淺談2020年中國(guó)空間科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究論文
( 一) 空間科學(xué)技術(shù)的意義
自古以來(lái), 人類就有超越地球、飛向空間和其他天體的偉大理想, 對(duì)廣裹無(wú)垠的天疆探索個(gè)究竟, 這最能充分地表現(xiàn)出人類的天性、偉大的抱負(fù)和文化價(jià)值觀念。深人空間, 去探索那些困惑著我們的重大科學(xué)難題, 如宇宙的起源和演化、生命的起源和演化、太陽(yáng)系的起源和演化等。尤其是, 人類起源這一令人迷惑不解的難題一直激勵(lì)著我們探索的熱情。我們總會(huì)發(fā)問(wèn), 我們來(lái)自何方? 是否存在地外文明?
利用空間技術(shù), 去探索發(fā)生在空間的物理、化學(xué)和生命等自然現(xiàn)象, 將獲得在地面上無(wú)法得到的嶄新知識(shí), 把科學(xué)推向新的前沿。空間, 那無(wú)邊無(wú)際的疆域, 那里存在著無(wú)限的資源和能源, 等待著人類去利用。在那繁多的天體上, 存在著無(wú)限的寶藏, 如月巖中的多種礦物( 其中6 種是地球上尚未發(fā)現(xiàn)的)、月壤中的氦同位素3 (’ H e ) ( 約1 0 萬(wàn)一5 0 萬(wàn)噸), 還有小行星帶的裸露礦藏… … 都等待著我們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)。利用空間環(huán)境中高真空、超潔凈和飛行器運(yùn)行獲得的微重力等特殊條件, 有利于電子材料、光學(xué)材料、金屬材料、高純材料、玻璃金屬、薄膜和生物制品等研究, 從而生產(chǎn)出在地面上難以產(chǎn)生的多類產(chǎn)品。特別是, 利用運(yùn)行在地球空間的各類應(yīng)用衛(wèi)星, 如氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星和通訊衛(wèi)星等, 為居住在地球上的人類服務(wù), 以滿足日益增長(zhǎng)的多種社會(huì)需求。
人類作為自然界的驕子雖然誕生在行星地球上, 但是不能滿足于在這個(gè)天體上的生存和發(fā)展,必然要一步步地向空間和其他天體上擴(kuò)展。早前, 齊奧爾科夫斯基就說(shuō): “ 地球是人類的搖籃, 但是,人類不能永遠(yuǎn)生活在搖籃里, 他們不斷地爭(zhēng)取著生存世界和空間, 起初小心翼翼地穿出大氣層, 然后就是征服整個(gè)太陽(yáng)系。” 最近, 美國(guó)總統(tǒng)布什又說(shuō): “ 由于進(jìn)行更多太空探索而引發(fā)的幻想將激發(fā)年輕一代更加注重學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)知識(shí), 從而產(chǎn)生出新一代的發(fā)明家和科學(xué)先驅(qū)。” 現(xiàn)在, 人類開(kāi)創(chuàng)的文明已屬I 型文明— 能控制和利用本星球地球的物質(zhì), 并在其上生存。接著, 人類要開(kāi)始進(jìn)人n 型文明— 能利用太陽(yáng)系行星系統(tǒng)的物質(zhì)。
概而論之, 空間活動(dòng), 意在開(kāi)創(chuàng)嶄新的空間科學(xué)、開(kāi)拓多種空間應(yīng)用、推進(jìn)空間技術(shù)的發(fā)展, 實(shí)現(xiàn)空間人類化, 建立空間文明。
( 二) 國(guó)際空間科學(xué)技術(shù)態(tài)勢(shì)
在近半個(gè)世紀(jì)的空間活動(dòng)中, 全世界有4 2 2 8 次發(fā)射, 共將5 5 2 6 個(gè)航天器送人了空間( 截至2 0 0 2年7 月), 其中載人航天飛行約2 30 次, 航天員4 0 余名( 約8 0 人次), 使人類社會(huì)發(fā)生了巨大而深刻的變化。迄今, 全世界大約有53 個(gè)國(guó)家和地區(qū), 都在利用空間進(jìn)行科學(xué)研究、軍事活動(dòng)、商業(yè)活動(dòng)、資源開(kāi)發(fā)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等, 在空間尋求經(jīng)濟(jì)、政治、軍事利益等。近來(lái), 全球平均每年發(fā)射約1 20 個(gè)各類航天器, 總投人經(jīng)費(fèi)約3 45 億美元, 如1 9 9 8 年全球就有犯?jìng)�(gè)國(guó)家和地區(qū)投入經(jīng)費(fèi)共約3 42 億美元, 其中軍用占39 %, 美國(guó)投人2 60 億美元, 占總投入的76 %。同時(shí), 全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速, 平均年總收人達(dá)到約8 0 億美元
