世界空间技术发展趋势中国科学院院士中国工程院院士　闵桂荣Ξ(中国空间技术研究院,　北京100081)摘　要:由于发展空间技术在经济、军事、科学、政治上具有重要意义,40年来它发展极为迅速。

展望21世纪,空间技术的地位将更为重要。

未来30年,世界空间技术将持续快速发展。

本文简要介绍未来航天发展趋势,包括新的航天运输系统、应用卫星、载人空间站和深空探测等。

关键词:空间技术　发展趋势 无限的宇宙空间蕴藏着取之不尽的宝贵资源,期待着人类去开发利用。

空间技术就是探索、开发和利用宇宙空间的技术。

自从1957年苏联成功发射第一颗人造卫星以来,空间技术发展迅速,并已取得了巨大的成就。

由于发展空间技术在政治、经济、军事和科学技术上具有重大意义,当今参加研究开发空间资源的国家越来越多,已有60多个,而应用空间技术成果的国家和地区几乎遍及地球的每个角落。

40多年来空间技术的进步,概括地说,运几十吨;卫星获取和传递信息能力大幅度提高,一颗通信卫星的电话由几十路增加至几万路;卫星寿命从几十天增加到几年至十几年;人在空间停留时间从几个小时增加到一年以上。

总之,主要指标都提高了2至3个数量级,而价格大幅度下降。

40年来空间技术的成就是巨大的,它已迅速并广泛应用于众多的领域。

当代空间技术的应用不仅在军事和经济建设方面,而且已深入到每个家庭、个人生活之中。

展望未来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。

11航天运输系统降低航天器发射价格是大国主要努力方向之一。

现有的低轨道运输价格大约为每公斤1万至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。

近年来提出了多种新的航天运输方案,其主要的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:美国麦道公司正在研究的三角快帆是一种典型的代表。

它是单级火箭,共有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463t,载荷重量415t,箭体总高度3817m。

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于1万美元。

为了降低运价,马丁公司正在研究X-33“冒险星”计划;它起飞重量约1000t,载荷重20t,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。

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,目前尚处于研究阶段。

虽然多种可重复使用的运输系统都在开发研究,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,因此高能无污染、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。

我国运载火箭的技术水平和运载能力已处于世界前列,不仅发射国产卫星,还为世界提供发射服务。

为保持我国先进地位,国家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。

21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。

因此开发航天技术的国家,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;在通信卫星技术方面,院士论坛　Ξ闵桂荣(MI N G uirong,1993.6～),男,空间技术专家,中国科学院院士、中国工程院院士、国际宇航科学院院士。

五十年代留学苏联,获副博士学位。

六十年代初回国从事空间技术的研究与开发工作。

历任中国空间技术研究院院长、卫星总设计师、航天工业总公司科技委副主任、国家高技术计划航天领域首席科学家等职。

长期以来,为中国的航天事业作出了重大的贡献。

曾获两次国家科技进步特等奖和其他多项奖励。

除了研制发射大容量、多频段、大功率、长寿命的大型通信卫星外,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一个重要方向。

值得注意的趋势是应用卫星系统研究正在从局部地域向全球发展,它可使地球任何地区进行实时定位、通信、及获取各种主要信息。

同时,为了能在全球范围任意地点实时获取多种遥感信息、导航定位及其它信息,实现高速传输,航天大国将研究建立天基综合信息网,它将对经济建设、社会发展和军事应用产生重大的影响。

人造卫星总体水平的提高,要求各相关技术持续创新发展。

除大型卫星平台技术外,微小卫星技术将是未来的重要研究方向。

21世纪初,外层空间的地位将更为重要。

为此,超级大国已提出控制空间的设想,而它又将导致一场新的空间军事竞赛。

虽然世界爱好和平的人反对空间军事化,但研究开发卫星武器(包括反卫星和防御技术等)将成为一种新的发展趋势。

30年以来,我国成功研制发射了40多颗卫星,包括科学实验卫星、返回型卫星、通信卫星和气象卫星等。

在未来10年内中国的应用卫星将跨上一个大的台阶。

未来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,还将为全世界作出贡献。

关于微重力科学研究,中国已在世界先进行列之中,充分利用地面及空间有利条件,在有关方面共同支持下,发展前景极好,有可能在微生物、植物育种、半导体材料等取得重大进展。

