aizixun8 发表于 昨天 02:25

人类几十年内难实现太阳系外遨游,开发太空价值引争论

人类要实现到太阳系以外太空遨游的梦想,在以后几十年内不大可能,不过在此期间,人类会竭尽全力,在发射运载火箭方面有所突破,在建立国际空间站方面有所突破,在寻找空间能源方面有所突破。那么开发太空有什么价值和意义呢?

太空有什么开发价值

美国国会是否会支持“太空人”计划,这引发了一场激烈的争论,争论的双方分别是反对者与支持者 。

反对方指出,载人的空间活动代价过高,每次往返飞行要耗资5亿美元,国际空间站预算达到350亿美元至400亿美元之巨 。他们称,从这些空间投资到目前为止的回报情况看,无法证明其具有合理性,他们甚至对许多新材料和纯晶体的空间试验表示怀疑,还提出能否在成本低很多的地面完成试验,或者采用低成本不载人火箭上的自动操纵系统来完成试验。他们认为,在如今这么多地面需求尚未得到满足的情况下,向太空投入一笔笔回报不确定的巨额资金是不计后果的 。

载人空间计划的支持者们难以反驳这些看法,他们提出当前空间飞船的存在可供我们利用,他们坚信在太空环境下制造的各种新材料会被证明极为有用,不同的理想晶体能够让人类解开各种病毒的分子结构之谜,进而制造出攻克各种危重疾病甚至艾滋病的有效药物,然而这些晶体在地球重力场环境中无法制造出来 。同时,他们提出争辩,国际空间站象征着首次大规模的国际联合,它会促进国家间的合作,增进国家间的了解,还有助于消除未来战争。

一种极具代表性的观点坚信,人类的创造力始终贯穿于对新领域的探索以及对深空间的征服之中,这种创造力推动了知识与文化的进步。

1993年,美国国会通过国际空间站计划,当时仅以1票之差,这是人类征服太空史上的重大事件,其关键性作用将深刻影响人类未来。美洲被发现促进了西方文明,使得后续几个世纪科学与技术迅速发展。开发空间是一种选择,向其他星球移民也是一种选择,这能让人类发展不因人口急剧增长而停滞不前,所以对空间进行开发非常必要。

航天产业能把人类送上九天星海,能在别的星球留下自己的印记,它是科学技术当之无愧的一颗明珠。它是科技最尖端的产物,它的进步意味着科学技术应用疆界的拓展,意味着科学技术研究疆界的拓展,对下游产业有巨大的反哺作用。

上世纪60到70年代,美苏两国展开太空竞赛,这极大地推动了两国科技发展。仅就美国来说,激光得益于航天工业进步,空天飞行器得益于航天工业进步,GPS系统得益于航天工业进步,隐身技术得益于航天工业进步,甚至互联网也得益于航天工业进步。这些科技成果,为美国在21世纪军工领域的技术霸权奠定了基础,也为民用领域的技术霸权奠定了基础。

而这其中的原因在于,航天工业应用了最尖端技术,同时,航天工业创造了更高层次的需求,刺激了现有科技的进步。

可以这么讲,航天工业的存在提升了科技的上限,给科技提供了创新发展的动力。虽然航天工业所需投入的数额非常巨大,但是唯有发展航天工业,才能够带动本国新兴科技产业发展,才能让本国在21世纪的科技竞争中获得一席之地。可以说,航天工业就是进入当代国际科技竞争尖端领域的入场券。

开发太空资源宝库

人类怎样合理开发太空资源,国际空间站,从名字看只是一个站,是人类前往遥远太空探险的首个歇脚地点,然而,要是建成国际空间站且运营顺利,人类接下来的目标会是什么呢,一项很有价值的空间探险或许是建立轨道太阳能发电站。

今天,发展中国家需要大量电力,发达国家也需要大量电力。像中国和印度这样的发展中国家,人口已超过10亿。这些发展中国家要追求和美国人、欧洲人一样的科技进步,享受同样的现代生活,就需要大量电力能源的支持。而这就意味着要建造许多电站 。

核电被人们视作一种不可靠的动力资源,所以只有煤火电站才被当作满足发展中国家能源需求的可行途径。然而,从长远看煤火电站比核电站更难以让人接受,因为它会产生大量二氧化碳和其他有害气体,进而加剧全球变暖 。所以今天惟一可接受的干净能源是来自太空的太阳能,大量太阳能面板被安装在地球轨道上,它们收集太阳能,然后以微波形式发射到地面 。

另一更具雄心壮志的计划是,将太阳能电站建造在月球上。在月球建造电站,材料大多能就地获取。而且,在月球建电站便于运行和维护。由于大型聚变能电站很难在21世纪中叶之前实现供电,所以真正清洁的燃料唯有氦。而这种元素形式只能在月球表面采集到,因此载人前往月球运营是必然趋势。

科学家们由衷期望未来人类生活平安无事,所以不喜爱不切实际的行动规划,然而人类要取得显著进步就会发觉空间开发项目是具有合理性的。当然,未来大幅拓展太空空间活动以及开展永久性的月球移民,是人类持续迈向更为广袤宇宙空间的首要步骤。

地球上石油储量终究有限,石油属于化石燃料,其燃烧效率有限,造成的污染排放也日益难以契合现代工业发展需求。所以自21世纪以来,寻找替代能源、开发新能源成了国际社会的重大课题。只是地球能给出的方案有限,海底可燃冰或许潜力巨大,但其开采和利用存在较大技术难题 。

