首页  >  科普与人物  >  航天知识 > 正文

航天三领域刍议——兼论空间技术优先

发布日期:2008年09月11日字体: 【大】【中】【小】

  广义地说,“航天”是活动,指人类探索、开发和利用太空(包括地球以外的天体)的活动;狭义地说,航天是技术,用于探索、开发和利用太空(含地球以外的天体)的高技术。航天(活动)可按不同标准划分为不同的三领域。

  按活动主体划分为:发射人造(地球)卫星、载人航天和深空探测。这是早期的划分,可称为“老三领域”。

  按活动性质划分为:空间技术、空间应用和空间科学,可称为“新三领域”。

  按应用性质划分为:军用航天、民用航天和商业航天。

  人们在分析国外航天发展状况,研究我国航天发展战略,制订我国航天发展规划,提出航天经费预算以及评估航天应用效益时,都免不了要先按三个领域进行分析,然后加以综合。因此,就航天三领域的定义、内涵、作用及相互关系作一次探讨是必要的。一、老三领域  中国的航天权威著作《中国大百科全书·航空航天卷》将航天定义为“载人或不载人的航天器在太空的航行活动”。受其影响,早期习惯于把航天按航行活动主体—— 航天器来划分。我们大都对以下的表述有深刻的印象。

  1970年4月,东方红1号卫星成功发射,实现了我国在人造卫星领域的历史性突破,树立了必威登录平台史上第一块里程碑;

  2003年10月,神舟5号载人飞船成功发射并返回,标志着我国在载人航天领域取得重大突破,树立了必威登录平台史上的第二块里程碑;

    2006年前,嫦娥1号探测器将完成首次探月,实现我国在深空探测领域的新突破,树立必威登录平台史上第三块里程碑。

  至此,我国将在人造卫星、载人航天和深空探测的航天三领域,均拥有一席之地。

  1994年2月完成的《国家中长期科学和技术发展规划重大专项项目建议书·月球探测二、三期工程》的前言,开宗明义指出:“人类航天活动主要包括发射人造地球卫星、载人航天和深空探测三大领域。”

  将航天(活动)按发射人造卫星、载人航天和深空探测三领域划分,已使用多年,约定俗成。但从分类学上说是不严密的,因为:第一,层次不一。航天划分的第一层次是无人(机器人)航天和载人航天。无人(机器人)航天下一个层次才是发射人造卫星、月球探测器和行星探测器等,发射人造卫星比载人航天低一个层次。与“载人航天”并列,不符合分类学上的“同层次”原则。第二,相互交叉。深空探测既可以是无人(机器人)探测,也可以是载人探测,深空探测与载人航天之间有“交集”,不符合分类学上的“不交叉”原则。尽管老三领域的划分不严密,但有很强的实用性。

  在我国的航天活动实践中,常常按老三领域来策划与建立工程(大)系统,开展研制和建设,例如1970年代的东方红2号卫星工程(大)系统(代号“331”),由通信卫星、运载火箭、卫星发射场、卫星测控系统、地球通信站五个系统组成。1990年代至今的载人航天工程系统,由航天员、飞船应用、载人飞船、运载火箭、航天发射场、航天测控系统和返回着陆场7个系统组成。正在组织实施的嫦娥1号环月探测器也成立了以“月球探测”命名的工程系统。

  实践证明:按照老三领域划分而建立的航天项目工程系统,在任务分工、技术协调、经费分配、组织管理、配套协作等方面都比较明确、合理、高效,为各系统的研制、建设、管理及整个工程的实施带来了很大的方便。

