在太空中理家范文1
太空安全是国家安全的重要组成部分。长期以来，太空对美国国家安全和利益发
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申明:本网站内容仅用于学术交流，如有侵犯您的权益，请及时告知我们，本站将立即删除有关内容。 从控制太空到领导太空
太空安全是国家安全的重要组成部分。长期以来，太空对美国国家安全和利益发挥着不可替代、并且越来越重要的作用。
太空系统已成为美国战略资产，太空资产安全也成为美国首要国家安全利益。在此背景下，美国一些智库和政府高官相继提出国家太空威慑战略。美国官方尚未明确公布国家太空威慑战略，但是种种活动迹象和公布的政策文件表明，美国正把太空威慑纳入国家安全战略体系。
2006年，小布什政府在新的国家太空政策文件中首次提出，太空资产是美国生死攸关的国家利益。
2010年，奥巴马政府出台美国第一份国家安全太空战略文件。其战略的直接目的就是确保美国的太空领导权。这要求美国重新认识太空环境、开展国际合作、实施太空威慑以确保美国太空资产安全，从“控制太空”转为“领导太空”，建立太空新秩序。
美国太空安全战略的最终目的是谋求世界霸权。美国国家太空政策和太空安全战略长期坚持的宗旨，是保持美国太空优势和太空领导地位，保障国家安全和国家利益，倡导自由、和平利用太空等原则。
美国国家太空威慑战略包括战略目标、战略能力和战略途径，是一个自上而下的综合性的国家防务战略。
但该战略将如何建构和实施，还有许多疑问。美国的国家权力和太空权力世界领先，但是以“金砖国家”为代表的新兴国家群体性崛起，对美国的太空霸权构成挑战，美国在太空领域一超独大的局面正逐渐改变。太空战将成为未来战争的主要形态，太空系统将是未来战争不可或缺的支援和保障系统。
美国太空威慑战略必须处理太空威慑力量与核力量平衡发展的关系、太空安全与网空安全相互补充的关系、太空威慑与太空防御的协调共存的关系。另外，美国需要处理好与其他太空大国、核大国、拥有大规模杀伤性武器的国家之间的关系，提高对恐怖主义组织的情报能力和防控能力，对具有实质性威胁的恐怖组织及其网络必须彻底清除。
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太空美术又称天体美术,是建立在现代天文科学和宇航科学的空间探测及理论研究成果的基础之上、以绘画的形式来展示宇宙天体的真实景色以及未来人类更深入认识太空的构想。(《科学在传播中与艺术的互动——太空美术的形成》作者:张品 中国学术信息网1994-2010。)
太空美术是在天文学研究的基础之上发展起来的,虽然形成时间不长,发展历程却很久远。早在1609年,伽利略就试图通过改造的望远镜来观察天体,并描绘出人类历史上第一幅关于天体的素描写生《月面图》。在这之后的二百多年里,由于摄影技术尚未出现,天体素描画就成为这一时期天文学家研究的记录手段。但是这一时期的绘画是以记录和研究为主的复制写实,和太空美术的概念相比,在审美情趣和表现意识上还略显晦涩。
1711年,意大利美术家克雷绘制了关于太阳、月亮、水星、金星、火星、木星以及彗星的8幅油画作品。当然,太空美术的形成,不仅是一种美术语言的表达就足够成形,美术家们对于太空美术的创作还探寻了其他的创作形式,如1865年,凡尔纳创作出版了天体铜版画《从地球到月球》。
至1893年,摄影术诞生后,作为记录天文学研究的天体画逐渐被摄影术所取代。然而摄影术却成就了天文美术家们,他们开始寻求在科学与艺术审美共生的立足点。以美术的形式诠释科学知识,也以科学的完善来充实艺术内涵的扩展。如阿恩海姆在《艺术与视觉》中所说:“在艺术中,人的心灵运用一切有意识和无意识的能力去接收外部世界的信息,并给这些信息赋以形状和加以解释”(鲁道夫·阿恩海姆,《艺术与视觉》,滕守尧、朱疆源译,北京:中国社会科学出版社。1984。638页。)。
天体画的逐渐退役,反而促使了太空美术向艺术性的方向发展起来。太空美术家开始寻求科学与艺术的契合点,在尊重事实的基础上,融入自我对客观的理解,以及选择不能的创作手法来表达他们的作品而非记录。比如,法国画家特鲁夫洛的15幅天文作品首次成为科学美术作品和教材,并且在1895年发表的《大众天文学》中刊登广告来宣传这部画集。德国画家克兰兹也创作了一些天文美术作品,发表于《宇宙和人类》。天文美术家和天文科学普及工作者吕都,在二十世纪初期拍摄和绘制了多幅作品分别发表于英国和法国的书刊上,用来普及天文知识。这些着作由法国着名的拉鲁斯出版社以巨开本的形式出版。其中包括《天》、《在别的世界》、《天文学——天体和宇宙》(《太空美术与科学普及》,作者:李元《科普研究》第2期2006年6月,44页。)。
