人類基因組研究轉(zhuǎn)移戰(zhàn)場(chǎng)課件

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論GeneralityofModernScienceandTechnology現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論GeneralityofModernS1空間技術(shù)

空間科學(xué)和空間技術(shù)合稱空間科技，是一門新興的綜合性尖端科學(xué)技術(shù)?？臻g技術(shù)是從事空間飛行的綜合性技術(shù)，指各種航天器的設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射和應(yīng)用方面的技術(shù)。它主要包括空間飛行技術(shù)，空間系統(tǒng)工程技術(shù)，空間控制與導(dǎo)航技術(shù)，空間通信跟蹤與遙控技術(shù)，空間遙感與控測(cè)技術(shù)，圖象與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等等?？臻g技術(shù)空間科學(xué)和空間技術(shù)合稱空間科技，是一門新興的綜合2空間技術(shù)是火箭和啟動(dòng)控制兩門技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。火箭是我國古代的四大發(fā)明之一；現(xiàn)代火箭在技術(shù)上有了劃時(shí)代的改進(jìn)，成了宇宙飛行的運(yùn)載工具，但其基本原理依然是噴氣推進(jìn)。前蘇聯(lián)火箭專家齊奧爾科夫斯基和美國科學(xué)家戈達(dá)德為現(xiàn)代火箭奠定了理論基礎(chǔ)。德國在第二次世界大戰(zhàn)中共發(fā)射了4300枚V-2火箭。50年代，美國、前蘇聯(lián)兩國研究洲際導(dǎo)彈和地球衛(wèi)星。70年代以前，空間技術(shù)主要是發(fā)展火箭、制導(dǎo)系統(tǒng)和其他裝置，包括對(duì)人造地球衛(wèi)星、載人飛船、行星際探測(cè)器及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備的研制、試驗(yàn)。在這期間，前蘇聯(lián)于1957年10月發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，1961年發(fā)射了第一艘載人宇宙飛船“東方號(hào)”，1964年又成功地將載有3名宇航員的“上升一號(hào)”一舉送入空間。美國則分別于1958年和1960年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星和第一次載人航行，并于1969年由推力達(dá)3400噸的“土星五號(hào)”運(yùn)載火箭將“阿波羅號(hào)”飛船送上月球，廣寒宮已先后留下了六批12人的腳印?？臻g技術(shù)是火箭和啟動(dòng)控制兩門技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。火箭是我國古代的3本世紀(jì)70年代以來，空間技術(shù)的重點(diǎn)主要在兩個(gè)方面：人造地球衛(wèi)星的廣泛應(yīng)用和研制長時(shí)間在地球軌道上運(yùn)行的空間站，以及集火箭、飛船、飛機(jī)于一體的航天飛機(jī)。至今為止，人類已向空間發(fā)射了4200多個(gè)種類繁多的太空飛行器，共進(jìn)行140多次載人航天，有240多人進(jìn)入過太空。前蘇聯(lián)飛行總記錄超過17300人·小時(shí)，是美國的3.5倍，30年來在賬面上的投資總額已超過1890億美元。太陽系家族的成員金星、火星、木星等的秘密已被初步揭開。1977年夏天，美國發(fā)射的“旅行者”Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)宇宙探測(cè)器正攜帶著“地球之音”飛出太陽系，去尋找宇宙生命。本世紀(jì)70年代以來，空間技術(shù)的重點(diǎn)主要在兩個(gè)方面：人造地球衛(wèi)4空間技術(shù)的發(fā)展，使人類的活動(dòng)進(jìn)入廣闊的宇宙空間，應(yīng)用型空間技術(shù)的日趨成熟，為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)和精神財(cái)富。通信衛(wèi)星作為信息社會(huì)傳遞信息的樞紐，聯(lián)結(jié)世界各地，引起了通信體制的根本改變?，F(xiàn)在世界上三分之二的國際電話業(yè)務(wù)和幾乎全部洲際電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù)，均由國際通信衛(wèi)星承擔(dān)，每年?duì)I業(yè)額高達(dá)20億美元。運(yùn)用地球資源衛(wèi)星，可以把氣象觀測(cè)、資源考察、環(huán)境監(jiān)測(cè)和地圖繪制等工作自動(dòng)化，既節(jié)約大量人力時(shí)間，又可及時(shí)得到可靠的豐富資料。通過各類應(yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航、廣播、考察、預(yù)報(bào)、測(cè)繪等，可以獲得巨大的軍事價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益?？臻g技術(shù)的發(fā)展，使人類對(duì)地球、太陽系及宇宙的觀測(cè)和探測(cè)手段發(fā)生了根本改變，拓寬了認(rèn)識(shí)范圍，促進(jìn)了天文學(xué)和天體物理、微觀物理的進(jìn)展，同時(shí)也使空間生態(tài)學(xué)、空間生物醫(yī)學(xué)、空間工程學(xué)、星際飛行學(xué)等一大批新學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生?？臻g技術(shù)的發(fā)展，使人類的活動(dòng)進(jìn)入廣闊的宇宙空間，應(yīng)用型空間技5經(jīng)過30多年的發(fā)展，航天事業(yè)已日益顯示出強(qiáng)大的生命力。90年代以空間站為基地，人類開發(fā)空間達(dá)到了新的高潮。在能源日趨緊張的今天，人們正設(shè)想向太空要能源，建立太陽能衛(wèi)星發(fā)電站，由微波送往地球，再轉(zhuǎn)換成電流。人們還設(shè)想建立太空工廠，利用宇宙空間的失重，高真空、強(qiáng)輻射、超低溫、無菌等優(yōu)越條件，生產(chǎn)新材料、新藥品。人類還將探測(cè)和研究月球以及小行星的礦物資源種類和分布，為開發(fā)太空原料作準(zhǔn)備。太空研究也將從近地空間擴(kuò)展到遠(yuǎn)地空間，從內(nèi)行星擴(kuò)展到外行星，對(duì)太陽系所有行星進(jìn)行跟蹤觀察，對(duì)宇宙背景及地外文明進(jìn)行探測(cè)，為認(rèn)識(shí)太陽系和宇宙演化、生命起源等理論增添新內(nèi)容。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，航天事業(yè)已日益顯示出強(qiáng)大的生命力。90年6空間資源與空間技術(shù)（一）空間資源

無限的宇宙空間蘊(yùn)藏著取之不盡的物質(zhì)財(cái)富，期待著人類去開發(fā)利用。與宇宙空間相比，地球只不過是滄海一粟。宇宙空間中蘊(yùn)藏的資源品種和數(shù)量之多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球，人類渴望獲得的許多寶貴資源，可望在宇宙空間得到滿足。對(duì)宇宙空間資源的了解，至今知識(shí)甚少，就目前的認(rèn)識(shí)，可大致分為三類：

空間資源與空間技術(shù)（一）空間資源

無限的宇宙空間蘊(yùn)藏71．軌道資源。航天器環(huán)繞地球按天體力學(xué)規(guī)律沿著特定軌道運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在軌道上飛行，位置高，飛行快，可以快速大范圍地覆蓋地球表面，從而達(dá)到通信、遙感、定位等目的。所以各種衛(wèi)星軌道本身就是重要的寶貴資源。例如，赤道上空約36000公里的對(duì)地靜止軌道一共只有一圈，只能布置有限數(shù)量的衛(wèi)星，因此許多國家都在爭(zhēng)奪早占該種軌道位置。

2．環(huán)境資源。衛(wèi)星在宇宙太空飛行，它的周圍環(huán)境是高真空、微重力、強(qiáng)輻射以及豐富的太陽能等，這種特殊的環(huán)境本身就是極為寶貴的資源，利用微重力環(huán)境可以制造出地面無法做到的材料和生物制品，而在空間粒子輻照環(huán)境中農(nóng)業(yè)育種，引起變異，帶回地面繁殖后代，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量翻一番的奇異現(xiàn)象。

3．物質(zhì)資源。月球及太陽系各行星上都蘊(yùn)藏著極為豐富的資源。月球巖土中含有地殼里的全部化學(xué)元素和約60種礦藏，其中包括地球上極為缺乏的同位素氦-3，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料。1．軌道資源。航天器環(huán)繞地球按天體力學(xué)規(guī)律沿著特定軌道運(yùn)動(dòng)，8二）空間技術(shù)與宇宙速度

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的技術(shù)，又稱太空技術(shù)和航天技術(shù)。討論航天，那什么是天？有兩種定義。一種定義認(rèn)為，天是指地球大氣層以外無限遙遠(yuǎn)的空間。另一種定義認(rèn)為，天是指地球大氣層以外至太陽系內(nèi)的空間。按后一種定義，大氣層以外太陽系以內(nèi)的航行活動(dòng)則稱之為航天，而太陽系以外的航行活動(dòng)稱之為航宇。相當(dāng)長的歷史階段內(nèi)，人類只能實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)。因?yàn)槿魏我环N航行活動(dòng)都是與其推進(jìn)技術(shù)密切聯(lián)系的，只有當(dāng)推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步到一定程度，使運(yùn)動(dòng)物體速度提高到一定水平，才具有某種特定的航行活動(dòng)。當(dāng)飛行器達(dá)到第一宇宙速度（7．9公里／秒）才能克服地球引力而環(huán)繞地球飛行，不落回地球表面；提高到第二宇宙速度（11．2公里／秒）可以脫離地球飛向太陽系的其他行星；提高到第三宇宙速度（16．7公里／秒）就可以飛離太陽系。雖然第三宇宙速度理論上可以實(shí)現(xiàn)太陽系以外的航行活動(dòng)，但是太陽系太大，現(xiàn)代航天器以第三宇宙速度來飛行，需飛行萬年以上才能離開太陽系。進(jìn)行太陽系之外的通訊，信號(hào)來回一次需要一年以上時(shí)間。所以討論太陽系以外的航行活動(dòng)，為時(shí)尚早，當(dāng)今技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到。所以，把航天定義為地球大氣層以外至太陽系之內(nèi)的航行活動(dòng)更為確切。當(dāng)代研究的空間技術(shù)所涉及的范圍也是指太陽系之內(nèi)。

二）空間技術(shù)與宇宙速度

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用宇9航天系統(tǒng)及分類

相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，人類主要開展以地球?yàn)橹行牡暮教旎顒?dòng)。要實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)，就要建立龐大的以航天器為核心的航天系統(tǒng)。它由特定的航天器（衛(wèi)星、空間站、探測(cè)器），運(yùn)載工具（火箭、航天飛機(jī)），航天發(fā)射場(chǎng)，地面測(cè)控網(wǎng)（地面站、船），地面應(yīng)用站網(wǎng)及其他有關(guān)系統(tǒng)組成，它是一個(gè)大系統(tǒng)工程。

