空間技術(shù)

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)利用地球外空間和天體 的綜合工程技術(shù)，又稱空間技術(shù)。1957年10月4日，蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界 這是美國第一顆人造地球衛(wèi)星，標(biāo)志著太空時代的開始。

由此產(chǎn)生的空間技術(shù)在接下來的半個世紀(jì)里發(fā)展迅速。太空技術(shù)的發(fā)展使人類擺脫地球的束縛成為可能的引力，進(jìn)入廣闊無垠外層空間同時，它也為軍事活動提供了新的場所。外層空間已經(jīng)成為一個新的戰(zhàn)場。

空間技術(shù)就是探索、開發(fā)和利用空間的技術(shù)，也稱為空間技術(shù)和空間技術(shù)。談到太空飛行，天空是什么？有兩種定義。一種定義認(rèn)為天空是指地球之外的無限空間的氣氛。另一種定義認(rèn)為天空是指地球以外的空間太陽系內(nèi)部的大氣。按照后一種定義，太陽系內(nèi)大氣層外的航行活動稱為航空航天，太陽系外的航行活動稱為航天。在相當(dāng)長的歷史時期內(nèi)，人類只能實現(xiàn)空間活動。

因為任何一種航海活動都與其推進(jìn)技術(shù)密切相關(guān)，只有推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步到一定程度，運動物體的速度提高到一定程度，才能有一定的航海活動。當(dāng)飛行器達(dá)到第一宇宙速度時（7．9公里/秒）只有克服地球引力，才能繞地球飛行，不落回地球表面；增加到第二宇宙的速度（11．2公里/秒）可以離開地球，飛往太陽系的其他星球；提升到第三宇宙速度（16．7公里/秒）你可以飛出太陽系。雖然第三宇宙速度理論上可以實現(xiàn)太陽系外的航行活動，但是太陽系太大了，現(xiàn)代航天器以第三宇宙速度飛行，離開太陽系需要一萬多年。

太陽系外的通訊，信號來回一次需要一年以上。因此，現(xiàn)在討論太陽系外的航行活動還為時過早，而今天 美國的科技離它還遠(yuǎn)著呢。發(fā)展空間技術(shù)的最終目的是實現(xiàn)空間轉(zhuǎn)移。因此，將太空飛行定義為地球之外的航行活動更為準(zhǔn)確太陽系內(nèi)部的大氣。當(dāng)代研究中的空間技術(shù)范圍也指太陽系。

長期以來，人類主要以地球為中心開展航天活動。要實現(xiàn)航天活動，就要建立以航天器為核心的龐大航天體系。它由一個特殊的航天器組成（衛(wèi)星、空間站、探測器），運載工具（火箭、航天飛機）航天發(fā)射場地面測控網(wǎng)（地面站、船）地面應(yīng)用站網(wǎng)等相關(guān)系統(tǒng)，是一項大型系統(tǒng)工程。

1．運載火箭將飛船加速到宇宙速度，送入預(yù)定軌道。現(xiàn)代太空交通工具分為兩種運載火箭和航天飛機前者是一次性的，后者可以多次使用。運載火箭首先被開發(fā)出來，并被廣泛使用。每個航天大國都有自己的運載火箭和發(fā)射場。運載火箭一般由兩部分組成—三級，火箭每一級都有推進(jìn)系統(tǒng)，最后一級裝有火箭制導(dǎo)和控制、跟蹤、遙測、電源等系統(tǒng)。同時，末級頂部裝有運輸飛船。

2．宇宙飛船是指在地球之外運行的飛行器根據(jù)天體力學(xué)定律的美國大氣層，包括各種人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站、行星探測器等。其中發(fā)射的衛(wèi)星數(shù)量最多，得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了巨大的效益。人造衛(wèi)星有很多種，包括通信衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航定位衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星等。

通信衛(wèi)星是作為無線電通信中繼站的人造衛(wèi)星，具有通信轉(zhuǎn)發(fā)器和天線。長途電話通信可以通過通信衛(wèi)星實現(xiàn)、數(shù)據(jù)交換，也可以轉(zhuǎn)播電視節(jié)目。

遙感衛(wèi)星拍攝地球照片以獲取天氣信息、海洋、環(huán)境、資源、軍事目標(biāo)和其他經(jīng)濟建設(shè)信息、科學(xué)研究和軍事活動服務(wù)。遙感衛(wèi)星根據(jù)用途不同分為氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、軍事偵察衛(wèi)星等。