美国着名太空美术大师邦艾斯泰也深受吕都影响,创作了大量的太空美术作品。他于1944年《生活》画报上发表的名为“土星世界”的组画,排除了图解说明的性质,而转换成为真正艺术的形式,也成为太空美术成为专门的绘画领域奠定了基础。1946年,他又创作了《月球旅行》组画,以及与火箭专家冯·布劳恩等合作的《征服太空》、《征服月球》、《火星探测》等系列图书画册。
进入二十世纪五十年代之后,随着航天技术的提高,人们对宇宙的认识加深,太空美术进入了大发展时期。1957年10月第一颗人造卫星由前苏联发射成功。1964年,前苏联宇航员列昂诺夫第一个离开飞船走进太空,特别的经历,使他成为了一名出色的太空美术家。他与另一位太空画家科洛夫于1984年,合作出版了着名的《人和宇宙》大型画集,收录了近百幅太空画作。
同时期在太空美术中做出卓越贡献的还有很多。如英国的哈代出版的太空画集《星球世界的挑战》。日本被誉为“东方之星”、“日本的邦艾斯泰”的岩崎一彰,与美国科普作家阿西摩夫合着了《宇宙美景》画集。此外,还有美国的米勒、麦考尔等天文美术家,分别在结合科研的画册出版、油画、壁画等多种绘画形式找到了太空美术的语言和表达,也为太空美术的发展再增成果。
二、中国太空美术创作发展
建国以来,我国的航天事业发展迅速。太空美术也逐渐被重视起来。李元作为天文学家、天文科普专家和北京天文馆的创始人,将大量的国外太空美术作品收集研究,展示给国人。也培养了中国第一批太空美术家,其中就有我国本土着名的太空美术画家喻京川。1954年,李元与卞德培合编了一套大型科普活页图册《天文学图集》,图集中收集了大量的天文图片资料,成为迄今为止收录最全面的天文科普图册。李元又于1984年,在世界着名太空美术评论家、美国宇航博物馆前馆长杜兰特等人的协助下,组织了颇受关注的“宇宙画展”和“宇宙在召唤”太空美术展览。这次展出奠定了太空美术在中国发展的基础。
被称为天文奇才的闵乃世,将天文教育形象化,较早的编撰绘画了大量的天文科普读物,并将天体绘画融入了设计装置艺术的元素——擅长以独特的设计手工和绘画直观的展示天文知识。
深受李元对太空美术的的热情影响,喻京川较早的成为太空美术的探索者。1997年,在北京举行的“97’北京国际科幻大会”中的“科幻美术作品展”中,喻京川以他的《鹰巢探幽》等30幅作品与世界太空美术家列昂诺夫等人同时展出。
此外,天文摄影家周熠君将天文观测与摄影技术相结合,创作了大量充满梦幻色彩的天文摄影作品。他也以不同形式绘制了大量的数码和素描太空美术作品。美术家吴同椿为中国画创作与太空美术构建了一座桥梁。他的作品立意于太空,深受艺术界与天文界的认可,先后被各地天文馆邀请出展。
2008年,美术教育家张鹏教授将科学与艺术的思想联系起来,提出了《油彩艺术的观宇架构》的科研课题,并创作百余幅油画创作,先后举办了三次课题阶段性成果展,其中包括广廷渤的油画《天眼》、张鹏的油画《冰河世纪》、巫晓疆的油画《绚丽的中子星》等作品,从不同视角,不同油画技法和手段表现了画家个人对天文天象的理解和诠释。同时,创作团队发表了多篇的学术论文,包括刘晓红的《新的冲击》、张君的《乾坤万里眼,时序百年心》等。(《仰望星空》主编:张鹏,赵慧平,刘凤山,沈阳出版社 2009,12)此次课题的展开,也揭开了中国太空美术的新方向,一方面,它以课题的形式,集中了一批画家和美术爱好者参与到自然天文与艺术的结合的研究探索中;另一方面,它也发展了中国太空美术的艺术形式,由之前较为单一具象的表现形式发展到以油彩为基础,画家主观想象和主观表达深入其中的多角度、多风格的表现。至此,太空美术创作在我国,出现了抽象的油画表现形式。
三、国内抽象天体油画的创作特点
太空美术,是以科学的形式升华到艺术的层面的一种创作,它既需要创作者尊重科学事实,了解掌握已有的科学知识现状,又需要创作者发挥自主的想象力和分辨力,去完善科学成果和探索路程并发现未来的发展方向。它既要与科学同行,又要走在科学以先,又可以是一种时空倒置错位。
所谓抽象, 朱光潜《形象思维在文艺中的作用和思想性》:“抽象就是‘提炼’,也就是毛泽东同志在《实践论》里所说的‘将丰富的感觉材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造制作工夫。’”(《形象思维在文艺中的作用和思想性》,朱光潜,《中国社会科学》1980,第二期)可见,抽象就是指从许多的事物当中,舍弃他们非本质的个别属性,抽取出其本质共性的东西,从而形成一个概念或者一个象征性的符号。是一个由从共同本质出发来加工提炼的结果。进而,我们说抽象绘画,也就是在与具象画相比之下,更为简明的对与事物的加工提炼与概括的绘画。太空美术家喻京川把太空美术分为三类:一是建立在科学研究,且完全遵守科学事实基础之上的太空科学美术;二是以科学幻想为主,具有预测和前瞻性的太空科幻美术;三是以纯幻想为主,表现抽象的太空世界以及人的内心世界、潜意识的太空意向美术。