  从历史上看,老三领域的划分比较重视技术和系统,对空间应用和空间科学重视不够,但后来已有所改进。例如,在载人航天一期工程—— 载人飞船工程中,已把“飞船应用”(主要是空间科学与空间应用有效载荷)从载人飞船系统中独立出来,成为一个与“载人飞船”平起平坐的系统。但是,老三领域的划分总不能尽如人意,主张将航天(活动)划分为空间技术、空间科学、空间应用三领域的意见日益强烈。二、新三领域  国家新的主管航天的部门—— 国防科学技术工业委员会成立后,于2000年11月发表了《中国的航天》白皮书,首次正式提出将航天(活动)划分为空间技术、空间应用和空间科学三领域。白皮书指出:“中国政府统筹规划并合理安排空间技术、空间应用和空间科学。”白皮书在“发展现状”和“未来发展目标”两章中都按照空间技术、空间应用和空间科学三个领域分别阐述。

  “技术”、“科学”与“应用”这三个名词,在辞书或百科全书中都有明确的定义和解释,不必赘述,但空间技术、空间科学和空间应用尚未见到明确的定义和解释。《中国的航天》白皮书是代表国家的、高层次的政府文件,未对这三个领域作解释性论述。

  近年来,在研究我国航天发展战略和讨论我国航天发展规划思路时,常不得不涉及空间技术、空间应用和空间科学各自的定义、任务、作用、重要性,三者相互关系及统筹安排等问题。为此,笔者不揣谫陋,愿将当年参加白皮书起草时,撰写的“《中国的航天》白皮书内容说明”中个人对有关空间技术、空间科学和空间应用的理解抛出来,作为引玉之砖,供讨论参考。

  1.空间技术 

   空间技术是指为进出、探索、开发和利用太空(含地球以外的天体)提供技术手段和保障条件的工程技术。

  进出太空的技术包括运载器和运输器的研究、设计、制造、试验和发射等技术。探索、开发和利用太空的技术包括航天器(平台及有效载荷)的研究、设计、制造、试验、发射、运行和返回等技术,航天器的跟踪、测控、通信技术,返回着陆场技术等。

  概括地说,空间技术包括运载器(含运输器)、航天器、航天发射场、航天测控和返回着陆场等技术。

  2.空间应用

  空间应用有广义和狭义两种理解。

  广义的空间应用,即“太空利用”,指对太空的高远位置(有人称为“轨道位置”,这不确切)、高真空、超低温、强辐射、超洁净、微重力,太阳能,……等资源和环境的利用;广义的空间应用实际上涵盖了整个航天(活动),因为航天活动最终结果就是利用太空资源与太空环境。

  狭义的空间应用,是指空间技术的成果及其开发的太空资源在经济建设、国家安全、科技发展、社会进步等诸多方面的应用。空间应用主要包括:航天器有效载荷的研究、设计、研制,与天基有效载荷配套的(天地一体化)地面应用系统的研制、建设,空间技术的成果的处理、分发与应用。

  白皮书中规定的“空间应用”应作狭义理解。空间应用主要包括卫星通信、卫星气象、卫星导航、卫星海洋、卫星测绘、卫星环境与卫星监察等。这些应用与国民经济、国家安全、科技发展、社会进步领域的相关行业,如信息、电视、广播、气象、海洋、环保、测绘、交通、铁路、航空、农业、林业等关系紧密,其中许多空间应用已深入这些行业,成为这些行业自身的业务。因此,有必要明确属于航天活动范畴的空间应用与这些行业部门的空间应用的界限,否则,空间应用领域的内容可能变得“宽大无边”,以致会分散管理精力和资源配置。

  3.空间科学

  空间科学指对太空(包括地球以外的天体)的各种物理、化学、生物、生命、地质、天文、微重力等自然现象或航天诱导现象的机理、本质及对人类活动的效应进行探索和研究的科学。它主要包括空间物理学、空间化学、空间生物学、空间生命科学、空间天文学、空间地质学、空间材料学和微重力科学等学科。空间科学主要是指利用航天器开展上述各学科的天基研究及与天基研究配套的地面研究。

