航天技术的作用范文

时间:2024-01-03 17:50:53

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航天技术的作用

篇1

对浦东机场使用的NORMAC公司生产的24单元航向天线阵的信号合成和信号覆盖进行分析与计算。通过不同的合成方法进行优化,获得了与对数周期偶极子天线(LPDA)场型分布高度吻合的分布函数。使用对数周期偶极子天线的水平方向的分布特征,来对比全向天线阵的信号合成与对数周期偶极子天线阵的信号合成的差别。分析结果表明:对数周期偶极子天线能够明显抑制大角度旁瓣信号的辐射,从而降低机场附近因信号折射造成的干扰,并能够有效提高航向覆盖区内的射频。

【关键词】航向信标 对数周期偶极子天线 拟合 覆盖

1 引言

在仪表着陆系统中,航向信标主要为飞机提供水平方位的引导信息,航向天线阵主要使用对数周期偶极子天线(LPDA)。由于LPDA频带很宽,性能优良且结构简单,自1960年提出后,在短波,超短波,微波低端等波段的通信,侧向,电子对抗等方面得到广泛应用。所谓对数周期,指的是天线的特性按照对数频率的周期而变化,从结构上说,由七个偶极子组成,偶极子的长度和间距都是可以调节的,相邻的偶极子彼此反相馈电,这种馈电方式抑制了反向信号的辐射,一般前后辐射比可以达到26 dB。同时尖端馈电使得辐射方向更集中,天线本身具有良好的方向性便成为一个很大的优点。本文选择Normarc 3500系列天线阵的24单元天线为例,通过对远场信号模拟,从LPDA分布特点以及天线阵的馈电信号合成上入手,对比LPDA和全向天线在覆盖,研究LPDA所起的作用

2 结果与分析

本文以浦东机场17L为例,载波频率f:110.7 MHz,对应λ= 2.71 m,发射天线高度为h:3.3 m,航向天线阵后撤距离D:295 m,以此参数进行计算。

2.1 3525型航向天线阵的介绍

NORMARC 3525天线系统,共有24个发射天线(以下简称24单元),采取等间隔排列,间隔距离为四分之三个波长(中心频率:110.1 MHz),天线阵全长57米。

2.1.1 对数周期偶极子天线(LPDA)

图1为Normarc公司生产的LPDA在自由空间的水平辐射方向图,天线的比例因子τ:0.93,顶角α:10°。半功率(-3 dB)对应的角度:23°,其分布特点为0°时信号最大,随着方位角的增大,信号快速减小,当方位角超过70°,其衰减已将至-30 dB以下。而在后方约120°到180°之间由出现了两个小波瓣,均在-25 dB以下。180°位置的大小约为-26 dB,其增益能达到9~10 dBi。由于分析需要,必须找到LPDA的分布函数,但是依照天线尺寸和内部馈线分布进行其严格的计算,过程十分繁琐。从实际出发,将厂方给出的LPDA分布作为标准值,找到一个与标准值吻合的数学表达式,作为其LPDA分布函数也不失为一种有效的方法。

2.1.2 对LPDA分布的数学拟合

图2通过三种拟合方式给出LPDA分布,并与实际值进行吻合性比较。首先借鉴天线阵的信号合成思路,用天线对合成方法进行嵌套拟合。通过观察可以发现,LPDA的分布特点与正余弦函数有相似之处,不妨利用三角函数来拟合,如果用多项式叠加拟合,符合度可以进一步提高,最后结果如右图蓝色曲线所示,拟合曲线与实际曲线符合度极好,这便保证了以下分析中,利用LPDA模拟场形分布等计算的合理性。根据附件十,航向水平覆盖范围是±35°,而以上曲线拟合范围为±70°。

以下所用分析均使用第三种拟合的方法的结果进行计算。

2.2 天线分配单元(ADU)及天线阵的分布

天线分配单元决定了馈送给每个天线哪些信号,馈线信号的幅度以及初始相位。而天线阵的位置分布对于合成信号起着很大作用,不同厂家不同单元的天线阵,其分布方式也不同。

2.2.1 ADU简介

天线分配单元(ADU)包含了分配到每个天线的信号种类,每种信号对应的幅值和相位。表1给出了24单元,天线分配关系。其中给出了四个通道:COU-CSB,COU-SBO,CLR-CSB,CLR-SBO之间,幅值和相位的相互关系,并确定了其名义宽度为4°所对应的COU-SBO幅度。

2.2.2 天线对合成原理

对于航道信号,以中心为基准,相距相同距离的每一对天线合成波瓣,经过每一对的叠加后,达到方向性很好的覆盖信号,其中CSB是同幅值同相位合成,航道上有最大值,SBO为同幅值反相位,航道上为零,合成波瓣左右相位相反,达到辨向的目的。对于初相位不同幅值(E0)相同的天线对在远场空间合成波瓣的公式为:

Et=2E0cos[hsin(θ)+(φ1- φ2)/2]/ (φ1+ φ2)/2

(1)

h为天线到中心点距离的电气长度,θ为方位角,往1号天线转,φ为天线初始相位。斜杠后下划线部分为合成波瓣的相位。同幅值同相位合成波瓣2E0cos[hsin(θ)]/φ相位与同幅值反相位2E0cos[hsin(θ)-90°] /φ+90°= 2sin(hsin(θ)) /φ+90°。SBO初相位-90°与+90°保证了合成的波瓣与CSB同相。

2.2.3 信号的数学表达式-信号叠加原理

由表1给出数据,通过远场天线对合成方法,即1号和24号,其幅度和到中心线距离都相同组成一对,2号和23号组成第二对……共12对,根据信号叠加原理,总的合成信号可以通过每一对信号叠加进行计算,其CSB合成信号表达式分别为:

(2)

其中En是对应天线的相对幅度,Dn是天线到中心线的物理距离,乘以2π/λ后转化为电气长度,φn理论上是0°或180°,而实际上由于发射电缆的电气长度不完全相同会有所差异。

2.3 信号合成与分析

对于24单元天线阵,对于单元天线水平辐射方式均为图一所示,而不是简单的全向性。直接将这种分布叠加合成,其场型分布就更为复杂,计算难度也随之提高。

2.3.1 方向图乘积原理

为了解决计算的问题,需要找到一个简便合理的方法,而不直接使用LPDA天线对合成,这里提出一个方案:方向图乘积原理:一个可分解的多元天线阵的方向图,等于子阵的方向图乘以子阵为单元天线阵的方向图。即我们可以先使用全向性的24个天线进行叠加,叠加之后的场型再乘以每个天线的LPDA方向图,从而获得最终分布方式。

这是模型计算可行性的理论依据,同时,按照这个原理,还可以直观的比较全方向天线阵的合成场型与LPDA天线阵合成的差异。

2.3.2 覆盖

根据国标规定航向信标台发射水平极化的扇形合成场,其信号覆盖区为:以航向信标天线为基准,在跑道中线延长线±10°以内为25 Nm(46.3 km),在+10°~ +35°以及-10°~ -35°之间为17(Nm)31.5 km,如图3所示。

由上述(2)式的信号叠加,可以得到24个全方向辐射的天线空间信号,通过对实际设备辐射场强的模拟计算,其合成后的辐射分布如图4所示。在航道线上的功率最大,航道CSB约-65 dBm,之后迅速减小,6°以外直接降到-100 dBm以下,此外的信号完全由余隙CSB占主导。对于余隙CSB的分布,除了航道线和±42°的位置有下降外,其它角度上的射频值基本稳定维持在-75到-80 dBm之间。然而由图3的覆盖要求可知,真正需要覆盖的信号区域是在±35°以内,之外的信号是不必要的。

2.3.3 LPDA在覆盖中的作用

为了改变能量的辐射分布,用对数周期偶极子天线来替代全方向天线,其辐射分布计算结果如图5所示。与图4中相比,可以明显看到大角度情况下信号的削弱。尤其是覆盖区以外,±40°之后的信号得到了有效的抑制。大角度信号的衰减都集中到了小角度上,在航道线上,射频达到约-55 dBm,比全向天线高了约10 dB,这就是LPDA的增益。

在实际情况下,飞机不会对航道CSB和余隙CSB分别接收。根据捕获效应,两个频率十分接近的信号同时到达接收机,一个较强,一个较弱,强的信号被解调,弱的信号被抑制。所以最终的覆盖信号由航道和余隙共同组成,小角度由航道CSB主导,大角度由余隙CSB主导。图6给出了全向天线和LPDA的覆盖,以及飞行校验的射频门限(-93 dBm)。

3 结束语

以NORMARC 3525的24单元航向天线阵为研究对象,根据技术手册中公布的辐射分布资料,建立了对数周期偶极子天线(LPDA)的辐射函数。

根据实际设备的信号辐射情况,在远场下,通过天线对合成原理,建立天线阵模型。进行了天线阵的信号覆盖分布的计算。并通过对全向天线和LPDA的辐射分布进行比较,差异化分析。对比表明:

(1)LPDA能够有效抑制大角度辐射信号,避免多径干扰;

(2)大比例的前后幅值能够降低对背面障碍物的净空要求,同时又省去了安装反射网的步骤;

(3)相对于全向天线有9到10dB的增益,使得在航向覆盖的±35°范围内均能得到有效提高,有效避免覆盖不足。

参考文献

[1]7000B Training Manual 24036-042[Z], June 2012.