国内太空美术中的油画创作有相当一部分抽象形式的作品。与国外不同,国内的创作,常以现代天文成果为基础,结合画家对于成果之外的设想,创作结合画家的内心情感。与国外相比,以英国的着名太空美术家哈代的作品来说,他喜欢把历史故事或者是太空幻想加入创作中,注重结合上的分布与形式感,作品的叙事性和故事性较强。东方人保守传统更注重传统的传承,喜欢遵循事物的本质,使事物看起来合情合理,画面也总体现着儒家思想的中庸之道的基调,较比西方人选材的大胆直接、切入主题的特点,显得婉转而隐晦。正因为如此,早期的中国的太空美术家选择了中国传统的中国画表现形式。国画独有的渲染特点在表现宇宙的空寂非常适合,也表现出了中国绘画质朴纯真的一面。但是绘画材料的选择上,水墨轻薄的特质也有其在厚重质感上表现的局限性。这也促使中国太空美术向更多表现手法的探索中前进。
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2009年2月10日注定是人类宇宙史上的一个悲惨日子，美国和俄罗斯的两颗卫星在西伯利亚上空约800公里处相撞，导致一颗正在工作的美国“铱33”商用通信卫星彻底损毁，连同一起丧身的是俄罗斯的“宇宙2251号”卫星。卫星产生的大量碎片，犹如“天女散花”，成为两团可怕的太空垃圾云。
卫星相撞为哪般
撞星事故发生后，美俄两国有关部门及专家们众说纷纭。美国铱星公司称：相撞可能源于俄罗斯卫星失控；俄罗斯国防部认为：美国卫星误闯“垃圾轨道”……太空是如此的广阔，卫星为何还会发生相撞？
专家解释说，尽管卫星发射后都在其事先计算好的轨道上运行，通常都很难见到其他卫星的踪影，但是卫星运行轨道并不是固定不变的，它往往会受到诸如稀薄大气层、地球不规则性等各种因素的影响。例如，地球是一个不规则的椭圆球体，卫星受到的引力并不是线性和恒定的，经过长时间的变化积累，就有可能使卫星大大偏离原有轨道。
尽管这次美俄卫星相撞的“小概率事件”是首次发生，但是卫星与各种太空垃圾同处共存，可以说是危机四伏。据有关资料显示：近几十年来，人类已经向太空发射了6000多个各种各样的航天器,目前，在太空中不仅仍有600～800个航天器在轨道上正常工作,更有数千个丧失功能的航天器在轨道上乱闯乱窜，加上发射航天器时产生的大大小小数亿计的碎片,它们像雪花一样漂浮在地球的上空。更可怕的是，哪怕是一块像鸡蛋大小的碎片以每秒10千米的速度在太空中飞行，其破坏力也相当于同等质量TNT炸药爆炸时释放能量的24倍，这就是说，航天器一旦碰到碎片，就难逃机毁人亡的厄运。
“绿盾计划”扬剑出鞘
由美国、俄罗斯、中国和欧洲等国家组成的“空间碎片协调委员会”对太空垃圾进行了长时间的有效监视和追踪。结果表明，围绕地球上空的数以千万计的碎片垃圾已经到了极其严重的程度。不少航空航天专家认为，与其说这次美俄卫星相撞是一个“偶然”事件，还不如说是一个终将发生的“必然”事件。据有关专家们测算，自苏联1957年发射人类第一颗人造卫星以来，各国航天活动已产生大量“太空垃圾”，到2010年，太空废弃物将比目前增加3倍，到2300年，可能任何航天器都无法进入太空轨道了。“当前，不仅地球需要环保，就连浩如烟海的太空也需要环保！”一位长期从事环保科研专家发出无奈的感慨。
据悉，世界有关国家正在积极开展被人们称之为“绿盾计划”的清除太空垃圾行动。他们宣称，人们将采用以下5种方法来对付太空垃圾：第一种方法是把将要失效的卫星或航天器送入指定“轨道墓地”，让它们在太空中永久“安息”；第二种是用导弹来摧毁失效卫星或航天器，让它们“粉身碎骨”地坠落；第三种是由卫星所属国自行负责处理，“谁家的孩子谁家抱”；第四种是把故障卫星送回地球或进行太空修理，“利旧利废”做到物尽其用；第五种是用激光装置让它们在大气层坠毁，让其“火葬”，烧成灰烬。
期盼打造“绿色太空
随着太空碎片大量增多，今后卫星和碎片相撞的太空“惊险场面”恐将越来越频繁，研究人员期盼打造“绿色太空”的愿望能够早日得以实现。有的航天专家提出，制造一种具有“太空清洁车”功能的航天器，让它们专门负责“打扫太空清洁卫生”，用来收集并带回“太空垃圾”。更有航天专家大胆地设想：“到二十二世纪，人类也许已经成功移居太空”，将来“在太空废品改造基地就地处理太空垃圾，也许已不是一件难事”。