導(dǎo)航定位衛(wèi)星是給地面用的、海洋、為航空和航天用戶提供導(dǎo)航和定位的衛(wèi)星。它由幾顆衛(wèi)星組成，分布在不同的軌道上。每顆衛(wèi)星在空間的坐標(biāo)位置都是嚴(yán)格確定的它發(fā)射特定的無線電信號，用戶接收處理并確定其位置。

3．空間地面站包括跟蹤測量站（網(wǎng)）和衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)站。前者跟蹤航天器的發(fā)射和運行軌道，監(jiān)視航天器的工作狀態(tài)，發(fā)送各種工作指令。后者接收和處理衛(wèi)星的遙感圖像并傳送出去、轉(zhuǎn)發(fā)、接收各種信息，如氣象云圖接收站地球資源接收站通信站電視接收站等。

航天技術(shù)屬于高技術(shù)，但由于技術(shù)更新進(jìn)步快，也是新技術(shù)。那么空間技術(shù)的特點是什么呢？

在過去的40年里，空間技術(shù)發(fā)展迅速，它有許多特點這里強調(diào)三個突出的特點。第一，空間技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，是包括噴氣技術(shù)在內(nèi)的許多最新科技成果的集成、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、遙感技術(shù)、材料科學(xué)、計算科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等等。第二，航天技術(shù)是國家的現(xiàn)代化、科學(xué)技術(shù)在社會進(jìn)步中的宏觀作用。由于飛行速度快，高度高，宇宙飛船可以覆蓋地球 的表面迅速而廣泛。比如電視網(wǎng)可以通過衛(wèi)星覆蓋全國甚至全世界；氣象衛(wèi)星可以進(jìn)行全球天氣預(yù)報，包括長期天氣預(yù)報；偵察衛(wèi)星可以及時發(fā)現(xiàn)世界各地區(qū)的軍事活動。許多這些可以 用傳統(tǒng)的方法是做不到的。第三，太空活動是高投資、高效益、高風(fēng)險的事業(yè)。盡管風(fēng)險很大，但航天技術(shù)的發(fā)展為人類做出了巨大貢獻(xiàn)，所以肯定會繼續(xù)發(fā)展。

總的來說，有四個方面：從經(jīng)濟上講，空間活動具有很高的經(jīng)濟和社會效益。通信廣播中的多應(yīng)用衛(wèi)星、資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)視、氣象預(yù)報、導(dǎo)航和定位為人類做出了巨大的貢獻(xiàn)。根據(jù)一些國家的研究分析，航天技術(shù)的投資效益比為1：10以上。更深遠(yuǎn)的意義在于，航天活動將為人類提供無限寶貴的資源。在軍事上，許多軍事專家認(rèn)為，誰擁有空間優(yōu)勢，誰就擁有軍事戰(zhàn)略優(yōu)勢。多年來，超級大國一直在發(fā)展戰(zhàn)略核武器為了選擇目標(biāo)，提高命中精度和了解敵人他們競相發(fā)展偵察衛(wèi)星，這是洲際導(dǎo)彈的眼睛和耳朵，已成為戰(zhàn)略核武器的配套項目。通訊、諸如導(dǎo)航之類的衛(wèi)星的發(fā)展也極大地增強了中國的國力美國的軍事實力。航天技術(shù)的持續(xù)發(fā)展將對軍事產(chǎn)生革命性的影響。在科學(xué)技術(shù)方面，空間活動促進(jìn)和推動了許多學(xué)科的發(fā)展。首先，航天活動促進(jìn)了技術(shù)發(fā)展，如電子技術(shù)遙感技術(shù)噴氣技術(shù)自動控制技術(shù)等等；其次，它將極大地促進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)，包括生命科學(xué)、宇宙的形成和發(fā)展將會有重要的新發(fā)現(xiàn)；第三是很多邊緣學(xué)科的形成，比如空間技術(shù)、空間材料學(xué)、空間生物學(xué)、衛(wèi)星測地學(xué)、衛(wèi)星氣象學(xué)、衛(wèi)星海洋學(xué)等等。政治上，太空技術(shù)極大地改善了這個國家美國的綜合國力及其在國際活動中的地位國際上討論的很多重大問題都與太空有關(guān)，世界大國首腦會議也離不開這個問題。由于空間技術(shù)的重大意義，今天越來越多的國家參與開發(fā)空間，達(dá)到60多個，應(yīng)用空間技術(shù)成果的國家?guī)缀醣椴际澜绺鞯亍?/p>