篇2

核心航天技术

核心航天技术是NASA执行当前及未来航天任务时必须依赖的技术,也是NASA战略性航天技术投资重点,约占NASA未来4年总投资的70%。未来4年,NASA将重点投资8个核心航天技术领域,分别为发射和太空推进技术、高数据率通信技术、轻型航天结构和材料、机器人和自主系统、环境控制和生命保障系统、航天防辐射技术、科学仪器和传感器,以及进入、下降与着陆(EDL)技术。

发射和太空推进技术

报告认为,迄今为止,不管是传统的液体或固体推进系统,还是高超声速推进系统,均难以在持续运行状态下保持高性能和高可靠性。此外,航天规划也面临着成本越来越高昂的挑战。

过去20年,尽管电力推进技术或其他非化学推进手段已经得到了越来越多的应用,但太空推进仍主要依赖化学能。当前化学推进系统需要使用大量化学推进剂,但得到的效能却相对较低,这限制了航天器进入轨道后的轨道机动能力和在轨时间,进而限制航天员或机器人执行航天任务的能力。

为应对上述挑战,未来4年,NASA在投资开发先进的固体和液体火箭推进系统、辅助推进系统的同时,也将投资开发非传统推进技术,以改善当前推进系统的成本及运行状况,加强未来机器人和人类执行航天任务的能力。一方面,NASA正在对现有化学推进剂的替代品(如“绿色”或无毒推进剂)进行评估,以降低地面风险。另一方面,NASA将发展低温推进剂存储与运输技术。低温推进剂能够提供高能推进解决方案,对未来低地球轨道的人类探索任务至关重要。对低温推进剂而言,运输与存储技术最为关键。NASA将投资开发低温推进剂存储与运输技术,保障低温推进剂在太空中的长时间存储与运输。非化学推进技术主要用以保障航天活动的高效性和经济可承受性,为探索太空提供更多的机会。NASA针对非化学推进技术的开发投资将主要集中在太阳能发电技术、热核技术、太阳帆板和系绳推进等领域。

高数据率通信技术

要想从更远的地方,以更高的速率传输更多的数据,亟需进一步发展前沿通信技术。报告提出,未来4年,NASA在发展射频通信等传统通信技术的同时,还将致力于推进光通信等创新通信技术的发展。在通信技术领域,未来4年NASA的潜在投资规划有两项:一是射频通信太空孔径阵列,二是近地和深空光终端。

轻型航天结构与材料

对航天任务而言,航天器、推进系统、居住系统和科学仪器等所使用的材料十分重要。报告提出,未来4年,NASA将投资发展轻型航天结构和材料,使人类或机器人执行航天任务的成本更低,且更可靠、更高效。其投资将重点关注材料的轻型、柔性和多功能性等有利特性,包括轻型方案的发展,如混合层压板和复合非高压釜等。其他可能的投资包括特殊材料(如光学材料和自我修复材料)和柔性材料(如可扩展的材料)。

机器人和自主系统

某些航天任务系统必须在没有人员或地面控制系统的直接控制下,安全可靠地运行。对此类航天任务系统而言,自主系统十分关键。随着载人或非载人航天任务距离地球越来越远,在太空中的滞留时间越来越长,所利用的技术或系统也越来越复杂,航天任务将需要更多的独立性或自主性,以便更加高效、安全和可靠地运行。未来4年,NASA在自主系统领域的投资将主要集中在宇航员自主操作技术、系统自主管理、自主交会与对接、自主机器人。

环境控制与生命保障系统

环境控制与生命保障系统通常都需要补充消耗品,而不能完全利用废弃物生产氧气、水分和食品等关键要素。随着人类航天任务逐渐超越低地球轨道,补给生命保障系统的机会将大大减少。人类航天活动越来越需要闭环型环境控制与生命保障系统。报告提出,未来4年,NASA在此领域的投资将主要用于:空气再生、水回收、废弃物管理和居住系统。力求实现生命保障系统中75%的氧气来源于氧气再生,环境控制与生命保障系统可在不同的机舱压力下运行,50%的水是从多种废水流中再生的。

太空防辐射技术

人类在迈出低地球轨道执行航天任务时,需要采取新的措施和防护技术应对太空辐射。报告提出,未来4年,NASA将致力于改进太空辐射风险评估模型,以更好地了解和预测太空辐射的影响;还将投资开发辐射降低与监控技术。NASA将利用生物化学手段、多功能材料和有效的屏蔽结构降低太空辐射,还将投资太空辐射报警系统。

科学仪器与传感器

科学仪器与传感器包括天文台、遥感仪器和原位传感器。天文台技术对太空望远镜及天线的设计、制造、测试和运行十分关键。报告提出,在此领域,未来4年的投资将主要集中于大型反射镜系统、结构与天线。拟投资项目包括X射线反射镜、轻型反射镜、紫外线涂层、分段式反射镜、被动式超高稳定性结构、主动式超高稳定性结构、望远镜及其吊杆的安装结构等。

遥感仪器与传感器是对电磁辐射、电磁场、声能、地震能及其他物理现象极为敏感的元器件、传感器和仪器。未来4年,NASA将投资开发高功率、高分辨率、高耐久性、低成本和低重量的遥感仪器和传感器。还将致力于开发探测器和焦平面、微波/无线电收发组件、激光器。其中,探测器和焦平面领域的投资重点是大幅面阵列;微波/无线电收发组件领域的投资重点是雷达收发组件、毫米波低温低噪声放大器;激光器领域投资重点是多频脉冲激光器。

进入、下降与着陆技术(EDL)

报告提出,未来4年, EDL技术领域的投资主要有:可重复使用的航天器热防护系统、烧蚀热防护系统,充气式柔性热防护系统。

重要技术

未来4年,NASA还将在发电技术、热控技术、保障宇航员健康的相关技术等重要技术领域进行技资。

发电技术

随着航天任务的复杂程度越来越高,执行时间越来越长,离地球和太阳的距离越来越远,发电技术的发展非常关键。发电系统将向着功率更大、重量更轻、更加耐用的方向改进。这些改进将有助于提高航天任务执行能力,也使远远超出近地轨道的新科学与探索任务成为可能。目前,NASA投资了25个太空发电技术研究,包括化学发电技术、太阳能发电技术、利用放射性同位素和裂变产生的能量进行发电的技术等。未来4年,NASA可能的投资领域包括高性能光伏阵列和2千瓦端-端裂变。

热控技术

所有的航天任务都需要热控系统。有效的热控系统能够提供三项基本功能:热量采集、热量传输和散热。热控系统的改进能够提高系统本身的可靠性、有效性,降低系统重量。目前,NASA投资了19个热控系统项目,包括热量采集技术、热量传输技术、散热技术,以及主动和被动热控技术等。在热控系统领域,未来4年,NASA还可能投资地面-飞行隔热系统、带有精确温度控制的高密度流散热技术、蒸发散热技术和可变散热器等。

保障宇航员健康的相关技术

维持宇航员健康和状态,不仅是载人航天任务所需保证的必要的安全因素,也是航天任务本身成功的关键。目前,NASA投资了23个与宇航员健康问题相关的项目,包括医疗检查技术、太空医疗保健和行为健康、在太空中诊断和医疗的能力等。未来4年,NASA潜在的投资规划包括穿戴式计算和生物医学传感器、人造重力医疗器械和虚拟治疗师等。

补充技术

补充技术投资既力保那些可在短时间内取得成果的技术,也涵盖了可能在未来20年内投入实用的技术。

先进太空推进技术包括束能、高能量密度材料、反物质和先进核裂变推进等技术。虽然NRC认为这些技术是颠覆性的新技术,但它们在未来20年内不可能出现。NRC建议给上述及其他技术成熟度低、风险极大的技术以低水平投资,将其列为补充技术。

一些信息技术,如语意技术、智能数据理解以及协同科学与工程等,都被纳入补充投资,虽然这些技术能够促使当前技术进步和受益,但NRC却指出这些技术的大部分研发工作正在由工业界进行。这些技术被纳入补充清单中并非由于技术成熟度不足,而是由于需要NASA投资的水平很低。

发射和地面处理技术也在补充清单中。这类技术取得进步不仅可以直接增强技术能力,更重要的是可以降低成本。这一领域中,技术对任务寿命周期成本起到主要作用,主要技术包括:

*发射台上,运载火箭、航天器和有效载荷硬件的运输、组装、集成和处理,包括发射台作业。

*发射处理基础设施及其支持未来作业的能力。

*靶场、人员和设施安全能力。

*发射控制与着陆作业,包括天气、飞行人员的恢复、飞行硬件,以及返回样本。

*任务集成与控制中心的作业,及基础设施。

*降低地面和发射作业对环境的影响。

地面与发射系统的处理存在一些挑战,如降低维持和运行地面控制与发射基础设施的成本,提高安全性,提高向地面控制与发射人员提供的信息的时线、相关度和精确性。NRC指出,先进技术可为解决这些挑战做出贡献,但认为管理实践、工程和设计是取得进步的更有效手段。

《NASA战略航天技术投资规划》(NASASSTIP)的几大支柱中,补充技术是一些前沿技术和共性技术,这些技术既不在NRC 16项最高优先级技术中,也不在NRC 83项高优先级技术中。NRC一直认定这些技术有可能使任务性能、寿命周期成本或可靠性取得较小进步,但能够广泛使用,对NASA未来项目和任务非常重要。

结束语

核心技术、重要技术和补充技术支撑NASA内外利益相关者的目标,报告将这些目标归纳成为具有4个支柱的框架:

支柱之一:扩展并支撑人类在太空的存在和活动;

支柱之二:探索太阳系的结构、起源和演进,搜寻过去和现在生命存在的迹象;

支柱之三:扩展对地球和宇宙的认知;

篇3

中国运载火箭技术研究院坐落在北京南城,这里是中国航天的发祥地,有两万余名研制人员在此兢兢业业地工作着,为我国的航天事业做出了重要贡献,从多年前的“两弹一星”,到去年的“嫦娥奔月”,再到不久前顺利升空的“神舟七号”,无一不凝聚着中国运载火箭技术研究院的心血,截止目前,研究院共获得3000多项部级以上科研成果奖,5项国家科技进步特等奖,被人称为中国科技界的一支“铁军”。

2008年9月底,“神舟七号”飞船的成功升空吸引了中国乃至世界的目光,三名航天员承担着中国从未尝试过的出舱活动任务,这是中国人的足迹印入太空的第一步,也是奠定中国空间站技术基础的重要一步。

在这次载人航天飞行任务中,作为托举“神舟七号”进入预定轨道的运载火箭――二号F运载火箭凭借着其优秀的历史发射成绩和高可靠、高安全的品质,受到了众口一词的赞美,而它的缔造者,正是中国运载火箭技术研究院。

在以往,中国运载火箭技术研究院给国人留下的深刻印象,主要是由于它自主研制的系列运载火箭在中国航天事业的重要地位,然而并不为人所知的是,在中国运载火箭技术研究院潜心钻研,大力发展航天科技,生产出一代又一代优秀运载火箭的同时,也已将发展的脚步迈入了航天技术应用产业和航天服务业,从某种程度上来说,中国运载火箭技术研究院进军航天技术应用产业和航天服务业的意义并不亚于一枚优秀运载火箭的诞生。

中国运载火箭技术研究院从事航天技术应用、航天服务业的领导说,研究院进入航天技术应用产业,是以尖端的航天技术作为后盾,它不仅能对国民经济起到推动作用,更重要的是能够通过新兴技术的应用拉动相关产业的整体水平。