世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家和一些發(fā)展中國(guó)家都制定了空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和政策, 提出了發(fā)展的目標(biāo)和重點(diǎn): 美國(guó)提出發(fā)展航天技術(shù), 促進(jìn)科技發(fā)展, 保持美國(guó)對(duì)世界航天的領(lǐng)導(dǎo)作用; 重點(diǎn)發(fā)展空間科學(xué)( 發(fā)展小型、便宜的空間探測(cè)器, 對(duì)太陽(yáng)系、星系進(jìn)行科學(xué)探索)、對(duì)地觀測(cè)、載人航天。2 0 0 4年1 月15 日, 布什總統(tǒng)宣布了《新的太空發(fā)展計(jì)劃》, 其中, 他強(qiáng)調(diào)“ 在追求偉大的目標(biāo)中大膽、守紀(jì)、富于創(chuàng)造性并精誠(chéng)團(tuán)結(jié)。美國(guó)人民為我們的空間計(jì)劃而自豪。
航空航天局的冒險(xiǎn)和幻想精神擴(kuò)大了人類的知識(shí), 使我們對(duì)宇宙的了解發(fā)生了革命性的變化, 并創(chuàng)造了令全人類受益的先進(jìn)技術(shù)。在前人成就的.鼓舞下, 在明確目標(biāo)的指引下, 我們今天為美國(guó)的航天計(jì)劃建立一個(gè)新的進(jìn)程。我們將為航空航天局的未來(lái)探索活動(dòng)提供一個(gè)新的關(guān)注點(diǎn)和新的幻想。我們將建造新的航天器把人類送人宇宙, 在月球上獲得新的立足點(diǎn), 為探索地球以外的太空準(zhǔn)備新的旅途。” 接著, 他提出要達(dá)到的三個(gè)目標(biāo): 第一, 在2 0 1 0 年完成國(guó)際空間站; 第二, 在2 0 0 8 年之前研制和試驗(yàn)一種新的太空飛船, 并且在2 0 14 年前用這種新型空間探索飛行器進(jìn)行第一次載人航天飛行; 第三, 在2 0 2 0 年前重新返回月球, 這是實(shí)施更長(zhǎng)遠(yuǎn)太空探索計(jì)劃的跳板, 在2 0 3 0 年登陸火星。俄羅斯太空科學(xué)研究所大膽地宣布, 在2 0 1 5 一2 0 2 0 年間, 將派六人小組登陸火星。歐洲空間局重點(diǎn)發(fā)展航天運(yùn)載系統(tǒng)、多用途小衛(wèi)星, 加強(qiáng)地球觀測(cè)、通信和氣象等領(lǐng)域的應(yīng)用。日本強(qiáng)調(diào)“ 寓軍于民、以民養(yǎng)軍” 的政策, 實(shí)現(xiàn)航天技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、空間研究國(guó)際化、航天開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)化, 進(jìn)行月球和行星際探索。
印度的航天發(fā)展戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào),以自主發(fā)展為主, 建立一個(gè)獨(dú)立完整的航天技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng), 提高軍事空間能力。總之, 各國(guó)都自有發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)、重點(diǎn)和政策, 以加速空間事業(yè)的發(fā)展。在空間活動(dòng)中, 存在著合作與競(jìng)爭(zhēng)。合作是社會(huì)互動(dòng)的一種形式。人類只有合作, 才能利用自然界、共同生活, 并形成社會(huì)。特別是, 空間研究面對(duì)著龐大的天體、浩瀚的宇宙和極其復(fù)雜的自然現(xiàn)象, 必將遇到艱難險(xiǎn)阻, 因而全人類必須聯(lián)合行動(dòng), 世世代代都要為之奮斗。惟有如此, 才能最有效地開(kāi)創(chuàng)這一人類共同的偉大事業(yè)。人類為了開(kāi)展對(duì)地球、日地系統(tǒng)等天體系統(tǒng)的合作研究, 創(chuàng)建了相關(guān)的國(guó)際組織, 如1 9 5 8 年國(guó)際科聯(lián)理事會(huì)建立了空間研究委員會(huì)( 簡(jiǎn)稱C O S P A R ) 等, 并建立了一系列國(guó)際合作計(jì)劃: 早在19 世紀(jì)50 年代的“ 國(guó)際極年” 、20 世紀(jì)50 年代的“ 國(guó)際地球物理年” 等都有許多國(guó)家參加聯(lián)合研究; 近期已有更大規(guī)模的國(guó)際合作, 如“ 國(guó)際日地物理計(jì)劃” 、“ 星簇( c lus et r )計(jì)劃” 、“ 國(guó)際空間年” 和“ 國(guó)際空間站” 等, 參加的國(guó)家和合作的形式增多; 21 世紀(jì)前30 年, 將出現(xiàn)規(guī)模更大、目標(biāo)分期和更加艱難的空間研究計(jì)劃, 如重返月球、火星探索、外行星( 特別是巨行星) 探索、太陽(yáng)及日層探測(cè), 以及高能天體觀測(cè)等, 這些則需要更多的國(guó)家聯(lián)合行動(dòng)。