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军事太空行动基本原理
军事太空对联合行动的贡献
太空能力在与军事行动紧密结合时，已被证明是重要的力量倍增器。太空能力向作战司令部司令、各军兵种和各相关机构，提供全球通信服务、定位/导航/授时（PNT）服务；提供环境监视、天基情报/监视/侦察（ISR）和告警服务。为促进有效的一体化，联合部队司令及其参谋们应在两方面保持一致和清醒的认知：①太空力量如何为联合行动做贡献；②为实现国家安全目标，军事太空行动应如何与其他军事行动一体化。
太空与“联合行动原则”
作战司令部司令们为实现国家安全目标，必然需要太空力量的支援。太空力量遵循联合行动原则，并促使“其他联合力量运用联合行动原则”成为可能。
太空行动要考虑的因素
太空能力应由受援司令来一体化同步化到具体的“联合进攻/防御行动、联合战役规划、联合作战方案、联合行动规划（OPLAN）以及联合行动命令秩序”之中。太空力量同时支援多个用户，因而需要进行广泛的协调、规划，需要对各种需求和各种能力进行预先识别。美国战略司令部司令将确定使用太空能力的优先次序，并与受援司令进行协调，提出关于国防部太空系统分配/调配的建议。
太空的特征
太空环境具有影响军事行动的特殊条件。太空的特征是：①无地理边界（没有领天限制）；②卫星轨道参数遵从物理学定律（卫星可在有限范围内变轨，但变轨消耗燃料）；③太空环境影响航天器的尺寸、重量和功率等；④依赖电磁频谱（天基系统收发信息/信号的唯一媒介是电磁频谱，这些系统所用电磁频段是固定的，一旦上天就不能改变。确保太空资产的行动自由，必须拥有制电磁频谱权）。
太空行动的5个领域
太空态势感知（SSA）
太空态势感知就是“对运行在地面环境和太空疆域中的太空能力进行表征”。太空态势感知的内容有：①太空监视、采集和处理的一体化；②环境监测、处理和分析；③美国卫星系统及合作卫星系统的状态；④美国及多国太空就绪的状态；⑤太空疆域的分析；⑥利用情报源辨识敌方利用太空能力的情形、辨识敌方对己方太空能力的威胁（同时提高联合力量司令部了解敌方意图的能力）。
太空力量增强
太空力量增强指的是“通过提高某个部队的作战潜力、增强其作战感知能力和提供关键的支援，来提高联合部队的效能（effectiveness）”。太空力量增强包括：情报/监视/侦察；导弹预警；环境监测；卫星通信（SATCOM）；定位/导航/授时。
太空支援
太空支援领域包括“运行和维持太空力量所有单元（遍布军事行动所在各处）所必需的”那些基本能力、功能、活动、任务。太空支援的组成包括：航天运输、卫星作业、太空力量重构。
太空控制
太空控制支持友军在太空中的行动自由，并在必要时阻止敌方干扰/攻击美国及盟友太空系统的企图、取消（negate）敌方的太空能力。太空控制包括进攻性太空控制（OSC）和防御性太空控制（DSC）。
进攻性太空控制是指：①为防止敌方恶意使用美国/第三方太空能力而采取的措施；②为取消敌方用来“干扰或攻击美国/盟国太空系统”的那些太空能力而采取的进攻性措施。
防御性太空控制是指：①为维持“对太空系统进行利用”的能力而采取的主动和被动措施；②为保护友方太空能力免受“攻击/干扰/非故意危害”而采取的行动。
太空力量运用
太空力量运用是指“在太空中、经由太空和来自太空”的作战行动。这些行动通过“使敌方地面目标处于危险中”而影响敌我冲突的进程和结果。太空力量运用使命任务领域包括：弹道导弹防御；力量投送能力（如洲际弹道导弹）。
太空力量的指挥与控制
指挥关系
联合太空力量和能力是全球军事行动的一个有机组成部分，需在美国战略司令部司令和各作战司令部司令间建立多种指挥关系。美国战略司令部司令担当《统一指挥规划》（UCP）所赋予的实施太空行动的角色。美国战略司令部司令指定联合功能太空分司令部司令来管理日常太空作业。美国战略司令部司令将确定指挥权限，在恰当时下放战役控制权或战术控制权。通常，那些支援各作战司令部司令的太空力量，仍隶属于美国战略司令部。不过，有时可能有必要把这些太空力量的指挥权移交给某位作战司令部司令。
太空协调官（SCA）
受援联合部队司令（当被区域作战司令指派为太空协调官时），负责把太空能力与本区域内的行动一体化起来，并对本区域内的联合太空行动进行协调。根据行动的复杂度和范围，联合部队司令可自兼太空协调官，亦可指定一位分部司令（或其他人）作为太空协调官。太空协调官主要负责联合太空行动规划，包括确认所在联合部队的太空需求。