“技术瑰宝”=能源优势

能源,在一个国家的国民经济中所占的战略地位毋需多言,然而,中国目前的能源状况却不容乐观,能源供需矛盾尖锐、结构不合理、利用效率低,我国政府一直力图解决这一重要问题,然而在还没有找到能大量投入使用的可替代性新型能源前,如何提高现有能源的使用效率便显得十分重要。中国运载火箭技术研究院在航天技术应用产业的实践过程中,对中国能源问题的解决起到了一定的促进作用。

煤炭是我国的主要能源,为我国提供了70%以上的发电燃料,60%的化工原料和80%的民用燃料,“缺油、少气、富煤”一直是我国能源供应的基本国情,然而,在利用煤炭资源时经常会遇到一些负面问题,比如资源利用率不高、地区间煤质优劣程度差异化较大、对环境污染程度较高等,究其原因,主要是因为很多企业在生产过程中,还在使用比较落后的煤气化技术,比如我国的氮肥、甲醇企业使用的是常压固定层无烟块煤气化技术;燃煤电厂采用的都是在锅炉中直接燃煤产生蒸汽驱动蒸汽轮机发电的技术,在目前看来,这样的煤气化技术并不适应人们生产生活的需要,它既会带来资源的浪费,又会使环境受到比较严重的污染。

在很长一段时间内,世界最先进的煤气化技术被美国GE公司和荷兰壳牌公司所垄断,美国GE公司的德士古水煤浆加压气化技术于1993年投产,10多年的发展使得该项技术已经十分成熟,但也存在着固有的缺陷,如对煤种要求较高等,荷兰的壳牌公司采用的是粉煤加压气化技术,在碳转化率和热效率上都具有较强的优势,但专利费用和投资费用很高,一般企业很难承受。

中国运载火箭技术研究院于2005年开始航天煤气化技术研发,利用火箭发动机在燃烧、热能、泵阀、控制以及非标涉及方面的成果和技术优势,开展粉煤气化技术研发工作。并在吸收世界先进煤气化技术优点的基础上,开发出了具有完全自主知识产权的粉煤加压气化技术,这种“航天粉煤加压气化技术”是当今世界最为先进的粉煤加压气化技术之一,能够将固态的煤炭通过“粉煤汽化炉” 高效、洁净、环保地转化成气态的氢气和一氧化碳混合气体,在生产过程中能有效减少污染排放并提高煤炭利用效率,具有原料煤适应程度广、成本费用低等优势,可广泛用于化肥原料制造、甲醇和二甲醚制造、汽柴油成品等多种产业。以建设15万吨的甲醇工程为例,若运用中国运载火箭技术研究院的技术可以节约大量资金,而在后期的技术维修服务方面,所产生的费用也很低。

与GE的德士古水煤浆煤气化技术相比,中国运载火箭技术研究院所研发的“航天煤气化技术”更能实现原料煤本地化,并具有更高的冷煤气效率;与壳牌的煤气化技术相比,则拥有更低的成本和更高的投资回报率。因此,当航天煤气化工业示范装置的建设工作一经展开,便取得了良好的反响。在河南濮阳,年产15万吨甲醇示范工业装置被列入国家发改委“2007年循环经济高技术产业化重大专项及国家资金补助计划”,工业装置应用的粉煤气化炉也列入国防科工委“2007年民技术开发专项计划及资金补助计划”。

在谈到中国运载火箭技术研究院航天煤气化技术的前景时,研究院院长李洪激动地说,先进的煤气化技术拥有着广阔的市场需求,仅IGCC发电这一项,预计在今后20年里,将达到3000亿人民币的市场份额,具有中国自主知识产权的航天煤气化技术的成功研发,使得中国企业需要先交纳巨额专利费才能使用这项技术的日子成为了过去,它解决了我国煤化工行业发展受到煤气化技术擎肘的问题,必将帮助我国煤化工行业更快发展。

利用“核心竞争力”

作为一个数十年来,一直以军工产品生产为主的单位,在进入市场竞争的初期阶段,该如何遵循市场规律,找到自身最具核心竞争力的产品,这并不是一个容易回答的问题。中国运载火箭技术研究院的选择是加大加快“寓军于民”产品的生产和研制,其中之一就是利用军品特种车辆生产技术开发民用专用车产品,事实也证明,这一决定十分正确。

目前。民用专用车已成为我国汽车工业的重要组成部分,其产品范围涉及交通、环卫、石油化工、卫生医疗等多个领域,一般来说,民用专用车相对于普通车有着特殊的工作要求(如飞机除冰车、登高车、装卸平台车等),因此,民用专用车往往需要有更复杂的技术和更灵活多变的设计。

多年来,中国运载火箭技术研究院为运载火箭研制了一系列大型发射台,重型运输车辆和转载车辆等地面发射和配套设备,积累了大量特种车型的生产经验;同时,在数十年来对运载火箭的研制过程中,中国运载火箭技术研究院在机械、液压气动、通讯、定位定向和自动控制等技术环节,也形成了专业内的系统集成优势,这使得中国运载火箭技术研究院在进入产品附加值较高的民用专用车市场时拥有着得天独厚的条件。目前,中国运载火箭技术研究院已完成多种规格的自卸车和垃圾车研制,基本建成专业化、规模化的生产线。根据特定用户需求,还研制了应急通信指挥车、机场专用车(飞机除冰车、装卸平台车等)、登高车及煤矿用防爆车等高附加值专用车产品。底盘领域,重点发展油田专用车底盘和工矿用重型自卸车底盘,目前产品已批量进入市场,并根据市场需求不断完善产品系列。预计2010年,专用车项目将实现20亿以上销售收入。

篇4

[关键词] 国际太空竞赛 世界经济 影响

中图分类号:D815 文献标识码:A 文章编号:1007-1369(2010)2-0013-10

国际太空竞赛始于美、苏两国。第一轮的国际太空竞赛是以美国和苏联为主角的,主要目的 是为了争霸世界,随着苏联解体、冷战结束而终结。但是,国际太空并未因此而平静多久, 在20世纪末至21世纪初,新一轮国际太空竞赛再次上演,并有愈演愈烈之势。新一轮太空 竞赛与美苏时期的太空竞赛有 着质的不同,它不是美苏争霸的太空竞赛,主角也不再只是美 、苏两个国家,欧洲、日本、中国、印度等国家也开始参与其中,与冷战后正在形成的多极 化世界格局相应的新的国际太空竞赛格局也正在形成。虽然这两轮国际太空竞赛的主要参与 国,都不是从经济角度而主要是从政治、军事、战略角度出发而进行太空竞赛、发展太空事 业,但是国际太空竞赛客观上却极大地推动了科学技术和生产力的发展,对世界经济产生了巨大的影响。

当今国际太空竞赛形势

太空竞赛始于20世纪50年代。当时,美苏两个超级大国出于争霸与谋取战略优势的需要,在 各个领域都展开了激烈的角逐。作为一个国家最高科技水平和综合国力体现的太空项目,也 自然成为美苏两国交锋与对抗的重要阵地。竞赛以苏联1957年10月4日成功把世界第一颗绕 地球运行的人造卫星“斯普特尼克一号”(Sputnik-1)送入轨道,和四个月之后,美国也 成功发射了它的第一颗人造卫星“探索者一号”(Explorer-1)为标志拉开序幕,到1975年 7 月17日阿波罗与联盟号对接,美国航天员托•斯塔福德和苏联航天员阿•列昂诺夫在太空中 握手,昭示着长达近20年的美苏太空竞赛暂时“休战”,但其后两国在空间站建设和航天飞 机领域的竞争仍在继续,直到1989年苏联解体,这场旷日持久的竞赛才算真正结束。近30多 年的竞赛,美苏两国都耗费了大量的人力、物力和财力,总体看,两国可谓势均力敌,但还 是美国人笑到了最后。客观地看,美苏两国的太空竞赛,虽然构成了冷战的一部分,具有强 烈的政治色彩,但却也实实在在地推动了人类航天事业的发展,为人类探索太空做出了巨大 贡献。人造卫星、月球探测器、太空飞船、空间站和航天飞机等航天科技产品以及人类翱翔 宇宙甚至留在月球上人类的脚印,都是人类探索太空的成绩的活标本。

冷战结束后,特别是进入21世纪以来,世界主要国家对太空的重视程度越来越高,无论是航 天大国还是新兴崛起国家,都投入巨资开发航天技术,甚至“将发展航天技术视为提升综合 国力和国际地位的战略性举措”[注:廖春发.2006年世界航天进展综述.中华人民共和国国家航天局网站.省略sa.省略/n1081/n7619/n7875/40410.html]。因此,被称为新一轮国际太空竞赛拉开帷幕。参与国家 之多,竞争之激烈,形势之复杂都与美苏两国的竞赛时代有着本质的区别。

首先,美国不断加大投入,继续领跑世界航天。冷战后,失去了竞争对手的美国,在航天领 域可谓一枝独秀,占据着霸主的地位,特别是其在航天飞机领域取得的成就无人匹敌。但是 ,2003年2月“哥伦比亚号”航天飞机(STS Columbia OV-102)惨剧,直接推动了美国当 局反省其航天发展战略,并进行了重大调整。布什总统2004年1月提出重返月球、登陆火星 的太空探索新构想,美国航空航天局(NASA)将国际太空的探索重心从近地球轨道转向月球 及火星以远的宇宙。计划在2010年底前让航天飞机退役,开发新火箭和太空飞船,在2020年 代早期送宇航员重返月球,并在月球建立飞船发射场,为人类登陆火星做准备。为此,近几 年美国政府不断加大航天投资力度。这些投入使美国继续在太空探索领域保持领先的地位,并为其未来进一步探索太空并继 续领跑太空开发奠定了基础。

其次,俄罗斯重整旗鼓,复兴太空强国地位。苏联解体后,俄罗斯继承了前苏联约90%的航 天工业,在改革过程中,俄航天部门出现了比其他经济部门更复杂的情况。由于防务定货锐 减,俄罗斯航天计划经费大幅度下降,折合成美元一度低于巴西。从1990年到1994年,俄罗 斯航天企业总人数减少35%,专家流失50%。 [注:苏联解体 俄罗斯接手的是怎样的航天工业?.凤凰网.]可以预见 ,随着俄罗斯新的航天复兴战略的启动,凭借其在这一领域的良好基础,航天大国地位将会 得到进一步的巩固和稳定,但要想回到当初与美国比肩的地位将会很难。

欧洲另辟蹊径,欲与美国抗衡。尽管欧洲是美国的盟友,但在未来世界格局问题上却有着与 美国不同的看法。而“为了在未来多极世界格局中扮演重要角色,为了取得能与美国相抗衡 的战略上的独立自主性和在世界科技与经济领域中更强的竞争力,欧盟已选择航天领域作为 实现上述战略目标的突破口” [注:廖春发.新一轮国际太空竞争态势分析.中国学术引擎网.]这对于美国这样一个因怕航天技术外泄而一向在对外开展航天合作上持保守 态度的国家来说,此举也从一个侧面反映出中国在国际航天领域开始受到极大的重视。

