人類近代以來的發(fā)展歷程,與前數(shù)千年最大的不同是科學(xué)與技術(shù)成為人類社會發(fā)展的主要驅(qū)動力。特別是20世紀以來,科技推動人類社會飛速發(fā)展,其速度是以往無法想象的。進入20世紀下半葉以來,有兩個科技領(lǐng)域的發(fā)展對人類社會產(chǎn)生了非常重大的影響,一個是信息科技領(lǐng)域,另一個就是空間科技領(lǐng)域。空間科技是從1957年人類發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星才開始的。
50多年來,空間科技從三個方面深刻影響著人類社會。第一個方面是空間科學(xué)及其探索極大地豐富了人類對地球所在的太空環(huán)境和宇宙演化的知識,并從地球這個人類的搖籃向外邁出了第一步,登上了月球;第二個方面是極大地改變了人類的日常生活,無處不在的衛(wèi)星通信、衛(wèi)星電視直播、衛(wèi)星導(dǎo)航定位以及依靠衛(wèi)星對地球觀測的天氣預(yù)報和災(zāi)害預(yù)報,成為我們?nèi)粘I钪斜夭豢缮俚囊,離開了這些技術(shù)系統(tǒng)我們甚至無法正常生活;第三個方面就是在國防安全領(lǐng)域,太空已經(jīng)成為最重要的戰(zhàn)略制高點,現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的較量實際上已經(jīng)從地面上升到了空間。由于這三個方面的重要意義,人類自1957年以來已經(jīng)發(fā)射了近8000個航天器。進入21世紀,空間科技繼續(xù)引領(lǐng)著人類社會發(fā)展,不斷開辟新的前沿,呈現(xiàn)新的趨勢。
在空間科學(xué)探索方面。長期困擾人類的重大科學(xué)問題,如宇宙大爆炸之后到星系誕生之前發(fā)生了什么、神秘的黑洞及其周邊、暗物質(zhì)與暗能量、地球之外是否有生命包括智慧生命等重大前沿科學(xué)問題,將是未來探索的重中之重。由于現(xiàn)有的觀測技術(shù)均已被普遍采用過,因此,要獲得新的數(shù)據(jù)和信息將主要通過新的探測方法,比如采用引力波探測技術(shù)、甚低頻無線電譜段的高分辨率探測技術(shù)、常用譜段的高靈敏度探測技術(shù)或成像探測技術(shù)等。這一發(fā)展趨勢不但可以持續(xù)產(chǎn)生新的科學(xué)突破,還能極大帶動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,使其延伸至其他應(yīng)用領(lǐng)域,帶來潛在經(jīng)濟效益。這一點已經(jīng)在前50多年空間科技發(fā)展歷史中得到驗證。比如,目前手機上使用的高分辨率相機,已經(jīng)普遍采用了來自深空探測技術(shù)領(lǐng)域的CMOS成像技術(shù)。
在與人類生活密切相關(guān)的空間應(yīng)用方面。中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將為全世界用戶提供獨立于美國GPS系統(tǒng)的另一個導(dǎo)航定位系統(tǒng),未來還將有歐洲的伽利略系統(tǒng),再加上俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng),全球用戶將享用超過一百顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星的精度時空基準空間基礎(chǔ)設(shè)施。在直接利用這些系統(tǒng)提供的時間和位置信息的同時,它們無形中還為其他應(yīng)用間接提供了電離層、大氣、海洋和地面反射信號帶來的環(huán)境信息,因此伴生了全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)應(yīng)用。另一個重要發(fā)展趨勢是和手機應(yīng)用相伴生的。當(dāng)前的手機應(yīng)用無論地圖還是其他地理信息都是通過地面其他設(shè)施存儲后提供的,沒有運用空間觀測的實時信息。如果能夠?qū)⑹謾C與空間對地觀測的實時圖像相聯(lián)接,將大大拓展普通人的視野,使每個人都獲得哪怕是準實時的、世界范圍的視覺?梢,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)再加上無處不在的對地觀測大數(shù)據(jù)和個人智能移動終端,將催生眾多相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和新的應(yīng)用。
在空間安全方面。即使不談太空軍事應(yīng)用,人類仍有一個日益重要的問題必須面對,那就是如何清除越來越多的空間碎片或垃圾。它如同地球表面環(huán)境治理一樣,是太空開發(fā)是否可持續(xù)的重大問題,將會隨著時間的推移變得越來越緊迫。這是因為任何一次碰撞都會產(chǎn)生爆炸性碎片的增長,一旦這些碰撞產(chǎn)生連鎖效應(yīng),空間將無法進入,人類也將不得不回到太空時代之前。因此,必須制定進入空間和航天器壽命末期自主再入大氣層的準則,必須研究碎片清掃方法并實施碎片清掃計劃。這個發(fā)展趨勢將是不可避免的。這一點與我們現(xiàn)在不得不治理地球環(huán)境非常相似。
自人類進入空間開始,空間計劃均由政府投入主導(dǎo)。基于空間計劃的風(fēng)險和對質(zhì)量控制的要求,空間計劃的實施也主要由政府機構(gòu)和政府控制的企業(yè)實施。但這一情況從上世紀末開始發(fā)生了變化。越來越多的中小企業(yè)、私營企業(yè)開始介入空間計劃。衛(wèi)星的成本開始明顯下降,微小衛(wèi)星技術(shù)逐漸成為主流,承擔(dān)重要空間計劃。這些變化對空間科技的激勵盡管是潛在的,但其發(fā)展是迅速的。這一發(fā)展趨勢將會極大地促進經(jīng)濟發(fā)展,帶動相關(guān)配套企業(yè)發(fā)展,使空間科技不再神秘,使政府控制的主要企業(yè)的效率進一步提升,并使政府在空間領(lǐng)域的投入向外圍輻射。未來空間科技將在不斷創(chuàng)新發(fā)展中繼續(xù)促進經(jīng)濟高速發(fā)展,并通過與信息科技等領(lǐng)域的交叉產(chǎn)生新的應(yīng)用,從而進一步提高人類生活質(zhì)量。
。ㄗ髡邽橹袊茖W(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心主任、研究員)
《 人民日報 》( 2015年09月06日 05 版)