可能实现。
  
  太空中高视点、广阔视野的特点为卫星通信、遥感提供了优越条件。人造卫星使巨大的地球变成了一个“地球村”,使人类第―次认识到“地球之小”。通信卫星与光缆、计算机相结合,形成了新的信息、知识传播技术,使得时间因素和空间因素的障碍在很大程度上被克服,信息和知识的交流越来越国际化、非物质化(无纸化、远程教育)和同步化(信息提取在时间上的随意性和同时性)。多学科互相碰撞,将进一步引发人类知识的“裂变反应”。目前利用卫星通信的国家和地区已达170多个,有122个国家加入了国际通信卫星组织。卫星通信为社会提供的业务,现在已达到百种以上。
  由于卫星位置高、覆盖面广,数颗导航定位卫星部署在太空轨道,就具有全球和近地空间的立体覆盖能力,可以构建全球导航定位系统。地面、空中、海洋和空间用户通过接收多颗卫星发出的特定的无线电信号,就可计算出自己的空间位置和速度。它可用于飞机、火车、汽车、船舶行驶中的定位与导航,提高和优化运输网络的利用率和交通安全性等。美国是最早发展卫星导航定位产业的国家,其全球导航定位系统(GPS)已较完善。
  气象卫星则在天气预报方面显示了得天独厚的优势。1968年8月初,美国科学家从卫星拍摄的图像上发现一个可疑点,经过跟踪研究认为可能形成飓风,于是发出警报。短短数天内美国东南沿海就有数万人转移。几天后,飓风如期而至横扫了这一带,造成直接损失15亿美元,由于得到警报,人员伤亡却不大。据统计,利用气象卫星可提前3天~5天做出较准确的天气预报,且准确度较地面观测站提高近20%。气象卫星的投入产出比平均为1∶10,即投入1元钱能获得10元的效益。如美国研制一颗气象卫星花费2亿美元,而每年减少由于天气造成的自然灾害损失却高达20亿美元!
  卫星的应用使我们能更清晰地认识地球。过去绘制一幅地图全凭测量人员翻山越岭、涉水穿漠进行测量,收集资料,不仅艰苦费时,而且由于条件所限一些地域很难搞清楚。航拍使这项工作大为改观,陆地卫星更使其插上了翅膀。卫星五分钟观测地面的资料相当于一架飞机飞行六个月的工作量,而且更精确。此外,卫星在探查矿物资源、监视农业森林火灾及病虫害方面都大有作为。
  航天技术发展中一个最受争议而且也是各发达国家激烈竞争的领域是军事用途。“善攻者,动于九天之上”。太空是未来战争的主战场,组建天军、建立太空军事基地、争夺“制天权”已成为新的军事焦点。
  
  1991年海湾战争期间,大约有6大类12种60多颗军用及民用卫星被用于情报收集、通信、导航、预警和气象预报,这是人类首次大规模地将卫星技术用于战争。1999年的科索沃战争中,北约为进行情报搜集、通信、指挥、导航、气象预报等,动用了15种以上的卫星系统、50颗以上的军用和民用卫星。
  目前已使用和未来可能使用的航天武器主要有以下几个方面:
  侦察与监视地面目标。人在太空用肉眼或借助复杂遥感器,可对地面目标进行侦察与监视,甚至比侦察卫星观察得更真实、更快、更有选择性。例如,宇航员可根据侦察地带的气候条件及信息是否有用,决定摄影机开关,从而减少不可靠因素,极大地提高了侦察和监视的有效性。
  载人航天器的可靠性比无人航天器更高,因此,用它来部署军事卫星更可靠,尤其是有些大型军用卫星。美国宇航员曾乘航天飞机修理过“哈勃”太空望远镜。据称,美国K-12侦察卫星就拥有在轨加注燃料的功能。
  另外,随着军用航天技术的日新月异,地面军事力量将越来越多地依靠太空系统的支援,太空系统本身作为军事目标遭受攻击的可能性也越来越大,所以未来以太空为基地的攻防问题将更加突出,太空成为新战场的可能性将明显增大。由宇宙飞船、航天飞机和空间站组成的“太空联合舰队”将是一支重要作战力量,尤其是当天基高能激光武器等研制成功后,这些武器不仅能摧毁敌方各种航天器,还可以拦截来袭的洲际弹道导弹。
  