1．運(yùn)載工具將航天器加速至宇宙速度，并送入預(yù)定的運(yùn)行軌道?，F(xiàn)代航天運(yùn)載工具分運(yùn)載火箭和航天飛機(jī)兩種，前者為一次性使用，后者可多次使用。運(yùn)載火箭最早發(fā)展，已普遍使用。各航天大國均擁有自己的運(yùn)載火箭及發(fā)射場(chǎng)。運(yùn)載火箭一般由2—3級(jí)組成，每級(jí)火箭均有推進(jìn)系統(tǒng)，末級(jí)內(nèi)裝有火箭的制導(dǎo)與控制、跟蹤、遙測(cè)、電源等系統(tǒng)。同時(shí)，末級(jí)頂部安裝被運(yùn)送的航天器。

航天系統(tǒng)及分類

相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，人類主要開展以地球?yàn)橹行牡暮?02．航天器指的是在地球大氣層以外按天體力學(xué)規(guī)律運(yùn)行的飛行器，包括各種人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站、行星探測(cè)器等。其中人造衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量最多，并已廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的效益。人造衛(wèi)星種類很多，有通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星等。

通信衛(wèi)星是作為無線電通信中繼站的人造衛(wèi)星，衛(wèi)星上有通信轉(zhuǎn)發(fā)器和天線。經(jīng)過通信衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電話通訊、數(shù)據(jù)交換，也可以轉(zhuǎn)播電視節(jié)目。

遙感衛(wèi)星在空間對(duì)地球表面進(jìn)行拍照，獲取氣象、海洋、環(huán)境、資源、軍事目標(biāo)等各種信息，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科學(xué)研究和軍事活動(dòng)服務(wù)。遙感衛(wèi)星視用途不同，又分為氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、軍事偵察衛(wèi)星等。

導(dǎo)航定位衛(wèi)星是為地面、海洋、空中和空間用戶提供導(dǎo)航定位的衛(wèi)星。它由若干顆衛(wèi)星組成，分布在不同軌道上運(yùn)行。每顆衛(wèi)星在空間的坐標(biāo)位置是嚴(yán)格確定的，它發(fā)射特定的無線電信號(hào)，用戶接收該信號(hào)，加以處理，確定自己所在的位置。

2．航天器指的是在地球大氣層以外按天體力學(xué)規(guī)律運(yùn)行的飛行器，113．航天地面站包括跟蹤測(cè)控站（網(wǎng)）和衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)站。前者對(duì)航天器發(fā)射和運(yùn)行的軌道進(jìn)行跟蹤，監(jiān)測(cè)航天器的工作狀態(tài)，發(fā)送各種工作指令。后者接收處理衛(wèi)星的遙感圖像，傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)、接收各種信息，如氣象云圖接收站，地球資源接收站，通信站，電視接收站等等。

3．航天地面站包括跟蹤測(cè)控站（網(wǎng)）和衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)站。前者對(duì)航12空間技術(shù)的特點(diǎn)三個(gè)突出特點(diǎn)。其一，空間技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它是許多科技最新成就的集成，其中包括噴氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、遙感技術(shù)、材料科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等等。其二，空間技術(shù)是對(duì)國家現(xiàn)代化、社會(huì)進(jìn)步具有宏觀作用的科學(xué)技術(shù)。由于航天器飛行速度快，運(yùn)行高度高，所以可快速地大范圍覆蓋地球表面。例如，通過衛(wèi)星使電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國及至全球；氣象衛(wèi)星可以進(jìn)行全球天氣預(yù)報(bào)，包括長期天氣預(yù)報(bào)；偵察衛(wèi)星可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)世界各個(gè)地區(qū)的軍事活動(dòng)等。這許多都是常規(guī)手段無法做到的。其三，空間活動(dòng)是高投入、高效益、高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè)。盡管風(fēng)險(xiǎn)很大，但是空間技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類的貢獻(xiàn)是巨大的，因此它必將持續(xù)發(fā)展。

空間技術(shù)的特點(diǎn)三個(gè)突出特點(diǎn)。其一，空間技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科13發(fā)展空間技術(shù)的意義在經(jīng)濟(jì)上，太空活動(dòng)具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。多種應(yīng)用衛(wèi)星在通信廣播、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)視、氣象預(yù)報(bào)、導(dǎo)航定位等方面，已為人類做出了巨大的貢獻(xiàn)。根據(jù)一些國家研究分析，空間技術(shù)投資效益比達(dá)1：10以上。更為深遠(yuǎn)的意義是太空活動(dòng)將為人類提供無限寶貴的種種資源。在軍事上，許多軍事專家認(rèn)為誰占有空間優(yōu)勢(shì)，誰就具有軍事戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。多年來，超級(jí)大國都在發(fā)展戰(zhàn)略核武器，為選擇打擊目標(biāo)，提高命中精度及了解敵方軍事部署，競(jìng)相發(fā)展偵察衛(wèi)星，它是洲際導(dǎo)彈的耳目，并已成為戰(zhàn)略核武器的配套項(xiàng)目。通訊、導(dǎo)航等衛(wèi)星的發(fā)展，同樣大大增強(qiáng)了國家的軍事力量。航天技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，對(duì)軍事的影響將是革命性的。在科學(xué)技術(shù)上，空間活動(dòng)帶動(dòng)和促進(jìn)了眾多學(xué)科的發(fā)展。首先，空間活動(dòng)帶動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，如電子技術(shù)，遙感技術(shù)，噴氣技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)等；其次，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)將有很大推動(dòng)，包括對(duì)生命科學(xué)、宇宙的形成和發(fā)展等都將有重要的新發(fā)現(xiàn)；第三是形成了許多邊緣學(xué)科，如空間工藝學(xué)、空間材料學(xué)、空間生物學(xué)、衛(wèi)星測(cè)地學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)、衛(wèi)星海洋學(xué)等等。在政治上，空間技術(shù)極大地提高國家在綜合國力及其在國際活動(dòng)中的地位，現(xiàn)在國際上討論的許多重大問題都與空間有關(guān)，世界大國首腦會(huì)談也離不開這個(gè)問題。由于空間技術(shù)有如此重要的意義，當(dāng)今參加開發(fā)空間的國家越來越多，已達(dá)60多個(gè)，而應(yīng)用空間技術(shù)成果的國家?guī)缀醣榧笆澜绺鱾€(gè)角落。發(fā)展空間技術(shù)的意義在經(jīng)濟(jì)上，太空活動(dòng)具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效14我國航天主要成就由于空間技術(shù)具有重要意義，40多年來發(fā)展極為迅速。繼1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆衛(wèi)星之后，美國于1958年，法國于1965年，日本、中國于1970年先后發(fā)射了自己的第一顆人造衛(wèi)星，引起世界轟動(dòng)。世界上航天投資最多的是前蘇聯(lián)和美國。至今發(fā)射的4000多個(gè)航天器中，前蘇聯(lián)、美國占絕大多數(shù)。此外，歐聯(lián)、中國、日本、印度、加拿大等也都有一定的規(guī)模。中國依靠自力更生，至今共成功研制和發(fā)射不同的國產(chǎn)人造衛(wèi)星約40顆，建成了衛(wèi)星陸海測(cè)控網(wǎng)和大量地球站，為國家建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹世界航天的主要成就。我國航天主要成就由于空間技術(shù)具有重要意義，40多年來發(fā)展極15（一）空間技術(shù)方面

航天運(yùn)載工具的發(fā)展是40年最重要成就之一。至今作為空間飛行器的運(yùn)輸工具主要還是一次性的運(yùn)載火箭，這方面最發(fā)達(dá)的是前蘇聯(lián)、美國，此外是法國、中國、日本和印度。世界上的典型的大型火箭，有前蘇聯(lián)的質(zhì)子號(hào)，美國的大力神號(hào)，法國的阿里安娜號(hào)，中國長征號(hào)、日本的HZ火箭，它們可以把重型衛(wèi)星送到遠(yuǎn)離地點(diǎn)36000公里的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。中國已經(jīng)發(fā)展了長征系列運(yùn)載火箭及建成了3個(gè)發(fā)射基地，不僅發(fā)射國內(nèi)衛(wèi)星，而且提供國際發(fā)射服務(wù)。另一種運(yùn)載工具是航天飛機(jī)，航天飛機(jī)可以多次使用，但造價(jià)高，風(fēng)險(xiǎn)大。美國最早發(fā)展航天飛機(jī)，運(yùn)載能力20噸，載乘3～7名宇航員，飛行軌道高度200～400公里，傾角大約28度。

（一）空間技術(shù)方面

航天運(yùn)載工具的發(fā)展是40年最重要成16人造地球衛(wèi)星對(duì)軍事和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值，因此衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展極快。世界上除美國、前蘇聯(lián)外，歐聯(lián)、中國、日本和印度等都具有研制衛(wèi)星的能力，并發(fā)射了多種應(yīng)用衛(wèi)星。通信衛(wèi)星具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。中國80年代發(fā)射了東方紅二號(hào)靜止通信衛(wèi)星，90年代又發(fā)射了通信能力比前者大10倍的東方紅三號(hào)通信衛(wèi)星。國際通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到第八代，一顆衛(wèi)星的通信能力可達(dá)幾萬條話路，可以同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)幾十路電視節(jié)目。衛(wèi)星發(fā)射功率的增大及點(diǎn)波束技術(shù)的進(jìn)步，使得地面站小型化成為現(xiàn)實(shí)。衛(wèi)星技術(shù)的迅速進(jìn)步，使衛(wèi)星的在軌壽命長達(dá)12～15年。資源衛(wèi)星的典型代表是美國陸地衛(wèi)星和法國斯波特衛(wèi)星，它們具有高分辨率和多譜段的遙感能力，對(duì)陸地資源調(diào)查具有重要價(jià)值。氣象衛(wèi)星有極地軌道和靜止軌道兩種。極地軌道氣象衛(wèi)星可飛經(jīng)地球所有地區(qū)，可提供長期天氣預(yù)報(bào)資料，世界上只有美國、前蘇聯(lián)、中國研制和發(fā)射了這種氣象衛(wèi)星。靜止軌道氣象衛(wèi)星相對(duì)地球表面固定不變，可實(shí)時(shí)連續(xù)觀察本地區(qū)的云層分布和變化。1997年6月我國成功發(fā)射的風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星就是一種靜止軌道氣象衛(wèi)星。導(dǎo)航定位方面的代表是美國GPS衛(wèi)星，它由18顆衛(wèi)星組成，可在全球?qū)Ш脚c定位，精度達(dá)到米級(jí)?？煞祷厥叫l(wèi)星具有重要的經(jīng)濟(jì)、軍事和科學(xué)價(jià)值，至今世界上只有前蘇聯(lián)、美國、中國具有回收衛(wèi)星的能力。中國的返回式衛(wèi)星具有極高的成功率，其水平之高為國際所公認(rèn)。