  4.三领域之间的关系

  空间技术、空间应用和空间科学三领域之间有着密切的联系。  空间技术是开展空间应用和空间科学研究的前提和保障,是空间应用和空间科学持续发展的基础;空间应用与空间科学对空间技术的发展提出需求,是推动空间技术发展的强大动力。空间技术的发展首先应满足空间应用和空间科学的需求,其次是自身技术进步需求的推动。  上世纪,在航天按老三领域划分的情况下,空间技术、空间应用和空间科学三领域的发展是不平衡的。空间技术发展较快,成果较多;空间应用起步较晚,尚处于初级阶段;空间科学没有安排重大的项目。按照《中国的航天》白皮书所指出的那样将航天(活动)划分为空间技术、空间应用和空间科学,有利于促进航天事业全面、协调发展,是符合科学发展观的。白皮书还提出“合理部署、统筹规划、协调发展各种航天活动”的发展思路,“采用‘优先安排’、‘积极支持’、‘适度发展’和‘跟踪研究’四种不同方式部署航天活动三个领域的各项工作,以实现必威登录平台事业的全面、协调发展”。

  5.空间技术是核心

  空间技术、空间应用和空间科学三领域“统筹规划、协调发展”,并不意味着可以不分轻重主次,“三一三十一”,也存在安排次序的问题,特别是在资金有限的情况下,需要按照“先重点、后一般,先基础、后提高,先工具、后使用”的方针,也就是要按照白皮书中指出的“优先、积极、适度、跟踪”四种不同程度予以支持发展。  空间技术、空间应用与空间科学三者在开展航天活动,提升航天能力中的作用和贡献,是不能等量齐观的。空间技术是核心,是基础,是工具。这不是长官意志,也不是行业保护,而是不以人们意志为转移的客观规律,计划经济时代如此,市场经济条件下也如此。

  纵观航天发展史证明,空间技术总是先行官。先有空间技术,然后有空间应用和空间科学。

  以卫星应用为例,无论是卫星通信、卫星遥感还是卫星导航,几乎都是先发射了卫星以后,地面才能进行探索应用,逐步实现业务应用,继而扩展应用。突出的例子莫过于GPS(全球定位系统),它的应用完全是在卫星星座的建造过程中及建成后10年间,天上有了卫星后,才得以通过实践逐步扩大,以至今天它的应用已渗透到无处不在,无所不包的广泛程度,比当初设想的应用扩展了何止千百倍!

  横看我国的现况,我国的航天能力至今还远远不能满足国民经济、国家安全、科技发展和社会进步的需求,航天水平与国际先进水平有较大差距,这固然与空间应用和空间科学发展水平不高有关,但主要的问题还在于空间技术这个“瓶颈”。我国的卫星品种少,数量稀;卫星长寿命、高可靠、高精度等关键技术尚未突破;没有建立长期、持续、稳定运行的应用卫星系统。而空间技术的“瓶颈”又是妨碍空间应用程度深化和空间科学水平提高的重要原因。

  以空间科学为例,空间科学把月球探测作为今后10~15年内近期和远期的任务和目标。而实现这一宏伟的空间科学目标,空间技术是关键:首先要研制大推力的运载火箭和月球探测器,重点解决超远程测控技术,探测器的月面着陆、巡视与返回等一系列技术。从根本上说,月球探测是一项综合性航天工程,为完成这一历史性任务组成工程的每个系统都要协调安排,自不待言。

  三、军、民、商三领域航天活动按其投资方或使用方划分为军用、民用和商业三领域是不言而喻的,这也是国际上通用的划分方法。我国目前不存在严格意义上的商业航天。我国所有的航天活动基本上都是国家投资,政府行为。即使有个别向国外提供服务,也是政府间行为,或是由政府支持的。我国的军用航天和民用航天的界线泾渭分明,不容置喙。值得注意的是,在国外的航天发展中,军民结合、寓军于民、寓军于商的趋势在日益增强。

  综上所述,航天三领域不同的划分,各有特点和适用范围。按照空间技术、空间应用和空间科学新三领域的划分更合乎国情。航天活动要把应用作为它的出发点和落脚点,这是毋庸置疑的。圣人曰:“工欲善其事,必先利其器。”为达到应用这个落脚点,必须把空间技术这一利器放到优先发展的位置。

分享:
【关闭】 【打印】

必威登录平台☛「官网进入」