  太空争霸谁领风骚
  
  太空如此之重要,世界各主要力量在航天领域的争夺就成为必然。
  以运载火箭的发展为例,国际空间竞争的激烈程度便可窥一斑。运载火箭是航天技术的基础,具有重大的科技、国防、政治与经济意义,是国家综合国力的重要体现。世界上各航天大国都将发展大型运载火箭作为保持其领先地位的重要体现。除传统的航天大国美国、俄罗斯和欧洲拥有低轨道运载能力超过20吨的大型运载火箭外,日本也在积极发展自己的大型运载火箭H―ⅡA,其低轨道运载能力将接近30吨。印度的运载火箭技术近几年发展迅速,成为亚洲不可忽视的力量。
  美国遥遥领先。美国的领先优势可以归功于一直以来美国政府对航天的重视。“阿波罗登月”计划、“星球大战”计划、“国家导弹防御”计划都是美国太空争霸的具体实施步骤。美国把航天活动分成军用航天、民用航天和商用航天三类,前两类完全靠政府投资。卫星通信是目前航天领域中社会和经济效益最明显的产业,也是最先进入商用航天的产业。即便如此,美国至今也没有完成卫星通信的商业化进程,美国航空航天总署(NASA)每年还要投资并承担通信卫星关键技术创新的攻关任务,每年用于空间通信技术的预算约三亿美元。
  在军用航天领域,美国仍然是“一超独霸”。早在1983年3月,美国就提出了“战略防御倡议”,俗称“星球大战”计划。1993年美国宣布将“星球大战”计划改名为“弹道导弹防御”计划,整个计划由三部分组成:“战区导弹防御”计划(TMD);“国家导弹防御”计划(NMD)和“先进技术发展战略”计划(ATDS)。
  2001年12月13日,美国宣布退出1972年签署的《反导条约》,这意味着美国加紧进行国家导弹防御系统的试验并开始实战部署。
  欧洲紧紧追赶。随着统一进程的不断深入,综合实力的不断提高,欧洲已不甘于美国独享太空的局面,拟斥巨资建立自己的全球导航定位系统。目前欧洲正力图建立本地区独立的卫星导航系统――“伽利略系统”。该系统由30颗环绕地球的卫星组成,计划于2008年投入使用,主要设备均由欧洲人设计制造。据称,该系统的设计功能十分强大,超过美国全球定位系统的技术优势的服务范围。它的建成将打破美国在该领域的垄断局面。欧洲的阿里亚娜运载火箭是目前商业运营最成功的运载火箭,在国际卫星发射市场占有很大的份额。
  