日本加快冲刺,太空计划野心勃勃。日本的航天工业起步较早,特别是在探月工程上。20世 纪80年代日本就开始了探月计划,是继美苏之后第三个探测月球的国家,只是所有计划均以 失败而告终。加之日本航天事业长期受到体制羁绊,航天器也频频出现各种问题,航天投入 逐年减少,航天大国地位面临挑战。但是,在中国航天成就的刺激下,近几年加大了对航天 领域的重视和投入,取得了不少成绩。2007年抢在中国发射“嫦娥”前成功发射了“月亮女 神”月球探测器,日本“月球探测计划”负责人泷泽吉贞曾说,日本已经推出了2025年宇宙 开发计划。其中,日本计划2017年之前要将机器人送上月球。2025年,日本将着手建立以月 球表面为据点的月球空间活动站,可以容纳2到3名宇航员每次停留半年,以充分开发并利用 月球资源。 [注:日本、印度誓与中国争锋航天事业.中国广播网.省略/2008zt/sz qh/yw/200809/t20080925_505108942.html]2008年出台了《宇宙基本法》与《宇宙基本计划》,其后又组装完毕了国际太 空站首个日本实验舱――“希望号”;首个太空货运飞船――转移飞行器(HTV)发射成功 等等 ,向世界证明了日本也是国际太空竞赛领域中的一个具有实力的竞争者。但值得关注的是日 本《宇宙基本法》打破了日本在这一领域近40年的立法限制,明确允许日本以自卫为目的、 军事利用太空,这在国际上是罕见的,反映出日本在争夺太空领域的野心。

印度不甘示弱,抢占航天高地。为谋求世界一流大国地位,航天领域也是印度重点抢占的高 地之一。为此,印度历届政府都非常重视发展航天和核技术。特别是近年来,印度加大了自 主研发力度,同时与俄、美、欧等国均也建立了良好航天领域合作关系,经济的快速发展 又给航天计划所需经费奠定了良好基础,经费预算逐年提高,已经超过了航天大国俄罗斯。 在此情形下,印度已在通信、遥感和侦察卫星及其运载火箭方面都取得了令世人瞩目的成就 。2008年10月22日,印度空间研究组织在南部的斯里赫里戈达岛的萨蒂什•达万航天中心用 一枚极地卫星运载火箭将印度首个月球探测器“月船1号”发射升空,使其成为世界第五个 掌握探月技术的国家。印度的航天大国步伐又向前迈进了重要一步。

除了以上几个航天大国和新兴航天国家外,还有一些国家也在以极大的热情探索航天技术, 如伊朗、南非、韩国等,并在一些相关领域不同程度地取得了进展,成为新一轮太空竞赛的 积极参与者。

应该说,新一轮的太空竞赛是在新的国际政治环境下展开的,具有十分明显的时代特征。首 先是在相互竞争的前提下呈现出合作的一面,这与第一轮太空竞赛时美苏两国的针锋相对和 剑拔弩张有着明显的不同。其次是军事色彩并未因国际形势的总体缓和而减弱,其中一些国 家开发航天技术的首要目的就是要将其打造成军事天基平台,以期在未来信息化战争中占据 优势地位。第三是参与国家众多将使竞赛变得更加激烈和复杂,如何控制这一领域的发展使 其不至于威胁未来人类生存与发展,已成为国际社会必须面对和认真思考的问题。随着科技 进步和对太空认识的不断深化,相信会有更多国家加入到太空竞争的行列之中,这也将进一 步推动冷战后国际太空竞赛格局的多极化发展和世界航天事业的发展。而多年来的国际太空 竞赛已对世界经济产生了重大影响。

国际太空竞赛对世界经济的影响

国际太空竞赛是以国家军事实力、经济实力、科技实力为依托,以高资本投入为基础,高新 尖端技术及其专有人才为支撑的国际空间开发之争。由于属于高科技领域,其本身可产生巨 大的直接经济效益。例如,全球仅商业卫星产业每年就创造超过800亿美元的收益。美国将 空间技术转化为产业,创造了2万亿美元的巨额利润,法国每年在航天产业方面的收入将近2 00亿欧元,俄罗斯航天发射年收入近9亿美元。 [注:马樱健.中国新一代运载火箭“五号”预计2015年亮相.中国网.]因而,以2008年为例,该年全球620亿美元的航天投入将带动4960亿―8680 亿美元关联投资,合计共约占当年全球资本形成总额的4.8%―8.0%,创造GDP总额约1 000―亿1800亿美元,对全球经济增长的贡献率约为0.2%―0.35%。

2.产业带动效应

近年来,随着各国对航天活动及空间技术的不断投入,以研制与生产外层空间飞行器、空间 设备、武器系统以及地面保障设备为主的军民结合型高科技产业――航天产业迅速成长壮大 ,产值不断攀升。据有关机构统计,2003年全球航空航天产业总产值为1480亿美元 ,到2007年已达2100亿美元。

另一方面,航天产业具有较高的关联度,提供航天产业的原材料、零部件生产的新材料新能 源产业、采矿冶金业、电子设备及仪器仪表制造业,为生产提供配套的金融、信息、运 输等现代生产型服务业,航天产业链几乎无所不包。

航天产业的迅速发展能有效带动其关联产业成长壮大。航天技术、有效载荷技术、信息处理 技术等需要机械、电子、材料、能源、通讯、信息等产业发展的支持,通过技术发展的“需 求效应”,对上述行业形成强烈有效的激励和带动作用。而从产业配套的角度,航天制造业 可以直接拉动元器件及分系统、原材料等相关配套产业的发展。其次,航天技术及其产业化 发展将不断促进卫星遥感、卫星通信、导航定位、数字地球等相关产业以及信息产业发展。 而卫星导航定位(GPS)、地理信息系统(GIS)、卫星遥感(RS)和卫星通信之间的融合( 3S+C),网络GPS个性化移动信息等,多种组合和形态,将为卫星应用打开一个个崭新的领 域。

在美国,为航天产品提供配套的公司有1000多家,涉及信息服务业、制造业、房地 产与租 赁业等14个产业,航天产业的迅速发展对其关联产业产生明显的拉动作用。[注:陈杰. 美国商业航天产业对国民经济的影响分析.中国航天,2007(7)]

此外,作为一种朝阳产业,航天科技有着巨大的磁石效应,可以吸纳大量的资金而推动金融 市场的繁荣,并进而用所筹措基金推动航天及相关产业的发展。例如,2010年1月18日,首 只专注于航天产业发展的股权投资基金――航天产业基金在北京创立,与此同时,负责 航天 产业基金管理和运作的合伙人之一――北京航天产业投资基金管理有限公司也在当日宣告成 立。该基金首期募集资金30.3亿元人民币,投向集中在航天产品、航天技术应用产业、航 天 服务业及其相关领域,重点推动人造地球卫星、运载火箭、卫星运营及卫星应用、航天电子 、新材料新能源、太空生物及太空育种、重大装备制造等产业,快速实现产业化发展,从而 加快中 国航天产业的市场化、规模化进程。航天产业基金合伙人会议主席吴艳华在接受采访时表示 ,航天产业基金募集资金规模计划达到200亿元,预计将拉动上千亿产业链的发展,将促进 中国航天产业的发展,助推中国经济实现新腾飞。[注: 黄希.首只航天产业基金创立 将拉动上千亿航天产业链.中国航天新闻网.]

3.科技进步效应

国际太空竞赛是建立在现代航天及空间技术前沿不断突破、不断创新的基础之上的,从某种 程度来说,国际太空竞赛实际上是尖端科技竞赛。其对科技进步的贡献包括两个层面:

首先,带动基础科学领域的技术进步。航天技术的兴起和发展,促进了应用数学、微重力科 学、微电子学、信息学、材料学等许多基础科学的发展;太空平台的应用,则使人类突破了 地球表面的障碍,直接进入空间或通过各种空间探测器获取资料、信息,为人类对宇宙空间 自然现象及其规律的认识与研究提供了前所未有的条件,对空间科学的发展起到了重要的支 撑作用。此外,在航天产业链延伸过程中,通过与各产业尤其是当代电子、信息、生物、能 源和材料等高技术产业的相互交叉、融合和集成,不断衍生新型技术与知识产业,并促进了 一些新的学科分支的繁衍,如卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等。

其次,推动应用科学领域原始创新。航天发展过程中,大量独有的设计、生产、试验等核心 技术与能力,通过成果转移的方式,广泛而迅速地在其他技术领域获得推广和拓展应用,直 接带动相关产业技术进步和产业升级。从国际国内经验来看,航天及空间技术因其极大的先 导性和高度综合性,推动了计算机、光电子、精密制造、自动控制、新材料和新能源等众多 高技术产业的发展。如美国宇航局发起的“阿波罗登月计划”,先后获得3000多项 专利,带动了20世纪60―70年代美国和全世界计算机、通信、测控、火箭、激光、材料和医 疗等高技 术的发展。美国有3万多种民用产品系航天飞机的衍生技术和产品,如GPS、“太空食品”、 卫星电视等。中国近年来的1100多种新材料中,八成是在空间技术的牵引下研制完 成的,有1800多项空间技术成果已应用到国民经济各个部门。

第三,带动传统产业技术升级。通过发展航天应用产业,不断促进传统产业的结构调整、升 级改造,使其能够充分利用现代信息技术成果,大幅提升产品的技术含量和附加值,极大地 提高生产效率和社会经济效益。如美国“阿波罗登月”计划的专利现在大多都转为民用,并 带动传统产业产品的技术升级,如人们穿的旅游鞋、生产网球拍的材料,以及冬天御寒穿的 羽绒服等,都应用了当时的先进技术专利。再如航天技术已经广泛使用在了冶金、炼钢 、纺织、汽车、船舶、电子信息、金属加工、工程机械等多个行业。其中,航天油在高 温环境下的“超高黏温性能技术”,已成功应用到车用油中,使车辆能在-40℃低温和5 0℃高温环境中正常启动,并发挥稳定的性能。航天专用油的酰胺一步法生产技术,则 被用于车用轮毂脂研制中,目前已通过8万千米行车检验,大大高于一般脂3万千米的标 准。

篇5

自豪―― 我渐渐长成了“大块头”

1969年,美国的“阿波罗11号”飞船在抢先登陆月球后,与美国展开竞争的前苏联转向其他方向的研究来展示实力。

前苏联的“礼炮一号”于1971年成功发射升空,它是人类历史上首个空间站。美国紧随其后在1973年发射了“天空实验室”空间站,它携带了一系列的望远镜,科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。1986年,前苏联发射了“和平号”空间站,并在接下来的十年间不断对其进行扩充完善,服役至2001年。期间有包括美国在内的许多国家的航天员拜访过这个世界著名的空间站。

1993年,以美俄为首,包括比利时、丹麦、法国、德国、意大利、挪威、荷兰、西班牙、瑞典等16个国家参与了我的创建,一起成为空间站的“初创国”,我才有机会“诞生”。1998年11月,我的第一个部件“曙光号功能货舱”发射升空,随后陆续发射的模块对我进行扩充。自2000年11月,我的上面至少保持着3名乘员一起工作。

到今天,我已经从无到有,长成了长110米,宽88米,质量达400余吨,拥有1 200立方米内部空间的“大块头”。我是有史以来规模最为庞大、设施最为先进的人造“天宫”。

我是所有地球人的骄傲,因为我是全世界航天技术共同合作的结晶。

遗憾――美国当时不应该拒绝中国

也许有人会有疑问,咦,中国也是个航天技术强国,为什么没成为国际空间站的“成员国”呢?

