空间技术的发展趋势

未来30年，世界航天技术将持续快速发展，航天大国的投资主要将集中在下列几个方面，投资的重点是具有明显经济效益的航天运输系统和各种应用卫星。

（一）航天运输系统

降低航天器发射价格是主要努力方向。现有的低轨道运输价格大约为每公斤1万～2万美元，距离每公斤1千美元的奋斗目标相差甚远。因此，航天大国都在研究发展新的天地运输系统。提出了多种新的航天运输方案。其主要的一点是研制可多次重复使用的运输工具。按其起降方式，大致分为三类：

1．垂直起飞、垂直降落。美国麦道公司研究的三角快帆是一种典型的代表。它是单级火箭，***有8台主发动机，起飞时8台全部工作，返回降落时利用其中的4台工作减速，回收再用。起飞重量463吨，载荷重量4．5吨，箭体总高度38．7米。

2．垂直起飞、水平降落。典型的代表是美国现有的航天飞机。但航天飞机由于维修等费用高昂，所以每公斤运载费用仍然大干1万美元，比设计的350美元超出很多。为了降低运价，马丁公司正研究新的代号为X—33的“冒险星”计划，它起飞重量1000吨，载荷重量20吨，其运输价格有希望大幅度降低。

3．水平起飞、水平降落。典型代表是国外正在研究的空天飞机。采用吸气式发动机，利用大气层中的氧气与自带的液氢作为推进剂。分单级（美国NASP计划）和两级（德国Sanger计划）入轨两种。空天飞机可以多次使用，把卫星送入空间后，像飞机一样返回地面，以备再用。由于技术难度大，要求投资多，尚处于研究阶段。

虽然多种可重复使用的运输系统都在开展研究，但相当长一段时间内航天发射仍然离不开一次性的运载火箭，因此无污染、大推力、低成本的新型运载火箭的研制仍是航天大国努力的方向。我国863高技术计划中，对先进的天地往返运输系统和新一代大型运载火箭，均安排了跟踪研究、概念研究和部分关键技术先期预研。

（二）人造卫星

应用卫星由于具有很高的经济效益，将更多地进入商业化。今后10年，预计发射1700颗卫星，价值1200亿美元，其中70%是商用卫星，效益大。因此开发航天技术的国家和公司，首先把资金集中于研制各种人造卫星。各种应用卫星将继续提高水平，降低造价，扩大应用范围。在遥感方面，除发展陆地、海洋资源卫星外，将加强对地球环境监测、减灾活动等内容。美国地球使命计划以及日本、欧洲设想的地球环境监测计划，旨在对全球或区域环境变化进行监视，并对可能出现的多种灾害做出预报。在卫星通信方面，除了继续发展大容量、多谱段、大功率、长寿命的静止轨道通信卫星外，研制和发射中、低轨道由小卫星组网的个人移动通信系统是当今的重要方向。例如，美国摩托罗拉公司将建成的小卫星群通信系统。它由66颗卫星组成全球网络，可在全球范围内进行个人移动电话直接通信。

值得注意的一个趋势，为了能在全球范围任意地点实时获取多种遥感信息和导航定位，并实现高速传输，航天大国正在研究建立天基综合信息网。它的出现必将为经济建设和军事应用产生重大的影响。天基信息网将成为信息高速公路的重要组成部分。一些未来学家预测，到2010年卫星馈送信息将成为全世界最普遍的传输方式。它的成本低，发展中国家不必建造费用高昂的硬件基础设施。

人造卫星中的各项技术将持续革新，除了发展综合性的大型应用卫星外，微小卫星的研制是未来的一个重要发展趋势。它质量小，成本低，研制快等特点已引起有关单位的重视。

在未来15年内中国的应用卫星将跨上一个大的台阶。正在研制的大型通信卫星不仅容量大、寿命长，而且将有多种频段以适应不同用途。计划中的不同遥感卫星包括资源、气象、海洋、环境与灾害多种用途，它不仅提供国内服务，还将为全世界做出贡献。关于利用卫星进行微重力科学研究，中国已在世界先进行列之中，充分利用地面及太空有利条件，在有关方面***同支持下，发展前景极好，有可能在微生物、植物育种、半导体材料等方面取得重大进展。

（三）大型空间站

载人航天是人类开发宇宙大空的必然发展。与60年代不同，当今世界载人航天计划的核心，是在靠近地球的轨道上建立长寿命大型空间站。空间站主要有如下功能：（1）遥感及微重力等科学研究；（2）停靠、维修并为人造卫星补充燃料；（3）在空间站进行部件或整机组装工作；（4）物资、宇航员及航天器转运基地。