由于空間技術(shù)具有重要意義，發(fā)展極為迅速。繼1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆衛(wèi)星之后，美國于1958年，法國于1965年，日本、中國于1970年先后發(fā)射了自己的第一顆人造衛(wèi)星，引起世界轟動。世界上航天投資最多的是前蘇聯(lián)和美國。至今發(fā)射的4000多個航天器中，前蘇聯(lián)、美國占絕大多數(shù)。此外，歐聯(lián)、中國、日本、印度、加拿大等也都有一定的規(guī)模。中國依靠自力更生，至今共成功研制和發(fā)射不同的國產(chǎn)人造衛(wèi)星約40顆，建成了衛(wèi)星陸海測控網(wǎng)和大量地球站，為國家建設(shè)和社會進(jìn)步做出了重要貢獻(xiàn)。現(xiàn)簡要介紹世界航天的主要成就。

（一）空間技術(shù)方面

航天運載工具的發(fā)展是40年最重要成就之一。至今作為空間飛行器的運輸工具主要還是一次性的運載火箭，這方面最發(fā)達(dá)的是前蘇聯(lián)、美國，此外是法國、中國、日本和印度。世界上的典型的大型火箭，有前蘇聯(lián)的質(zhì)子號，美國的大力神號，法國的阿里安娜號，中國長征號、日本的HZ火箭，它們可以把重型衛(wèi)星送到遠(yuǎn)離地點36000公里的地球同步轉(zhuǎn)移軌道。中國已經(jīng)發(fā)展了長征系列運載火箭及建成了3個發(fā)射基地，不僅發(fā)射國內(nèi)衛(wèi)星，而且提供國際發(fā)射服務(wù)。另一種運載工具是航天飛機，航天飛機可以多次使用，但造價高，風(fēng)險大。美國最早發(fā)展航天飛機，運載能力20噸，載乘3～7名宇航員，飛行軌道高度200～400公里，傾角大約28度。

人造地球衛(wèi)星對軍事和經(jīng)濟建設(shè)具有重要價值，因此衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展極快。世界上除美國、前蘇聯(lián)外，歐聯(lián)、中國、日本和印度等都具有研制衛(wèi)星的能力，并發(fā)射了多種應(yīng)用衛(wèi)星。通信衛(wèi)星具有很高的經(jīng)濟和社會效益。中國80年代發(fā)射了東方紅二號靜止通信衛(wèi)星，90年代又發(fā)射了通信能力比前者大10倍的東方紅三號通信衛(wèi)星。國際通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到第八代，一顆衛(wèi)星的通信能力可達(dá)幾萬條話路，可以同時轉(zhuǎn)發(fā)幾十路電視節(jié)目。衛(wèi)星發(fā)射功率的增大及點波束技術(shù)的進(jìn)步，使得地面站小型化成為現(xiàn)實。衛(wèi)星技術(shù)的迅速進(jìn)步，使衛(wèi)星的在軌壽命長達(dá)12～15年。資源衛(wèi)星的典型代表是美國陸地衛(wèi)星和法國斯波特衛(wèi)星，它們具有高分辨率和多譜段的遙感能力，對陸地資源調(diào)查具有重要價值。氣象衛(wèi)星有極地軌道和靜止軌道兩種。極地軌道氣象衛(wèi)星可飛經(jīng)地球所有地區(qū)，可提供長期天氣預(yù)報資料，世界上只有美國、前蘇聯(lián)、中國研制和發(fā)射了這種氣象衛(wèi)星。靜止軌道氣象衛(wèi)星相對地球表面固定不變，可實時連續(xù)觀察本地區(qū)的云層分布和變化。1997年6月我國成功發(fā)射的風(fēng)云二號衛(wèi)星就是一種靜止軌道氣象衛(wèi)星。導(dǎo)航定位方面的代表是美國GPS衛(wèi)星，它由18顆衛(wèi)星組成，可在全球?qū)Ш脚c定位，精度達(dá)到米級。可返回式衛(wèi)星具有重要的經(jīng)濟、軍事和科學(xué)價值，至今世界上只有前蘇聯(lián)、美國、中國具有回收衛(wèi)星的能力。中國的返回式衛(wèi)星具有極高的成功率，其水平之高為國際所公認(rèn)。