人造地球衛(wèi)星對(duì)軍事和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值，因此衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展極17載人航天是40多年來航天成就的重要組成部分。蘇美在發(fā)射本國的第一顆人造衛(wèi)星后就竟先發(fā)射載人飛船，主要是要爭(zhēng)奪世界第一。前蘇聯(lián)是世界第一個(gè)宇航員上天的國家，而美國宇航員首先登上月球。載人航天的經(jīng)濟(jì)效益一直在爭(zhēng)論，但在政治上影響很大。至今已有400多人次進(jìn)入太空，前蘇聯(lián)略為領(lǐng)先，進(jìn)入太空人數(shù)和停留時(shí)間均超過美國。美蘇兩國發(fā)展道路略有不同，前蘇聯(lián)發(fā)展的順序是飛船——軌道站——空間站；而美國是飛船——航天飛機(jī)——空間站。載人航天技術(shù)進(jìn)步較快，不僅宇航員可出艙活動(dòng)，還可以修復(fù)出故障的大型航天器，以及操作航天器交匯對(duì)接等。

深空探測(cè)主要是對(duì)太陽系各大行星及其環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。世界上已發(fā)射了100多個(gè)科學(xué)衛(wèi)星和深空探測(cè)器，有許多重大發(fā)現(xiàn)，包括對(duì)地球周圍環(huán)境的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)外輻射帶，了解了地磁場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)月球冰湖等。多種深空探測(cè)器還調(diào)查了太陽系各行星及其周圍情況，如小衛(wèi)星和大氣環(huán)等。

40年來空間技術(shù)的發(fā)展是迅速的。概括說，運(yùn)載火箭的運(yùn)送航天器的能力從幾十公斤增到100噸；衛(wèi)星獲取和傳遞信息能力大幅度提高，一顆通信衛(wèi)星的電話由幾十路增至幾萬路；衛(wèi)星壽命從幾十天增到幾年至十幾年；人在空間停留時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)增到一年以上?？傊?，主要指標(biāo)都提高了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，而價(jià)格大幅度下降。

載人航天是40多年來航天成就的重要組成部分。蘇美在發(fā)射本國的18空間應(yīng)用成就1．衛(wèi)星通信、廣播。通信衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步，使它在通信和廣播領(lǐng)域迅速推廣應(yīng)用，世界上跨洋通信幾乎全被通信衛(wèi)星所代替。許多交通不便，通信干線不到之處，以及海上、空中、災(zāi)區(qū)通信衛(wèi)星更顯出優(yōu)越性。目前衛(wèi)星通信可提供有關(guān)信息傳遞的100多種業(yè)務(wù)。以國際通信衛(wèi)星系統(tǒng)為例，其業(yè)務(wù)活動(dòng)效益每年達(dá)100億美元。

衛(wèi)星電視廣播的應(yīng)用已眾所周知，不僅豐富了人民的新聞文化生活，而且為教育事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，以我國開通的衛(wèi)星電視教育頻道為例，目前已有5000多個(gè)衛(wèi)星電視教育接收臺(tái)，接受各種教育人數(shù)達(dá)2000萬以上，效果很好?？臻g應(yīng)用成就1．衛(wèi)星通信、廣播。通信衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步，使它在通信192．衛(wèi)星導(dǎo)航定位。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于范圍大、時(shí)效好、精度高等特點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于海上艦船、空中飛機(jī)、陸上車輛的行駛導(dǎo)航，以及各種工程建設(shè)和業(yè)務(wù)活動(dòng)中的定位。美國GPS系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到米級(jí)。高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位為各種交通工業(yè)提高運(yùn)輸效率及安全保障做出重要貢獻(xiàn)。

3．資源調(diào)查和測(cè)繪。利用衛(wèi)星照片調(diào)查陸地和海洋資源已廣泛應(yīng)用，并被證實(shí)是有效的方法，不僅節(jié)約人力物力，而且時(shí)間快。我國已利用國內(nèi)外衛(wèi)星對(duì)全國的主要經(jīng)濟(jì)區(qū)的資源和環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)和調(diào)查。同時(shí)，還利用衛(wèi)星照片繪制了地形圖和各種專業(yè)圖。

2．衛(wèi)星導(dǎo)航定位。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于范圍大、時(shí)效好、精度高204．氣象與災(zāi)害預(yù)報(bào)。氣象衛(wèi)星不僅提高了天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，同時(shí)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)雨等的預(yù)測(cè)以及海面溫度的監(jiān)測(cè)和海洋漁業(yè)的發(fā)展都起著極為有效的作用。自從有了氣象衛(wèi)星以來，臺(tái)風(fēng)天氣預(yù)報(bào)幾乎準(zhǔn)確無誤。我國利用氣象衛(wèi)星資料，對(duì)森林火災(zāi)、洪水等多種災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)揮了積極的作用。

5．軍事應(yīng)用。應(yīng)用衛(wèi)星中軍事衛(wèi)星占有重要地位，包括軍事偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、軍事通信指揮、導(dǎo)航和氣象保障等。偵察衛(wèi)星不僅可以實(shí)時(shí)大范圍監(jiān)視敵方的軍事行動(dòng)，而且可以對(duì)重要軍事目標(biāo)進(jìn)行詳查。各種軍事衛(wèi)星不僅提供平時(shí)部隊(duì)各種需要，而且在戰(zhàn)時(shí)發(fā)揮重要作用。典型應(yīng)用是1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美國利用多種軍事衛(wèi)星參加了作戰(zhàn)，發(fā)揮了極為重要的作用。

4．氣象與災(zāi)害預(yù)報(bào)。氣象衛(wèi)星不僅提高了天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，同時(shí)21世界空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（一）航天運(yùn)輸系統(tǒng)

降低航天器發(fā)射價(jià)格是主要努力方向。現(xiàn)有的低軌道運(yùn)輸價(jià)格大約為每公斤1萬～2萬美元，距離每公斤1千美元的奮斗目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。因此，航天大國都在研究發(fā)展新的天地運(yùn)輸系統(tǒng)。近年來提出了多種新的航天運(yùn)輸方案。其主要的一點(diǎn)是研制可多次重復(fù)使用的運(yùn)輸工具。按其起降方式，大致分為三類：

1．垂直起飛、垂直降落。美國麥道公司研究的三角快帆是一種典型的代表。它是單級(jí)火箭，共有8臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛時(shí)8臺(tái)全部工作，返回降落時(shí)利用其中的4臺(tái)工作減速，回收再用。起飛重量463噸，載荷重量4．5噸，箭體總高度38．7米。

世界空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（一）航天運(yùn)輸系統(tǒng)

降低航天器發(fā)222．垂直起飛、水平降落。典型的代表是美國現(xiàn)有的航天飛機(jī)。但航天飛機(jī)由于維修等費(fèi)用高昂，所以每公斤運(yùn)載費(fèi)用仍然大干1萬美元，比設(shè)計(jì)的350美元超出很多。為了降低運(yùn)價(jià)，馬丁公司正研究新的代號(hào)為X-33的“冒險(xiǎn)星”計(jì)劃，它起飛重量1000噸，載荷重量20噸，其運(yùn)輸價(jià)格有希望大幅度降低。

3．水平起飛、水平降落。典型代表是國外正在研究的空天飛機(jī)。采用吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，利用大氣層中的氧氣與自帶的液氫作為推進(jìn)劑。分單級(jí)（美國NASP計(jì)劃）和兩級(jí)（德國Sanger計(jì)劃）入軌兩種?？仗祜w機(jī)可以多次使用，把衛(wèi)星送入空間后，像飛機(jī)一樣返回地面，以備再用。由于技術(shù)難度大，要求投資多，目前尚處于研究階段。

2．垂直起飛、水平降落。典型的代表是美國現(xiàn)有的航天飛機(jī)。但航23（二）人造衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星由于具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，將更多地進(jìn)入商業(yè)化。今后10年，預(yù)計(jì)發(fā)射1700顆衛(wèi)星，價(jià)值1200億美元，其中70％是商用衛(wèi)星，效益大。因此開發(fā)航天技術(shù)的國家和公司，首先把資金集中于研制各種人造衛(wèi)星。各種應(yīng)用衛(wèi)星將繼續(xù)提高水平，降低造價(jià)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。在遙感方面，除發(fā)展陸地、海洋資源衛(wèi)星外，將加強(qiáng)對(duì)地球環(huán)境監(jiān)測(cè)、減災(zāi)活動(dòng)等內(nèi)容。美國地球使命計(jì)劃以及日本、歐洲設(shè)想的地球環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃，旨在對(duì)全球或區(qū)域環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)可能出現(xiàn)的多種災(zāi)害做出預(yù)報(bào)。在衛(wèi)星通信方面，除了繼續(xù)發(fā)展大容量、多譜段、大功率、長壽命的靜止軌道通信衛(wèi)星外，研制和發(fā)射中、低軌道由小衛(wèi)星組網(wǎng)的個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)是當(dāng)今的重要方向。例如，美國摩托羅拉公司將建成的小衛(wèi)星群通信系統(tǒng)。它由66顆衛(wèi)星組成全球網(wǎng)絡(luò)，可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行個(gè)人移動(dòng)電話直接通信。（二）人造衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星由于具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，將更多24為了能在全球范圍任意地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取多種遙感信息和導(dǎo)航定位，并實(shí)現(xiàn)高速傳輸，航天大國正在研究建立天基綜合信息網(wǎng)。它的出現(xiàn)必將為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響。天基信息網(wǎng)將成為信息高速公路的重要組成部分。一些未來學(xué)家預(yù)測(cè)，到2010年衛(wèi)星饋送信息將成為全世界最普遍的傳輸方式。它的成本低，發(fā)展中國家不必建造費(fèi)用高昂的硬件基礎(chǔ)設(shè)施。

人造衛(wèi)星中的各項(xiàng)技術(shù)將持續(xù)革新，除了發(fā)展綜合性的大型應(yīng)用衛(wèi)星外，微小衛(wèi)星的研制是未來的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。它質(zhì)量小，成本低，研制快等特點(diǎn)已引起有關(guān)單位的重視。