80年代美国决定研制重约200吨的自由号永久性空间站。该空间站承载6～8名字航员。欧洲、加拿大和日本等参加了这个计划。前苏联于80年代后期建成和平1号空间站，并决定90年代建造和平2号空间站，重115吨，有6名宇航员。但是，美、苏两国都由于投资太大，进展缓慢，并一再修改和缩小原来规模。苏联解体后，冷战结束。两国探讨合作联建大型空间站的计划（国际空间站），以节约经费。包括欧洲、日本、加拿大等***有16个国家参加。国际空间站的重量为423吨，电功率为110千瓦，框架式结构，长宽为 108米 X 88米，实验舱 6个，密封舱容积 1202立方米。宇航员6名。运行轨道高度约400公里，轨道倾角5l．6。。

在轨寿命10～15年。原计划2002年建成，后由于经费和技术上的困难，预计建成计划推迟2～3年。另外，空间站的运行费用及效益仍然是一个大难题。

在空间失重环境及其他空间环境作用下，制造半导体材料、特种合金、药品、光学材料和植物育种等，其产品性能要比地面生产的质量好得多，价值很高，它将是未来空间应用的新领域，有关国家正积极开展研究工作。

为了适应我国21世纪航天事业的发展，国家863计划中安排了我国未来空间站的研究课题，除了空间站概念研究外，还支持开展空间站系统的关键技术及空间站应用的预先研究工作。

应当提及的是为使空间站更有效地应用，正研究发展空间机器人及虚拟现实技术。这样，科学家、工程师就可以在地面工作以完成一部分人在天上进行的各种动作，这是一个极为重要的领域，世界不少国家都在开展研究。

（四）深空探测

过去40年在深空探测方面虽已做出了比较大的成绩，但还只是初步的。未来美、俄、欧、日都将继续对深空进行深入探测。主要是两大方面，一是太阳系行星探测，二是天文观察。太阳系内探测包括太阳和日地空间环境，以及对金星、木星、火星、水星等及其周围环境的探测。21世纪初探测重点是月球与火星。除发射环绕飞行器对星球表面进行拍照外，还将有着陆器、行走机器人，以及建造月球和火星的载人活动基地计划。美国于2005年以前将多次发射火星全球勘测器。至于天文观察，预计今后将有数座轨道天文台在太空工作。美、欧的哈勃号望远镜未来计划，有希望解开银河系奥秘，将使天文观察进入一个新纪元。还有将发射的红外天文台、宇宙背景辐射探测者等都是本世纪末有重要意义的项目。

未来的30年世界上将形成比较复杂的国际航天关系，空间由超级大国垄断的时代将变为多极集团竞争开发。继美苏之后，欧洲将逐步形成一个比较大的空间体系；其次，日本已加快成为世界空间大国的步伐，其空间投资年增幅很大；还有不少发展中国家也将积极参与空间活动。未来国际航天关系可概括为六个字：合作、竞争、对抗。应提倡世界各国联合开发空间，但现实世界中，合作是有限的，在某几个方面如深空探测、地球环境监视、建造国际空间站等有***同利益的项目，可能促成合作。但空间领域不会有全面的合作。对运载火箭的发射服务，多种应用卫星具有商业利益的项目，将存在相当激烈的竞争，竞争也不可能有公平的商业竞争，必然出现政治干预。而由于空间军事需求的存在，大国竞相开发空间军事系统，所以国与国之间潜伏着对抗。

由于发展空间技术在经济、军事、科技等方面具有重要意义，政治上空间技术又极大地提高了国家综合国力及其在国际活动中的地位，所以世界上发达国家都把航天列上本国发展战略的重要位置。因航天技术的发展涉及到全球利益，所以国际上讨论的许多重大问题都与它有关，并成立官方与民间的各种组织，联合国还设立外层空间委员会，以协调各国之间的航天活动，制定各类涉及空间活动的国际条约、法律和规定。

中国的航天事业将持续不断地向前发展。我国是一个发展中国家，财力有限，比起世界航天大国，我们属于航天低投入国家。因此，我国只能在部分航天领域做出贡献。为了使我国在世界航天领域有相称的地位，应加大投资力度。同时，中国提倡各国联合和平开发利用宇宙空间，平等互利，***同为全人类的利益做出贡献。