2018年07月20日 星期五
三类可利用的太空资源

    一类资源就是轨道资源。因为你是个天体,就要按照天体力学这个规律来运行,不能像在陆地、海洋或者大气层内,你修条路、制造飞机就可以走,上天必须按照天体力学的规律来运行,运行轨道的轨道面必须通过地心,才能运行。

    轨道对于任何国家来讲都是非常珍贵的资源。现在有三种轨道比较典型,有一种轨道叫地球同步轨道,在该轨道上卫星的轨道周期等于地球的自转周期,同时运行方向一致,这样这颗卫星与地面的相对位置保持不变。当轨道面和地球的赤道面重合时我们称它为地球静止轨道,因为在这样的轨道上运行的卫星将始终位于赤道某地上空,相对地球表面静止,轨道高度约为3.6万千米。在该轨道上卫星覆盖范围很广,只要在赤道上空均匀分布三颗卫星就可以实现全球通信。当你将一颗装载有各种有效先进传感器的卫星送入这个轨道,便可以得到三分之一地表的各种清晰数据,这是多么重要的战略资源,是必须争夺的轨道。

    第二种轨道叫太阳同步轨道。在这个轨道发射一颗卫星,每天上午9点半可以到北京航空航天大学走一趟。

    另外一种轨道叫极地轨道,我们发射一颗卫星,地球是自转的,一定时间把整个地球都观测一遍,我们当年的嫦娥一号、嫦娥二号,就到月球上把包括南极北极的月球资料传回来了。

    第二类资源是环境资源。人、生命、物质、材料在地球上都有重量,但是航天器已经克服地球引力进入太空了。想象一下,没有重量的时候,人、生命、材料、物质将以什么规律在生活?人要探索浩瀚的宇宙,人要研究它,便要利用这个环境。在没有航天技术的时代,科学家通过高塔来进行微重力实验。有了航天技术,我们的飞船、我们的空间实验室、将来的空间站,一年365天都失重了,在这个环境里可以做相关的课题研究。

    另外一个是辐射资源。太空中辐射很强烈,我们在地表上因为有大气层的层层保护,对辐射的感受并不明显,但轨道上并没有大气层保护。辐射对生物、材料等有利有弊,我们正在研究各种生命体和物质暴露在太空辐射中将会产生什么影响。我们把生物、水果、农作物的种子暴露在微重和辐照的环境下一定时间,它的基因就发生变化了,可以产生产量大、味道好的新品种。现在中国已经具备了这种能力。

    更重要的是太阳能。在地面上的夜晚、阴雨天气得不到太阳能,而且穿过100公里大气层的厚度太阳能衰减得很厉害。但太阳能在轨道上取之不尽、用之不竭,没有大气层衰减。现在所有的航天器都有两个大翅膀利用太阳能发电,而且从技术上要做到无论航天器发生任何姿态变化,都保持着帆板正对太阳。现在我们的科学家在设想:能不能在轨道上建立一个太阳能发电站,把太阳能送到我们地球表面上来。现在还有一个问题没得到很好的解决,这么大的能量怎么从轨道上送到地面上来,还没找到好的科学办法。

    再一个资源就是物质资源,我们地球现在各种资源都是奇缺的。但是太阳系有八大行星,每个行星都有它的卫星、小卫星,还有彗星,这些成千上万的行星上有无地球上稀缺的资源?或者能否找到一个类似地球环境的行星让人类能够生活。人类生存需要水、氧气,我们探索浩瀚的宇宙,就是要解决这个问题。离地球最近的地外天体就是月球,人类首先对它进行了探测,从月球上也获得了一些研究材料以供科学家研究,尤其是我们中国的一个天文学家,他经过研究认为月球上有一种地球上稀缺的材料,它是一种人类可控的核聚变发电的原料——氦-3,他估计月球上的储量是地球的几百万倍。假如说把月球的氦-3用以发电,可以供给人类使用上万年。

    月球上没有空气,有没有水争论很大。假如说有水,人就能生活,有水的话就可以变成氧气。火星上有没有?现在也在争论。另外探讨人类能生活的环境,万一有一天地球上的人生存不下去了,就移居到那里去。

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