淺談2020年中國空間科學(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(lèi)就有超越地球、飛向空間和其他天體的偉大理想, 對廣裹無(wú)垠的天疆探索個(gè)究竟, 這最能充分地表現出人類(lèi)的天性、偉大的抱負和文化價(jià)值觀(guān)念。深人空間, 去探索那些困惑著(zhù)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(lèi)起源這一令人迷惑不解的難題一直激勵著(zhù)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)和生命等自然現象, 將獲得在地面上無(wú)法得到的嶄新知識, 把科學(xué)推向新的前沿�？臻g, 那無(wú)邊無(wú)際的疆域, 那里存在著(zhù)無(wú)限的資源和能源, 等待著(zhù)人類(lèi)去利用。在那繁多的天體上, 存在著(zhù)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(zhù)我們去開(kāi)發(fā)。利用空間環(huán)境中高真空、超潔凈和飛行器運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(lèi)產(chǎn)品。特別是, 利用運行在地球空間的各類(lèi)應用衛星, 如氣象衛星、海洋衛星、資源衛星、導航衛星和通訊衛星等, 為居住在地球上的人類(lèi)服務(wù), 以滿(mǎn)足日益增長(cháng)的多種社會(huì )需求。
人類(lèi)作為自然界的驕子雖然誕生在行星地球上, 但是不能滿(mǎn)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展。早前, 齊奧爾科夫斯基就說(shuō): “ 地球是人類(lèi)的搖籃, 但是,人類(lèi)不能永遠生活在搖籃里, 他們不斷地爭取著(zhù)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, 美國總統布什又說(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)習數學(xué)、科學(xué)和工程學(xué)知識, 從而產(chǎn)生出新一代的發(fā)明家和科學(xué)先驅�！� 現在, 人類(lèi)開(kāi)創(chuàng )的文明已屬I(mǎi) 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(zhù), 人類(lèi)要開(kāi)始進(jìn)人n 型文明— 能利用太陽(yáng)系行星系統的物質(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)拓多種空間應用、推進(jìn)空間技術(shù)的發(fā)展, 實(shí)現空間人類(lèi)化, 建立空間文明。
( 二) 國際空間科學(xué)技術(shù)態(tài)勢
在近半個(gè)世紀的空間活動(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(lèi)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)國家和地區, 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)境監測等, 在空間尋求經(jīng)濟、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(lèi)航天器, 總投人經(jīng)費約3 45 億美元, 如1 9 9 8 年全球就有犯個(gè)國家和地區投入經(jīng)費共約3 42 億美元, 其中軍用占39 %, 美國投人2 60 億美元, 占總投入的76 %。同時(shí), 全球衛星產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速, 平均年總收人達到約8 0 億美元
世界上一些發(fā)達國家和一些發(fā)展中國家都制定了空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰略和政策, 提出了發(fā)展的目標和重點(diǎn): 美國提出發(fā)展航天技術(shù), 促進(jìn)科技發(fā)展, 保持美國對世界航天的領(lǐng)導作用; 重點(diǎn)發(fā)展空間科學(xué)( 發(fā)展小型、便宜的空間探測器, 對太陽(yáng)系、星系進(jìn)行科學(xué)探索)、對地觀(guān)測、載人航天。2 0 0 4年1 月15 日, 布什總統宣布了《新的太空發(fā)展計劃》, 其中, 他強調“ 在追求偉大的目標中大膽、守紀、富于創(chuàng )造性并精誠團結。美國人民為我們的空間計劃而自豪。
航空航天局的冒險和幻想精神擴大了人類(lèi)的知識, 使我們對宇宙的了解發(fā)生了革命性的變化, 并創(chuàng )造了令全人類(lèi)受益的先進(jìn)技術(shù)。在前人成就的.鼓舞下, 在明確目標的指引下, 我們今天為美國的航天計劃建立一個(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(lèi)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備新的旅途�！� 接著(zhù), 他提出要達到的三個(gè)目標: 第一, 在2 0 1 0 年完成國際空間站; 第二, 在2 0 0 8 年之前研制和試驗一種新的太空飛船, 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(cháng)遠太空探索計劃的跳板, 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)展航天運載系統、多用途小衛星, 加強地球觀(guān)測、通信和氣象等領(lǐng)域的應用。