31大型载人空间站载人航天是人类开发宇宙空间的必然发展,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年代美国决定研制长170m,重200t的自由号永久性空间站。

前苏联于80年代后期建成和平1号空间站,原决定90年代再建造由八个舱段组成,重115t的和平2号空间站。

但是近年来美、俄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。

两国探讨合作联建国际空间站计划,以节约经费。

该站包括欧洲、日本、加拿大等共有16个国家参加。

国际空间站的重量约定400t,电功率为110kw,长宽为110×87m,实验舱6个,宇航员6名,估计2004年建成。

应该提及的是为使空间站更有效的应用,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人在天上进行的多种动作,这是一个极为重要的领域,世界不少国家都将开展研究。

大型载人空间站建成并投入运行后,将积累在外层空间建造大型工程的经验。

因在太空建造大型工程均需航天员的参与,所以空间站技术将为21世纪在空间建造太阳能电站,在月球、火星建设航天基地作出贡献。

为了适应我国航天事业的持续发展,预计21世纪初,我国将考虑载人航天计划。

国家有关计划中已安排了相应的研究课题,除了空间站概念研究外,还支持开展关键技术预先研究工作。

41深空探测过去40多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。

21世纪初探测重点是月球与火星。

除了发射环绕飞行器对星球表面进行观测外,还将有着陆器,行走机器人,以及可能建造月球和火星载人活动基地。

行星探测除了有重大的科学意义外,还有重要资源开发应用前景,如月球上的同位素3He。

至于天文观察,预计今后将有多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将是下世纪初有重要意义的项目。

由于国家财力有限,过去我国在深空探测方面的工作很少,预计21世纪初将适度安排这方面的工作。

由于空间技术在经济、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。

所以世界上许多国家都把空间技术列上本国发展战略的重要位置。

未来的30年世界上将形成比较复杂的国际航天关系,空间由过去的超级大国垄断的时代将变为多极集团竞争开发。

继美俄之后,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。

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共同利益的项目,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,超级大国控制空间的欲望,使得国与国之间潜伏着对抗。

我国政府高度重视空间技术的发展,早在1958年,毛泽东主席就号召“我们也要搞人造卫星”。

自1970年我国第一颗人造卫星发射成功以来,共成功发射自行研制的各种人造卫星40多颗,为国家建设作出了重大贡献。

我国空间技术综合水平在国际上名列前5位。

预计21世纪初我国空间技术将持续快速发展,我国的航天活动不仅为自己国家服务,也将为世界其它国家提供服务。

在发展方针上,中国一贯主张发展空间技术的宗旨是应当用于和平目的。

中国提倡在开发和利用外层空间方面开展国际合作,国与国之间平等互利,共同为全人类的利益作出贡献。

The Future Development of Space T echnology in the WorldMember of The CAS　MIN G uirong(Chinese Academy of Space T echnology,　B eijing100081)　院士论坛Abstract:The space technology developed quite rapidly in past40year s,owing to its significance in economy,military, science,and politics.It predicted that space technology will play more important role in human society in the21st century. Space technology will continue to develop rapidly in the next30year s.In this paper the development tendency o f space tech2 nology in f uture is concisely described,which includes new space transportation system,application satellite,manned space station,and deep space exploration.K ey w ords:space technology,development tendency(责任编辑:曙光)国外新闻开发太空永无止境 地球大气层外的浩瀚宇宙里有丰富的空间资源,隐藏着无穷的奥秘。