載人航天是40多年來航天成就的重要組成部分。蘇美在發(fā)射本國的第一顆人造衛(wèi)星后就竟先發(fā)射載人飛船，主要是要爭奪世界第一。前蘇聯(lián)是世界第一個宇航員上天的國家，而美國宇航員首先登上月球。載人航天的經(jīng)濟效益一直在爭論，但在政治上影響很大。至今已有400多人次進(jìn)入太空，前蘇聯(lián)略為領(lǐng)先，進(jìn)入太空人數(shù)和停留時間均超過美國。美蘇兩國發(fā)展道路略有不同，前蘇聯(lián)發(fā)展的順序是飛船——軌道站——空間站；而美國是飛船——航天飛機——空間站。載人航天技術(shù)進(jìn)步較快，不僅宇航員可出艙活動，還可以修復(fù)出故障的大型航天器，以及操作航天器交匯對接等。

深空探測主要是對太陽系各大行星及其環(huán)境進(jìn)行探測。世界上已發(fā)射了100多個科學(xué)衛(wèi)星和深空探測器，有許多重大發(fā)現(xiàn)，包括對地球周圍環(huán)境的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地球內(nèi)外輻射帶，了解了地磁場分布，發(fā)現(xiàn)月球冰湖等。多種深空探測器還調(diào)查了太陽系各行星及其周圍情況，如小衛(wèi)星和大氣環(huán)等。

40年來空間技術(shù)的發(fā)展是迅速的。概括說，運載火箭的運送航天器的能力從幾十公斤增到 100噸；衛(wèi)星獲取和傳遞信息能力大幅度提高，一顆通信衛(wèi)星的電話由幾十路增至幾萬路；衛(wèi)星壽命從幾十天增到幾年至十幾年；人在空間停留時間從幾個小時增到一年以上。總之，主要指標(biāo)都提高了2～3個數(shù)量級，而價格大幅度下降。

（二）空間應(yīng)用成就

40年來空間技術(shù)的成就是巨大的。它已迅速并廣泛應(yīng)用于眾多的領(lǐng)域。當(dāng)代航天技術(shù)的應(yīng)用不僅在軍事和經(jīng)濟建設(shè)方面，而且已深入到每個家庭、個人生活之中。

1．衛(wèi)星通信、廣播。通信衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步，使它在通信和廣播領(lǐng)域迅速推廣應(yīng)用，世界上跨洋通信幾乎全被通信衛(wèi)星所代替。許多交通不便，通信干線不到之處，以及海上、空中、災(zāi)區(qū)通信衛(wèi)星更顯出優(yōu)越性。衛(wèi)星通信可提供有關(guān)信息傳遞的 100多種業(yè)務(wù)。以國際通信衛(wèi)星系統(tǒng)為例，其業(yè)務(wù)活動效益每年達(dá)100億美元。

衛(wèi)星電視廣播的應(yīng)用已眾所周知，不僅豐富了人民的新聞文化生活，而且為教育事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)，以我國開通的衛(wèi)星電視教育頻道為例，已有5000多個衛(wèi)星電視教育接收臺，接受各種教育人數(shù)達(dá)2000萬以上，效果很好。

2．衛(wèi)星導(dǎo)航定位。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由于范圍大、時效好、精度高等特點已廣泛應(yīng)用于海上艦船、空中飛機、陸上車輛的行駛導(dǎo)航，以及各種工程建設(shè)和業(yè)務(wù)活動中的定位。美國GPS系統(tǒng)的定位精度可達(dá)到米級。高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航定位為各種交通工業(yè)提高運輸效率及安全保障做出重要貢獻(xiàn)。

3．資源調(diào)查和測繪。利用衛(wèi)星照片調(diào)查陸地和海洋資源已廣泛應(yīng)用，并被證實是有效的方法，不僅節(jié)約人力物力，而且時間快。我國已利用國內(nèi)外衛(wèi)星對全國的主要經(jīng)濟區(qū)的資源和環(huán)境進(jìn)行勘測和調(diào)查。同時，還利用衛(wèi)星照片繪制了地形圖和各種專業(yè)圖。

4．氣象與災(zāi)害預(yù)報。氣象衛(wèi)星不僅提高了天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率，同時對臺風(fēng)、暴風(fēng)雨等的預(yù)測以及海面溫度的監(jiān)測和海洋漁業(yè)的發(fā)展都起著極為有效的作用。自從有了氣象衛(wèi)星以來，臺風(fēng)天氣預(yù)報幾乎準(zhǔn)確無誤。我國利用氣象衛(wèi)星資料，對森林火災(zāi)、洪水等多種災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測發(fā)揮了積極的作用。

