太空科技的前瞻

五、太空科技的前瞻

在空间技术基本成熟，人类突破了走向空间的瓶颈之后，下一步就是应用了。

出于自然的原因，空间技术首先在应用在军事方面。

1970年代以前，苏美的空间活动的发展主要集中在发展火箭和卫星制导系统和其他有关装置。70年代以后，其重点转向应用和科学目的的活动。

●人造地球卫星

目前的空间活动大致有三个方面。

应用卫星：卫星的最初应用当然是在军事方面，军事应用主要在于侦察。侦察卫星的主角是照相卫星。美国照相卫星于1962年投入使用。

到了70年代，美国的侦察卫星在160公里的高空拍摄的照片已经能够分辨车辆的牌号，工作寿命可以有179天。这种卫星需要有很好的定位能力，以使其照相机始终垂直对准地球。同时，还要有高分辨度的胶卷，并且能在真空辐射的地球轨道上使用。侦察卫星还包括电子侦察卫星，它的任务是确定地面雷达和电台的精确位置；海洋监视卫星，用于监视地面的船只；预警卫星，用于侦察地面导弹的发射；核爆炸探测卫星，用于侦察核爆炸。

与人类日常活动密切相关的是通讯卫星。1957年苏联的第一颗人造地球卫星上面就携带着无线电信发射装置。1962年至1964年间，美国发射了几颗实验性的通信卫星，以了解利用卫星转发电话、电报、传真以及电视信号的可能性。结果表明，同步静止轨道卫星最适合通讯。1964年成立了以美国通信卫星公司为首的国际通信卫星财团。1965年，该财团发射了一个半试验、半实用的同步静止轨道通讯卫星“晨鸟”，即国际通信卫星1号，这是卫星通讯由试验转向实用的标志。1971年1月，国际通讯卫星4号上天，它具有5000路双向电话或者12路电视的通讯容量。

苏联的第一颗实用的通讯卫星是1965年4月发射的。名为闪电1号。这颗卫星的轨道非常特殊，是离心率很高的椭圆轨道，近地点480公里，在南半球上空，远地点40000公里，在北半球上空。这样使得这颗卫星在苏联境内停留的时间最长，每天达15个小时。几个这样的卫星依次飞行，就可实现24小时的中继通讯。1971年，苏联、古巴、蒙古和东欧几个国家联合成立了“国际卫星”通讯组织，共同使用闪电以及后来发射的其他同步卫星。

卫星通讯系统容量大，覆盖面积广，速度快，投资少，费用低廉，现在已经成为环球通讯的不可或缺的重要部分。

●太空基地空间站

早在1920年代，奥伯特就提出了建设空间站的设想。1970年代，美国和苏联都开始了空间站的研究工作。1971年4月19日，苏联发射了第一座空间站“礼炮”1号，这是为了纪念加加林飞行10周年而命名的。礼炮1号总长14米，总质量18吨。对接舱有一个供联盟飞船对接的舱口，宇航员由此进出空间站。轨道舱由直径3米和4米的两个圆筒组成，舱内气候保持与地面相同，作为宇航员工作和生活的场所。礼炮系列的空间站一般在离地200—250公里的轨道上运行。至1983年底，共发射了7个“礼炮”号空间站。

空间站就是一个太空基地，它相当于一个航天母舰，茫茫太空中开辟的一个人类生存空间。目前的空间站都在地球轨道上，相当于超大型人造地球卫星。能够让人在其中工作和生活的空间站有七大功能。

科学实验：利用空间站上的各种实验室和舱外平台设备，可以进行生命科学、生物工程、天文观察、地球观测和空间环境考察等多种学科研究活动。

开发空间资源：获得诸如超高空、超洁净、超无菌、超微重力以及超阳光辐射等地面不可能具有的自然条件，进行多种生产、科研活动。

●航天飞机的兴起

航天飞机是一种能自由往返于天地之间的一种航天器。最初的设计，是想把它建成每年能进行60次太空飞行的廉价的“太空运输卡车”，为在太空运行的航天器提供后勤保障。但是经过了10多年的发展，航天飞机已经成为一个多功能实验室、货物运载车和工作车间。

美国于1981年4月12日把第一架航天飞机送上了太空，就在20年前的这一天，苏联宇航员加加林第一个飞上太空。10年后，苏联不复存在。到1992年6月，世界上已有4架美国航天飞机在运行，前苏联的一架航天飞机停在库里，西欧国家和日本的航天飞机还在研制中。

●空间垃圾的难题

自1957年第一颗人造卫星上天，至1993年6月，人类已经向太空发射3450次，外层空间已有入轨的航天器4444个。外层空间不仅有许多为人类服务的航天器，还有许多太空垃圾在围绕地球旋转，在太空漂浮。包括被损坏的或已经退役的航天器，脱离的火箭末级，抛弃的整流罩，人造天体爆炸或碰撞后的碎片，宇航员扔掉的废物。空间环境日趋恶化。

美国北美防空司令部除担负远程警戒外，还负责跟踪空间“废铜烂铁”，一个叫“贝克南恩”的摄像机具体负责这项任务，它可以拍摄到32000公里处比篮球还小的发光体，就连一只绕地球飞行的手套也被记录在案。至1991年底，直径10厘米以上的空间垃圾以达到7000多件，其中密度最大的区域为850公里高度。1981年7月，一块几乎看不见的金属碎片在几分之一秒内使苏联的“宇宙”号导航卫星变成了144块碎片。1975年7月，美国一颗通信卫星被撞成70块。

空间垃圾使飞向太空的航线不再畅通无阻，它不仅威胁着外层空间各种航天器的安全，也威胁着内层空间的人类生活。这些太空垃圾也会像陨石一样进入大气层，造成飞机失事，危及地面上的正常生活。

从第一颗人造地球卫星上天算起，人类的航天活动不过40余年。40年来，人类的生存状态发生了巨大的变化。一方面，现代人拥有比以往任何一个时代都丰富的物质生活，同时，也面临着以往任何一个时代都没有遇到过的生态环境问题。人类对自然的开发似乎达到了自然自身的极限。有人设想太空探索能够为人类发现新的资源，解决人类的困境。这种设想也许在将来有所实现。但是太空探索之初本是出于人类对无穷浩瀚的未知世界的好奇心，正是这种求索的欲望而不是任何功利的目标使人类具有登上太空的宏伟决心。但是，在物质世界中，这样的雄心如果不依附于一个功利的目的就无法得以实施。

伴随着航天活动的展开，人类的另一个幻想也有了证实的可能。地球是否是唯一繁衍着生命的星球？人类希望能够在茫茫太空的某处存在着一个地球的兄弟，有无数生命在上面繁衍，并且有智慧生命能够与人类对话。寻找智慧生命也是科幻小说的常见主题。先驱者号是发往太阳系外的一个航天器，上面携带着一块金属板，为外太空智慧生命留下人类的信息。当然，这个金属板能够被外星生命看到的可能性非常之小，即使看到，在几百几千年内也不会有回音。因而这块金属板的意义在于我们自身，它表明了人类的一种信念和愿望。