在未來15年內(nèi)中國的應(yīng)用衛(wèi)星將跨上一個(gè)大的臺(tái)階。正在研制的大型通信衛(wèi)星不僅容量大、壽命長，而且將有多種頻段以適應(yīng)不同用途。計(jì)劃中的不同遙感衛(wèi)星包括資源、氣象、海洋、環(huán)境與災(zāi)害多種用途，它不僅提供國內(nèi)服務(wù)，還將為全世界做出貢獻(xiàn)。關(guān)于利用衛(wèi)星進(jìn)行微重力科學(xué)研究，中國已在世界先進(jìn)行列之中，充分利用地面及太空有利條件，在有關(guān)方面共同支持下，發(fā)展前景極好，有可能在微生物、植物育種、半導(dǎo)體材料等方面取得重大進(jìn)展。

為了能在全球范圍任意地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取多種遙感信息和導(dǎo)航定位，并實(shí)25（三）大型空間站

載人航天是人類開發(fā)宇宙大空的必然發(fā)展。與60年代不同，當(dāng)今世界載人航天計(jì)劃的核心，是在靠近地球的軌道上建立長壽命大型空間站?？臻g站主要有如下功能：（1）遙感及微重力等科學(xué)研究；（2）?？俊⒕S修并為人造衛(wèi)星補(bǔ)充燃料；（3）在空間站進(jìn)行部件或整機(jī)組裝工作；（4）物資、宇航員及航天器轉(zhuǎn)運(yùn)基地。

80年代美國決定研制重約200噸的自由號(hào)永久性空間站。該空間站承載6～8名字航員。歐洲、加拿大和日本等參加了這個(gè)計(jì)劃。前蘇聯(lián)于80年代后期建成和平1號(hào)空間站，并決定90年代建造和平2號(hào)空間站，重115噸，有6名宇航員。但是，美、蘇兩國都由于投資太大，進(jìn)展緩慢，并一再修改和縮小原來規(guī)模。蘇聯(lián)解體后，冷戰(zhàn)結(jié)束。兩國探討合作聯(lián)建大型空間站的計(jì)劃（國際空間站），以節(jié)約經(jīng)費(fèi)。包括歐洲、日本、加拿大等共有16個(gè)國家參加。國際空間站的重量為423噸，電功率為110千瓦，框架式結(jié)構(gòu)，長寬為108米X88米，實(shí)驗(yàn)艙6個(gè)，密封艙容積1202立方米。宇航員6名。運(yùn)行軌道高度約400公里，軌道傾角5l．6。

（三）大型空間站

載人航天是人類開發(fā)宇宙大空的必然發(fā)展26在軌壽命10～15年。原計(jì)劃2002年建成，后由于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)上的困難，預(yù)計(jì)建成計(jì)劃推遲2～3年。另外，空間站的運(yùn)行費(fèi)用及效益仍然是一個(gè)大難題。

在空間失重環(huán)境及其他空間環(huán)境作用下，制造半導(dǎo)體材料、特種合金、藥品、光學(xué)材料和植物育種等，其產(chǎn)品性能要比地面生產(chǎn)的質(zhì)量好得多，價(jià)值很高，它將是未來空間應(yīng)用的新領(lǐng)域，現(xiàn)在有關(guān)國家正積極開展研究工作。

為了適應(yīng)我國21世紀(jì)航天事業(yè)的發(fā)展，國家863計(jì)劃中安排了我國未來空間站的研究課題，除了空間站概念研究外，還支持開展空間站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及空間站應(yīng)用的預(yù)先研究工作。

應(yīng)當(dāng)提及的是為使空間站更有效地應(yīng)用，正研究發(fā)展空間機(jī)器人及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這樣，科學(xué)家、工程師就可以在地面工作以完成一部分人在天上進(jìn)行的各種動(dòng)作，這是一個(gè)極為重要的領(lǐng)域，世界不少國家都在開展研究。在軌壽命10～15年。原計(jì)劃2002年建成，后由于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)27（四）深空探測(cè)

過去40年在深空探測(cè)方面雖已做出了比較大的成績(jī)，但還只是初步的。未來美、俄、歐、日都將繼續(xù)對(duì)深空進(jìn)行深入探測(cè)。主要是兩大方面，一是太陽系行星探測(cè)，二是天文觀察。太陽系內(nèi)探測(cè)包括太陽和日地空間環(huán)境，以及對(duì)金星、木星、火星、水星等及其周圍環(huán)境的探測(cè)。21世紀(jì)初探測(cè)重點(diǎn)是月球與火星。除發(fā)射環(huán)繞飛行器對(duì)星球表面進(jìn)行拍照外，還將有著陸器、行走機(jī)器人，以及建造月球和火星的載人活動(dòng)基地計(jì)劃。美國于2005年以前將多次發(fā)射火星全球勘測(cè)器。至于天文觀察，預(yù)計(jì)今后將有數(shù)座軌道天文臺(tái)在太空工作。美、歐的哈勃號(hào)望遠(yuǎn)鏡未來計(jì)劃，有希望解開銀河系奧秘，將使天文觀察進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元。還有將發(fā)射的紅外天文臺(tái)、宇宙背景輻射探測(cè)者等都是本世紀(jì)末有重要意義的項(xiàng)目。

（四）深空探測(cè)

過去40年在深空探測(cè)方面雖已做出了比較28未來的30年世界上將形成比較復(fù)雜的國際航天關(guān)系，空間由超級(jí)大國壟斷的時(shí)代將變?yōu)槎鄻O集團(tuán)竟?fàn)庨_發(fā)。繼美蘇之后，歐洲將逐步形成一個(gè)比較大的空間體系；其次，日本已加快成為世界空間大國的步伐，其空間投資年增幅很大；還有不少發(fā)展中國家也將積極參與空間活動(dòng)。未來國際航天關(guān)系可概括為六個(gè)字：合作、競(jìng)爭(zhēng)、對(duì)抗。應(yīng)提倡世界各國聯(lián)合開發(fā)空間，但現(xiàn)實(shí)世界中，合作是有限的，在某幾個(gè)方面如深空探測(cè)、地球環(huán)境監(jiān)視、建造國際空間站等有共同利益的項(xiàng)目，可能促成合作。但空間領(lǐng)域不會(huì)有全面的合作。對(duì)運(yùn)載火箭的發(fā)射服務(wù)，多種應(yīng)用衛(wèi)星具有商業(yè)利益的項(xiàng)目，將存在相當(dāng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)，競(jìng)爭(zhēng)也不可能有公平的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，必然出現(xiàn)政治干預(yù)。而由于空間軍事需求的存在，大國競(jìng)相開發(fā)空間軍事系統(tǒng)，所以國與國之間潛伏著對(duì)抗。

未來的30年世界上將形成比較復(fù)雜的國際航天關(guān)系，空間由超級(jí)29由于發(fā)展空間技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、軍事、科技等方面具有重要意義，政治上空間技術(shù)又極大地提高了國家綜合國力及其在國際活動(dòng)中的地位，所以世界上發(fā)達(dá)國家都把航天列上本國發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置。因航天技術(shù)的發(fā)展涉及到全球利益，所以國際上討論的許多重大問題都與它有關(guān)，并成立官方與民間的各種組織，聯(lián)合國還設(shè)立外層空間委員會(huì)，以協(xié)調(diào)各國之間的航天活動(dòng)，制定各類涉及空間活動(dòng)的國際條約、法律和規(guī)定。