唉,没参与空间站项目,这事不能怪中国。当年美国提出建设我的计划之后,中国本有意向参与,只是当时美国太“小气”了,害怕中国会在参与项目建设的过程中“偷学”航天技术,于是就宣布,不准中国参与进来。

中国被拒绝参加我的建设项目之后,人家毫不气馁,奋发图强,以更快的速度发展自己的航天技术,结果大家都是知道的:如今中国依靠自己的航天技术,也在太空打造新的空间站。

中国的空间站目前虽然还很小,但人家那是凭“一国之力”完成的任务。中国,了不起!

现在,许多人士开始批评美国当年拒绝中国是“犯蠢”的行为。

悲壮――航天飞机爆炸吓晕我

我在距离地面400千米的太空运行,许多“建筑材料”要通过航天飞机运过来进行组装。

本来一开始的组装进程还是很顺利的,可是2003年初,“哥伦比亚号”航天飞机给我运送一批空间站建设材料时,突然爆炸。我目睹了“哥伦比亚号”失事的全过程,当时的场面太悲壮,让我备感震惊和伤心。

于是,美国停飞了所有的航天飞机,导致我的建设全面停滞。这一停就是两年,在这两年的时间里空间站的人员和物资运输完全依赖俄罗斯的“联盟号”飞船。当时空间站的工作状态只是“维持”,我能不能继续建设都是个未知数。

直到2006年,航天飞机才恢复飞行,对我的建设才得以重新启动。

有趣――俩哥们看上足球直播

空间站是一个密闭的空间,面积也狭小,所以在我“身体内部”生活的宇航员感觉很枯燥。

不过,这些年来,宇航员的生活改善了不少。随着信息传播技术的提高,宇航员在“天上”还可以看足球比赛直播。

2014年6月17日, 巴西足球世界杯赛正在如火如荼地进行中,空间站的宇航员有幸观看了10分钟的世界杯直播。宇航员来自德国和美国,而这两国球队又被分在同一小组竞争。看直播时,我真担心宇航员“打起来”。

还好,两国宇航员都是理智的球迷。看来,只要到了“天上”,无论哪国人,咱都是地球“老乡”,就没有对抗心了。

有劲――掰手腕你绝对不敌我

大家看过我的照片吧,除了满身的电池板,我身上那个巨大的“爪子”你一定印象深刻。

这个“大爪子”名为“加拿大第二臂”,顾名思义,是由加拿大研制的。“加拿大第二臂”由高强度的金属铝、不锈钢和环氧石墨制成,长9米,质量为1.63吨,劲头十足。你要与我掰手腕,绝对赢不了。

这个“大爪子”是做什么用的呢?在航天飞机不能自行与空间站对接时,就需要用“大爪子”抓过来,起到“收揽”的作用。其实,我的身体上还有不少小机械臂,它们都能执行灵活的收揽任务。大爪子加上小爪子,让我看起来有些“太空螃蟹”的模样吧。

疑惑――我怎么得了皮肤病

人类皮肤上会存在一些寄生虫,比如螨虫,我呢,不好意思,也有“寄生虫”,你信吗?

不久前,我感觉“皮肤”有些痒,科学家就赶紧为我做体检,结果发现竟然生了许多“小虫”,它们是一些海洋浮游生物。一般认为,太空的真空、低温、辐射等恶劣状态是不适宜生命生存的,所以太空被认为是生命荒漠。我皮肤上发现了海洋生物,这就颠覆了人类对太空环境的认识。看来,太空并非生命,生命竟如此顽强,可以在非常恶劣的环境里生存。

一个科学家小组正在研究这些海洋浮游生物的生成原因,希望谜底早日被揭开啊。

危险――躲避太空垃圾任务重

太空的生活环境并没有想象得简单。我所在的轨道上目前有超过2.2万块太空垃圾在飞,包括废弃卫星、火箭残骸、航天器爆炸和相撞过程中产生的碎片。

一个直径10厘米的太空垃圾,飞行的速度为每小时28160千米,如果被这样的碎块撞上,我就危险了。幸好多数太空垃圾都有自己的运行轨道,大家平时各行其道,不会轻易撞击。可有些太空垃圾飞着飞着会突然“变道”,这些不守规矩的调皮鬼,就像是地球上的“马路杀手”。

在这15年里,我有4次差点儿被“调皮”垃圾撞到,每一次都要惊出一身冷汗。其中2015年7月16日,有一块太空垃圾眼睁睁要撞上我,当时三名宇航员“吓得”都躲进了逃生舱。

期望――我是人类飞向火星的桥梁

这些年,人类在我身上花的钱太多,于是有人就发出不同的声音:花那么多钱值得吗?

其实,在我身上花钱是值得的。作为人类设立在太空的“实验平台”,人们在这里完成了数以百计的实验项目,揭示了宇宙里的许多秘密。我完全是称职的人类征服太空的“先锋官”。比如正在进行的“太空种植蔬菜”实验,可以为人类将来在其他星球上进行“农垦”积累宝贵经验。人类是好奇的,为了满足好奇心不惜成本。也正是因为这股子不惜成本的劲头儿,人类的足迹才能从地球升跃至太空,然后寻访更了阔的宇宙。

篇6

航天飞机是科研投入的“无底洞”,但更是科技创新的“思想库”、美国科学与经济的“发动机”。把美国航空航天局(NASA)称为世界最具影响力的尖端科技高地,一点也不为过。在科技创新领域,NASA的开拓性思维和创造性思维值得任何国家钦佩、学习。

选择航天飞机一开始就是错误?

这是载入史册的时刻,也是令许多美国人感到伤感的时刻。当“亚特兰蒂斯”号航天飞机7月20日结束12天的太空旅程返回地面时,30年零3个月的航天飞机时代由此结束了。

对此,中国战略导弹与运载火箭技术专家、中国工程院院士龙乐豪评论说,“航天飞机路线的选择从一开始就是个错误,它是理想与现实脱节的产物。”龙乐豪解释,“航天飞机的设计一味追求先进,完全脱离了人类目前所能掌握的制造工艺技术水平。”“宫廷化的技术就像宝塔尖一样,脱离了现实。”在他看来,航天飞机最失败的一点,莫过于没有体现以人为本,没有把安全性、可靠性放在第―位,这是一个重大的战略失误。

从成本来讲,航天飞机每次的发射费用高达4亿至5亿美元,返回地面后需要大量维修工作,从而使发射间隔变得很长,每年最多只能进行5至6次发射。

航天飞机的安全性更是不容乐观。航天飞机设计极为复杂,包含3000多个重要的分系统和超过300万个零部件,只要其中一个分系统或关键零部件出问题,就可能导致重大事故。2003年“哥伦比亚”号失事,就是由于发射过程中外储箱脱落的保温泡沫材料击中了航天飞机的左翼,从而酿成悲剧。

美国发射航天飞机的30年间,5架航天飞机损失了2架,共有14名航天员牺牲。134次飞行就有两次事故,14人遇难,按照百万公里死亡人数来计算,其风险比民航客机高138倍。美国航空航天局(NASA)2010年的一份内部安全报告说,现在航天飞机安全性比30年前提高了10倍,但发生灾难性事故的风险仍达1/90。

既是科研“无底洞”更是产业助推器

30年来航天飞机为美国乃至全人类的太空探索事业画出了一道亮丽的风景线,然而高技术也隐含着高风险,这成为航天飞机致命的缺陷。美国《技术评论》杂志称,正是“一些致命缺陷,导致它最终退出太空舞台”。但作为迄今为止人类建造的最为复杂的机器,航天飞机对世界的贡献毋庸置疑,不但拉动了美国科技和经济的发展,也使美国的材料、冶金、零部件、加工设备、生命保障系统等大型基础性工业的水平领先世界。

NASA的一份统计资料指出,向航天科技领域每投入1美元,就能从整个经济领域得8美元的回报。NASA的另一份调查报告则指出,航天工程在就业、教育、经济、军民两用技术等方面对美国产生了巨大影响,它带来的技术突破直接促成了20世纪若干重大的技术进步。美国将航天技术转化为民用产业,创造了2万亿美元的巨额利润。

另外,美国航天工业不仅直接产生经济效益,航天科技的转化和移植还能够带来更多的效益。美国在上世纪90年代开发的1000多种新材料80%是在空间技术的刺激下完成的,有近4000项空间技术成果已移植到民用领域,数万家企业参与了载人航天的生产、研制。航天技术的二次应用已渗透到日常生活的方方面面,比如NASA在进行航天攻关的时候开发出了诸多与人类生活息息相关的新技术,从我们在日常生活中所用的喷雾除尘机到真空压缩袋,以及记忆泡沫床垫等等,都是NASA的经典之作。

《纽约时报》文章总结说,尽管航天飞机时代终结了,“我们仍将继续生活在太空时代,没人会对这个事实提出异议。想想我们的日常生活多依赖那些空间轨道上作为国际社会公共资源的芸芸众星,通信、贸易、军事活动、地球资源和气候监测、让我们自己和别人免于迷路的GPS,都离不开这些人造卫星。”