那么地球之外的情况如何呢?宇宙当中会不会存在能支撑人类文明进入下一个时代的新型能源呢?答案是肯定的,并且这种能源就在月球之上。

氦-3是一种核聚变发电燃料,它特别清洁、安全和高效,在地球上很难得到,在月球上却大量存在。如果能够成功开采、利用氦-3,据估计,月球上的氦-3储量足够人类使用上万年。对氦-3的开发利用,注定要面临不小的技术难题,然而,它凭借自身巨大的储量,凭借自身显著的优点,成为了在解答能源问题方面,除可燃冰以外的另一大选项。

很明显,对这种“完美能源”的追求,是各国开展宇宙开发的一大动力。毕竟一旦人类掌握了这种能源,就能开启下一个时代。而且哪个国家率先掌握这种能源,哪个国家就会成为新时代的主导者。

太空旅游的开发有什么好处

在不久以后或者更为久远的未来,人类有可能开展的另一项空间活动是太空旅游,这是一项无需政府做出决策的纯粹商业活动。能够预见到,太空旅游会让空间活动的各项运营进展到更为稳定可靠的基础上面,还会极大地拓展人类的空间活动范围。当下,虽然有些人也留意到空间旅游有着数十亿美元的潜在市场,但是一些技术方面的难题有待研究 。

首先,要制作出像“冒险之星”那样可复用的载人火箭;其次,要想办法提升空间载人火箭的承载能力。到目前为止,世界上最先进的火箭能将其发射重量的25%送入轨道,并且这一比例在近40年里几乎没有变化和突破。原因在于受到材料特性的限制,还在于受到化学动力源的限制,并且在可预见的未来一段时期内,这些领域没有任何重大突破的迹象 。

太空运营成本因为采用了吸气式发动机而有所下降,这种发动机有助于复用式火箭穿过地球大气层,然而目前将有效负载提升到轨道的最低成本在2万美元/千克以上,所以一张太空旅游的票价最少不会低于100万美元。问题在于,支付如此昂贵的票价,只为绕地球旅行一次,是否能吸引足够多的旅客。然而,一旦国际空间站建成,各具特色的太空设施就能为旅游者提供更多太空娱乐项目,还能提供更长时间的服务,如此一来,空间旅游可能会变得更具吸引力。

倘若国际空间站发展成为所有空间活动的中心,那么可能出现具有服务与维修功能的火箭中途加油站,这些发展最终会导致空间站工业园启动,还会构建空间旅馆与娱乐中心等不同设施,一旦能够提供丰富多彩且尽可能长时间的空间旅居服务,更多的人将情愿支付进入太空旅行的高水平消费。人们甚至会建造太空医院,病人在失重的条件下或许能起死回生。

人类渴求大量干净的电力能源,因此下个空间开发目标便是向月球移民,科学家于月球极地的陨石坑口发现了大量以冰体形式存在的水,这为开发月球侨居地创造了前提条件,在这些侨居地上或许会出现大型工业园以及利用月球低重力条件设置的太空旅馆。月球基地具备良好设施,它有可能成为人类前往其他行星旅行时的中途歇脚点,而下一个中转点的首选目标极有可能是火星。

开发太空有什么意义

人类会访问其他星球吗,人类会向那些太阳系以外深层空间里类似于地球条件的天体移民吗,天文学家认为,在1000个星球中或许只有一个完全符合地球条件,有适合的气候,有适合的海洋,有适合的陆地,有适合的大气层。离地球最近的恒星距离超过4光年,绕恒星旋转的行星离太阳距离在10光年至50光年之间,在银河系中离地球最远的恒星距离几乎有10万光年。

人在其有生之年能够横穿如此遥远的茫茫太空吗?答案是绝对不可能。首次前往遥远恒星进行造访的不会是人类,而是机器人探测器。探测器的运行速度比光速慢很多,因此探测遥远的星系会耗费几个世纪的时间。只有在探测器完成探测工作并让人类了解银河系周边环境特点之后,人类才能够进入更遥远的宇宙去探险。

美国普林斯顿大学物理教授杰拉德·奥尼尔提出了建议,人类若要到太阳系以外的遥远太空去旅行,惟一可想像的途径是向大量的空间“岛”上永久性移民 。这些物体重达数百万吨,难以估计它们能以接近光速的速度到达太空的任何地方,所以除了让人处于晕厥状态外,要到达遥远距离太空旅行的“预定陆地”,尚需一代接一代人连续操作。

人类向整个银河系移民,这是个极为缓慢的过程,不能期望在21世纪就完成这一迁移。然而,当人们意识到人类现阶段的空间开发已延续数百万年时间,以人类应有的耐心,最终会实现自己的空间目的。

不论怎样,在当下的国际宇宙开发中,中国正迅速崛起,美国却受多种条件限制,无法进一步推进项目。然而在这个机遇与利益并存的领域,美国上世纪积累的资源和成果,仍让中国目前难以企及。

即便在未来十年,中国持续保持各航天项目的发展态势,也难以追上美国当前在航天工业所达到的高度。不过有一点是明确的,即中国在国际宇宙开发中的地位和话语权会得到前所未有的提高。并且,虽然我们不了解美国未来是否会采取行动,但接下来十年的宇宙开发竞争必定会愈发激烈。
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