战区太空网络
每个区域作战司令部都有太空行动人员驻在各层司令部的参谋机构内。这些人员就美国和外国的军民商太空能力为战区提供咨询，重点从事战区太空行动的具体活动，支持太空协调官研究/收集太空需求、排列太空需求优先级。国防部的一些机构和国家其他机构，部署能提供额外太空服务和能力的战区支援小组。每个军兵种使用不同手段提供太空专门知识，以满足作战司令部内本军种的太空支援需求。
国防部以外能力的作用
作战指挥官的某些需求，并不总能单靠国防部的太空能力来满足。国防部的太空能力可通过美国和别国的民用和商业能力来补充。
角色和职责
新版条令对主导或参与太空行动的以下四类人员和机构的太空行动职责和权力进行了界定。
（1）参谋长联席会议主席和区域作战司令部司令。
（2）美国战略司令部和各联合功能分司令部（联合功能太空分司令部、美国网电司令部、联合功能情报监视侦察分司令部、联合功能一体化导弹防御分司令部、联合功能全球打击分司令部）。
（3）美国战略司令部军兵种分司令部（陆军分司令部、海军陆战队分司令部、海军分司令部、空军分司令部）。
（4）对联合部队给予太空支援的机构（包括国防信息系统局、国家地理空间情报局、国家安全局/中央安全服务处、国防情报局、导弹与太空情报中心、国防特种导弹与航空航天中心、国家侦察办公室、国家航空航天情报中心、国家地基情报中心、国家海洋与大气管理局、参与军事太空行动的商业机构、多国太空行动参与单位，等等）。
规划
行动规划与太空行动
司令们在各类规划和命令下、在各级战争状态下遂行太空行动，行动规划须阐明如何有效集成各种能力、反制敌方使用太空、最大限度地使用有限太空资产、汇总军事行动对太空能力的需求。编制好的规划应描述：①太空行动如何支持司令们的既定目标；②对手如何使用其太空力量；③获得更多太空支援的过程和程序。
行动策略与行动设计
国防部的、商业的、多国的和盟友的太空能力，都可用来支撑行动策略与行动设计。太空能力是实现目标的手段或是支撑“其他能实现目标的手段”的手段。因此，在作战环境下，必须把太空力量和能力与其他力量和能力放到同等重要的位置进行考量。
规划要考虑的关键因素
太空能力需要预先规划。太空力量分布在友方、敌方和非敌非友方。规划者必须了解可用太空资源的限制及太空力量重构的困难；知道如何做才能限制敌方使用太空能力、保护己方对太空的使用。
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太空新旅。天空课堂
6月20日，神舟十号再续飞天传奇，将课堂从讲台延伸至太空。在短暂的40分钟里，三位航天员在天宫一号里分别演示了空中旋转打坐、太空称重、神奇单摆、旋转陀螺、魔幻水球这五项神奇的物理现象，并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流，让神秘而遥远的宇宙第一次被拉近到普通中国人面前。
此次太空授课，有包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女及港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生参加地面课堂活动，全国8万余所中学6000余万名师生同步组织收听收看了太空授课活动实况。北京的汇文中学是这次参与地面课堂互动的学校代表之一，该校的一名高一学生表示，自己印象最深的是水球实验，这让他对水的表面张力有了直观的了解。香港第一个开设航天科技课的邓肇坚维多利亚宫立中学的李裕威老师表示，这种在太空授课的特别方式能引起学生的兴趣，通过互动，学生亦会感到距离拉近，学习热情将更高涨。
这场特殊的太空授课也使得中国的“太空长征”再次成为焦点。美联社称，这是中国使军方支持的太空计划走进普通百姓生活的大胆尝试。美国宇航局顾问委员会成员约翰·劳格斯顿20日接受采访时称，“航天知识的普及代表着一个国家的发展进步水平。”
世界目前只有美国开展过此类活动。早在1986年，美国女教师麦考利夫就被选中，参与挑战者号航天飞机“教师在太空”计划，但不幸机毁人亡。2007年，另一名美国教师芭芭拉·摩根，肩负着航天员、教师和“麦考利夫的继承者”三重身份的使命，随“奋进号”飞上太空，弥补了21年前的遗憾。
作为继美国之后第二个完成太空授课的国家，此次太空授课不仅将提升全民对航天的兴趣，还会从应用上推动天地大容量信息处理产业的发展。
科普创新放飞梦想
