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國外國防科技文獻資料快報

為什么要發展載人航天

2010-01-07

    人類在載人航天領域取得的巨大成就,是以數萬人40年不懈的努力并數以千億美元的投入為代價的,這樣高的投入是否值得?中科院院士、中國空間協會理事長、空間技術研究院顧問王希季先生應本刊之邀撰文闡述了這一問題。文章還透露,中國已具備發展載人航天的基本條件。
  1961年4月12日,俄國人加加林進入太空軌道并返回地面,掀開了世界載人航天史的第一頁。截止到1998年底,全世界共進行了216次載人航天飛行,其中美國124次,俄國92次,共有795人次上天,開展了前所未有的空間實驗活動。但這些載人航天取得的巨大發展,是以上萬人40多年不懈的努力和數以千億美元計的投入為代價的。時至今日,人類并沒有從載人航天得到多少回報。這就引發了“為什么要搞載人航天和值不值得搞載人航天”的曠日持久的激烈爭論,出現了載人航天總是在反對和責難的氣氛中獲得支持和取得進展的奇特現象。
  可以從以下兩個方面回答為什么要發展載人航天的問題。
  開發利用空間資源 需要發展載人航天
  人類為了社會進步和生活,總是不斷擴大活動的領域,探索新的理論和方法,開發和利用更多的資源。這是包括空間科學和技術在內的高新技術發展的動力。外層空間(簡稱空間,又稱天或太空)是人類擴大其活動范圍的最新疆域,它廣闊無垠,擁有豐富的空間資源。空間資源可分為兩類:一類是天然資源,如高真空、太陽能、月球、微小行星等;另一類是因航天器在軌道上運行而自然產生的資源,如航天器對于地球表面的高位置和高速度,航天器的微重力環境等。空間資源也可以分為信息類、能源類和物質類三類,這三類資源的開發都會給人類帶來巨大的利益。
  近40年來航天技術為開發利用空間資源所作的努力,只是在開發航天器高位置和高速度資源以獲取、傳輸和轉發信息方面取得了明顯成就,獲得了巨大的利益,例如通信衛星、遙感衛星的廣泛應用。開發這類信息資源,在現有技術條件下可以全部自動化,不需要人在軌參與,不受載人航天的制約。
  進一步開發空間能源和物質資源,如利用航天器微重力環境制備高級材料和高級藥品;在空間獲取能源和建立電站等,由于獲取、加工、運輸和存儲的主要是物質或太陽能,因此采用的方法和過程,所需的裝備、設備和設施要比用于信息類的大和復雜得多。在現在和可預見的將來,還很難做到全部或大部分自動化。這就需要人在空間現場參與工作,以解決那些靠機器不能全解決、難以解決或代價過于昂貴的各種問題。如開發月球資源,就需要人進駐月球長時間的參與工作。
  需要人在空間現場直接參與工作,必須為人創造一個可以在空間長期生活和工作的條件,這就需要發展載人航天。
  載人航天是天基航天的基礎
  過去和現在,航天技術及其產業的基本發展模式是在地上做好一切工作,將航天器設計、制造和總裝到最終狀態,之后發射到運行軌道,并工作到壽命終止。這種一切靠地上的發展模式也可稱為“地基航天”模式。地基航天的航天器,在軌道上任何一個關系到其功能和壽命的環節、元器件和設備出了問題,航天器不是帶病降低等級勉強維持,就是失效報廢。不出問題的航天器,當燃料用完或能源不夠時,盡管其他一切均好,但也因無法補給而壽終正寢。航天技術屬高技術,具有一般高技術的特征,但它還有航天器不可維修、不可替換、不可加注、不可改變及調整功能和不可組裝等五不可的特點,因此,它是一種投入更多和風險更大的高技術。減少投入和降低風險始終是地基航天的頭等重要的課題。從根本上講,改善航天技術發展模式,變“五不可”航天器為“五可”航天器,將會大幅度降低成本和風險,促進航天技術的大發展。
  隨著載人航天技術的發展,現在載人空間站已基本上可以實現“五可”。但對站外航天器實施“五可”,還需要在空間站的基礎上發展載人空間基地,空間基地配有拖船、備配件和燃料倉庫,可以把失效的或燃料耗盡的航天器拖到基地由航天員進行小修、大修和加注恢復到原性能后再送回其原運行軌道。空間基地有組裝場地可把按緊打包送來的分散零、部、組件展開、組裝成航天器整體,再由拖船拖到運行軌道。空間基地可作為高軌道、月球和行星際任務的中轉站。
  實現“五可”有相當一部分工作在天上完成,按這種模式發展航天,可稱為“天基航天”模式。天基航天可從根本上降低航天器的成本和風險,為在空間建造大型航天器,如空間電站、空間旅館、月球基地等創造了條件,這無疑將促進人類生存空間的擴大和空間資源的開發。
  中國已具備發展載人航天的基本條件
  有很多人,不僅僅是中國人,在關心中國的載人航天問題,在爭論中國要不要和該不該發展載人航天的問題,各種意見都有。
  1993年江澤民主席為中國空間技術研究院題詞:發展空間技術,開發空間資源。高度概括了發展我國空間技術(也稱為航天技術)及其產業的動力、目標和作用。空間技術也包括載人航天。空間資源中的能源和物質資源的開發,需要人在空間直接參與,需要發展載人航天。從發展的觀點看,中國應該和需要發展載人航天。中國的空間技術及其產業已取得了相當的成就,達到了相當的規模,運載器、測控、發射場和返回式航天器等技術已有相當基礎,已具有發展載人航天的基本條件。
  由于航天器可覆蓋全球,航天沒有國界,從它誕生之日起就具有國際性,航天投資和風險又很大。因此,歷來各國都把航天當做國家和國際的大事處理。載人航天更有航天員的生命安全問題,其份量比非載人航天更重。盡管從發展的觀點和條件看,中國已有發展自己的載人航天事業的基礎,但要不要發展和如何發展載人航天等重大決策問題,還涉及經濟、政治、外交等諸多方面,需依國家的決策而定。
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