中國的航天事業(yè)將持續(xù)不斷地向前發(fā)展。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，財(cái)力有限，比起世界航天大國，我們屬于航天低投入國家。因此，我國目前只能在部分航天領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。為了使我國在世界航天領(lǐng)域有相稱的地位，應(yīng)加大投資力度。同時(shí)，中國提倡各國聯(lián)合和平開發(fā)利用宇宙空間，平等互利，共同為全人類的利益做出貢獻(xiàn)。由于發(fā)展空間技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、軍事、科技等方面具有重要意義，政治上30神五圓夢(mèng)從“神舟”一號(hào)到“神舟”四號(hào)“神舟”一號(hào)飛船于１９９９年１１月２０日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛船返回艙于次日在內(nèi)蒙古自治區(qū)中部地區(qū)成功著陸。這次發(fā)射，首次采用了在技術(shù)廠房對(duì)飛船、火箭聯(lián)合體垂直總裝與測(cè)試，整體垂直運(yùn)輸至發(fā)射場(chǎng)，進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)試發(fā)射控制的新模式。我國在原有的航天測(cè)控網(wǎng)基礎(chǔ)上新建的符合國際標(biāo)準(zhǔn)體制的陸?；教鞙y(cè)控網(wǎng)，也在這次發(fā)射試驗(yàn)中首次投入使用?！吧裰邸倍?hào)飛船于２００１年１月１０日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在軌飛行7天后成功返回地面。這是我國第一艘正樣無人飛船。飛船上進(jìn)行了微重力環(huán)境下的空間生命科學(xué)、空間材料、空間天文和物理等領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)，各種儀器設(shè)備性能穩(wěn)定，工作正常，取得了大量數(shù)據(jù)。與“神舟”一號(hào)試驗(yàn)飛船相比，“神舟”二號(hào)飛船的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了新的擴(kuò)展，技術(shù)性能有了新的提高，飛船技術(shù)狀態(tài)與載人飛船基本一致。神五圓夢(mèng)從“神舟”一號(hào)到“神舟”四號(hào)31“神舟”三號(hào)飛船于２００２年３月２５日發(fā)射。飛船搭載了人體代謝模擬裝置、擬人生理信號(hào)設(shè)備以及形體假人，能夠定量模擬航天員呼吸和血液循環(huán)的重要生理活動(dòng)參數(shù)。“神舟”三號(hào)軌道艙在太空留軌運(yùn)行１８０多天，成功進(jìn)行了一系列空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?！吧裰邸彼奶?hào)飛船于２００２年１２月３０日成功發(fā)射，在完成預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)后，于１月５日在內(nèi)蒙古中部地區(qū)準(zhǔn)確著陸。這艘飛船除沒有載人外，技術(shù)狀態(tài)與載人飛船完全一致。飛行中，先后進(jìn)行了對(duì)地觀測(cè)、材料科學(xué)、生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)及空間天文和空間環(huán)境探測(cè)等“神舟”三號(hào)飛船于２００２年３月２５日發(fā)射。飛船搭載了人體代32神五2003年10月15日，是一個(gè)永載中華民族和人類文明史冊(cè)的日子。我國第一艘載人飛船“神舟”五號(hào)發(fā)射升空。在繞地球環(huán)行14周后，16日6時(shí)23分，我國自己培養(yǎng)的航天員楊利偉乘返回艙在內(nèi)蒙古預(yù)定地區(qū)安全落地，我國首次載人航天飛行取得圓滿成功。中國人第一次乘自行研制的宇宙飛船，實(shí)現(xiàn)了飛向太空的歷史性跨越。這是我國航天事業(yè)和國防科技事業(yè)發(fā)展史上一座新的里程碑，開創(chuàng)了我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。神五2003年10月15日，是一個(gè)永載中華民族和人類文明史33首次載人航天飛行成功，標(biāo)志著我國航天技術(shù)和國防科技工業(yè)取得了新的重大突破，我國整體科技水平實(shí)現(xiàn)了新的歷史性跨越。航天事業(yè)作為高新科技綜合集成的國防科技事業(yè)，集中反映著一個(gè)國家的整體科技水平。“神舟”五號(hào)成功發(fā)射和回收，我國載人航天工程由無人飛行進(jìn)入載人航天飛行階段，我國航天技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一次重大突破。正如胡錦濤總書記所指出的，“神舟”五號(hào)成功發(fā)射，標(biāo)志著中國人民在攀登世界科技高峰的征程中又邁出了具有歷史意義的一步。以載人航天為龍頭，信息技術(shù)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、空間科學(xué)等新興高科技也得到了快速發(fā)展，我國科技的整體水平進(jìn)一步提高。首次載人航天飛行成功，標(biāo)志著我國航天技術(shù)和國防科技工業(yè)取得34首次載人航天飛行成功，進(jìn)一步增強(qiáng)了我國的綜合國力，提高了我國的國際地位。當(dāng)今世界，國家之間的競(jìng)爭(zhēng)體現(xiàn)為綜合國力的競(jìng)爭(zhēng)。航天高科技是綜合國力的重要組成部分，多學(xué)科集成的載人航天工程作為當(dāng)今航天技術(shù)領(lǐng)域的前沿，成為世界強(qiáng)國競(jìng)相搶占的科技制高點(diǎn)。首次載人航天飛行成功，使我國成為繼前蘇聯(lián)和美國之后第三個(gè)獨(dú)立自主地完整掌握載人航天技術(shù)的國家，為我國在激烈的國際競(jìng)爭(zhēng)中贏得戰(zhàn)略主動(dòng)奠定了基礎(chǔ)，我國的國際威望和大國地位顯著提高。首次載人航天飛行成功，大大激發(fā)了中華民族的自豪感和凝聚力，激勵(lì)著我們?yōu)閷?shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興而努力奮斗。航天事業(yè)是一項(xiàng)振奮人心的攀登科技高峰的事業(yè)，載人航天工程是迄今為止我國航天史上規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜、技術(shù)難度最高的一項(xiàng)國家重點(diǎn)工程。首次載人航天飛行的圓滿成功，進(jìn)一步激發(fā)了中華民族開創(chuàng)美好未來、實(shí)現(xiàn)偉大復(fù)興的信心和決心，必將帶動(dòng)和促進(jìn)中國特色社會(huì)主義各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。中國人完全有能力獨(dú)立自主地攻克任何尖端技術(shù)，有能力在世界高科技領(lǐng)域大展宏圖，有能力在新的千年中，以輝煌的成就，為人類作出更大的貢獻(xiàn)。首次載人航天飛行成功，進(jìn)一步增強(qiáng)了我國的綜合國力，提高了我國35首次載人航天飛行成功，為我國探索太空事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。我國載人航天工程在多方面取得了重要成果：突破了大量的關(guān)鍵技術(shù)，大大提高了我國航天科技水平；建設(shè)并完善了一批先進(jìn)性與實(shí)用性兼?zhèn)洹⑦m應(yīng)我國航天事業(yè)持續(xù)發(fā)展需要的載人航天工程設(shè)施；培養(yǎng)了一支德才兼?zhèn)?、素質(zhì)精良的科技與管理人才隊(duì)伍；豐富和發(fā)展了我國大型航天工程的管理經(jīng)驗(yàn)，探索了一條具有中國特色的載人航天發(fā)展之路。這些輝煌成就為今后航天事業(yè)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)、技術(shù)和人才基礎(chǔ)。首次載人航天飛行成功，為我國探索太空事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)36現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論GeneralityofModernScienceandTechnology現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論GeneralityofModernS37空間技術(shù)

空間科學(xué)和空間技術(shù)合稱空間科技，是一門新興的綜合性尖端科學(xué)技術(shù)?？臻g技術(shù)是從事空間飛行的綜合性技術(shù)，指各種航天器的設(shè)計(jì)、制造、發(fā)射和應(yīng)用方面的技術(shù)。它主要包括空間飛行技術(shù)，空間系統(tǒng)工程技術(shù)，空間控制與導(dǎo)航技術(shù)，空間通信跟蹤與遙控技術(shù)，空間遙感與控測(cè)技術(shù)，圖象與數(shù)據(jù)處理技術(shù)等等?？臻g技術(shù)空間科學(xué)和空間技術(shù)合稱空間科技，是一門新興的綜合38空間技術(shù)是火箭和啟動(dòng)控制兩門技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。火箭是我國古代的四大發(fā)明之一；現(xiàn)代火箭在技術(shù)上有了劃時(shí)代的改進(jìn)，成了宇宙飛行的運(yùn)載工具，但其基本原理依然是噴氣推進(jìn)。前蘇聯(lián)火箭專家齊奧爾科夫斯基和美國科學(xué)家戈達(dá)德為現(xiàn)代火箭奠定了理論基礎(chǔ)。德國在第二次世界大戰(zhàn)中共發(fā)射了4300枚V-2火箭。50年代，美國、前蘇聯(lián)兩國研究洲際導(dǎo)彈和地球衛(wèi)星。70年代以前，空間技術(shù)主要是發(fā)展火箭、制導(dǎo)系統(tǒng)和其他裝置，包括對(duì)人造地球衛(wèi)星、載人飛船、行星際探測(cè)器及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備的研制、試驗(yàn)。在這期間，前蘇聯(lián)于1957年10月發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，1961年發(fā)射了第一艘載人宇宙飛船“東方號(hào)”，1964年又成功地將載有3名宇航員的“上升一號(hào)”一舉送入空間。美國則分別于1958年和1960年發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星和第一次載人航行，并于1969年由推力達(dá)3400噸的“土星五號(hào)”運(yùn)載火箭將“阿波羅號(hào)”飛船送上月球，廣寒宮已先后留下了六批12人的腳印?？臻g技術(shù)是火箭和啟動(dòng)控制兩門技術(shù)結(jié)合的結(jié)果。火箭是我國古代的39本世紀(jì)70年代以來，空間技術(shù)的重點(diǎn)主要在兩個(gè)方面：人造地球衛(wèi)星的廣泛應(yīng)用和研制長時(shí)間在地球軌道上運(yùn)行的空間站，以及集火箭、飛船、飛機(jī)于一體的航天飛機(jī)。至今為止，人類已向空間發(fā)射了4200多個(gè)種類繁多的太空飛行器，共進(jìn)行140多次載人航天，有240多人進(jìn)入過太空。前蘇聯(lián)飛行總記錄超過17300人·小時(shí)，是美國的3.5倍，30年來在賬面上的投資總額已超過1890億美元。太陽系家族的成員金星、火星、木星等的秘密已被初步揭開。1977年夏天，美國發(fā)射的“旅行者”Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)宇宙探測(cè)器正攜帶著“地球之音”飛出太陽系，去尋找宇宙生命。本世紀(jì)70年代以來，空間技術(shù)的重點(diǎn)主要在兩個(gè)方面：人造地球衛(wèi)40空間技術(shù)的發(fā)展，使人類的活動(dòng)進(jìn)入廣闊的宇宙空間，應(yīng)用型空間技術(shù)的日趨成熟，為人類創(chuàng)造了巨大的物質(zhì)和精神財(cái)富。通信衛(wèi)星作為信息社會(huì)傳遞信息的樞紐，聯(lián)結(jié)世界各地，引起了通信體制的根本改變?，F(xiàn)在世界上三分之二的國際電話業(yè)務(wù)和幾乎全部洲際電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù)，均由國際通信衛(wèi)星承擔(dān)，每年?duì)I業(yè)額高達(dá)20億美元。運(yùn)用地球資源衛(wèi)星，可以把氣象觀測(cè)、資源考察、環(huán)境監(jiān)測(cè)和地圖繪制等工作自動(dòng)化，既節(jié)約大量人力時(shí)間，又可及時(shí)得到可靠的豐富資料。通過各類應(yīng)用衛(wèi)星進(jìn)行偵察、預(yù)警、通信、導(dǎo)航、廣播、考察、預(yù)報(bào)、測(cè)繪等，可以獲得巨大的軍事價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益?？臻g技術(shù)的發(fā)展，使人類對(duì)地球、太陽系及宇宙的觀測(cè)和探測(cè)手段發(fā)生了根本改變，拓寬了認(rèn)識(shí)范圍，促進(jìn)了天文學(xué)和天體物理、微觀物理的進(jìn)展，同時(shí)也使空間生態(tài)學(xué)、空間生物醫(yī)學(xué)、空間工程學(xué)、星際飛行學(xué)等一大批新學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生?？臻g技術(shù)的發(fā)展，使人類的活動(dòng)進(jìn)入廣闊的宇宙空間，應(yīng)用型空間技41經(jīng)過30多年的發(fā)展，航天事業(yè)已日益顯示出強(qiáng)大的生命力。90年代以空間站為基地，人類開發(fā)空間達(dá)到了新的高潮。在能源日趨緊張的今天，人們正設(shè)想向太空要能源，建立太陽能衛(wèi)星發(fā)電站，由微波送往地球，再轉(zhuǎn)換成電流。人們還設(shè)想建立太空工廠，利用宇宙空間的失重，高真空、強(qiáng)輻射、超低溫、無菌等優(yōu)越條件，生產(chǎn)新材料、新藥品。人類還將探測(cè)和研究月球以及小行星的礦物資源種類和分布，為開發(fā)太空原料作準(zhǔn)備。太空研究也將從近地空間擴(kuò)展到遠(yuǎn)地空間，從內(nèi)行星擴(kuò)展到外行星，對(duì)太陽系所有行星進(jìn)行跟蹤觀察，對(duì)宇宙背景及地外文明進(jìn)行探測(cè)，為認(rèn)識(shí)太陽系和宇宙演化、生命起源等理論增添新內(nèi)容。