科学是一个求知、求真的过程，而求知求真需要动力。很多大科学家都是从小对科学现象产生浓厚兴趣后，才一生献身科学，追求真理。宇航员在太空演示的单摆实验等在地面实现不了的事情，会让学生在头脑中产生很多“为什么”，进而吸引他们去探究神奇的太空现象背后的本质。
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前太空时代的先驱
早在700多年前的明朝洪武年间，一位名叫陶成道的中国人就进行了人类历史上第一次太空飞行的尝试。陶成道是浙江人，喜好研究炼丹技巧。在一次炼丹过程中，丹炉发生了爆炸事故，但陶成道并没有因为炼丹失败而沮丧，反而对和火器的研制产生了兴趣。后来，他成为明朝开国功臣，朱元璋封他万户侯。晚年的他“老夫聊发少年狂”，希望借助火药制成的烟花和随风飞上蓝天的风筝来让自己离开地球表面。他制作了一台飞车，飞车底部捆绑着47支烟花制成的“火箭”，飞车上面拴着两只大风筝。以今天我们所掌握的物理学和工程学知识来衡量，这架飞车的推重比太低，根本无力离开地面很多。陶成道命令仆人点燃飞车上捆绑的烟花后，飞车离开地面不远便在半空中爆炸，陶成道也因此成为人类征服太空的历史上牺牲的第一人。虽然“万户飞天”的尝试没有成功，但陶成道的开拓探索精神却被国际航天界所尊重。20世纪70年代，国际天文联合会将月球背面一座环形山命名为“万户”，以纪念这位太空飞行的先驱者。
真正开启太空时代的，是20世纪初的三维太空理论奠基者――“俄罗斯航天之父”康斯坦丁・齐奥尔科夫斯基（1857―1935）、美国“现代火箭技术之父”罗伯特・戈达德（1882―1945）和德国的“欧洲火箭之父”赫尔曼・奥伯特（1894―1970）。他们虽然没有亲手将火箭、卫星和飞船送入太空，但他们的理论工作为今后一个多世纪的航天飞行指明了道路：康斯坦丁・齐奥尔科夫斯基最先论证了利用火箭进行星际交通、制造人造地球卫星和近地轨道站的可能性，指出发展宇航和制造火箭的合理途径，找寻到火箭和液体发动机结构的一系列重要工程技术解决方案。他还提出火箭汽车、火箭飞机、人造卫星、载人飞船、空间工厂、空间基地、太阳能的充分利用、外太空旅行、行星基地，以及恒星星际飞行等设想，其中在飞船中利用植物生产食物和氧气、依靠旋转产生重力、更好地利用太阳能等设想至今仍是航天领域的研究方向。罗伯特・戈达德提出了液体火箭的设计方案，并成功发射了世界上第一枚液体火箭。尽管这枚火箭从美国马萨诸塞州的奥本发射升空后仅仅飞到了12.5米的高度，但无论是后来帮助阿波罗飞船登月的“土星五号”火箭，还是我国最新一代“长征五号”重载火箭，其基本原理和构造都与戈达德发射的这枚火箭是一样的。 赫尔曼・奥伯特第一个创立空间火箭点火理论公式，并用数学方法阐明火箭脱离地球引力的途径和速度，给出了火箭飞行时间以及飞行距离与燃料等方面因素的关系，奠定了现代火箭设计的基本理论。
有趣的是，三位先贤的太空之梦，都是由科幻小说开启的。齐奥尔科夫斯基和奥伯特都是在阅读了法国著名科幻小说家凡尔纳的著作后，才激发了对太空的向往；而戈达德的太空启蒙则来自英国作家乔治・威尔斯的科幻小说《星际大战：火星人入侵地球》。据戈达德后来回忆：“当我仰望东方的天空时，我突然想要是我们能够做个飞行器飞向火星，那该有多好！我幻想着有这么个小玩意儿可以从地上腾空而起，飞向蓝天。从那时起，我像变了个人，定下了人生的奋斗目标。” 过后，他认为这种幻想正是发源于那本科幻小说。
今天我们将上述三位奉为先驱，但在他们生活的时代，他们的成绩却没有得到广泛认可。齐奥尔科夫斯基的理论当时仅仅在苏联国内产生影响――苏联能够成为第一个发射人造卫星的国家，与它最早接受航天理论不无关系。目前，美国国家航空航天局（NASA）致力于深空探测的戈达德飞行中心，就是以罗伯特・戈达德的名字命名的。而在戈达德有生之年，其处境却相当艰难，他的火箭研究得到的经费资助并不多，《纽约时报》甚至在报道戈达德的工作时讥讽他不懂物理定律，妄图让火箭在真空中飞行。直至1969年，“阿波罗11号”飞船成功将三位宇航员送上月球，在对这一划时代事件大篇幅报道的同时，《纽约时报》在一个不起眼的角落刊登了一则“勘误”，承认当年对戈达德的评论是错误的。
美苏争霸开启太空时代
“二战”末期，德国研制的V-2火箭已经具备了现代液体火箭的雏形，但这N火箭并没有用来进行航天发射和科学探测，而是成为法西斯德国困兽犹斗的最后工具，给英吉利海峡对面的英国造成了不小损失。在美军和苏军分别从西线和东线占领德国后，两国高层也意识到了火箭技术对于未来国家战略利益的重要性，开展了对德国火箭研究技术人员和设备的争夺工作。当时正在美国加州理工大学任教的钱学森先生（后来成为中国航天事业开创者之一），受美国军方委托，也参与到这项争夺中。战后，美苏两国同时开展了运载火箭和卫星技术的研究。