  日本不甘人后。在日本大国梦的追逐中,航天领域是其必争之地。日本正不断加快宇宙开发研究的步伐,从运载火箭的国产化到通信、气象等各种卫星的研制以及星球探测计划的实施,投资巨大,力争在21世纪初期成为世界航天大国。日本研制的H―ⅡA运载火箭具有了较先进的性能,将打入国际发射市场。而且,该火箭有改装成洲际导弹的潜力。日本的卫星产业化发展速度也是很快的。虽然日本的卫星目前还未打入国际市场,但日本凭借其雄厚的基础工业实力,采取自主开发与国际开发相结合的政策,不断加大空间开发投入力度,在卫星产业化方面取得了巨大的进步。日本目前的卫星发射数量仅次于美国、俄罗斯,居世界第三,并且在通信、广播卫星有效载荷方面的技术实力已与欧洲相当,紧逼美国。
  俄罗斯仍为航天大国。俄罗斯继承了苏联航天工业中的绝大部分(大约90%)遗产,依然是世界航天大国之一。
  根据俄罗斯“2000年计划”,在运载技术方面,它将在10年内用四种新的无污染的运载火箭替代正在使用的九种运载火箭;为建立最新的宇宙空间运输手段寻求技术突破;遥控系统无线电频段转向与国际接轨频段。从以上可以看出,俄罗斯力图保持其在空间运输方面的领先地位,并希望打入国际发射市场,而且希望拥有完全独立的发射系统,摆脱对独联体国家的依赖。俄罗斯对卫星应用极为重视,希望通过大力发展卫星通信、对地观测、气象观测、卫星导航等来满足国内经济发展的需求,带动国民经济的发展,并参与国际卫星应用市场的竞争,赚取外汇。在载人航天技术领域,俄罗斯将与欧、美开展合作,参加“国际空间站”计划;开展宇宙空间探测,为载人星际飞行作探索研究。载人航天技术是俄罗斯优先发展的技术之一,俄罗斯将会充分利用自己在这一领域的优势,通过国际合作获取资金,维持自己的领先地位。
  印度初试身手。一直希望成为地区主导国家的印度,也早已建立了长期连续稳定运行的自主应用卫星系统,不但始终牢固控制着本国通讯卫星市场,并着手出口通讯卫星技术,还有多种国产遥感卫星连续稳定运行着,保证了卫星应用的连续稳定。在国际空间技术领域的竞争中,印度正成为一支不可小觑的力量。
  
  中国载人航天零的突破
  
  中国作为一支重要的国际和平力量,为和平开发太空资源做出了巨大贡献。
  独立自主地发展我国的运载火箭技术,对中华民族立足于世界之林,提高在世界上的威望和国际地位做出了巨大贡献,而且社会效益巨大。1990年4月“长征”3号火箭成功地为亚洲卫星公司发射了由美国休斯公司制造的亚洲―1卫星。1998年3月,“长征”2号丙改进型火箭圆满地发射美国摩托罗拉公司制造的铱星。我国已形成了具有发射近地轨道运载能力8.8吨、太阳同步轨道2吨、地球同步转移轨道约5吨的“长征”系列运载火箭。迄今“长征”系列火箭已实施了16次商业卫星发射,并为法、德进行了微重力试验和应用搭载飞行,向世界展示了中国的发射服务实力,中国成为继美国、欧洲之后的第三个进入国际发射服务市场的国家。
  在卫星技术领域,从1970年“长征”1号把“东方红”1号卫星送入太空开始,中国就已成为继苏、美、法、日之后第五个有能力用自制运载火箭发射自制人造卫星的国家。1984年,中国成功地发射了地球静止轨道通信卫星,卫星通信工程的地面建设也随之展开。已开通邮电卫星通信线路、卫星电视线路和广播线路,承担中央及省、市的电视、广播、教育电视以及全国及境外“接轨”的公众通信、金融、水电、能源、交通、公安等国家部门的专用通信。发射成功的通信广播卫星,已开通了数字和模拟电话、电视和广播节目传送,图片文字传真,数据报表传输、电视教育等应用项目。该系统已成为国家信息体系中的新生力量和重要组成部分,使我国新疆、西藏、青海、云南等边远地区、山区和海防、边防地区的数亿人民收看到了中央电视台的节目。
  就在国人沉痛哀悼“哥伦比亚”号上牺牲的宇航员时,传来一个令人振奋的消息:今年,中国即将实现第一次载人航天飞行,这将是中国航天史上的一个里程碑。
  需要指出的是,即将载人的“神舟”5号是宇宙飞船而不是航天飞机。这是我国在考虑走适合本国道路载人航天事业的必然选择。宇宙飞船是作为空间站的第一代天地往返运输系统。总的说来载人飞船是一种初始的天地往返运输系统,运载能力有限,随着人类对空间的开发利用逐渐加深和扩大及永久性空间站的建立,对天地往返运输系统的性能提出了更高的要求。特别是飞船不可重复使用的局限。使其单位有效载荷成本随发射次数增加而直线上升,这严重制约了其应用。因此人们希望发展技术性能更先进、能重复使用的天地往返运输系统。也正是在这样的背景下产生了航天飞机计划。1981年美国航天飞机的首次成功飞行标志着第二代天地往返运输系统的诞生。目前,更新一代先进性能天地往返运输系统正处于研究探索阶段。在经历了一系列的方案论证之后,当前先进性能天地往返运输系统的焦点集中在单级入轨和两级入轨重复使用的运载器上。它的运营成本将更低,性能将更高,必然替代现在的航天飞机。
  