經(jīng)過30多年的發(fā)展，航天事業(yè)已日益顯示出強(qiáng)大的生命力。90年42空間資源與空間技術(shù)（一）空間資源

無限的宇宙空間蘊(yùn)藏著取之不盡的物質(zhì)財(cái)富，期待著人類去開發(fā)利用。與宇宙空間相比，地球只不過是滄海一粟。宇宙空間中蘊(yùn)藏的資源品種和數(shù)量之多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地球，人類渴望獲得的許多寶貴資源，可望在宇宙空間得到滿足。對(duì)宇宙空間資源的了解，至今知識(shí)甚少，就目前的認(rèn)識(shí)，可大致分為三類：

空間資源與空間技術(shù)（一）空間資源

無限的宇宙空間蘊(yùn)藏431．軌道資源。航天器環(huán)繞地球按天體力學(xué)規(guī)律沿著特定軌道運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星在軌道上飛行，位置高，飛行快，可以快速大范圍地覆蓋地球表面，從而達(dá)到通信、遙感、定位等目的。所以各種衛(wèi)星軌道本身就是重要的寶貴資源。例如，赤道上空約36000公里的對(duì)地靜止軌道一共只有一圈，只能布置有限數(shù)量的衛(wèi)星，因此許多國家都在爭(zhēng)奪早占該種軌道位置。

2．環(huán)境資源。衛(wèi)星在宇宙太空飛行，它的周圍環(huán)境是高真空、微重力、強(qiáng)輻射以及豐富的太陽能等，這種特殊的環(huán)境本身就是極為寶貴的資源，利用微重力環(huán)境可以制造出地面無法做到的材料和生物制品，而在空間粒子輻照環(huán)境中農(nóng)業(yè)育種，引起變異，帶回地面繁殖后代，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)量翻一番的奇異現(xiàn)象。

3．物質(zhì)資源。月球及太陽系各行星上都蘊(yùn)藏著極為豐富的資源。月球巖土中含有地殼里的全部化學(xué)元素和約60種礦藏，其中包括地球上極為缺乏的同位素氦-3，它是核聚變反應(yīng)堆理想的燃料。1．軌道資源。航天器環(huán)繞地球按天體力學(xué)規(guī)律沿著特定軌道運(yùn)動(dòng)，44二）空間技術(shù)與宇宙速度

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用宇宙空間的技術(shù)，又稱太空技術(shù)和航天技術(shù)。討論航天，那什么是天？有兩種定義。一種定義認(rèn)為，天是指地球大氣層以外無限遙遠(yuǎn)的空間。另一種定義認(rèn)為，天是指地球大氣層以外至太陽系內(nèi)的空間。按后一種定義，大氣層以外太陽系以內(nèi)的航行活動(dòng)則稱之為航天，而太陽系以外的航行活動(dòng)稱之為航宇。相當(dāng)長的歷史階段內(nèi)，人類只能實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)。因?yàn)槿魏我环N航行活動(dòng)都是與其推進(jìn)技術(shù)密切聯(lián)系的，只有當(dāng)推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步到一定程度，使運(yùn)動(dòng)物體速度提高到一定水平，才具有某種特定的航行活動(dòng)。當(dāng)飛行器達(dá)到第一宇宙速度（7．9公里／秒）才能克服地球引力而環(huán)繞地球飛行，不落回地球表面；提高到第二宇宙速度（11．2公里／秒）可以脫離地球飛向太陽系的其他行星；提高到第三宇宙速度（16．7公里／秒）就可以飛離太陽系。雖然第三宇宙速度理論上可以實(shí)現(xiàn)太陽系以外的航行活動(dòng)，但是太陽系太大，現(xiàn)代航天器以第三宇宙速度來飛行，需飛行萬年以上才能離開太陽系。進(jìn)行太陽系之外的通訊，信號(hào)來回一次需要一年以上時(shí)間。所以討論太陽系以外的航行活動(dòng)，為時(shí)尚早，當(dāng)今技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到。所以，把航天定義為地球大氣層以外至太陽系之內(nèi)的航行活動(dòng)更為確切。當(dāng)代研究的空間技術(shù)所涉及的范圍也是指太陽系之內(nèi)。

二）空間技術(shù)與宇宙速度

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用宇45航天系統(tǒng)及分類

相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，人類主要開展以地球?yàn)橹行牡暮教旎顒?dòng)。要實(shí)現(xiàn)航天活動(dòng)，就要建立龐大的以航天器為核心的航天系統(tǒng)。它由特定的航天器（衛(wèi)星、空間站、探測(cè)器），運(yùn)載工具（火箭、航天飛機(jī)），航天發(fā)射場(chǎng)，地面測(cè)控網(wǎng)（地面站、船），地面應(yīng)用站網(wǎng)及其他有關(guān)系統(tǒng)組成，它是一個(gè)大系統(tǒng)工程。

1．運(yùn)載工具將航天器加速至宇宙速度，并送入預(yù)定的運(yùn)行軌道?，F(xiàn)代航天運(yùn)載工具分運(yùn)載火箭和航天飛機(jī)兩種，前者為一次性使用，后者可多次使用。運(yùn)載火箭最早發(fā)展，已普遍使用。各航天大國均擁有自己的運(yùn)載火箭及發(fā)射場(chǎng)。運(yùn)載火箭一般由2—3級(jí)組成，每級(jí)火箭均有推進(jìn)系統(tǒng)，末級(jí)內(nèi)裝有火箭的制導(dǎo)與控制、跟蹤、遙測(cè)、電源等系統(tǒng)。同時(shí)，末級(jí)頂部安裝被運(yùn)送的航天器。

航天系統(tǒng)及分類

相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi)，人類主要開展以地球?yàn)橹行牡暮?62．航天器指的是在地球大氣層以外按天體力學(xué)規(guī)律運(yùn)行的飛行器，包括各種人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站、行星探測(cè)器等。其中人造衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量最多，并已廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的效益。人造衛(wèi)星種類很多，有通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星等。

通信衛(wèi)星是作為無線電通信中繼站的人造衛(wèi)星，衛(wèi)星上有通信轉(zhuǎn)發(fā)器和天線。經(jīng)過通信衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電話通訊、數(shù)據(jù)交換，也可以轉(zhuǎn)播電視節(jié)目。

遙感衛(wèi)星在空間對(duì)地球表面進(jìn)行拍照，獲取氣象、海洋、環(huán)境、資源、軍事目標(biāo)等各種信息，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、科學(xué)研究和軍事活動(dòng)服務(wù)。遙感衛(wèi)星視用途不同，又分為氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、軍事偵察衛(wèi)星等。

導(dǎo)航定位衛(wèi)星是為地面、海洋、空中和空間用戶提供導(dǎo)航定位的衛(wèi)星。它由若干顆衛(wèi)星組成，分布在不同軌道上運(yùn)行。每顆衛(wèi)星在空間的坐標(biāo)位置是嚴(yán)格確定的，它發(fā)射特定的無線電信號(hào)，用戶接收該信號(hào)，加以處理，確定自己所在的位置。

2．航天器指的是在地球大氣層以外按天體力學(xué)規(guī)律運(yùn)行的飛行器，473．航天地面站包括跟蹤測(cè)控站（網(wǎng)）和衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)站。前者對(duì)航天器發(fā)射和運(yùn)行的軌道進(jìn)行跟蹤，監(jiān)測(cè)航天器的工作狀態(tài)，發(fā)送各種工作指令。后者接收處理衛(wèi)星的遙感圖像，傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)、接收各種信息，如氣象云圖接收站，地球資源接收站，通信站，電視接收站等等。

3．航天地面站包括跟蹤測(cè)控站（網(wǎng)）和衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)站。前者對(duì)航48空間技術(shù)的特點(diǎn)三個(gè)突出特點(diǎn)。其一，空間技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它是許多科技最新成就的集成，其中包括噴氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、遙感技術(shù)、材料科學(xué)、計(jì)算科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等等。其二，空間技術(shù)是對(duì)國家現(xiàn)代化、社會(huì)進(jìn)步具有宏觀作用的科學(xué)技術(shù)。由于航天器飛行速度快，運(yùn)行高度高，所以可快速地大范圍覆蓋地球表面。例如，通過衛(wèi)星使電視網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國及至全球；氣象衛(wèi)星可以進(jìn)行全球天氣預(yù)報(bào)，包括長期天氣預(yù)報(bào)；偵察衛(wèi)星可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)世界各個(gè)地區(qū)的軍事活動(dòng)等。這許多都是常規(guī)手段無法做到的。其三，空間活動(dòng)是高投入、高效益、高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè)。盡管風(fēng)險(xiǎn)很大，但是空間技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類的貢獻(xiàn)是巨大的，因此它必將持續(xù)發(fā)展。

空間技術(shù)的特點(diǎn)三個(gè)突出特點(diǎn)。其一，空間技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科49發(fā)展空間技術(shù)的意義在經(jīng)濟(jì)上，太空活動(dòng)具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。多種應(yīng)用衛(wèi)星在通信廣播、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)視、氣象預(yù)報(bào)、導(dǎo)航定位等方面，已為人類做出了巨大的貢獻(xiàn)。根據(jù)一些國家研究分析，空間技術(shù)投資效益比達(dá)1：10以上。更為深遠(yuǎn)的意義是太空活動(dòng)將為人類提供無限寶貴的種種資源。在軍事上，許多軍事專家認(rèn)為誰占有空間優(yōu)勢(shì)，誰就具有軍事戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。多年來，超級(jí)大國都在發(fā)展戰(zhàn)略核武器，為選擇打擊目標(biāo)，提高命中精度及了解敵方軍事部署，競(jìng)相發(fā)展偵察衛(wèi)星，它是洲際導(dǎo)彈的耳目，并已成為戰(zhàn)略核武器的配套項(xiàng)目。通訊、導(dǎo)航等衛(wèi)星的發(fā)展，同樣大大增強(qiáng)了國家的軍事力量。航天技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，對(duì)軍事的影響將是革命性的。在科學(xué)技術(shù)上，空間活動(dòng)帶動(dòng)和促進(jìn)了眾多學(xué)科的發(fā)展。首先，空間活動(dòng)帶動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，如電子技術(shù)，遙感技術(shù)，噴氣技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)等；其次，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)將有很大推動(dòng)，包括對(duì)生命科學(xué)、宇宙的形成和發(fā)展等都將有重要的新發(fā)現(xiàn)；第三是形成了許多邊緣學(xué)科，如空間工藝學(xué)、空間材料學(xué)、空間生物學(xué)、衛(wèi)星測(cè)地學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)、衛(wèi)星海洋學(xué)等等。在政治上，空間技術(shù)極大地提高國家在綜合國力及其在國際活動(dòng)中的地位，現(xiàn)在國際上討論的許多重大問題都與空間有關(guān)，世界大國首腦會(huì)談也離不開這個(gè)問題。由于空間技術(shù)有如此重要的意義，當(dāng)今參加開發(fā)空間的國家越來越多，已達(dá)60多個(gè)，而應(yīng)用空間技術(shù)成果的國家?guī)缀醣榧笆澜绺鱾€(gè)角落。發(fā)展空間技術(shù)的意義在經(jīng)濟(jì)上，太空活動(dòng)具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效50我國航天主要成就由于空間技術(shù)具有重要意義，40多年來發(fā)展極為迅速。繼1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆衛(wèi)星之后，美國于1958年，法國于1965年，日本、中國于1970年先后發(fā)射了自己的第一顆人造衛(wèi)星，引起世界轟動(dòng)。世界上航天投資最多的是前蘇聯(lián)和美國。至今發(fā)射的4000多個(gè)航天器中，前蘇聯(lián)、美國占絕大多數(shù)。此外，歐聯(lián)、中國、日本、印度、加拿大等也都有一定的規(guī)模。中國依靠自力更生，至今共成功研制和發(fā)射不同的國產(chǎn)人造衛(wèi)星約40顆，建成了衛(wèi)星陸海測(cè)控網(wǎng)和大量地球站，為國家建設(shè)和社會(huì)進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)?，F(xiàn)簡(jiǎn)要介紹世界航天的主要成就。我國航天主要成就由于空間技術(shù)具有重要意義，40多年來發(fā)展極51（一）空間技術(shù)方面