5．軍事應(yīng)用。應(yīng)用衛(wèi)星中軍事衛(wèi)星占有重要地位，包括軍事偵察、導(dǎo)彈預(yù)警、軍事通信指揮、導(dǎo)航和氣象保障等。偵察衛(wèi)星不僅可以實時大范圍監(jiān)視敵方的軍事行動，而且可以對重要軍事目標(biāo)進(jìn)行詳查。各種軍事衛(wèi)星不僅提供平時部隊各種需要，而且在戰(zhàn)時發(fā)揮重要作用。典型應(yīng)用是1991年海灣戰(zhàn)爭中美國利用多種軍事衛(wèi)星參加了作戰(zhàn)，發(fā)揮了極為重要的作用。

此外，空間技術(shù)在科學(xué)研究等方面也發(fā)揮了積極的作用。世界上先進(jìn)國家的科研機構(gòu)對生命科學(xué)、宇宙科學(xué)、日地空間環(huán)境都取得了不少的成就。中國在微重力科學(xué)實驗和太空植物育種等方面都取得了可喜的成績。

未來30年，世界航天技術(shù)將持續(xù)快速發(fā)展，航天大國的投資主要將集中在下列幾個方面，投資的重點是具有明顯經(jīng)濟效益的航天運輸系統(tǒng)和各種應(yīng)用衛(wèi)星。

（一）航天運輸系統(tǒng)

降低航天器發(fā)射價格是主要努力方向。現(xiàn)有的低軌道運輸價格大約為每公斤1萬～2萬美元，距離每公斤1千美元的奮斗目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。因此，航天大國都在研究發(fā)展新的天地運輸系統(tǒng)。提出了多種新的航天運輸方案。其主要的一點是研制可多次重復(fù)使用的運輸工具。按其起降方式，大致分為三類：

1．垂直起飛、垂直降落。美國麥道公司研究的三角快帆是一種典型的代表。它是單級火箭，共有8臺主發(fā)動機，起飛時8臺全部工作，返回降落時利用其中的4臺工作減速，回收再用。起飛重量463噸，載荷重量4．5噸，箭體總高度38．7米。

2．垂直起飛、水平降落。典型的代表是美國現(xiàn)有的航天飛機。但航天飛機由于維修等費用高昂，所以每公斤運載費用仍然大干1萬美元，比設(shè)計的350美元超出很多。為了降低運價，馬丁公司正研究新的代號為X—33的“冒險星”計劃，它起飛重量1000噸，載荷重量20噸，其運輸價格有希望大幅度降低。

3．水平起飛、水平降落。典型代表是國外正在研究的空天飛機。采用吸氣式發(fā)動機，利用大氣層中的氧氣與自帶的液氫作為推進(jìn)劑。分單級（美國NASP計劃）和兩級（德國Sanger計劃）入軌兩種。空天飛機可以多次使用，把衛(wèi)星送入空間后，像飛機一樣返回地面，以備再用。由于技術(shù)難度大，要求投資多，尚處于研究階段。

雖然多種可重復(fù)使用的運輸系統(tǒng)都在開展研究，但相當(dāng)長一段時間內(nèi)航天發(fā)射仍然離不開一次性的運載火箭，因此無污染、大推力、低成本的新型運載火箭的研制仍是航天大國努力的方向。我國863高技術(shù)計劃中，對先進(jìn)的天地往返運輸系統(tǒng)和新一代大型運載火箭，均安排了跟蹤研究、概念研究和部分關(guān)鍵技術(shù)先期預(yù)研。

