水藍天


北京時間12月2日凌晨2點17分,在西昌衛星發射中心,“長征三號乙”運載火箭將中國探月工程二期的嫦娥三號月球探測器成功送入太空。2時21分,西昌衛星發射中心主任張振中宣布:“根據北京中心計算結果,嫦娥三號探測器已準確進入預定軌道。現在我宣布,嫦娥三號發射任務取得圓滿成功!”
“嫦娥三號”成功奔月,令無數華人又心潮澎湃地驕傲了一把。雖已是凌晨,但無數人仍守候在電腦前、電視機前,加油、歡呼和祝福。所有的等待都很值得,所有的歡愉都很真實,所有的祝福也都真誠。
觀看了發射全程的人們在感慨人類智慧偉大的同時,也提出了疑問:利用月球資源距離我們尚遠,那么探月工程當下到底對人們有什么實用價值?公開的數據顯示,“嫦娥一號”投入14億元人民幣,“嫦娥二號”迄今共投入9億元人民幣,“嫦娥三號”的投入尚未公布。相對于巨額的投入,探月技術所帶來的經濟價值不可估量。
中國航天科技集團提供的一份數據表明,我國近年來的1000多種新材料中,80%是在空間技術的牽引下研制完成的;有近2000項空間技術成果已移植到國民經濟各個部門。
目前,空間生命科學與微重力科學、太空旅游、空間材料學等領域仍處于由政府投資研究、試驗和探索階段。中國科學院院士胡文瑞展望將來可能產生的效益時舉例說:“美國以‘沸石作為催化劑煉油,科學家們以提高煉制效率百分之一為目標,在空間展開研究,如果成功,按照美國每年煉油花費900億美元來算,一年可節約9億美元;我國科學家也有相應的計劃,我國一年需要約20億噸煤,如果能通過空間試驗把燃煤效率提高千分之一,按每噸煤400元人民幣計算,每年就是8億元的效益……而在生命科學等領域如果能夠突破性成果,人類的健康和生活將可能出現質的飛躍,這是用數字無法衡量的了。”
“嫦娥三號”的火箭發動機技術所衍生出的技術已應用于環保和人們的食住行等各個領域。經過成果轉化后,“嫦娥”奔月將為人類帶來眾多的綠色饋贈。
氦-3解決能源危機
月球是解決地球能源危機的理想之地,“氦-3”是一種如今已被世界公認的高效、清潔、安全、廉價的核聚變發電燃料。根據科學統計表明,10噸氦-3就能滿足我國全國一年所有的能源需求,100噸氦-3便能提供全世界使用一年的能源總量。但氦-3在地球上的蘊藏量很少,人類已知的容易取用的氦-3全球僅有500千克左右。而根據人類已得出的初步探測結果表明,月球地殼的淺層內竟含有上百萬噸氦-3。如此豐富的核燃料,足夠地球人使用上萬年。我國探月工程的一項重要計劃,就是對月球氦-3含量和分布進行一次由空間到實地的詳細勘察,為人類未來利用月球核能奠定堅實的基礎 。
我國的探月計劃中,有一件事情是外國從未涉足的:我國計劃測量月球的土壤層到底有多厚,這對于我們計算月球氦-3含量意義重大,如果工程順利,我們估算氦-3的資源含量可能要比前人更進一步。
燃燒技術治霧霾
火箭發動機通過燃燒產生巨大的推力將“嫦娥三號”推向太空,科研人員掌握了發動機熱能控制技術,擁有了低壓低熱值燃氣燃燒等為代表的十余項燃燒技術,形成了以燃燒產物的組分模擬計算為核心的焚燒處理技術。
如今,治理霧霾已成為各級政府要面對的嚴峻課題。煤化工、煉油廠及天然氣化工廠排出的廢氣中含有硫,火電廠、水泥窯爐等排出的煙氣含有硝,是大氣的一個主要污染源。處理工廠排出的酸性氣、煙氣,科研人員利用發動機燃燒技術研制的燃燒爐是關鍵設備,研制出硫回收、脫硝的成套工藝技術及裝備,有效控制了硫磺、硝等有害物質向大氣排放,讓我們賴以生存的空氣少受污染。
森林是人類賴以生存的重要生態資源,是人類的天然“氧吧”和生態防護屏障,但森林火災經常發生。怎樣使森林火災尤其是小面積的在初始階段快速撲滅呢?這里還是與發動機技術密切相關。火箭發動機核心裝置是渦輪泵,科研人員利用渦輪泵技術研制出的森警式消防泵,只要一個人背著就可以高效率滅火,小巧、輕便、及時,防止森林小火釀成大災。
