科学技术史-6.6航天技术的崛起(图文教程)

第六节 航天技术的崛起

无限的宇宙空间蕴藏着取之不尽的宝贵资源，期待着人类去开发利用。空间技术就是探测研究空间、开发利用空间资源和扩大人类生存空间的技术。发轫于苏联1957年发射成功第一颗人造地球卫星的空间技术，经过40多年的发展，至今已成为一项深刻影响着人类社会进步和生活改善的、对任何一个国家都是十分重要的高新技术。概括地说，它的进步主要表现在以下几个方面：运载工具运送航天器的能力从几十公斤增加到几十吨；卫星获取和传递信息能力大幅度提高，一颗通信卫星的电话由几十路增加至几万路；卫星寿命从几十天增加到几年至十几年；人在空间停留时间从几个小时增加到一年以上。总之，主要指标都提高了2至3个数量级，而价格大幅度下降。

外层空间(简称空间)，是地球大气层、之外的广阔无垠的区域的总称，又称宇宙空间、太空。由于发展空间技术在政治、经济、军事和科学技术上具有重大意义，当今参加研究开发空间资源的国家越来越多，已有60多个，而应用空间技术成果的国家和地区几乎遍及地球的每个角落。空间技术系统划分为航天器进入空间技术、空间功能运用技术、空间防护技术和空间武器技术四大分系统。空间没有国界，世界上有领土、领海和领空，但不存在“领天”之说。航天器在空间轨道上运行，具有局局厦、高速度、高覆盖等其他任何飞行器无可比拟的优点。加上无“领天”的限制，因此空间技术的军事和商业的运用得到了飞速的发展。各国的军事现代化，越来越多地依靠空间技术的支持。追逐空间武器技术系统上的利益已成为20世纪90年代以来空间技术发展的最重要的趋势。

空间科学就是利用空间飞行器来研究发生在宇宙空间的天文、物理、化学和生命等自然现象及其规律的科学，它包括空间天文学、空间物理学、空间化学、空间地质学、空间生命科学以及空间探测的理论与方法等许多分支。这里所说的空间，指的是大气层以外的广漠无垠的整个宇宙空间，包括近地空间、太阳和行星际空间、恒星际空间等。空间技术是一种综合性的技术，包括空间飞行器的研制、空间控制与导航技术、空间通信技术、空间生命保障技术和空间系统工程等许多方面。

空间天文学与以往天文学的不同之处，在于把各种类型的天文探测仪器安装在空间飞行器上，或者把探测仪器释放到空间中去，在空间环境里进行观测，现代天文学的许多成就都与空间天文学的发展相关。

目前空间物理学所研究的主要是太阳和行星际空间的各种物理现象，包括地球和行星的大气层、电离层、磁层以及它们之间的相互关系等。太阳风原先只是一种假说，现在已经得到完全的证实。在太阳磁场结构，太阳的异常活动对地球大气层和空间环境的影响，地球磁层与其他行星磁层的比较，地球大气与其他行星大气的比较和地球电离层与其他行星电离层的比较等方面的研究工作，也都取得了很多成果。

空间化学又称宇宙化学，它所研究的是空间的化学过程、宇宙物质的化学组成及其演化等问题。弄清楚这些问题对于太阳系起源、天体起源以及生命起源的研究都有十分重要的意义，现在科学家们已为此积累了许多很有价值的资料，

空间地质学的任务在于研究月球、行星和它们的卫星等天体的物质成分、结构及其形成和演化的历史。“阿波罗工程”从月球上取回月壤、月岩样品，使人们对月球的地质状况得到了相当多的认识。对金星、火星和水星等行星的探测亦已收集到了不少这些行星表面的资料，弄清楚了不少问题。

研究宇宙空间中的生命现象和探索地外生命以至于寻找地外文明，都是空间生命科学的使命。进入宇宙空间的人和其他生物在微重力和宇宙辐射环境以及生活节律变化的情况下，生理上会产生何种变化，这也是当前科学界十分关心的问题，由此又产生空间生理学、空间生物学、空间医学和空间生命保障系统研究等一系列分支学科，这些方面也已经有了不小的进展。

航天飞机是把火箭、宇宙飞船和飞机等技术结合起来的——种新型空间运载工具，最大特点是可以重复使用多次。航天飞机主要包括三个部分：轨道器、助推火箭和推进剂外贮箱。1968年，美国开始了航天飞机的方案讨论，1981年4月12日第一架航天飞机“哥伦比亚”号载两名宇航员首航成功。这是继阿波罗登月以后航天技术的又一重大突破。

航天飞机汇集了许多当代的高新尖端技术，是现代科学技术的精华。它大大降低了发射人造卫星的成本，为空间活动带来许多方便，具有人造卫星、宇宙飞船甚至小型空间站的许多功能：如可用于维修卫星或太空站，可以从一个轨道上向更高的轨道或其他行星发射航天器，完成众多军事任务。航天飞机还可以把许多体积庞大、形状特殊(如大型天文望远镜)的新设备送到空间，从而使人们可以在空间从事目前地面上正在进行的或无法进行的许多科学技术研究活动，利于进行新技术的研究。所以也有人叫它“太空全能冠军”。不少专家把“阿波罗”登月计划看作是空间时代的第一个里程碑，而把航天飞机列为第二个里程碑。

航天飞机的出现是航天事业中的一场革命，是航天新时代的标志之一，它为人们更深入地探索宇宙天体展示了更加美好的前景。

天技术的种类和应用还有很多。它是一门高度综合的现代科技，是许多最新科技成就的集成。它带动丁电子、自动化、遥感和生物等许多科技的发展，对人类的起源、宇宙的研究等基础科学也有很大影响，并形成了卫星气象学、卫星通信学、卫星海洋学、空间生物学、空间材料工艺学等新的边缘学科。航天技术对国家现代化和社会进步有宏观促进作用，高投人、高风险和高效益是其特点。航天技术对提高国家的综合国力和地位影响深远，没有航天技术的国家很难称之为大国。现在，参与开发航天技术的国家达60个以上，应用航天技术的国家更是遍及全球。

人类文明进入了“空间时代”。然而，在人类发射第一颗卫星之际，也为空间带去了第一批垃圾：人造卫星的装载舱、备用舱、仪器设备等物品被遗弃在卫星轨道上。随后人类历史上的每一次壮举，也都给空间增添了新的垃圾。目前太空垃圾估计已有3000吨。它给航行带来了威胁。还污染了宇宙空间，给人类环境带来隐患，并给人类带来了放射性危险。人类只有一个空间，正像人类只有一个地球一样，如果太空垃圾得不到治理，人类也就无法去实现遨游宇宙的梦想，所以，人类也应该像保护地球一样来保护人类的空间。