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国外国防科技文献资料快报

为什么要发展载人航天

2010-01-07

    人类在载人航天领域取得的巨大成就,是以数万人40年不懈的努力并数以千亿美元的投入为代价的,这样高的投入是否值得?中科院院士、中国空间协会理事长、空间技术研究院顾问王希季先生应?#31350;?#20043;邀撰文阐述了这一问题。文章还透露,中国已具备发展载人航天的基本条件。
  1961年4月12日,俄国人加加林进入太?#23637;?#36947;并返回地面,掀开了世界载人航天史的第一页。截止到1998年底,全世界共进行了216次载人航天飞行,其中美国124次,俄国92次,共有795人次上天,开展了前所未有的空间实验活动。但这些载人航天取得的巨大发展,是以上万人40多年不懈的努力和数以千亿美元计的投入为代价的。时至今日,人类并没有从载人航天得到多少回报。这就引发了“为什么要搞载人航天和值不值得搞载人航天”的旷日持久的激烈争论,出现了载人航天总是在反?#38498;?#36131;难的气氛中获得支持和取得进展的奇特现象。
  可以从以下两个方面回答为什么要发展载人航天的问题。
  开发利用空间资源 需要发展载人航天
  人类为了社会进步和生活,总是不断扩大活动的领域,探索新的理论和方法,开发和利用更多的资源。这是包括空间科学和技术在内的高新技术发展的动力。外层空间(简称空间,又称天或太空)是人类扩大其活动范围的最新疆域,它广阔无垠,拥有丰富的空间资源。空间资源可分为两类:一类是天然资源,如高真空、太阳能、月球、微小行星等;另一类是因航天器在轨道上运行而自然产生的资源,如航天器对于地球表面的高位置和高速度,航天器的微重力环境?#21462;?#31354;间资源?#37096;?#20197;分为信息类、能源类和物质类三类,这三类资源的开发都会给人类带来巨大的利益。
  近40年来航天技术为开发利用空间资源所作的努力,只是在开发航天器高位置和高速度资源以获取、传输和转发信息方面取得了明显成就,获得了巨大的利益,例如通信卫星、遥感卫星的广泛应用。开发这类信息资源,在现有技术条件下可以全部自动化,不需要人在轨参与,不受载人航天的制约。
  进一步开发空间能源和物?#39318;?#28304;,如利用航天器微重力环?#25345;?#22791;高级材料和高级药品;在空间获取能源和建立电站等,由于获取、加工、运输和存储的主要是物质或太阳能,因此采用的方法和过程,所需的装备、设备和设施要比用于信息类的大?#36879;?#26434;得多。在现在和可预见的将来,还很难做到全部或大部分自动化。这就需要人在空间现场参与工作,以解决那些靠机器不能全解决、难以解决或代价过于昂贵的各种问题。如开发月球资源,就需要人进驻月球长时间的参与工作。
  需要人在空间现场直接参与工作,必须为人创造一个可以在空间长期生活和工作的条件,这就需要发展载人航天。
  载人航天是天基航天的基础
  过去和现在,航天技术及其产业的基本发展模式是在地?#29486;?#22909;一切工作,将航天器设计、制造和总装到最终状态,之后发射到运行轨道,并工作到寿命终止。这种一切靠地上的发展模式?#37096;?#31216;为“地基航天”模式。地基航天的航天器,在轨道?#20808;?#20309;一个关系到其功能和寿命的?#26041;凇?#20803;器件和设备出了问题,航天器不是带病降低等级勉强维持,就是失效报废。不出问题的航天器,?#27604;?#26009;用完或能源不够时,尽管其他一切均好,但也因无法补给而寿终正寝。航天技术属高技术,具有一般高技术的特征,但它还有航天器不可维修、不?#21830;?#25442;、不可加注、不可改变及调整功能和不可组装等五不可的特点,因此,它是一种投入更多和风险更大的高技术。减少投入和降低风险始终是地基航天的?#36820;?#37325;要的课题。从根本上讲,改善航天技术发展模式,变“五不可”航天器为“五可”航天器,将会大幅度降?#32479;?#26412;和风险,促进航天技术的大发展。
  随着载人航天技术的发展,现在载人空间站已基本上可以实现“五可”。但对站外航天器实施“五可”,还需要在空间站的基础上发展载人空间基地,空间基地配有拖船、备配件和燃料仓库,可以把失效的或燃料耗尽的航天器?#31995;?#22522;地由航天员进行小修、大修?#22270;?#27880;恢复到原性能后再送回其原运行轨道。空间基地有组装场地可把按紧打包送来的分散零、部、组件展开、组装成航天器整体,再由拖船?#31995;?#36816;行轨道。空间基地可作为高轨道、月球和行星际任务的中转站。
  实现“五可”有相当一部分工作在天上完成,按这种模式发展航天,可称为“天基航天”模式。天基航天可从根本上降低航天器的成本和风险,为在空间建造大型航天器,如空间电站、空间旅馆、月球基地等创造了条件,这无疑将促进人类生存空间的扩大和空间资源的开发。
  中国已具备发展载人航天的基本条件
  有很多人,不仅仅是中国人,在关心中国的载人航天问题,在争论中国要不要?#36879;?#19981;该发展载人航天的问题,各种意见?#21152;小?
  1993年江泽民主席为中国空间技术研究院题词:发展空间技术,开发空间资源。高度概括了发展我国空间技术(也称为航天技术)及其产业的动力、目标和作用。空间技术?#33334;?#25324;载人航天。空间资源中的能源和物?#39318;?#28304;的开发,需要人在空间直接参与,需要发展载人航天。从发展的观点看,中国应该和需要发展载人航天。中国的空间技术及其产业已取得了相当的成就,达到了相当的规模,运载器、测控、发射场和返回式航天器等技术已有相当基础,已具有发展载人航天的基本条件。
  由于航天器可覆盖全球,航天没有国界,从它诞生之日起就具有国际性,航天投资和风险又很大。因此,历来各国都把航天当做国家和国际的大事处理。载人航天更有航天员的生命安全问题,其份量比非载人航天更重。尽管从发展的观点和条件看,中国已有发展自己的载人航天事业的基础,但要不要发展和如何发展载人航天等重大决策问题,还涉及经济、政治、外交等诸多方面,需依国家的决策而定。
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