新奇而实用的产品层出不穷

长期以来,美国人对航天飞机颇有微词,谴责NASA大手大脚,劳民伤财。但航天飞机的衍生技术与民用产品的融合,30年来都在为人们的生活提供新奇而实用的产品和服务。

航天飞机的科学研究帮助人类开阔了探索宇宙及地球姊妹星球的视野,绘制了或许是地球最详尽的地形图,甚至还在帮助医务人员了解人体变老及生病时究竟发生什么变化。上世纪60年代来自NASA技术的气垫运动鞋早已不再新鲜,今天iPhone手机的高清摄像头和新型乳腺癌检测技术成为新主角。

航天科技促成的最显著科学发展是天文学,比较典型的例子就是哈勃太空望远镜,它改变了人类的宇宙观,甚至改变了整个地球对宇宙年龄的认识。哈勃太空望远镜是借助航天飞机发射升空并进行维护的,另外还有4次通过航天飞机宇航员的太空行走进行升级。另一个公认的成功项目是设计用于航天飞机宇航服的可控温材料,可以起到冷却宇航员体温的作用。美国奥莱科技公司生产的相变材料如今已用于生产袜子、户外服装以及一些企业的工作眼。

著名的心脏外科医生迈克尔・德贝基博士研发了一种新式微型人工心脏泵,它是为需要心脏移植的患者构建的桥梁,其理论依据就是航天飞机主发动机的流体力学原理。

惠及人类日常生活的绝佳例证

在美国最后一架航天飞机即将退役的时刻,美国人对是否应该花费大笔美元发展空间技术各抒己见,但毋庸置疑的是NASA航空技术的副产品让人类生活变得更美好。以下的创造发明,就是NASA技术惠及人类日常生活的绝佳例证。

图像传感器:CMOS感光元件由NASA研制,用于太空望远镜。为了推动录像机小型化同时提高画质,Aptina图像公司把喷气动力实验室的“互补式金属氧化物半导体动态像素”(CMOS)图像传感器民用化。今天的CMOS高级成像系统成像稳定、实现了高清摄像等功能,由于其显著的低功耗,在摄影机和录像机取代传统的电荷耦合装置(CCD)图像传感器,广泛应用于手机摄像头。

仿鹰眼透镜:在试图改进喷气推进实验室技术人员戴的电焊面罩时,NASA注意到鹰的眼睛虽然完全暴露于太阳光线下,却有在极远的距离辨识出猎物的能力。鹰不会得白内障,于是NASA发现防治人类白内障的办法。鹰眼光学系统的外观与传统太阳镜不同,却因其保护作用和透射性能获得长期呆在户外人群的青睐。

战胜骨骼强度损失:宇航员遭遇骨质流失、出现平衡问题以及免疫力下降,这在许多方面都类似于人类的老化问题。科学家认为,研究如何通过锻炼和其他活动来战胜宇航员的骨骼强度损失,可能会对地球上生存的人 有所助益。

在执行“阿波罗”航空计划期间,NASA为了让宇航员在太空可以吃到蔬菜补充维生素,发明冷冻脱水蔬菜技术。该技术就是将蔬菜中所含过多水分脱去,而鲜菜中所含叶绿素和维生素仍能保存,便于贮存、保管、运输。冷脱水处理几乎除去了食物中全部水分,并使其重量降低20%。同时保留食物98%的营养成分。NASA脱水技术在方便面行业中最为普及,蔬菜包里面的干菜叶、干葱、干胡萝卜就这样制成的。

20世纪70年代NASA开发出一种“慢回弹材质”――太空棉,它是原本为化解宇航员身上的压力而研制的释压产品。它因人体温变化提供合适的支持硬度,有效地将人体压力化解为零压,抵消反作用力,缓解颈椎病痛。宇航员躺在上面时会感到变得柔软的材料将其包起来,可在飞船发射时释放他们承受的巨大压力。后来这种材料被应用于医疗领域,制作成枕头,病人使用过后发现睡眠质量高而且疼痛减轻,现在很多家庭已经开始使用记忆材料的枕头提高睡眠质量。

纳米离子烫:在美容美发行业,NASA的航空技术也有很大应用。NASA研制的医用陶瓷涂层技术,被用在烫发产品中。这种特殊的陶瓷涂层衍生出的产品在加热时会释放负离子,对卷发大有好处。而NASA医学领域中的外层覆膜技术,也被开发成一种喷发定型摩丝,让头发持久保持定型。

链接:如果没有NASA,生活会是什么样?

如果没有NASA,现在的人类生活会是什么样?包括美国人在内的大多数人,其实很难了解NASA的全貌。

阿波罗登月,阿姆斯特朗,航天飞机……这些听起来艰深而枯燥,但NASA的作用远不止这些,如果没有NASA,简直难以想象生活会是什么样。也许你在家里看不到东半球的赛事直播,还要不厌其烦地每隔半小时为婴儿换一次尿布。

太空是施展高科技的最佳舞台。什么材料最坚硬,什么东西最柔软,什么东西最不怕火烧,什么电器最小,什么无线电传得最远,这些都是航天所需要的,也是优质生活的要求。与前苏联把高科技当军事秘密不同,将新技术尽快转移民用是NASA的法定义务。

在与前苏联的太空竞争中,NASA第一个发射了通信卫星,这种技术发展到今天,实现了奥运会的全球直播;NASA还发射了世界第一颗气象卫星,这种技术保证气象人员及时看到气象云图,驱散干扰北京奥运会开幕式导演张艺谋最害怕的云层。

整个阿波罗登月诞生了3000多项专利,帮助美国成为不可撼动的科技强国,如今的尿不湿(在吓人的航天专业术语里,尿不湿又叫“最大量吸收衣服”Maximum Absorbency Garment,简称MAG)、果汁、高档太阳眼镜、高档运动鞋垫等都是其副产品。

篇7

“倒计时,10、9、8……3、2、1,点火!起飞!”伴随着巨大的轰鸣声,搭载神舟十一号载人飞船的二号F 遥十一运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射,约575秒后神舟十一号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将景海鹏、陈冬2名航天员送入太空,发射取得圆满成功。这是我国组织实施的第六次载人航天飞行。

从无到有、从弱到强,中国载人航天事业不断取得新突破。中国进行载人航天研究的历史可以追溯到20世纪70年代初,在中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”上天之后。当时的国防部五院院长钱学森就提出,中国要搞载人航天。国家当时将这个项目命名为“714工程”,并将飞船命名为“曙光一号”。进入80年代后,中国的空间技术取得了长足的发展,具备了返回式卫星、气象卫星、资源卫星、通信卫星等各种应用卫星的研制和发射能力。特别是1975年,中国成功发射并回收了第一颗返回式卫星,使中国成为世界上继美国和苏联之后第三个掌握了卫星回收技术的国家,这为中国开展载人航天技术研究打下了坚实的基础。

1986年3月3日,王淦昌、陈芳允、杨嘉墀、王大珩四位科学家联名向中央呈报了一份《关于跟踪世界战略性高技术发展》的建议。中央很快就批准了这个建议,这就是后来著名的“863”计划。“863”计划对中国载人航天工程起到了催生的作用。1992年1月,中国政府批准载人航天工程正式上马,并命名为“921”工程。在“921”工程的七大系统中,核心是载人飞船。1992年9月,中央决策实施载人航天工程并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略:第一步,发射载人飞船;第二步,发射空间实验室;第三步,建造空间站。从1999年以来,中国载人航天工程共进行了11次飞行任务,先后实现了从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从舱内实验到出舱活动,从单个飞行器飞行到两个航天器交会对接等一系列重大突破,取得了圆满成功。

从神舟一号到神舟十一号,中国载人航天事业稳步前行。从1992年启动载人航天工程以来,中国航天事业不断取得新突破,成为世界上第三个独立掌握载人航天技术、独立开展空间实验、独立进行出舱活动的国家。神舟一号――实现天地往返重大突破。1999年11月20日,我国第一艘无人试验飞船“神舟一号”在酒泉卫星发射中心顺利升空,经过21个小时的飞行后顺利返回地面。“神舟一号”试验飞船的成功发射与回收,标志着中国载人航天技术获得了新的重大突破,是中国航天史上的一座里程碑。神舟二号――中国第一艘正样无人飞船。“神舟二号”是我国第一艘正样无人飞船,技术状态与载人飞船基本一致,它的成功发射标志着我国载人航天事业取得了新进展,向实现载人飞行迈出了重要一步。神舟三号――载人航天安全性提高。与“神舟二号”相比,“神舟三号”飞船在运载火箭、飞船和发射测控系统上,采用了许多新的先进技术,进一步提高了载人航天的安全性和可靠性。这次发射成功标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展,为把中国的航天员送上太空打下了坚实的基础。神舟四号――突破中国低温发射的历史纪录。“神舟四号”的配置、功能及技术状态与载人飞船基本相同。神舟五号――成功实施首次载人航天飞行。2003年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”成功发射。中国首位航天员杨利伟成为浩瀚太空的第一位中国访客。“神舟五号”21小时23分钟的太空行程,标志着中国已成为世界上继俄罗斯和美国之后,第三个能够独立开展载人航天活动的国家。神舟六号――成功实现多人多天飞行。2005年10月12日,“神舟六号”成功发射,航天员费俊龙、聂海胜被顺利送往太空。“神舟六号”进行了我国载人航天工程的首次多人多天飞行试验,完成了我国真正意义上有人参与的空间科学实验。“神舟五号”和“神舟六号”飞行任务的圆满成功,标志着我国实现了载人航天工程“三步走”发展战略的第一步任务目标。神舟七号――航天员出舱在太空行走。2008年9月25日,“神舟七号”成功发射,航天员翟志刚出舱作业,刘伯明在轨道舱内协助,实现了中国历史上第一次太空漫步,中国成为第三个有能力把太空人送上太空并进行太空漫步的国家。神舟八号――与“天宫一号”实现对接。2011年11月1日,无人飞船“神舟八号”发射升空。升空后2天,“神舟八号”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后,“神舟八号”飞船脱离“天宫一号”并再次与之进行交会对接试验,这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术。神舟九号――实现“天宫一号”与神九载人交会对接。2012年6月16日,“神舟九号”发射升空,共搭载三名航天员――景海鹏、刘旺、刘洋。刘洋也成为中国第一个飞向太空的女性。飞船于2012年6月18日11时左右转入自主控制飞行,14时左右与“天宫一号”实施自动交会对接。这是中国实施的首次载人空间交会对接,也是在2020年前后建立空间站计划的重要一步。神舟十号――中国载人天地往返运输系统首次应用性飞行。2013年6月11日,“神舟十号”载人飞船将三名航天员――聂海胜、张晓光、王亚平送入太空。“神舟十号”是中国载人天地往返运输系统的首次应用性飞行。它的成功发射标志着中国已经拥有了一个可以实际应用的天地往返运输系统,中国人向着熟悉太空、利用太空、享受太空的梦想又迈进了一大步。神舟十一号――中国持续时间最长的一次载人飞行。2016年10月17日,搭载两名航天员――景海鹏和陈冬的“神舟十一号”成功发射。“神舟十一号”是中国载人航天工程“三步走”中从第二步到第三步的一个过渡,为中国建造载人空间站作准备。