航天運(yùn)載工具的發(fā)展是40年最重要成就之一。至今作為空間飛行器的運(yùn)輸工具主要還是一次性的運(yùn)載火箭，這方面最發(fā)達(dá)的是前蘇聯(lián)、美國，此外是法國、中國、日本和印度。世界上的典型的大型火箭，有前蘇聯(lián)的質(zhì)子號(hào)，美國的大力神號(hào)，法國的阿里安娜號(hào)，中國長征號(hào)、日本的HZ火箭，它們可以把重型衛(wèi)星送到遠(yuǎn)離地點(diǎn)36000公里的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。中國已經(jīng)發(fā)展了長征系列運(yùn)載火箭及建成了3個(gè)發(fā)射基地，不僅發(fā)射國內(nèi)衛(wèi)星，而且提供國際發(fā)射服務(wù)。另一種運(yùn)載工具是航天飛機(jī)，航天飛機(jī)可以多次使用，但造價(jià)高，風(fēng)險(xiǎn)大。美國最早發(fā)展航天飛機(jī)，運(yùn)載能力20噸，載乘3～7名宇航員，飛行軌道高度200～400公里，傾角大約28度。

（一）空間技術(shù)方面

航天運(yùn)載工具的發(fā)展是40年最重要成52人造地球衛(wèi)星對(duì)軍事和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值，因此衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展極快。世界上除美國、前蘇聯(lián)外，歐聯(lián)、中國、日本和印度等都具有研制衛(wèi)星的能力，并發(fā)射了多種應(yīng)用衛(wèi)星。通信衛(wèi)星具有很高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。中國80年代發(fā)射了東方紅二號(hào)靜止通信衛(wèi)星，90年代又發(fā)射了通信能力比前者大10倍的東方紅三號(hào)通信衛(wèi)星。國際通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到第八代，一顆衛(wèi)星的通信能力可達(dá)幾萬條話路，可以同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)幾十路電視節(jié)目。衛(wèi)星發(fā)射功率的增大及點(diǎn)波束技術(shù)的進(jìn)步，使得地面站小型化成為現(xiàn)實(shí)。衛(wèi)星技術(shù)的迅速進(jìn)步，使衛(wèi)星的在軌壽命長達(dá)12～15年。資源衛(wèi)星的典型代表是美國陸地衛(wèi)星和法國斯波特衛(wèi)星，它們具有高分辨率和多譜段的遙感能力，對(duì)陸地資源調(diào)查具有重要價(jià)值。氣象衛(wèi)星有極地軌道和靜止軌道兩種。極地軌道氣象衛(wèi)星可飛經(jīng)地球所有地區(qū)，可提供長期天氣預(yù)報(bào)資料，世界上只有美國、前蘇聯(lián)、中國研制和發(fā)射了這種氣象衛(wèi)星。靜止軌道氣象衛(wèi)星相對(duì)地球表面固定不變，可實(shí)時(shí)連續(xù)觀察本地區(qū)的云層分布和變化。1997年6月我國成功發(fā)射的風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星就是一種靜止軌道氣象衛(wèi)星。導(dǎo)航定位方面的代表是美國GPS衛(wèi)星，它由18顆衛(wèi)星組成，可在全球?qū)Ш脚c定位，精度達(dá)到米級(jí)?？煞祷厥叫l(wèi)星具有重要的經(jīng)濟(jì)、軍事和科學(xué)價(jià)值，至今世界上只有前蘇聯(lián)、美國、中國具有回收衛(wèi)星的能力。中國的返回式衛(wèi)星具有極高的成功率，其水平之高為國際所公認(rèn)。

人造地球衛(wèi)星對(duì)軍事和經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有重要價(jià)值，因此衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展極53載人航天是40多年來航天成就的重要組成部分。蘇美在發(fā)射本國的第一顆人造衛(wèi)星后就竟先發(fā)射載人飛船，主要是要爭(zhēng)奪世界第一。前蘇聯(lián)是世界第一個(gè)宇航員上天的國家，而美國宇航員首先登上月球。載人航天的經(jīng)濟(jì)效益一直在爭(zhēng)論，但在政治上影響很大。至今已有400多人次進(jìn)入太空，前蘇聯(lián)略為領(lǐng)先，進(jìn)入太空人數(shù)和停留時(shí)間均超過美國。美蘇兩國發(fā)展道路略有不同，前蘇聯(lián)發(fā)展的順序是飛船——軌道站——空間站；而美國是飛船——航天飛機(jī)——空間站。載人航天技術(shù)進(jìn)步較快，不僅宇航員可出艙活動(dòng)，還可以修復(fù)出故障的大型航天器，以及操作航天器交匯對(duì)接等。

深空探測(cè)主要是對(duì)太陽系各大行星及其環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。世界上已發(fā)射了100多個(gè)科學(xué)衛(wèi)星和深空探測(cè)器，有許多重大發(fā)現(xiàn)，包括對(duì)地球周圍環(huán)境的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)外輻射帶，了解了地磁場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)月球冰湖等。多種深空探測(cè)器還調(diào)查了太陽系各行星及其周圍情況，如小衛(wèi)星和大氣環(huán)等。

40年來空間技術(shù)的發(fā)展是迅速的。概括說，運(yùn)載火箭的運(yùn)送航天器的能力從幾十公斤增到100噸；衛(wèi)星獲取和傳遞信息能力大幅度提高，一顆通信衛(wèi)星的電話由幾十路增至幾萬路；衛(wèi)星壽命從幾十天增到幾年至十幾年；人在空間停留時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)增到一年以上。總之，主要指標(biāo)都提高了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，而價(jià)格大幅度下降。

載人航天是40多年來航天成就的重要組成部分。蘇美在發(fā)射本國的54空間應(yīng)用成就1．衛(wèi)星通信、廣播。通信衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步，使它在通信和廣播領(lǐng)域迅速推廣應(yīng)用，世界上跨洋通信幾乎全被通信衛(wèi)星所代替。許多交通不便，通信干線不到之處，以及海上、空中、災(zāi)區(qū)通信衛(wèi)星更顯出優(yōu)越性。目前衛(wèi)星通信可提供有關(guān)信息傳遞的100多種業(yè)務(wù)。以國際通信衛(wèi)星系統(tǒng)為例，其業(yè)務(wù)活動(dòng)效益每年達(dá)100億美元。

衛(wèi)星電視廣播的應(yīng)用已眾所周知，不僅豐富了人民的新聞文化生活，而且為教育事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，以我國開通的衛(wèi)星電視教育頻道為例，目前已有5000多個(gè)衛(wèi)星電視教育接收臺(tái)，接受各種教育人數(shù)達(dá)2000萬以上，效果很好。空間應(yīng)用成就1．衛(wèi)星通信、廣播。通信衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步，使它在通信552．衛(wèi)星導(dǎo)航定位。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于范圍大、時(shí)效好、精度高等特點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于海上艦船、空中飛機(jī)、陸上車輛的行駛導(dǎo)航，以及各種工程建設(shè)和業(yè)務(wù)活動(dòng)中的定位。美國GPS系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到米級(jí)。高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位為各種交通工業(yè)提高運(yùn)輸效率及安全保障做出重要貢獻(xiàn)。

3．資源調(diào)查和測(cè)繪。利用衛(wèi)星照片調(diào)查陸地和海洋資源已廣泛應(yīng)用，并被證實(shí)是有效的方法，不僅節(jié)約人力物力，而且時(shí)間快。我國已利用國內(nèi)外衛(wèi)星對(duì)全國的主要經(jīng)濟(jì)區(qū)的資源和環(huán)境進(jìn)行勘測(cè)和調(diào)查。同時(shí)，還利用衛(wèi)星照片繪制了地形圖和各種專業(yè)圖。

2．衛(wèi)星導(dǎo)航定位。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于范圍大、時(shí)效好、精度高564．氣象與災(zāi)害預(yù)報(bào)。氣象衛(wèi)星不僅提高了天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，同時(shí)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴風(fēng)雨等的預(yù)測(cè)以及海面溫度的監(jiān)測(cè)和海洋漁業(yè)的發(fā)展都起著極為有效的作用。自從有了氣象衛(wèi)星以來，臺(tái)風(fēng)天氣預(yù)報(bào)幾乎準(zhǔn)確無誤。我國利用氣象衛(wèi)星資料，對(duì)森林火災(zāi)、洪水等多種災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)發(fā)揮了積極的作用。

5．軍事應(yīng)用。應(yīng)用衛(wèi)星中軍事衛(wèi)星占有重要地位，包括軍事偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、軍事通信指揮、導(dǎo)航和氣象保障等。偵察衛(wèi)星不僅可以實(shí)時(shí)大范圍監(jiān)視敵方的軍事行動(dòng)，而且可以對(duì)重要軍事目標(biāo)進(jìn)行詳查。各種軍事衛(wèi)星不僅提供平時(shí)部隊(duì)各種需要，而且在戰(zhàn)時(shí)發(fā)揮重要作用。典型應(yīng)用是1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中美國利用多種軍事衛(wèi)星參加了作戰(zhàn)，發(fā)揮了極為重要的作用。