  我国采用“运载火箭+飞船”的方案正是基于国内经济基础、技术基础和现实需求的考虑,同时还需积累载人航天的经验,而且目前开展的航天活动也没有必要建造昂贵的航天飞机系统。从经济性和系统可靠性来讲,航天飞机也并不是最优方案,待时机成熟我国可能一步跨过航天飞机阶段采用更新的载人航天运载系统。无论如何,我国自行研制载人飞船成功,即将进行载人航天飞行,将揭开中国航天崭新的一页。▲
  
  中国航天大事记
  1956年10月8日
  中国成立火箭导弹研制机构――国防部第五研究院,著名科学家钱学森担任院长。
  1960年2月19日
  中国成功发射第一枚自行设计制造的试验型液体推进剂探空火箭T-7M。
  1970年4月24日
  中国第一颗人造地球卫星――“东方红”1号由“长征”1号运载火箭发射成功。
  1975年11月26日
  中国用“长征”2号运载火箭发射一颗返回型遥感卫星,并于三天后回收,成为世界上第三个掌握卫星回收技术的国家。
  1986年2月1日
  中国成功发射首颗实用通信广播卫星“东方红”2号。
  1986年3月
  中国用“长征”2号C火箭将瑞典的邮政卫星送入极地轨道,标志着中国开始进入国际商业航天发射市场。
  1993年6月6日
  中国组建航天工业总公司暨国家航天局。
  1999年11月20日
  中国独立研制的第一艘“神舟”号试验飞船在酒泉卫星发射中心由新型“长征”2号F捆绑式运载火箭发射升空,成功地进行了首次不载人飞行试验。
  2000年11月22日
  国务院发表《中国的航天》白皮书。
  2001年1月10日,中国“长征”2号F运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟”2号无人试验飞船。这是我国第一艘正样无人飞船。
  2002年3月25日
  成功发射了“神舟”3号无人飞船,这是我国发射的第一艘完全处于载人状态的正样无人飞船,表明我国已突破了一系列关键技术,掌握了天地往返技术。
  2002年12月30日
  我国成功地发射了“神舟”4号无人飞船。这将是我国进行载人航天飞行前最后一个无人飞船。
  
  世界航天大事记
  1957年10月4日
  苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星,开创了人类航天的新纪元。
  1961年4月12日
  苏联的“东方”1号宇宙飞船发射成功,宇航员尤?加加林在绕地飞行一圈、历时108分钟后安全返回地面,开创了载人航天的新时代。
  1965年3月18日
  苏联宇航员列昂诺夫走出“上升”2号宇宙飞船,第一次在空间自由行走了10分钟。
  1969年7月20日
  美国宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐“阿波罗”11号宇宙飞船登月成功,阿姆斯特朗成为第一个踏上月球的人。
  1971年4月19日
  苏联成功发射“礼炮”1号空间站。这是人类第一个空间站。
  1972年3月
  美国发射“先驱者”10号探测器,经过11年的飞行,于1983年6月越过海王星轨道,成为飞离太阳系的第一个人造天体。
  1975年7月18日
  美国的“阿波罗”号和苏联的“联盟”19号宇宙飞船在大西洋的上空对接成功。
  1981年4月12日
  美国的“哥伦比亚”号航天飞机发射成功。这是第一艘可重复使用的航天飞行器。
  1984年4月12日
  “挑战者”号航天飞机上的两名美国宇航员进行第一次太空修理作业。
  1989年
  “亚特兰蒂斯”号航天飞机第一次在太空发射宇宙飞船。
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