篇8

8月13日,美国总统竞选人罗姆尼在佛罗里达州进行演讲时嘲讽说,美国的火星探测器刚登陆火星,希望计划登月的中国人好好看看“我们43年前就插在那里的美国国旗”。“中国航天企业如果真的像专家说的那么样有底气,为什么不马上派航天员去那儿?”这或许是美国私人航天公司SpaceX成功发射“龙”飞船以来,最直接刺痛中国航天的评价。 6月16日,神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心等待发射升空。

“‘龙’飞船的成功对中国的航天部门确实有一定的冲击,但绝不能说是美国航天商业公司打败中国航天的‘举国体制’。”航天专家庞之浩认为,完全把中美航天发展差距归因于体制问题有些言过其实。

“龙”飞船如何炼成

尽管只是一次测试飞行,“龙”飞船成功后各方不吝溢美之词,被称为终结“政府航天史”的太空探索技术公司(SpaceX)成为继美国、欧盟、日本、俄罗斯与中国之后,第六个拥有与国际太空站对接能力的实体。

Spacex创建于2002年,创始人穆斯克(Elon Musk)走的是典型美国创业者路线:进入斯坦福大学攻读学位的第二天就退学,然后创立了网络支付公司贝宝(Paypal),成为亿万富翁后转而投向私营航天事业。该公司发展速度之快令人瞠目。2005年,美国国家航空航天局(NASA)邀请民间企业投标为NASA的“商用轨道运输服务”提供解决方案,SpaceX公司携“龙”飞船参与了竞标,此时公司员工仅有160人。2006年,它击败了其他竞争对手获得NASA认可,如今员工已超过1000人。2010年6月,SpaceX获得了最大的一笔商业合同,欲使用数枚“猎鹰9号”火箭发射下一代铱星,总价值达4.92亿美元。

SpaceX成本控制上的成功给许多航天大国带来冲击。据悉,“猎鹰9号”火箭研发费用约为3亿美元(约合19亿人民币),比美国政府航天部门研制的与中国长城公司竞争商业发射市场的低成本EELV火箭及欧洲宇航局的“阿里安-15”火箭的成本低成了不止一个数量级。要知道,中国的神舟飞船花费约30亿人民币,日本的HTV货运飞船花费为8.5亿美元,欧洲的ATV货运飞船研制则花费约19亿美元。

不过在国内一些航天专家眼中,低成本的SpaceX并不一定能赢得市场的认可。有专家表示,毕竟航天业风险极高,必须有一个可靠准确的发射体系。“中国也是经过上世纪90年代才总结出一套标准体系,从而使航天发射的可靠性大幅度提高,也基本杜绝了以前的一些火箭故障。”

“发射成本并不是越低越好,航天发射追求的是高可靠性和万无一失。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新向《凤凰周刊》记者举例道,1990年日本图便宜选择欧洲阿里安运载火箭发射两颗卫星,起飞1分40秒后便发生爆炸。“尽管经济损失由保险公司支付,但卫星工作却中断了,这项损失不比直接经济损失小。” “企业”号航天飞机,又译“进取”号航天飞机,是美国航天飞机计划中的第一架原型机。2011年,美国航天局将其从航天飞机机队退役,集中精力发展可超越近地轨道的下一代太空飞船。

在焦维新看来,美国的自由企业制度、成熟的商业运作、精细的项目管理、技术积累和人才储备使得SpaceX得以成功。同时,这与美国发达的航天工业基础密不可分。“不单单是资金实力,政府对它的支持也很重要”。

虽然号称私营公司,但“龙”飞船在研发过程中实际上一直与美国宇航局(NASA)密切合作。基于美国政府不断地向民间提供新的机会、培育来自民间的力量,才使得SpaceX成为后起之秀。作为NASA“商用轨道运输服务”项目中的一部分,“龙”飞船主要用于向国际空间站运送人员和物资,使用“猎鹰-9”火箭进行发射也是NASA的决定。

中国航天难以复制美国模式

然而,尽管SpaceX的典范作用对中国产生了启示效应,这种模式却很难复制。在中国,围绕运载工具、各类航天器及载人航天的系统都分属于国有企业,且均经过成功发射的测试,形成了一整套严密的技术操作规范。即便在美国,发射系统中的发射场、测控等也掌握在政府手中。

“一次发射成功不能说成功率为100%,但一旦失败则意味归零。”焦维新对此解释道,“龙”飞船的测试飞行成功,并不代表其可靠性和成功率达到了商业发射的规范要求。在航天领域,发射成功率建立在成功发射次数之上。

据焦维新介绍,中国航天发展近60年,自有体系培养的第三代航天梯队才逐渐成形。通过梳理中国航天发展的脉络后会发现,中国与美国在航天领域的差距仍然很大,中国尚不具备采用美国模式的条件。

早期的中国航天复制了苏联的航天体制,凸显国家政治、外交需要,提升军事实力被摆在首位。这与美国成熟的自由经济、商业社会的模式大为不同。1956年是中国航天事业的发展元年,当年10月8日,专事航天的国防部第五研究院成立,专门负责导弹研制,隶属于军队系统。1965年,中国对航天部门进行调整,实行军民分立,航天不再纳入军队系统占用军费。进入1980年代,基于与国际接轨和市场经济的要求,专事航天的部门历经航天工业部、航空航天工业部、中国航天工业总公司和国家航天局的改组,中国航天工业总公司也拆分成中国航天科技和中国航天科工两大集团公司。前者主要提供大型运载火箭’飞船、卫星等产品和服务的企业,后者则专事航天军事应用。

历经数次改组变迁,中国航天现行体制与当年的国防部第五研究院相去甚远,形成了军民并立的分散格局。在市场化高度发达的今天,中国航天体制的弊端开始显现出来。据悉,目前国内涉及航天事务却又彼此没有清晰隶属关系的单位有数家,比如工信部国防科工局与国家航天局并不是中国航天工程的实际领导机构,与NASA统帅的美国航天业大为不同。

权力分散带来的官僚作风日益弥漫。有关专家透露,即使是一幅高清晰新闻图片的使用都要经过层层把关审批。在相关部门看来,一张航天科技需要公开的图片可能含发射场地形地貌,则被要求不得。“出了事谁负责”成为当事人推诿时最常说的话。

军民并立看上去解决了民用航天对经济的拉动作用,但在中国航天领域,军民各自形成了一套比较封闭的体系,相互协作也只能由强大行政建立起的“举国体制”推动和协调。此外,由于中国航天业一向保密严苛,直至今日,绝大多数民众仍分不清“航空”与“航天”,也搞不明白航天用数字编列的院所作用何在。当每次航天发射成功后举国欢呼之时,民众仍不清楚航天究竟为自己带来了什么。而外界则一直对中国航天不透明亦心存疑虑。

此外,饱受诟病的航天“双轨制”依然改善不大。始于1990年代的“民”并没有带来航天技术的根本性转变。与美国阿波罗登月计划投入产出相比,中国航天产业收入仅占全球航天业收入的3%。长期受体制限制的中国航天目前仅处于产业化阶段,远谈不上商业化。比如卫星研制、发射,囿于多种原因,几乎全部靠国家投入,社会资本极少介入。“曾有香港资本希望介入,但遭遇政策障碍无功而返。”一位航天业人士私下表示。

从“神一”到“神七”,目前已有2000多项航天技术成果运用到国民经济领域,民用航天产值已占到航天总产值半壁江山,投入产出比也达1:10。但从实际情况看,航天技术民用化仍停留在“冠名”阶段。2007年成为“中国航天事业合作伙伴”的广东万和燃气热水器对航天品质管理系统赞赏有加,一直期待从火箭点火系统中转化能用的燃烧和节能技术,结果最后得到的几乎是可以对外公开的技术。“技术转让费用太高,不是一家民营企业可以承受的。”万和的负责人事后抱怨道。

参与“北斗”卫星商用的民营企业亦陷入窘境,保密政策过于严格令参与运营的民营企业头疼不已。几乎所有涉足“北斗”系统的民营企业,在经过漫长的保密审查后才能获得一块“国家二级保密单位”的牌子,这也成为制约北斗产业规模的一大问题。

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[关键词] 现代高科技发展伦理思考

科技发展与道德进步的关系问题历来为中外思想家所关注。早在公元前5世纪,《礼记・中庸》中即有“尊德性而道问学”的说法,意即“尊德性”和“道问学”兼容不悖,知识和美德是不可分割的统一体。古代欧洲哲学家也持这一看法,苏格拉底曾提出过“美德即知识”的著名命题。进入20世纪,随着科学技术的发展,科技和道德的关系引起人们越来越深切的关注,1905年6月6日,居里夫妇在一次讲演中即说,镭的发现丰富了我们的知识,它已经在为“善”服务,但也可能为“恶”服务。后来实践的发展证明了他们这一判断。尤其自20世纪后半叶开始,现代高科技的迅速崛起,它在应用中所产生和可能产生的某些后果,对伦理道德构成了强烈的冲击,科技与道德的关系遂成为科学家和伦理学家们所关注的一个热点问题,它被认为是进入新世纪的“第一科学话题”。

一、现代高科技发展对伦理道德所形成的冲击

20世纪是科学技术飞速发展的世纪,在这一世纪,科技发展中最引人瞩目的莫过于现代高科技的迅速崛起及其带来的惊人变化。随着现代高科技的发展,它的每一项重大成就的取得都对人类已有的道德观念产生了巨大冲击,对道德建设发出了新的挑战。

1.信息技术发展中的伦理问题

1945年,美国人发明了世界上第一台电子计算机。此后,随着集成电路和微电子技术的发展,微型计算机应运而生,使计算机进入了普通百姓的工作和生活中。计算机与通信技术结合后诞生了国际互联网(因特网),它的出现和发展急剧地改变着人们的工作、生活和交往方式,带来了划时代的巨大进步,但网络技术的发展也给伦理道德构成了很大冲击。如:电脑黑客问题、人格缺陷问题、信息污染问题、信息安全问题、侵犯个人隐私权问题和知识产权问题、文化霸权等一系列有悖于传统道德的现象,变成了当今全社会的热点和难点问题。

