當今載人航天技術的興起,使人類走出了地球到達浩瀚無邊的太空,開始了“太空文明”的新時代
歷史上,遠洋航海技術的興起,導致了世界貿易的發展、世界市場的開辟和近代科學的一系列成就,開始了一個“全球文明”的時代。當今載人航天技術的興起,則使人類走出了地球搖籃而到達浩瀚無邊的太空,開始了“太空文明”的新時代。距地面100千米以上的太空是繼陸地、海洋和大氣層之外人類的第四個生存環境,那里有取之不盡、用之不竭的寶貴資源,它比地球上可利用的資源要多得多,其中包括太陽能、強輻射、高潔凈、高真空、微重力、高遠位置,以及月球、火星、小行星上的地球稀有礦藏等,開發它們對人類的發展具有重要意義。
從古至今,人類一直在不斷努力擴展自身的生存空間,其活動范圍經歷了從陸地到海洋,從海洋到大氣層空間,再從大氣層空間到太空的逐步發展過程。人類活動范圍的每一次擴展,都是一次偉大的飛躍,增強了人類認識和改造自然的能力,促進了生產力和社會的發展。
為了開發太空資源,人類現已研制和發射了兩大類航天器——無人航天器和載人航天器。1957年10月4日,人類在發射第一顆人造衛星時,誰曾想到50多年后的今天衛星會有如此廣泛的用途,它已成為當代社會中必不可少的基礎設施,為人類社會的快速發展提供了強大的動力,使這近60年的發展程度超越了過去幾百年的發展。
航天是人類對未知的探索
載人航天是航天技術向更高階段的發展。由于載人航天器可以由航天員直接操作,所以它可以開展復雜、多變的科研工作,進一步提高航天活動的效益,大大擴展航天器的功能和用途,對人類社會的文明和進步有巨大推動作用。例如,利用人的敏銳觀察力、分析判斷能力以及機動靈活能力,可更有效地進行“觀天看地”活動,它遠勝于遙感衛星的能力;利用人所具有的靈活操作能力,可完成航天器在空間的裝配、拆卸、檢測、維修、更換部件、實驗操作和對接控制等復雜任務;利用人的主觀能動性和隨機應變能力,可避免和減少航天器發生事故,排除故障,化險為夷;利用人的智能與高度思維能力,可在太空進行有效載荷的實驗研究,無論是航天醫學和生物學實驗,還是生產、制造藥物與器件,大都離不開人的照料與操作,并要求有人來隨時觀察、記錄、分析與處理數據,修改程序,處理意外情況和進行樣品的補給等。
簡言之,航天員在太空的主要作用可歸納為5個:飛行監控、裝配維修、研究探索、太空生產、相互支持和照料。另外,航天器上有人,還可實現人與自動化的結合,相互取長補短,這比單純自動化在工作效率、安全性、可靠性和經濟性等方面都會取得明顯改善。
載人航天技術持續的開拓性和高度的綜合性,決定了它的發展方向新穎,思路開闊,涉及學科、專業廣泛,從而使它有高層次、多途徑和全方位的滲透性,對各種技術領域的前沿研究都產生著深刻的影響,其“裂變反應”比比皆是。載人航天技術與其他科技互相滲透后又可產生不少新的交叉學科,擴大了其應用范圍。例如,形成了空間生物學、空間材料工藝學等新的邊緣學科。其應用效益不能單純以產品銷售收益來衡量,而應主要體現在改變傳統生產方式,開拓出新技術、高效益產業和促進國民經濟的增長等方面。
所以,中國在航天技術、綜合國力發展到一定水平后,于1992年9月21日正式開始實施中國載人航天工程,該工程對中國的國計民生起到了明顯的推動作用,例如:中國載人航天工程體現了中國綜合國力和提升了中國的國際威望。因為發展載人航天需要依靠先進的技術水平、發達的工業基礎和雄厚的經濟實力,對當今世界的政治、經濟和科技等諸多方面具有重大影響,它已經成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。中國現已先后把11名航天員送入太空,這一壯舉也像20世紀六七十年代中國擁有“兩彈一星”一樣,引起了全世界的廣泛注視,大大提高了中國的國際威望和國際地位,振奮了民族精神,增強了全民族的凝聚力。
中國載人航天工程帶動了中國科技的全面、快速發展。因為中國載人航天技術集中體現國家現代科技多個領域的發展程度,同時又給現代科技各個領域提出新的發展需求,從而大大促進整個科技的發展,并為培養和造就航天科技人才作貢獻。中國載人航天工程自1992年實施以來,在組織實施13次航天飛行任務、突破和掌握一系列核心關鍵技術的過程中,取得了近千項國家級發明專利,推進了中國航天基礎設施建設,使中國航天科技產業實現了跨越發展,并輻射帶動了上述科學領域和工程技術快速發展,極大促進了中國科學技術水平的整體提升。
中國航天事業發展的前期著重于高遠位置資源的利用,各種人造衛星均是利用高遠位置資源有效地為人類社會服務,而在微重力等其他太空資源的利用上考慮得不多。1992年開始發展的中國載人航天主要是利用微重力資源以及其他資源進行科學實驗和技術試驗,改善地面生產工藝,為人類創造新的財富。中國航天員在載人航天器內微重力條件下進行的基礎物理、空間天文、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學和地球觀測等許多學科的研究,也能取得不少在地球上很難甚至根本無法獲得的科研成果。
航天與每個人的生活都不遙遠
中國載人航天工程促進了太空資源的開發,為人類造福。在中國載人航天工程發展過程中創造的許多新技術、新工藝、新材料和新知識等,帶動了傳統產業的技術改造,提高了生產率和經濟效益,促進工業和第三產業的發展,增加了就業崗位。這些新技術還廣泛得到二次應用,或叫間接應用,即把用于中國載人航天器的熱控制、環境控制、遙測遙控、太陽電池、航天服等技術分別用于地面通信、能源、醫藥、運輸和消費品等相關的行業中,從而取得了很高的效益。
例如,中國把艙外航天服技術用于研制新型消防服,大大提高了消防服的性能。中國載人航天環控生保技術已用于煤礦事故中的救援、航天醫學研究成果用于預防治療老年人骨密度降低等疾病等等。20多年來,中國載人航天已有2000余項技術成果被廣泛應用于國民經濟各個行業,據有關研究機構測算,投入產出比在1:10到1:12之間。載人航天還帶動了原材料、微電子、機械制造、化工、冶金、紡織、通信等方面的技術創新、工藝創新和產業提升,拓展了科技成果向現實生產力轉化渠道,為高科技產業發展注入了動力和活力。2016年發射的天宮2號上裝有許多與生活密切相關的高科技載荷,其中,3000萬年誤差1秒的空間冷原子鐘的應用將會進一步提高衛星導航精度。可以相信,載人航天技術的不斷發展,必將會為經濟社會發展作出更大貢獻,為大眾生產生活帶來越來越多的便利。因此可以說,載人航天不僅“高大上”,而且還“接地氣”。
總之,中國開展載人航天活動意義巨大,有些是無法用金錢衡量的。隨著中國載人航天活動的不斷深入,中國將為世界載人航天事業的發展作出更大的貢獻。
責任編輯 王碧清