空間技術發展面臨的問題
空間技術包括了如此多的學科和技術,復雜的程度幾乎可以說是史無前例的。所以,空間技術發展過程中不可避免的遇到了各種問題,將來也必然要遇到更多的問題。我認為這些問題大致可以總結為兩個方面,一方面為技術上的問題,另一方面是非技術方面的問題,包括與政治、經濟、軍事的聯系和影響,以及對于倫理,哲學的影響。
對于技術方面的探討一直是十分專業的。在世界空間技術發展過程中,首先遇到的是火箭發動機和動力的問題,時至今日火箭發動機的發展也不是那么盡如人意,還是顯得太過笨重了,效率很低。幾十噸甚至上百噸的火箭,有效載荷卻只有幾噸,都是由于發動機和燃料的品質決定的。雖然如今的火箭能夠把人送入太空,但是目前的火箭發動機遠遠不能滿足人類的需求。但是發動機的更新換代是需要很長的時間的,需要很多技術做基礎,所以我認為,尋求新型的火箭發動機是空間技術突破的關鍵之處。
航空航天事業另一個制約空間技術發展的是材料。在過去空間技術發展過程中,各種新型材料為航空航天做出了很大的(網學)貢獻。但是,這卻導致了空間技術對于材料科學有很大的依賴性,導致目前材料成為了束縛空間技術發展的方面。空間技術的發展對材料科學提出了更高的要求,新型的材料必須滿足未來飛行器的要求,大致為四個特征:更強,更剛,更耐熱,更輕,也就是比強度高,比模量高,還要耐高溫。甚至某些材料還要有自適應智能控制功能。
由于大部分的航天器是無人操縱的,這就要求航天器的電子系統要更加可靠,能處理更多的突發情況,也就是人工智能的要求。由于距離地面更遠了,對于通訊系統的要求也更高了。要保持系統的正常運轉,并能夠充分的可控,對于電子系統的要求要遠高于地球表面的各種系統,要保證很高的可靠性和盡可能長的壽命,這也是對于電子技術的考驗。
另外一個重要的方面是可靠性和安全性,自從有了載人的航天器以來,由于和航天員的生命密切相關,可靠性和安全性就成為了頭等重要的大事。但是盡管人們充分的認識到了安全的重要性,在航天史上依舊發生了很多災難性的事故,使得航天事業蒙上了一層陰影,嚴重的影響了空間技術的發展。雖然說事故是不可避免的,但是我們要盡可能的減少航天員的生命危險,這是一個永無止境的精益求精的過程。
還有許多其他方面的問題,比如說推進燃料的問題,航天員的訓練等。還有一項不得不提的是工藝制造問題,這是我國非常薄弱的環節。另外,空間技術發展過程中對于環境,資源的影響,也影響到了人們對于空間技術的態度。逐漸增長的太空垃圾,發射火箭對大氣的污染,這些也都是亟待解決的問題。 另一方面,以往人們談起一件高新技術的工程,總是將技術的實現作為主要矛盾。但是對于空間技術這樣影響廣泛的技術來說,就不能不考慮非技術方面的問題了。發展空間科學技術,不能靠個人或者小范圍的力量,有些工程甚至國家的力量都不足以實現,需要靠世界范圍的合作才能實現,另一方面,空間科學技術的發展也可能完全是有利的,還會存在這樣那樣的顯性的和隱性的風險。所以,非技術方面的問題也是很重要的一個方面,有時甚至決定了一段時間內空間技術的發展情況。
在空間技術發展過程中,也遇到很多來自國家,社會,經濟方面的制約。但這并不是由于技術本身發展的問題,而主要是由于技術發展的整體性和前瞻性不夠。例如美國曾經產生過關于空間站的爭議。建立空間站的想法本來是不錯的,但是在使用過程中,人們逐漸發現了一些不足之處,比如科學研究條件差,有一些國會議員甚至認為原來意義科學價值所剩無幾。另一個方面是關于經費爭議,空間站的商業性無法開展,然而其高投入占用了其他航天計劃的發展,這些原因自然會引起爭議。再比如航天飛機技術的爭議,美國大力發展的航天飛機,從技術上講,是人類一項偉大的工程。但是在使用過程中,航天飛機并沒有預想的那樣降低運輸費用,每次發射前都需要各種準備工作,使用維護不便,發射頻率較低,而且系統復雜存在很多未知安全隱患。空間技術在軍事上的應用更加引起了全球范圍的爭議。如果不限制空間技術的軍事應用,等待空間技術的不僅僅是臭名昭著的名聲(像核彈一樣),而且是對于空間技術本身發展的極大打擊。然而雖然人們意識到這點,但是依舊陷入囚徒困境之中,無法放棄對于空間技術在軍事上的應用。歷史上,空間軍事化曾經一度是很重要的問題,美國曾經制定過的SDI(星球大戰)計劃,前蘇聯也有其相應的計劃,甚至在冷戰結束以后,但空間軍事化仍然是一個很大的問題。這個問題目前由于空間技術并不成熟而不是十分顯著,但是等到航天器像飛機一樣普遍的時候,人們還不放棄空間軍事化的思考方式,那將嚴重的影響人類對于空間技術造福人類的信心。
同時,由于空間科學技術代表了一個國家的綜合實力,所以導致一些極端的追求國家威望而忽視應用目的的現象發生,我認為這也是不可取的。空間技術是為了實用的目的而產生和發展的,若是僅僅為了國家威望,這樣的代價實在太大了。比如說美國的阿波羅探月計劃,后來被迫終止了,我覺得是因為對于國家威望過于重視而忽視了實用的目的而造成的,脫離了當時的技術條件。
還有,目前看來,空間技術的經濟效益還不是十分明顯。對于空間技術的投入和產出并沒有想象的要好。這也是空間技術發展過程中面臨的一個很重要的問題。空間技術的發展目前還主要由國家和政府支持,這是遠遠不夠的。當然,這一方面和國家政府對于核心技術的控制有關,另一方面也是由于空間技術的經濟潛力沒有完全開發出來。
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