戚发轫院士：中国的未来取决于航天 

　　戚发轫，空间技术专家，神舟号飞船首任总设计师，中国工程院院士，国际宇航科学院院士。1957年毕业于北京航空学院。分配到国防部第五研究院。1967年调入现中国空间技术研究院从事卫星和飞船的研制，担任过多颗卫星和飞船的总设计师，曾任研究院副院长、院长。现任中国空间技术研究院技术顾问，兼任北京航空航天大学宇航学院名誉院长，曾任国际空间研究委员会中国委员会副主席。第九届、第十届、第十一届全国政治协商会议委员会委员。

　　他在主持东方红一号研制工作时，提出了完整的地面实验方案，为保证发射成功做出贡献。他在主持东方红二号和三号时，也提出了一系列新的设计原则和技术，使中国通信卫星上了一个新台阶。他在主持神舟号飞船时制订了具有中国特色、符合中国实际情况的总体方案，使之完成了首次载人飞行。曾获国家科技进步奖特等奖二次、一等奖、三等奖各1次，航空航天部劳动模范，全国五一劳动奖章获得者。

　　戚发轫院士：

　　中国的未来取决于航天

　　摘要

　　正如俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基所言，地球是人类的摇篮，但是人类不会永远躺在摇篮里。在地球面临人口爆炸和资源危机的今天，发展航天技术，开发太空资源，乃至如科幻作品中描绘的那样殖民太空，将成为人类拓展生存空间的必由之路。

　　对于中国这样一个人口众多、人均资源有限的大国来说，未来的发展前景，很大程度上取决于航天技术的进步。

　　知识链接

　　地球同步轨道

　　所谓“地球同步轨道”，就是位于这种轨道上的卫星或者其他航天器在环绕地球一周的同时，地球也刚好自转了一周。因此，如果想象这些航天器与地球中心之间有一条虚拟的线，那么在一年中的每一天里，这条虚线都会在同一时刻，穿过地球表面上的同一个点。

　　地球绕自转轴自转，从北极点上空看呈逆时针旋转，从南极点上空看呈顺时针旋转

　　航天时代

　　改变人类社会面貌

　　21世纪初，时任中国国家主席的胡锦涛和美国总统乔治•W•布什，不约而同地描绘了有效利用太空资源带给人类的美好前景。无垠的太空是全人类的财富，而探索太空也是全人类的追求。

　　人类为何要把目光投向遥远的太空?那是因为太空中有丰富的资源，而有效地利用它们，将会为人类社会带来巨大的改变。可以说，虽然自1957年苏联发射第一颗人造卫星计算以来，人类进入太空时代还不到60年，但航天活动已经极大地改善了地球上大多数人的生活。

　　就像古人不再满足于陆地而开拓海洋，近代人不再满足于陆海而尝试飞向蓝天一样。半个多世纪以来，人类尝试探索大气层之外的世界，是因为那里有丰富的资源亟待开发。

　　仅仅在地球周围，可供卫星、空间站、载人飞船等航天器运作的轨道，就是一种虽然无形、却为世界各国重视和争抢的珍贵资源。最珍贵的轨道叫作“静止轨道”，位于赤道上空3.6万千米的地方，是地球同步轨道中极为特殊的一条。

　　赤道上空那一条静止轨道的珍贵之处，在于运行其上的航天器可以有很广的覆盖范围。假如在这条轨道上均匀分布着3颗卫星，就可以覆盖地球上绝大多数有人居住的区域，只有南北极各有很小一片是例外。而高效地服务于全球通信，只是静止轨道的功用之一。

　　太空服能够确保航天员

　　在太空中正常工作和生活

　　另外两种常用的航天器轨道，分别是“太阳同步轨道”和“极地轨道”。使用太阳同步轨道的航天器，其轨道平面会与太阳保持相对固定的取向。也就是说，这些航 天器可以被设计成每天的某一时刻从地球某一点的上空经过，比如每天下午2点从中国或者美国上空经过，以完成不同的任务。极地轨道则是指飞越地球两极上空的轨道。由于地球的自转，使用这一类轨道的航天器，每隔一段时间就把地球表面全部“扫描”了一次，天气变化和资源状况都能“看”得一清二楚。

　　延伸阅读

　　工业品与微重力

　　现代制造业会用到很多不同种类的合金，比如铝合金、钛合金等，这些合金的制造就依赖于微重力环境。合金意味着不同元素的混合，而元素之间总会存在比重的差异。在地球的重力环境下，比较轻的元素会“浮”在上面，而比较重的元素会“沉”在下面，从而使合金的均匀性面临难以逾越的障碍，无论搅拌得多么充分都难以解决。只有在微重力环境下，这个难题才能迎刃而解。