1957年10月4日，苏联将人类历史上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”送入太空，虽然这颗卫星的重量只有83.6千克，功能也不过是在20.005兆赫和40.002兆赫波段向地球发射无线电信号，但这却是人类有史以来第一次放眼太空，将活动疆域扩大到宇宙空间，开启脱离地球引力的 “飞天”梦想。此时正值冷战时期，苏联的成功给自恃在科技领域“天下第一”的美国以当头棒喝，也使得美国奋起直追，于1958年发射了“探险者1号”卫星。
人造卫星竞赛中处于下风的美国，在载人航天的竞赛中再次落败。1961年4月12日，苏联宇航员尤里・加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船从拜克努尔发射场启航，在最大高度为301公里的轨道上绕地球一周后安全返回，历时1小时48分钟，完成了世界上首次载人宇宙飞行，实现了人类进入太空的夙愿。他驾驶的“东方1号”飞船成为世界上第一个载人进入外层空间的航天器。在身材普遍魁梧的“战斗民族”中，加加林着实是个矮个子，身高仅有1.58米，然而在首次飞行的航天员选拔中，个头矮小反倒成了加加林的优势：受制于当时的技术水平，宇宙飞船的座舱相当窄小，要求宇航员除了具备过硬的身体和心理素质之外，身材还不能太高大，而加加林恰好符合所有这些要求。
在苏联之后，美国也成功发射了自己的人造卫星，将自己的宇航员送入了太空。然而两次竞争的失败让美国心存不甘，于是将目光投向了地球唯一的卫星――月球，决心先于苏联将宇航员送上月球。1961年，年轻而富有朝气的新任美国总统肯尼迪向国会保证美国将在10年内将宇航员送上月球，在国会通过相关预算后，美国的登月计划――阿波罗计划正式启动。1962年，肯尼迪总统在莱斯大学发表关于登月的感人至深的演讲，他说，“这个国家是由那些不断进取的人所征服的，航天事业也是如此”；“但有人问：为什么选择登月作为我们的目标？为什么我们要登上最高的山峰？为什么要在35年前飞越大西洋”；“我们要实现更多梦想，它们并非轻而易举，而是困难重重”。
任何伟大事业的成功都不会一番风顺，任何巨大的变革或创造都往往需要极其艰辛的付出甚至生命的代价。在阿波罗计划进行初期，就遭受了一次重大挫折：正在地面进行测试的“阿波罗1号”飞船忽然起火，座舱的不合理设计使得舱外人员无法有效实施救援，航天员在烈火的吞噬下也无法自救，指令长维吉尔・格里森、高级驾驶员爱德华・怀特及驾驶员罗杰・查菲不幸遇难。事后，NASA对事故进行了深入调查，除发现飞船设计的诸多不合理之处外，还发现了NASA整个质量和可靠性管理体系中的深层次问题。在重新设计并进行必要的技术验证飞行后，“阿波罗11号”飞船于1969年载着三名宇航员完成了首次登月飞行，也成就了“登月第一人”阿姆斯特朗的名言――“这是个人的一小步，但却是人类的一大步。”令人唏嘘的是，登月事业最坚定的支持者肯尼迪总统于6年前遇刺身亡，没能亲眼看到他所播下的种子长成参天大树的那一天。反观苏联，因为没有解决登月的一系列技术问题，最终在这场登月竞赛中败给美国。
1972年，当“阿波罗17号”飞船完成最后一次登月飞行后，阿波罗计划画上了一个圆满的句号。今天，当年发射阿波罗飞船的发射架已经不再使用，唯有一块纪念牌向后来者诉说着那段历史。在纪念牌上，镌刻着在“阿波罗1号”事故中牺牲的三位宇航员的名字，一句拉丁文诗歌概括了阿波罗计划的精神遗产：“ad astra per aspera”（“坎坷之路，终抵群星”）。
“东方红一号”奋起直追 苏联将人类历史上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”送入太空
20世纪50年代末，苏、美两个超级大国在太空探索上的成功触动了中国科学家的心。中科院力学所所长钱学森先生、中科院地球物理所所长赵九章先生等科学家积极提出建议，希望尽快开始中国自己的人造卫星研制工作。研制人造卫星是一项综合性很强的工作，需要多部门、多领域的科学家和工程师合作才能完成。比如，卫星的飞行轨道，需要力学家、数学家预先进行计算；卫星内部的电子仪器，需要电子工程方面的科学家和工程师设计、制造；发射卫星的火箭在飞行路线中的风速、风向等，则需要大气物理学家来预测。因此，研究卫星的工作自然而然地落到了科学家云集的中国科学院。按照中央指示，中国科学院成立了“581组”，来进行卫星的研制工作。
