世界空间技术发展趋势

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/01 19:08:01
世界空间技术发展趋势2007年01月07日 22:50    40多年来空间技术的进步,概括地说,运载工具运送航天器的能力从几十公斤增加到几十吨;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,它已迅速而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。
    航天运输系统
    降低航天器发射价格是各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。
    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。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。
    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,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。 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。国际空间站有实验舱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。
    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。
    闵桂荣 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,他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。


原文http://hi.baidu.com/jhlb/blog/item/125f0ed1570c7fd3562c84e5.html世界空间技术发展趋势2007年01月07日 22:50    40多年来空间技术的进步,概括地说,运载工具运送航天器的能力从几十公斤增加到几十吨;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,它已迅速而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。
    航天运输系统
    降低航天器发射价格是各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。
    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。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。
    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,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。 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。国际空间站有实验舱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。
    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。
    闵桂荣 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,他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。


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