在國(guó)際空間活動(dòng)中, 競(jìng)爭(zhēng)與合作并存, 并按競(jìng)爭(zhēng)性質(zhì)的不同存在著不同類型。一般地, 競(jìng)爭(zhēng)主要是為獲得領(lǐng)先地位這一目標(biāo)而發(fā)生的爭(zhēng)奪, 這也是遵循一定規(guī)則( 國(guó)際空間法、月球條約等) 的一種合作性沖突, 既有積極作用, 又有消極作用。在未來(lái)3 0 年內(nèi), 美國(guó)強(qiáng)調(diào)仍將領(lǐng)導(dǎo)國(guó)際空間活動(dòng)多種類型的聯(lián)合體, 因而在少數(shù)空間大國(guó)間, 為了爭(zhēng)奪多維( 陸上、海上、空中、空間等) 戰(zhàn)場(chǎng)中空間這一主戰(zhàn)場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)地位, 必然會(huì)發(fā)生不同程度的沖突。因此, 各發(fā)達(dá)國(guó)家, 一些發(fā)展中大國(guó)都增加巨資( 美國(guó)始終高位增長(zhǎng)) 用于含軍事目的的空間活動(dòng)。人類要長(zhǎng)期地進(jìn)行空間活動(dòng), 要在空間站、空間港、月球基地、火星基地上和軌道定居艙等中生活、工作乃至定居, 必然存在著親密關(guān)系, 有著共同的目的。從積極的意義上說(shuō), 人類向空間和其他天體上擴(kuò)展, 就仿佛像共同“ 買保險(xiǎn)” 一樣, 一旦有災(zāi)難降臨脆弱的地球時(shí), 人類還可以在空間和其他天體自由、和平地生活。三 (中國(guó)空 間科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略 )中國(guó)是世界上最先發(fā)明火藥和原始火箭的文明古國(guó), 迄今已經(jīng)發(fā)展成為世界空間大國(guó), 也是世界科技大國(guó)。在人類進(jìn)行空間研究、開(kāi)發(fā)宇宙的進(jìn)程中, 中國(guó)仍應(yīng)繼續(xù)做出重大的貢獻(xiàn)。
在21 世紀(jì)上半葉, 我國(guó)空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想在于: 要為國(guó)家空間事業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn), 以滿足國(guó)家整體發(fā)展戰(zhàn)略的需求, 即激勵(lì)民族創(chuàng)新精神、促進(jìn)空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、增強(qiáng)科技實(shí)力、提高綜合國(guó)力, 確保經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和國(guó)家安全, 特別是空間安全, 為在2 0 5 0 年前建成世界上先進(jìn)的知識(shí)型強(qiáng)國(guó)而努力。為此, 在2 0 2 0 年前是我國(guó)科技發(fā)展的重要機(jī)遇期, 也是空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要機(jī)遇期。在此期間, 我國(guó)空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的定性和定量結(jié)合的戰(zhàn)略目標(biāo)體系:
其一, 向更高階段發(fā)展, 即具有自主創(chuàng)新性研究的能力, 進(jìn)人世界空間科學(xué)技術(shù)的前列; 其二, 形成結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)齊全的優(yōu)化研究隊(duì)伍; 其三, 建成先進(jìn)的全面的空間大國(guó)。在10 一20 年內(nèi)的戰(zhàn)略重點(diǎn): 其一、空間科學(xué)要采用地面、空間立體探測(cè)方式, 繼續(xù)增強(qiáng)日地系統(tǒng)研究、向太陽(yáng)和日層擴(kuò)展; 以全波段研究高能天體;以新目標(biāo)探索月球, 進(jìn)入火星探索前期; 利用衛(wèi)星和空間站進(jìn)行空間生命和微重力科學(xué)等研究。
其二, 空間應(yīng)用主要利用空間站和衛(wèi)星等觀測(cè)地球( 含陸地、大氣和海洋等) 變化; 開(kāi)展空間環(huán)境( 含空間天氣、空間碎片等) 預(yù)報(bào)。
其三, 大力發(fā)展空間運(yùn)載技術(shù)和航天器技術(shù); 提高有效載荷技術(shù)水平。為了達(dá)到戰(zhàn)略目標(biāo), 完成戰(zhàn)略重點(diǎn)任務(wù), 必須采取強(qiáng)有力的戰(zhàn)略措施( 接口), 找到戰(zhàn)略導(dǎo)人的可行途徑, 特別要進(jìn)行體制和機(jī)制創(chuàng)新, 并在G D P 中按比例增加經(jīng)費(fèi)投人。我國(guó)巫待建立軍民統(tǒng)一的國(guó)家空間局, 統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理國(guó)家空間事業(yè), 制定發(fā)展方針和政策, 使軍用和民用融合和協(xié)調(diào)發(fā)展, 改變長(zhǎng)期存在的畸形發(fā)展現(xiàn)象。只有這樣, 我國(guó)才能全面地發(fā)展成為空間大國(guó), 進(jìn)人世界前列.
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