4．氣象與災(zāi)害預(yù)報(bào)。氣象衛(wèi)星不僅提高了天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，同時(shí)57世界空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（一）航天運(yùn)輸系統(tǒng)

降低航天器發(fā)射價(jià)格是主要努力方向?，F(xiàn)有的低軌道運(yùn)輸價(jià)格大約為每公斤1萬～2萬美元，距離每公斤1千美元的奮斗目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。因此，航天大國都在研究發(fā)展新的天地運(yùn)輸系統(tǒng)。近年來提出了多種新的航天運(yùn)輸方案。其主要的一點(diǎn)是研制可多次重復(fù)使用的運(yùn)輸工具。按其起降方式，大致分為三類：

1．垂直起飛、垂直降落。美國麥道公司研究的三角快帆是一種典型的代表。它是單級(jí)火箭，共有8臺(tái)主發(fā)動(dòng)機(jī)，起飛時(shí)8臺(tái)全部工作，返回降落時(shí)利用其中的4臺(tái)工作減速，回收再用。起飛重量463噸，載荷重量4．5噸，箭體總高度38．7米。

世界空間技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)（一）航天運(yùn)輸系統(tǒng)

降低航天器發(fā)582．垂直起飛、水平降落。典型的代表是美國現(xiàn)有的航天飛機(jī)。但航天飛機(jī)由于維修等費(fèi)用高昂，所以每公斤運(yùn)載費(fèi)用仍然大干1萬美元，比設(shè)計(jì)的350美元超出很多。為了降低運(yùn)價(jià)，馬丁公司正研究新的代號(hào)為X-33的“冒險(xiǎn)星”計(jì)劃，它起飛重量1000噸，載荷重量20噸，其運(yùn)輸價(jià)格有希望大幅度降低。

3．水平起飛、水平降落。典型代表是國外正在研究的空天飛機(jī)。采用吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，利用大氣層中的氧氣與自帶的液氫作為推進(jìn)劑。分單級(jí)（美國NASP計(jì)劃）和兩級(jí)（德國Sanger計(jì)劃）入軌兩種?？仗祜w機(jī)可以多次使用，把衛(wèi)星送入空間后，像飛機(jī)一樣返回地面，以備再用。由于技術(shù)難度大，要求投資多，目前尚處于研究階段。

2．垂直起飛、水平降落。典型的代表是美國現(xiàn)有的航天飛機(jī)。但航59（二）人造衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星由于具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，將更多地進(jìn)入商業(yè)化。今后10年，預(yù)計(jì)發(fā)射1700顆衛(wèi)星，價(jià)值1200億美元，其中70％是商用衛(wèi)星，效益大。因此開發(fā)航天技術(shù)的國家和公司，首先把資金集中于研制各種人造衛(wèi)星。各種應(yīng)用衛(wèi)星將繼續(xù)提高水平，降低造價(jià)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。在遙感方面，除發(fā)展陸地、海洋資源衛(wèi)星外，將加強(qiáng)對(duì)地球環(huán)境監(jiān)測(cè)、減災(zāi)活動(dòng)等內(nèi)容。美國地球使命計(jì)劃以及日本、歐洲設(shè)想的地球環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃，旨在對(duì)全球或區(qū)域環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)視，并對(duì)可能出現(xiàn)的多種災(zāi)害做出預(yù)報(bào)。在衛(wèi)星通信方面，除了繼續(xù)發(fā)展大容量、多譜段、大功率、長壽命的靜止軌道通信衛(wèi)星外，研制和發(fā)射中、低軌道由小衛(wèi)星組網(wǎng)的個(gè)人移動(dòng)通信系統(tǒng)是當(dāng)今的重要方向。例如，美國摩托羅拉公司將建成的小衛(wèi)星群通信系統(tǒng)。它由66顆衛(wèi)星組成全球網(wǎng)絡(luò)，可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行個(gè)人移動(dòng)電話直接通信。（二）人造衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星由于具有很高的經(jīng)濟(jì)效益，將更多60為了能在全球范圍任意地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取多種遙感信息和導(dǎo)航定位，并實(shí)現(xiàn)高速傳輸，航天大國正在研究建立天基綜合信息網(wǎng)。它的出現(xiàn)必將為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和軍事應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響。天基信息網(wǎng)將成為信息高速公路的重要組成部分。一些未來學(xué)家預(yù)測(cè)，到2010年衛(wèi)星饋送信息將成為全世界最普遍的傳輸方式。它的成本低，發(fā)展中國家不必建造費(fèi)用高昂的硬件基礎(chǔ)設(shè)施。

人造衛(wèi)星中的各項(xiàng)技術(shù)將持續(xù)革新，除了發(fā)展綜合性的大型應(yīng)用衛(wèi)星外，微小衛(wèi)星的研制是未來的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。它質(zhì)量小，成本低，研制快等特點(diǎn)已引起有關(guān)單位的重視。

在未來15年內(nèi)中國的應(yīng)用衛(wèi)星將跨上一個(gè)大的臺(tái)階。正在研制的大型通信衛(wèi)星不僅容量大、壽命長，而且將有多種頻段以適應(yīng)不同用途。計(jì)劃中的不同遙感衛(wèi)星包括資源、氣象、海洋、環(huán)境與災(zāi)害多種用途，它不僅提供國內(nèi)服務(wù)，還將為全世界做出貢獻(xiàn)。關(guān)于利用衛(wèi)星進(jìn)行微重力科學(xué)研究，中國已在世界先進(jìn)行列之中，充分利用地面及太空有利條件，在有關(guān)方面共同支持下，發(fā)展前景極好，有可能在微生物、植物育種、半導(dǎo)體材料等方面取得重大進(jìn)展。

為了能在全球范圍任意地點(diǎn)實(shí)時(shí)獲取多種遙感信息和導(dǎo)航定位，并實(shí)61（三）大型空間站

載人航天是人類開發(fā)宇宙大空的必然發(fā)展。與60年代不同，當(dāng)今世界載人航天計(jì)劃的核心，是在靠近地球的軌道上建立長壽命大型空間站?？臻g站主要有如下功能：（1）遙感及微重力等科學(xué)研究；（2）停靠、維修并為人造衛(wèi)星補(bǔ)充燃料；（3）在空間站進(jìn)行部件或整機(jī)組裝工作；（4）物資、宇航員及航天器轉(zhuǎn)運(yùn)基地。

80年代美國決定研制重約200噸的自由號(hào)永久性空間站。該空間站承載6～8名字航員。歐洲、加拿大和日本等參加了這個(gè)計(jì)劃。前蘇聯(lián)于80年代后期建成和平1號(hào)空間站，并決定90年代建造和平2號(hào)空間站，重115噸，有6名宇航員。但是，美、蘇兩國都由于投資太大，進(jìn)展緩慢，并一再修改和縮小原來規(guī)模。蘇聯(lián)解體后，冷戰(zhàn)結(jié)束。兩國探討合作聯(lián)建大型空間站的計(jì)劃（國際空間站），以節(jié)約經(jīng)費(fèi)。包括歐洲、日本、加拿大等共有16個(gè)國家參加。國際空間站的重量為423噸，電功率為110千瓦，框架式結(jié)構(gòu)，長寬為108米X88米，實(shí)驗(yàn)艙6個(gè)，密封艙容積1202立方米。宇航員6名。運(yùn)行軌道高度約400公里，軌道傾角5l．6。

（三）大型空間站

載人航天是人類開發(fā)宇宙大空的必然發(fā)展62在軌壽命10～15年。原計(jì)劃2002年建成，后由于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)上的困難，預(yù)計(jì)建成計(jì)劃推遲2～3年。另外，空間站的運(yùn)行費(fèi)用及效益仍然是一個(gè)大難題。

在空間失重環(huán)境及其他空間環(huán)境作用下，制造半導(dǎo)體材料、特種合金、藥品、光學(xué)材料和植物育種等，其產(chǎn)品性能要比地面生產(chǎn)的質(zhì)量好得多，價(jià)值很高，它將是未來空間應(yīng)用的新領(lǐng)域，現(xiàn)在有關(guān)國家正積極開展研究工作。

為了適應(yīng)我國21世紀(jì)航天事業(yè)的發(fā)展，國家863計(jì)劃中安排了我國未來空間站的研究課題，除了空間站概念研究外，還支持開展空間站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及空間站應(yīng)用的預(yù)先研究工作。

應(yīng)當(dāng)提及的是為使空間站更有效地應(yīng)用，正研究發(fā)展空間機(jī)器人及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。這樣，科學(xué)家、工程師就可以在地面工作以完成一部分人在天上進(jìn)行的各種動(dòng)作，這是一個(gè)極為重要的領(lǐng)域，世界不少國家都在開展研究。在軌壽命10～15年。原計(jì)劃2002年建成，后由于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)63（四）深空探測(cè)

過去40年在深空探測(cè)方面雖已做出了比較大的成績(jī)，但還只是初步的。未來美、俄、歐、日都將繼續(xù)對(duì)深空進(jìn)行深入探測(cè)。主要是兩大方面，一是太陽系行星探測(cè)，二是天文觀察。太陽系內(nèi)探測(cè)包括太陽和日地空間環(huán)境，以及對(duì)金星、木星、火星、水星等及其周圍環(huán)境的探測(cè)。21世紀(jì)初探測(cè)重點(diǎn)是月球與火星。除發(fā)射環(huán)繞飛行器對(duì)星球表面進(jìn)行拍照外，還將有著陸器、行走機(jī)器人，以及建造月球和火星的載人活動(dòng)基地計(jì)劃。美國于2005年以前將多次發(fā)射火星全球勘測(cè)器。至于天文觀察，預(yù)計(jì)今后將有數(shù)座軌道天文臺(tái)在太空工作。美、歐的哈勃號(hào)望遠(yuǎn)鏡未來計(jì)劃，有希望解開銀河系奧秘，將使天文觀察進(jìn)入一個(gè)新紀(jì)元。還有將發(fā)射的紅外天文臺(tái)、宇宙背景輻射探測(cè)者等都是本世紀(jì)末有重要意義的項(xiàng)目。

（四）深空探測(cè)

過去40年在深空探測(cè)方面雖已做出了比較64未來的30年世界上將形成比較復(fù)雜的國際航天關(guān)系，空間由超級(jí)大國壟斷的時(shí)代將變?yōu)槎鄻O集團(tuán)竟?fàn)庨_發(fā)。繼美蘇之后，歐洲將逐步形成一個(gè)比較大的空間體系；其次，日本已加快成為世界空間大國的步伐，其空間投資年增幅很大；還有不少發(fā)展中國家也