2.生物技术发展中的伦理问题

生物技术作为世界上一项尖端技术和产业,给人类的生产和生活以及我们赖以生存的环境带来了重大的变革,极大地推动了人类社会的进步,在农业、医学、工业生产和环境保护等方面显示出巨大的威力,它所展现的美好发展前景引起了各国的高度重视。但是,在其发展过程中,随之而来也出现了一些社会道德问题。如:人工生殖技术中人工授精技术、试管婴儿技术引发的伦理问题;克隆技术引发的影响人类进化、人类多元性和复杂性、人类的尊严、社会伦理关系等伦理问题;基因技术与人类基因组研究引发的基因专利化问题、基因歧视问题、人工干预生命的危险性问题、基因决定论与所谓“优生”问题、基因治疗中的负面伦理问题等,它会不会把人类带入一个未知世界?引起全社会的伦理恐惧。

3.核技术发展中的伦理问题

1945年7月16日世界第一个原子弹试爆成功,同年8月6日和9日,美国在日本广岛和长崎相继投下了两颗原子弹。它对结束第二次世界大战起到了重要作用,但是,原子弹的巨大杀伤力和破坏力也展现于公众面前,从此引起了人们对核战争、核污染、消除核威胁、以及超级大国的核讹诈等维护世界和平、保障人类安全诸问题深深的忧虑。

4.航天技术发展中的伦理问题

自从1957年10月4日苏联成功发射世界上第一颗人造地球卫星后,人类进入了航天技术(或空间技术)发展的时代,从此拉开了航天领域竞争的序幕。40多年来,航天技术得到了飞速发展,一个又一个的航天技术成果相继出现,与此同时,构建太空道德问题也日渐迫切。航天领域突出的道德问题如:空间资源的归属问题,和平利用太空问题,保护太空环境问题等引发成全球问题。

5.纳米技术发展中的伦理问题

纳米技术的发展将使人类能够通过调动单个分子、原子制造出某种微型和超微型的器件或某种体积很小的智能机器,它们可能被应用于许多不同的领域,被植入人体或人脑中发挥作用是其诱人的应用领域之一,但同时可能会给人类带来无法预见的潜在危险。不可避免地造成了一定的“道德真空”,给人们制造着“道德危机”的惊慌,给社会生活秩序的协调和稳定带来了不小的影响。

二、正确认识现代高科技发展带来的伦理困惑

20世纪是科技发展高歌猛进的世纪,也是问题丛生、向世人告警的世纪。现代高科技的出现和迅猛发展将这两种正负效应推向了极致,引起人们对现代高科技相关问题深刻的审视和反思。

1.正确认识“科学研究无”思想

“科学研究无”是传统道德基于科学的真理性而做出的一个重要伦理判断,也是以往人们普通遵循的一个基本科技伦理准则。在以往人们看来,这一伦理准则既适用于科学研究,也适用于技术发明。但是,现代高科技的发展对这一伦理准则构成了强烈的冲击。在这一问题上,首先应分清科学和技术的界限及各自的性质和功能,科学的功能是认识世界和探索世界的奥妙。对科学探究不应设立,技术的功能是改造世界和发明地球上没有的东西,它与人们的利益直接相关,不能没有限制。尽管现代高科技具有科学和技术融合的特性,但从基本性质看,它仍属技术领域,对现代高科技发展所可能产生的问题必须有所警觉和防范,这就离不开道德的参与。早在1931年,爱因斯坦在对加利福尼亚理工学院学生讲话中说,“如果你们想使你们一生的工作有益于人类,那么,你们只懂得应用科学本身是不够的。关心人的本身,应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标”。……因此,在现代高科技发展的过程中,对明显不利于人类整体和长远利益的项目,不应进行研究,对一时判断不清后果的项目,也要暂停进行研究。

2.正确认识现代高科技的负面作用

科学技术造成一系列的负面效应根源很复杂,如,社会政治经济因素的制约、人文文化的缺乏,人类认识方法的局限等。古代哲学家和思想家们已经认识到。在两千多年前,我国的先哲庄子看到农夫在田间耕作时用踩水或推水车灌溉农田,就曾大发感慨地说,用水车浇田是在培养懒汉并助长他们偷奸耍滑,他把技术看作是伤风败俗的“奇技巧”、道德沦丧的罪魁祸首。18世纪法国启蒙思想家卢梭也曾明确提出,科学技术会使人堕落和贪婪。尤其是20世纪70年代~80年代“罗马俱乐部的理论观点”,他们则片面夸大科技的负效应,抹杀科技进步的积极作用。今天,仍有一些人坚持这种观点。科学技术发展中存在负面作用并不是说它本身是恶的,科技是中性的,关键是看人怎么用。片面地、夸大地和不适当地运用科技,会导致科技发展迷失方向,给人制造麻烦,带来罪恶。第二次世界大战后,现代高科技的迅速发展,它对社会的影响日益深刻,其负效应也凸现于人们的面前,特别令人忧虑的是,这些问题大多已成了全球性的问题。对此不可掉以轻心,必须制定全球性的相应的伦理规范予以遏制,使现代高科技的发展朝着有利于当代大多数人的利益和人类的长远利益的方向前进。按照的辩证唯物主义和历史唯物主义,科学技术作为一种重要的社会现象,对社会发展起着重要的作用,但其作用发挥的机制存在于社会基本矛盾的运动中。它的作用大小、效应正负,既受其内在规律支配,更受诸多环境因素的影响,特别是受着社会制度和国际政治经济秩序的制约,要把科学技术本身与科学技术的应用及其社会后果区别开来,全面把握造成全球问题的原因,寻求解决问题的措施,防止和克服现代高科技发展中的各种负效应,无疑有着重要的意义。

三、正确评估现代高科技对伦理道德建设的影响

现代高科技在人类改造自然中具有异常强大的能量。相应地,它所带来的道德冲击也就更强烈,这就要求全面、正确地评估现代高科技对伦理道德建设的影响。

1.科技发展推动了社会伦理道德的巨大进步

科学技术总是处于不断的发展中,没有任何力量可以阻挡住这一进程,它的每一次重大进步,必然会对传统道德产生强烈的冲击,这其中有避免不了的负面冲击,更主要的还是正面冲击。尽管从当代的角度看,科技进步制造了不少道德恐慌乃至道德混乱,但从长远发展角度看,科技进步荡涤了落后过时的道德,推动了道德观念的变革。近代科技发展中产生的哥白尼的日心说和达尔文的生物进化论以及试管婴儿的出现都曾给长期占据欧洲社会统治地位的宗教道德以沉重的打击,促进过道德的进步。今天,虽然现代高科技发展给当代人带来了诸多令人忧虑的问题,但它同样会成为促进道德进步的动力。表现在,科技发展创造着道德建设所需的物质条件,决定着人类道德进步的基本趋势,改变着人们的传统道德观念,促进着新的道德观念和道德规范的形成。

2.现代高科技发展扩展了道德理论研究的内容

现代高科技发展不仅强烈地冲击了传统道德,而且扩展了道德理论研究的内容,为了道德理论研究增添了新的活力。

(1)道德领域的扩展。现代高科技发展过程中所引起的道德混乱现象和负面效应发出了构建现代高科技伦理学的紧迫任务,这将促使伦理学由侧重于研究元伦理学(主要研究伦理学中的哲学问题)和规范伦理学(主要研究道德规范的特征和功能)转向侧重于研究与科技发展相关的应用伦理学,以解决现代高科技发展中的各种具体的伦理问题。伦理学向应用领域的拓展是其发展的一个重要趋向,也是现代高科技发展的需要。由于现代高科技正处于快速发展时期,因而这一领域的研究会越来越活跃。同时,在应用伦理学发展中,对科学家道德行为的研究也将成为一个热点问题,从而扩展职业道德的研究领域。

(2)道德主体的扩展。传统伦理学通常关注的是个体行为中的道德问题,可以说,传统伦理学就是个体道德学。而在现代高科技时代,由于市场机制和现代高科技发展的双重作用,团体正在取代个体成为当代社会行为的主体,个体行为往往从属和受制于一定的团体行为。如,核技术发展带来的伦理问题、航天技术发展带来的伦理问题,已远远超出了个人责任的范围。其他现代高科技领域发展所带来的伦理问题,也不再是单一的个体道德问题。解决现代高科技发展所带来的这些伦理问题,不能仅仅立足于个体角度考虑,还需要从群体、国家乃至整个类社会等各种不同层次、团体的角度加以考虑,这就提出了研究团体在现代高科技活动中的道德责任和道德义务的任务。

(3)道德关系的扩展。以往的伦理学调节的仅是人与人之间的关系,把人看作是惟一需要伦理关怀的物种,以人自身作为惟一的尺度对待其他事物,结果招致外部事物对人的报复,反过来损害人类的利益。现代高科技的发展对伦理学提出了新的任务,要求伦理学从调节人与人的关系扩展到调节人与自然,人与其他物种间的关系,以保持地球和人类社会的协调持续发展。在现代高科技时代,人类改造自然的能力空前增强,如何处理好人与自然间的伦理关系以保持生态平衡、维护人类整体的和长远的利益,是很具现实性的一个紧迫道德问题。

篇10

此次航天任务将充分展现中国航天技术所能达到的高度,但更重要的是为中国航天的未来夯实基础,原因当然在于这是一个未开垦的处女地,也在于这是人类仰望星空后能获得生存救赎的另一个出口。

与此前的神舟十号与天宫一号对接时的轨道高度343千米相比,神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是393千米,比过去提高了50千米。这既是技术提升的要求,也是对未来太空探索的深远布局。要实现中国载人航天“三步走”发展战略的第三步――建造空间站,就必须让飞船的高度提升,与未来空间站的轨道高度基本相同,让飞船的飞行也更加接近未来空间站的要求。

神舟十一号与天宫二号的对接还有若干新技术的试验和创新,例如,神舟飞船的逃逸救生系统,能为航天员提供安全保障。目前这样的系统只有美国和俄罗斯已掌握。神舟十一号飞船舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会对接照明设备(远距离投光照明)还采用了LED固态照明光源,在飞船进入地球阴影区时,航天员在舱内仍然可以正确判读仪表,手动操作各种开关。

这些既是纯粹的科学研究和太空探索,但同时在客观上又是太空探索和科学研究的竞争。尽管科学无国界,在太空上也没有国籍,但是,在地面上有国界,太空探索也成为更多国家的竞争内容,甚至势必以国家安全为借口,增加这一研究领域的竞争性、封闭性,甚至排他性。