　　这些围绕地球的航天器轨道，被认为是太空中“固有的财富”。对于普通公众来说，航天技术对生活最大的改变，就是卫星电视。1984年之前，中国是没有通信卫星的。因此，中央电视台的节目传送要靠微波中继的方式进行，但每隔50千米就要修建一个中继站。对于中国广袤的领土来说，这种方式非常低效，以至于全国的电视覆盖率只达到30%左右。在当时，因为大部分领土还没有被微波中继站所覆盖，甚至有“离开北京就看不了电视”的说法。

　　为了解决这一问题，1984年4月8日，中国用长征三号运载火箭发射了东方红二号通信卫星。这颗卫星使用了静止轨道，也就是赤道上空3.6万千米的那条轨道，定点在东经125度。打个比方，这颗卫星的成功发射意味着中央电视台拥有了一座3.6万千米高的“电视塔”，这座

　　“电视塔”的信号可以覆盖中国的全部领土。既然有了信号，电视也就逐渐走进了千家万户。

　　在卫星电视服务之外，很多为生活提供便利的社会服务，也有赖于卫星的助力。气象卫星拍摄了天气预报所需的云图，GPS和中国的“北斗”等导航定位卫星，为人们提供精准的位置和行路信息，卫星电话则让远离陆地的人们也可以方便地通话。可以说，我们当下每一天的便捷生活，都离不开航天技术的鼎力相助。

　　开发太空

　　缓解资源能源危机

　　地球周围的航天器轨道，只是太空资源中的一项。太空中其他天体蕴含的矿产和能源以及太空环境本身，于人类而言也都是珍贵的资源。对这些资源的认识与开发，将会为人类的产业和经济形态带来极大的改变，甚至有可能缓解人类社会目前面临的资源与能源危机，为更具潜力的未来奠基。

　　提到太空环境，很多人的直观印象之一便是航天员和他们的生活用品可以在宇宙飞船里“飘”起来;一些科幻作品甚至会据此来安排情节。这种奇景被称为失重现象，它正是太空中微重力环境的真实反映。对于人类来说，长时间生活在微重力甚至几乎是零重力的太空环境里，会带来骨质疏松、肌肉萎缩等问题。但有些工业品只能在微重力环境下生产，方能得到最佳的质量。

　　然而，在地球上模拟微重力环境成本高昂，而且并不稳定。游乐场里的“跳楼机”，还有沿着抛物线飞行的运输机，可以提供几秒到几十秒的失重，但并不能连续和持久。因此，如果人类的航天技术不断发展，使我们能够将冶炼合金的工厂“搬”到地球轨道上，就可以获得持续不断的微重力环境，满足某些特殊工业门类产品生产的需求。

　　小行星带

　　太空中的辐照，或者说宇宙射线，也是一把双刃剑。对于人类来说，如果长时间滞留于太空，特别是离开地球磁场的保护进行星际航行，就会受到宇宙射线的伤害;人类若长期远离地球磁场保护，甚至可能会患上放 射病。但 对于某些产业来说，这样的环境却是一种资源，太空育种就是一个例子。

　　太空中的恒星和行星，还蕴含着有可能造福于全人类的矿产和能源，其中最典型的便是太阳能。相对于人类文明所经历的时间来说，太阳能几乎是无穷无尽的，因此被认为是一种清洁能源。但由于大气层的阻挡，以及阴雨、雾霾等天气的影响，到达地球表面的太阳能已经被大幅削弱。或者说，如果在太空中直接利用太阳能，显然会更为高效。如今，绝大多数卫星以及所有的空间站都会使用太阳能，而非蓄电池或者其他能源，显然是因为这样更为高效。

　　太阳系中的行星和卫星以及为数众多的小行星，也可能蕴藏着值得开采的矿产资源，从而缓解地球面临的矿产和能源危机。以现在的地质科考结果估算，地球上的石油和天然气资源会在大约50年后基本枯竭，煤炭也可能在100年后基本枯竭，因此未来的人类需要到深海和太空中去寻找资源。飞向月球、火星等天体并登陆的各类无人探测器，其使命之一便是寻找那些星球上是否有值得开采的资源。

　　在空间站上展开的太阳能电池板

　　移民异星是科幻小说和影视作品中常常出现的情节。在现实生活中，它也是解决地球人口压力的一种可选方案。因为水可以通过电解得到氧气，而氧气意味着维持生命，使人类有可能定居，因此，人们会关心火星上是否有水。不仅如此，人们还致力在宇宙中寻找适合人类居住的星球，以便终有一天在那里定居。