（二）人造衛(wèi)星

應(yīng)用衛(wèi)星由于具有很高的經(jīng)濟效益，將更多地進(jìn)入商業(yè)化。今后10年，預(yù)計發(fā)射1700顆衛(wèi)星，價值1200億美元，其中70%是商用衛(wèi)星，效益大。因此開發(fā)航天技術(shù)的國家和公司，首先把資金集中于研制各種人造衛(wèi)星。各種應(yīng)用衛(wèi)星將繼續(xù)提高水平，降低造價，擴大應(yīng)用范圍。在遙感方面，除發(fā)展陸地、海洋資源衛(wèi)星外，將加強對地球環(huán)境監(jiān)測、減災(zāi)活動等內(nèi)容。美國地球使命計劃以及日本、歐洲設(shè)想的地球環(huán)境監(jiān)測計劃，旨在對全球或區(qū)域環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)視，并對可能出現(xiàn)的多種災(zāi)害做出預(yù)報。在衛(wèi)星通信方面，除了繼續(xù)發(fā)展大容量、多譜段、大功率、長壽命的靜止軌道通信衛(wèi)星外，研制和發(fā)射中、低軌道由小衛(wèi)星組網(wǎng)的個人移動通信系統(tǒng)是當(dāng)今的重要方向。例如，美國摩托羅拉公司將建成的小衛(wèi)星群通信系統(tǒng)。它由66顆衛(wèi)星組成全球網(wǎng)絡(luò)，可在全球范圍內(nèi)進(jìn)行個人移動電話直接通信。

值得注意的一個趨勢，為了能在全球范圍任意地點實時獲取多種遙感信息和導(dǎo)航定位，并實現(xiàn)高速傳輸，航天大國正在研究建立天基綜合信息網(wǎng)。它的出現(xiàn)必將為經(jīng)濟建設(shè)和軍事應(yīng)用產(chǎn)生重大的影響。天基信息網(wǎng)將成為信息高速公路的重要組成部分。一些未來學(xué)家預(yù)測，到2010年衛(wèi)星饋送信息將成為全世界最普遍的傳輸方式。它的成本低，發(fā)展中國家不必建造費用高昂的硬件基礎(chǔ)設(shè)施。

人造衛(wèi)星中的各項技術(shù)將持續(xù)革新，除了發(fā)展綜合性的大型應(yīng)用衛(wèi)星外，微小衛(wèi)星的研制是未來的一個重要發(fā)展趨勢。它質(zhì)量小，成本低，研制快等特點已引起有關(guān)單位的重視。

在未來15年內(nèi)中國的應(yīng)用衛(wèi)星將跨上一個大的臺階。正在研制的大型通信衛(wèi)星不僅容量大、壽命長，而且將有多種頻段以適應(yīng)不同用途。計劃中的不同遙感衛(wèi)星包括資源、氣象、海洋、環(huán)境與災(zāi)害多種用途，它不僅提供國內(nèi)服務(wù)，還將為全世界做出貢獻(xiàn)。關(guān)于利用衛(wèi)星進(jìn)行微重力科學(xué)研究，中國已在世界先進(jìn)行列之中，充分利用地面及太空有利條件，在有關(guān)方面共同支持下，發(fā)展前景極好，有可能在微生物、植物育種、半導(dǎo)體材料等方面取得重大進(jìn)展。

（三）大型空間站

載人航天是人類開發(fā)宇宙大空的必然發(fā)展。與60年代不同，當(dāng)今世界載人航天計劃的核心，是在靠近地球的軌道上建立長壽命大型空間站。空間站主要有如下功能：（1）遙感及微重力等科學(xué)研究；（2）停靠、維修并為人造衛(wèi)星補充燃料；（3）在空間站進(jìn)行部件或整機組裝工作；（4）物資、宇航員及航天器轉(zhuǎn)運基地。

80年代美國決定研制重約200噸的自由號永久性空間站。該空間站承載6～8名字航員。歐洲、加拿大和日本等參加了這個計劃。前蘇聯(lián)于80年代后期建成和平1號空間站，并決定90年代建造和平2號空間站，重115噸，有6名宇航員。但是，美、蘇兩國都由于投資太大，進(jìn)展緩慢，并一再修改和縮小原來規(guī)模。蘇聯(lián)解體后，冷戰(zhàn)結(jié)束。兩國探討合作聯(lián)建大型空間站的計劃（國際空間站），以節(jié)約經(jīng)費。包括歐洲、日本、加拿大等共有16個國家參加。國際空間站的重量為423噸，電功率為110千瓦，框架式結(jié)構(gòu)，長寬為 108米 X 88米，實驗艙 6個，密封艙容積 1202立方米。宇航員6名。運行軌道高度約400公里，軌道傾角5l．6。。

在軌壽命10～15年。原計劃2002年建成，后由于經(jīng)費和技術(shù)上的困難，預(yù)計建成計劃推遲2～3年。另外，空間站的運行費用及效益仍然是一個大難題。

