戚發(fā)軔
軌道資源
航天器在天上運(yùn)行,是遵循天體力學(xué)的規(guī)律沿著軌道運(yùn)行的,這個(gè)軌道資源是有限的,非常珍貴。
首先,最珍貴的軌道資源就是地球的靜止軌道,一顆靜止軌道衛(wèi)星可以覆蓋地球表面約1/3的區(qū)域。衛(wèi)星被發(fā)射到這里以后,它相對(duì)地球是靜止的,位于赤道上空3.6萬(wàn)千米的地方。
如今,靜止軌道上能夠運(yùn)行的衛(wèi)星數(shù)量,已遠(yuǎn)不能滿足世界各國(guó)的需求。當(dāng)年,我國(guó)衛(wèi)星發(fā)射基地選址四川西昌,就是希望離赤道越近越好。如今,我們已經(jīng)把發(fā)射基地建到海南文昌了。
地球只有一條靜止軌道,任何國(guó)家都想用它,但誰(shuí)有能力,誰(shuí)才能把衛(wèi)星送上去并在軌道上占有一席之地。當(dāng)然,除了靜止軌道,還有太陽(yáng)同步軌道和極地軌道,這些都是可以利用的資源。
太空環(huán)境資源
天上的環(huán)境跟地面的環(huán)境不一樣,許多在地面上做不到的,如失重、真空和輻照,在天上就能夠辦到,而且還有用之不竭的太陽(yáng)能。在地球上,任何生命、生物和物質(zhì)均處于有重力場(chǎng)的環(huán)境,而天上沒(méi)有重力,因此,如何利用天上的環(huán)境資源顯得非常重要。
我國(guó)于2016年4月6日發(fā)射的首顆微重力衛(wèi)星,主要就是通過(guò)提供空間微重力環(huán)境,做一些地面上不能做的實(shí)驗(yàn)和研究。有些生物的種子,如農(nóng)作物、蔬菜的種子,在天上培育一段時(shí)間以后,會(huì)因空間環(huán)境變化發(fā)生基因變異(非轉(zhuǎn)基因),這些種子再經(jīng)過(guò)農(nóng)業(yè)育種專家的培育后,能進(jìn)一步選出優(yōu)良的品種,如能具備產(chǎn)量高、抗病毒、營(yíng)養(yǎng)豐富等優(yōu)勢(shì)。這類品種如甘肅的辣椒、陜西的豇豆等,都已在市場(chǎng)上得到推廣,它們都是在輻照和微重力等環(huán)境因素綜合作用下培育出來(lái)的,這在地面上是做不到的。
此外,太陽(yáng)能也是取之不盡的資源,盡管地面上有太陽(yáng)能發(fā)電站,但太陽(yáng)能穿過(guò)1000千米厚的大氣層后,會(huì)衰減得很厲害。而且因受晝夜和天氣的影響,抵達(dá)地球表面的太陽(yáng)能就很弱了。而在軌道上利用太陽(yáng)能,就不受這些因素的影響。
我們的衛(wèi)星和飛船上都有兩個(gè)大的太陽(yáng)翼,它是一種收集太陽(yáng)能的裝置,能提供源源不斷的能量。而人類社會(huì)的能源危機(jī)是否也可以依靠太陽(yáng)能解決呢?現(xiàn)在,有多名航天專家提出,可以在距離地球表面3.6萬(wàn)千米的地球同步軌道上建太陽(yáng)能電站,把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能之后,傳送到地球上來(lái)。
物質(zhì)資源
人類社會(huì)發(fā)展很快,對(duì)資源的消耗也很快。據(jù)科學(xué)家估計(jì),按照目前的使用速度,地球上的石油和天然氣再過(guò)50年就會(huì)用完;現(xiàn)在的煤炭資源還比較豐富,但也許再過(guò)100年就沒(méi)有了,那么我們的子孫后代怎么辦?我們居住的地球該怎么辦?
因此,我們必須尋求新的資源。去哪里尋找呢?科學(xué)家們指出,要上天、入地和下海。
人們首先就想到了離地球最近的月球。美國(guó)人曾經(jīng)把月球上的巖石帶回幾十千克,送給了中國(guó)1克。這1克中的一半留在博物館,另一半給了中國(guó)月球探測(cè)工程首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)。
歐陽(yáng)自遠(yuǎn)通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),在月球上有地球上稀缺的同位素3He,這種元素是核電站的原料,在地球上的儲(chǔ)量大概幾百噸,而粗略估計(jì)在月球上有幾百萬(wàn)噸,要是把它取來(lái)發(fā)電,可以供地球使用上萬(wàn)年。除月球外,還有八大行星和它們的衛(wèi)星以及其他小行星,這些都是人類需要探索的地方。
中國(guó)有權(quán)利利用太空資源,也有義務(wù)探索太空資源。要利用和探索太空資源,就要發(fā)射各種各樣的航天器——各類衛(wèi)星、載人飛船和探測(cè)器。
目前,中國(guó)在天上有160多顆衛(wèi)星在工作,但全球在軌衛(wèi)星共有1600多顆,中國(guó)只占1/10多,而美國(guó)占了1/3,有500多顆。我們有能力縮小這個(gè)差距,僅2016年一年,中國(guó)就有22次航天發(fā)射任務(wù),有幾十顆中國(guó)航天器成功上天,今年將有28次發(fā)射。因此,我們有理由相信,中國(guó)會(huì)有更多的衛(wèi)星來(lái)利用和探索太空資源。