日本強調“ 寓軍于民、以民養軍” 的政策, 實(shí)現航天技術(shù)國產(chǎn)化、空間研究國際化、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)展戰略強調,以自主發(fā)展為主, 建立一個(gè)獨立完整的航天技術(shù)及其應用系統, 提高軍事空間能力�？傊�, 各國都自有發(fā)展戰略目標、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(zhù)合作與競爭。合作是社會(huì )互動(dòng)的一種形式。人類(lèi)只有合作, 才能利用自然界、共同生活, 并形成社會(huì )。特別是, 空間研究面對著(zhù)龐大的天體、浩瀚的宇宙和極其復雜的自然現象, 必將遇到艱難險阻, 因而全人類(lèi)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(lèi)共同的偉大事業(yè)。人類(lèi)為了開(kāi)展對地球、日地系統等天體系統的合作研究, 創(chuàng )建了相關(guān)的國際組織, 如1 9 5 8 年國際科聯(lián)理事會(huì )建立了空間研究委員會(huì )( 簡(jiǎn)稱(chēng)C O S P A R ) 等, 并建立了一系列國際合作計劃: 早在19 世紀50 年代的“ 國際極年” 、20 世紀50 年代的“ 國際地球物理年” 等都有許多國家參加聯(lián)合研究; 近期已有更大規模的國際合作, 如“ 國際日地物理計劃” 、“ 星簇( c lus et r )計劃” 、“ 國際空間年” 和“ 國際空間站” 等, 參加的國家和合作的形式增多; 21 世紀前30 年, 將出現規模更大、目標分期和更加艱難的空間研究計劃, 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, 以及高能天體觀(guān)測等, 這些則需要更多的國家聯(lián)合行動(dòng)。
在國際空間活動(dòng)中, 競爭與合作并存, 并按競爭性質(zhì)的不同存在著(zhù)不同類(lèi)型。一般地, 競爭主要是為獲得領(lǐng)先地位這一目標而發(fā)生的爭奪, 這也是遵循一定規則( 國際空間法、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, 美國強調仍將領(lǐng)導國際空間活動(dòng)多種類(lèi)型的聯(lián)合體, 因而在少數空間大國間, 為了爭奪多維( 陸上、海上、空中、空間等) 戰場(chǎng)中空間這一主戰場(chǎng)的優(yōu)勢地位, 必然會(huì )發(fā)生不同程度的沖突。因此, 各發(fā)達國家, 一些發(fā)展中大國都增加巨資( 美國始終高位增長(cháng)) 用于含軍事目的的空間活動(dòng)。人類(lèi)要長(cháng)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(zhù)親密關(guān)系, 有著(zhù)共同的目的。從積極的意義上說(shuō), 人類(lèi)向空間和其他天體上擴展, 就仿佛像共同“ 買(mǎi)保險” 一樣, 一旦有災難降臨脆弱的地球時(shí), 人類(lèi)還可以在空間和其他天體自由、和平地生活。三 (中國空 間科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰略 )中國是世界上最先發(fā)明火藥和原始火箭的文明古國, 迄今已經(jīng)發(fā)展成為世界空間大國, 也是世界科技大國。在人類(lèi)進(jìn)行空間研究、開(kāi)發(fā)宇宙的進(jìn)程中, 中國仍應繼續做出重大的貢獻。
在21 世紀上半葉, 我國空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的戰略思想在于: 要為國家空間事業(yè)的發(fā)展做出重大貢獻, 以滿(mǎn)足國家整體發(fā)展戰略的需求, 即激勵民族創(chuàng )新精神、促進(jìn)空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、增強科技實(shí)力、提高綜合國力, 確保經(jīng)濟增長(cháng)和國家安全, 特別是空間安全, 為在2 0 5 0 年前建成世界上先進(jìn)的知識型強國而努力。為此, 在2 0 2 0 年前是我國科技發(fā)展的重要機遇期, 也是空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要機遇期。在此期間, 我國空間科學(xué)技術(shù)發(fā)展的定性和定量結合的戰略目標體系:
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, 形成結構合理、專(zhuān)業(yè)齊全的優(yōu)化研究隊伍; 其三, 建成先進(jìn)的全面的空間大國。在10 一20 年內的戰略重點(diǎn): 其一、空間科學(xué)要采用地面、空間立體探測方式, 繼續增強日地系統研究、向太陽(yáng)和日層擴展; 以全波段研究高能天體;以新目標探索月球, 進(jìn)入火星探索前期; 利用衛星和空間站進(jìn)行空間生命和微重力科學(xué)等研究。
其二, 空間應用主要利用空間站和衛星等觀(guān)測地球( 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) 預報。
其三, 大力發(fā)展空間運載技術(shù)和航天器技術(shù); 提高有效載荷技術(shù)水平。為了達到戰略目標, 完成戰略重點(diǎn)任務(wù), 必須采取強有力的戰略措施( 接口), 找到戰略導人的可行途徑, 特別要進(jìn)行體制和機制創(chuàng )新, 并在G D P 中按比例增加經(jīng)費投人。我國巫待建立軍民統一的國家空間局, 統一協(xié)調管理國家空間事業(yè), 制定發(fā)展方針和政策, 使軍用和民用融合和協(xié)調發(fā)展, 改變長(cháng)期存在的畸形發(fā)展現象。只有這樣, 我國才能全面地發(fā)展成為空間大國, 進(jìn)人世界前列.
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