航天技術助產木糖醇
木糖醇是最近幾年來比較流行的食品,尤其受年輕人的喜愛,然而,生產木糖醇的機械設備和航天也有著很大的關系。
發射嫦娥三號火箭的每臺主發動機上都有三千多道焊縫,要經歷溫差、震動、輻射的嚴苛考驗,長期的工作使六院積累了大量的焊接工藝技術經驗。生產木糖醇原料的大型反應器,不僅設計復雜,而且對焊接的要求極高。六院應用焊接的絕招絕技生產出大型結晶機、反應器,廣泛應用于食品領域,生產出木糖醇、山梨醇等,讓百姓的生活更加有滋有味。
長期以來,中國航天科技集團第六研究院積累了大量的特種化工技術,從發動機燃料中提取出來的“比久”,是一種重要的植物生長調節劑,可以矮化植株抑制枝葉的瘋長,讓更多的營養用到花、果上,使花生、土豆長得更大。
此外,利用發動機研制中的仿真技術,開發出智能供水泵站監控技術,能夠監控自來水的流質、流量,及時診斷自來水的供應系統,及時發現二次污染、爆管等故障,防止自來水污染與浪費,讓百姓生活更方便。
航天泵幫滅高樓大火
壁紙作為一種裝飾材料越來越受到大家的喜愛。六院利用發動機光機電一體化技術,結合大型設備制造的優勢,打造了一系列馳名中外的印刷包裝設備,其中壁紙生產設備占據了國內超過90%的市場份額。因為航天印包機械的出現,國內已基本實現了印刷設備替代進口。
隨著城市化進程的加劇,摩天大樓在我們身邊不斷出現,給傳統消防帶來了極大挑戰。以往的消防泵由于受功率的影響,消防水最高只能打到100—130米,無法為超過這個高度范圍的建筑實施消防。六院將航天渦輪泵技術應用在消防泵上,讓消防車的噴水高度倍增,可打到300—400米的高度。不僅如此,經過多年的航天渦輪泵技術轉化,六院研制出多個系列、多種用途的高中低壓消防泵產品。
航天人讓汽車更安全
隨著汽車增多,不時出現“油荒”,如何將油田的石油更順暢、快速地運到煉油廠或其他地方?原油通過數百甚至數千公里的管道輸送到煉油廠,每隔大約100公里,就需要一套泵設備給它加力,否則這些黏稠液體不可能走完長長的旅程。科研人員依托發動機渦輪泵技術研制了長輸管線高效輸油泵,有強大的動力輸出,更具有不間斷可靠性工作、抗腐蝕的特點,使石油運輸更快捷、安全。
液力變矩器是汽車的重要零部件。科研人員利用液體火箭發動機多元技術、高溫釬焊技術等研制出鈑金沖焊型液力變矩器,具有體積輕便、全焊接結構無漏油、性能穩定、精度高、容易保證動平衡等特點,應用在商務車、私家車等轎車上,人們駕駛汽車更加安全、舒適。
汽車、飛機等交通工具的裝配過程中,航天動力技術的作用也不可小覷。科研人員利用發動機上的流體控制技術,研制出的氣墊懸浮運輸系統,在汽車、飛機制造的組裝過程中,發揮了重型產品搬運的作用,提高了組裝的效率和精度。
隨著“嫦娥”的再一次探索月球,與航空航天有關的經濟概念再一次火熱起來。嫦娥三號不僅驅動著軸研科技等航天軍工的發展,也影響著社會生活的方方面面。一次航天活動所涉及的產業,幾乎涵蓋了日常生活中的各個領域。不妨想象一下,一旦航天的科技成果轉化為民用,所帶來的產業價值將是驚人的。
美國宇航局局長邁克爾·格里芬在華盛頓發表旨在紀念宇航局成立50周年的演講時說,“太空經濟”時代已經到來,美國宇航局所主導的太空活動開創了新的市場空間和新的經濟增長點,技術創新將成為“太空經濟”持續發展的動力。
研究表明,航天領域每投入1元,將會產生7元至12元的回報。美國耗資240億美元的“阿波羅”登月計劃,帶動了500多項高科技專利技術的發明,并衍生出3000多種技術成果,市場價值高達上千億美元。美國空間技術產業化已經創造了2萬多億美元的巨額利潤,而中國航天產業2010年總收入剛剛步入1000億元大關,在全球航天業收入總額中僅占3%左右。這意味著我國太空經濟的發展仍存在相當大的潛力。