在空間失重環(huán)境及其他空間環(huán)境作用下，制造半導(dǎo)體材料、特種合金、藥品、光學(xué)材料和植物育種等，其產(chǎn)品性能要比地面生產(chǎn)的質(zhì)量好得多，價值很高，它將是未來空間應(yīng)用的新領(lǐng)域，有關(guān)國家正積極開展研究工作。

為了適應(yīng)我國21世紀(jì)航天事業(yè)的發(fā)展，國家863計劃中安排了我國未來空間站的研究課題，除了空間站概念研究外，還支持開展空間站系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及空間站應(yīng)用的預(yù)先研究工作。

應(yīng)當(dāng)提及的是為使空間站更有效地應(yīng)用，正研究發(fā)展空間機器人及虛擬現(xiàn)實技術(shù)。這樣，科學(xué)家、工程師就可以在地面工作以完成一部分人在天上進(jìn)行的各種動作，這是一個極為重要的領(lǐng)域，世界不少國家都在開展研究。

（四）深空探測

過去40年在深空探測方面雖已做出了比較大的成績，但還只是初步的。未來美、俄、歐、日都將繼續(xù)對深空進(jìn)行深入探測。主要是兩大方面，一是太陽系行星探測，二是天文觀察。太陽系內(nèi)探測包括太陽和日地空間環(huán)境，以及對金星、木星、火星、水星等及其周圍環(huán)境的探測。21世紀(jì)初探測重點是月球與火星。除發(fā)射環(huán)繞飛行器對星球表面進(jìn)行拍照外，還將有著陸器、行走機器人，以及建造月球和火星的載人活動基地計劃。美國于2005年以前將多次發(fā)射火星全球勘測器。至于天文觀察，預(yù)計今后將有數(shù)座軌道天文臺在太空工作。美、歐的哈勃號望遠(yuǎn)鏡未來計劃，有希望解開銀河系奧秘，將使天文觀察進(jìn)入一個新紀(jì)元。還有將發(fā)射的紅外天文臺、宇宙背景輻射探測者等都是本世紀(jì)末有重要意義的項目。

未來的30年世界上將形成比較復(fù)雜的國際航天關(guān)系，空間由超級大國壟斷的時代將變?yōu)槎鄻O集團競爭開發(fā)。繼美蘇之后，歐洲將逐步形成一個比較大的空間體系；其次，日本已加快成為世界空間大國的步伐，其空間投資年增幅很大；還有不少發(fā)展中國家也將積極參與空間活動。未來國際航天關(guān)系可概括為六個字：合作、競爭、對抗。應(yīng)提倡世界各國聯(lián)合開發(fā)空間，但現(xiàn)實世界中，合作是有限的，在某幾個方面如深空探測、地球環(huán)境監(jiān)視、建造國際空間站等有共同利益的項目，可能促成合作。但空間領(lǐng)域不會有全面的合作。對運載火箭的發(fā)射服務(wù)，多種應(yīng)用衛(wèi)星具有商業(yè)利益的項目，將存在相當(dāng)激烈的競爭，競爭也不可能有公平的商業(yè)競爭，必然出現(xiàn)政治干預(yù)。而由于空間軍事需求的存在，大國競相開發(fā)空間軍事系統(tǒng)，所以國與國之間潛伏著對抗。

由于發(fā)展空間技術(shù)在經(jīng)濟、軍事、科技等方面具有重要意義，政治上空間技術(shù)又極大地提高了國家綜合國力及其在國際活動中的地位，所以世界上發(fā)達(dá)國家都把航天列上本國發(fā)展戰(zhàn)略的重要位置。因航天技術(shù)的發(fā)展涉及到全球利益，所以國際上討論的許多重大問題都與它有關(guān)，并成立官方與民間的各種組織，聯(lián)合國還設(shè)立外層空間委員會，以協(xié)調(diào)各國之間的航天活動，制定各類涉及空間活動的國際條約、法律和規(guī)定。

中國的航天事業(yè)將持續(xù)不斷地向前發(fā)展。我國是一個發(fā)展中國家，財力有限，比起世界航天大國，我們屬于航天低投入國家。因此，我國只能在部分航天領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)。為了使我國在世界航天領(lǐng)域有相稱的地位，應(yīng)加大投資力度。同時，中國提倡各國聯(lián)合和平開發(fā)利用宇宙空間，平等互利，共同為全人類的利益做出貢獻(xiàn)。

包括噴氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動化技術(shù)、遙感技術(shù)、材料科學(xué)、計算科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等等。

人類探空活動的歷史，大致經(jīng)歷了氣球、火箭、人造衛(wèi)星等幾個階段.18世紀(jì)80年代，就有科學(xué)家利用氣球升空進(jìn)行科學(xué)考察。到了20世紀(jì)20年代，各種氣球(主要是氫氣球和氮氣球）已在科學(xué)考察、交通運輸、軍事偵察等方面發(fā)揮了不小的作用。然而，氣球的結(jié)構(gòu)決定了它只能上升到50千米左右，大氣密度的降低使氣球?qū)Ω叩目臻g只能望"空"興嘆。要到更高的空間進(jìn)行科學(xué)探索，必須依靠另外的運載工具，這種運載工具就是火箭。火箭是中國首先發(fā)明的。中國在元、明朝期間應(yīng)用的火箭武器是現(xiàn)代火箭的始祖。

1903年，俄國科學(xué)家齊奧爾科夫斯基發(fā)表了題為《利用噴氣儀器研究宇窗空間》的論文，提出了利用火箭探索宇宙空間的思想，建立了著名的齊奧爾科夫斯基公式.1926年3月，美國物理學(xué)家戈達(dá)德獨立地研究了火箭的推進(jìn)原理，設(shè)計、制造并發(fā)射了世界上第一枚液體火箭。此后，許多國家的科學(xué)家在政府的支持下，開展了對火箭制造和發(fā)射的研究。1942年10月，德國制造并成功地發(fā)射了第一枚軍用液體火箭V-2。戰(zhàn)后，科學(xué)家們利用V-2和它的改進(jìn)型作為新的工具來探測50千米以上的空間，獲得了許多關(guān)于高層空間的資料。

到了50年代后期，火箭的運載能力已達(dá)到發(fā)射人造衛(wèi)星的水平。為了實施地球物理年的計劃，美國和前蘇聯(lián)積極籌劃發(fā)射科學(xué)衛(wèi)星.1957年10月4日，前蘇聯(lián)成功地發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，他標(biāo)志著“空間時代”的真正開始。1958年美國發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。1970年中國也發(fā)射了人造地球衛(wèi)星。從此以后，各種人造衛(wèi)星陸續(xù)升天，至今已有4800多顆，其中我國有50多顆。

人類進(jìn)入宇宙空間主要是由載人宇宙飛船和地球軌道空間站實現(xiàn)的。1961年4月12日，前蘇聯(lián)第一個發(fā)射了載人飛船，把宇航員加加林送入地球軌道，運行108分鐘后安全返回地面，開辟了人類航天的新紀(jì)元，標(biāo)志著人類空間技術(shù)進(jìn)入了新的時代。1969年7月16日，美國成功地利用"土星-V"運載火箭發(fā)射阿波羅飛船，把宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林送上月球，并于7月25日返回地球。

1973年5月14日，美國又利用"土星-V"火箭將82噸重的"天空實驗室1號"送入太空，并以阿波羅飛船為交通工具，先后把3批共9名宇航員送進(jìn)實驗室，進(jìn)行了20多項科學(xué)研究。在此期間，前蘇聯(lián)則以建立空間站為重點開展一系列的探空活動。從1971年到1986年，先后發(fā)射了"禮炮"1至7號空間站、"和平號"宇宙軌道站。并分期分批發(fā)射"聯(lián)盟號"、"進(jìn)步號"、"宇宙號"等飛船，與"禮炮號"空間站對接，為空間站輸送各種儀器、燃料、生活用品以及更換宇航員和研究人員。1982年，前蘇聯(lián)有兩名宇航員在"禮炮7號"上度過了211天，創(chuàng)造了宇航員空間飛行時間的紀(jì)錄。除了美國和前蘇聯(lián)之外，由前聯(lián)邦德國、英國、法國、比利時等10個西歐國家參加的歐洲空間局，也于1983年11月28日成功地發(fā)射了"太空實驗室1號"空間站。

第47屆宇航聯(lián)的大會于1996年10月在北京召開，大會的主題是擴大空間的應(yīng)用范圍。與會者公認(rèn)，下個世紀(jì)將是太空世紀(jì)，航空航天產(chǎn)業(yè)將是經(jīng)濟增長的切入點。許多國家和地區(qū)，如美國、俄羅斯、歐洲、日本等，都計劃投入大量人力物力，發(fā)展航天飛機、空間站、太空車等，進(jìn)一步開發(fā)和利用太空資源。?