在卫星研制进行了一年多后，我们国家遇到了暂时的经济困难，不得不把有限的资源集中到国家更急需的原子弹、导弹上。1964年，我国第一颗原子弹成功爆炸，第一枚弹道导弹也发射成功，这都为人造卫星的研制奠定了基础。同年12月，赵九章先生建议重新启动人造卫星的研制工作，他认为发射卫星和发射洲际导弹在技术上是相辅相成的，人造卫星不仅可以直接服务于国防事业，保卫祖国安全，而且它的研制也能带动科学技术的发展。中央对此十分重视，卫星研发从此走上了正轨。
1965年，我国第一颗人造卫星被正式命名为“东方红一号”。 在卫星设计的过程中，科学家们提出了“上得去、抓得住、听得到、看得见”四个要求：“上得去”就是确保火箭能够把卫星送到预定轨道，成功发射；“抓得住”要求地面上的设备能够对在太空飞行的卫星进行实时监测；“听得到”就是卫星要播放音乐，能够被地面的听众收听到；“看得见”是说地面上的人能够直接用眼睛看到在夜空中飞行的卫星。1970年4月24日凌晨，提出研制卫星号召的主席亲自批准了 “东方红一号”的发射。当日21点35分，在位于我国西部茫茫戈壁滩中的酒泉发射基地，“长征一号”运载火箭喷射出熊熊火焰，稳稳托举着“东方红一号”奔向茫茫太空。随着一个又一个“工作正常”的信息从全国各地的测控站传来，“东方红一号”朝着它的预定轨道稳步前进。21时48分，测控中心根据接收到的信号，判断卫星与火箭正常分离。21点50分，国家广播事业局报告收到了卫星播放的《东方红》乐曲，声音清晰洪亮。22时，科技人员正式向总理报告：“东方红一号”发射成功！
和今天使用太阳能供电的卫星不同，“东方红一号”的电能来源于卫星上搭载的电池，电池一旦耗尽，卫星就会停止工作。1970年5月14日，地面站最后一次接收到“|方红一号”发射的信号后，卫星便归于沉寂。虽然只在太空工作了28天，但比起20天的设计寿命已经算是“超期服役”了。时至今日，已经停止工作的“东方红一号”依然在太空中围绕着地球运行，有时我们依然能看到它划破夜空的身影。
在“东方红一号”发射之后短短46年间，中国的卫星事业从无到有，从弱到强。在太空中，“东方红一号”已经儿孙满堂，中国正在使用的卫星已近150颗。它们之中包括有进行电视信号转播的通信卫星，为天气预报提供观测资料的气象卫星，探索科学奥秘、验证航天技术的科学试验卫星，提供导航服务的北斗导航卫星，以及在太空中观测地面的对地观测卫星，等等。未来，随着新型卫星的不断研发，中国卫星大家庭还会更加庞大。
我要飞到那遥远的地方看一看
1991年，美国邮政发行了一套10枚的邮票，邮票上印制着太阳系的九大行星（冥王星是在2006年的国际天文学联合会大会上降级为矮行星的，此前它被定义成一颗大行星）和我们的近邻月球。这套邮票发行时，除冥王星外，其他行星都已经被人类发射的探测器探测过了。其中，水星由“水手10号”探测，金星由“水手2号”探测，火星由“维京号”探测，火星轨道以外的木星、土星、天王星、海王星则由“先驱者11号”和“旅行者2号”进行探测。这些探测器大都是美国在20世纪70年射的。此后对于太阳系内唯一的恒星太阳和其他大行星的探测一直没有中断过。新技术不断催生出新的探测仪器，使我们可以更精细、更全面地认识我们的星系。在行星探测中，成就最显著的当属火星探测。由于这颗行星在性质上与地球有许多相似之处，科学家们对它的研究兴趣也就更加浓厚。进入21世纪后，美国相继发射的“机遇”、“勇气”和“好奇”号火星车，都成功地在火星表面着陆。这些火星车能够给这颗红色行星表面的岩石和大气做精细分析，帮助科学家们获得新发现。
2015年7月，标注着“尚未探索”的冥王星邮票被美国发射的“新地平线号”探测器带到了冥王星附近，也结束了冥王星未被人类探测的历史。当“新地平线号”的构想刚刚提出时，冥王星的发现者克莱德・汤博还在世，“新地平线号”的首席科学家打电话给汤博，有几分俏皮地问汤博是否允许“新地平线号”造访属于他的星球。汤博淡然地回答说，当然可以，只是这段路寒冷而遥远。当“新地平线号”终于走完这段旅程，从数十亿公里外传回冥王星的图像和科学数据时，这位挚爱宇宙的农家子弟，也终于和他的那颗星球走到了一起，因为他的一部分骨灰就安放在“新地平线号”里。 “东方红一号”
人类飞得最远的探测器，当属“双胞胎”――“旅行者1号”和“旅行者2号”。这两艘20世纪70年代的探测器，从不同的方向朝太阳系之外飞行，至今还在它们携带的小型核能装置的驱动下，传回其所到之处的数据。由于年代久远，探测器上的部分仪器已经损坏，科学家们根据可用仪器测量的数据间接推断，“旅行者1号”已于2013年真正飞出太阳系，进入了更深邃的太空中。“旅行者1号”上搭载了介绍人类文明的金色唱盘，以备被地外文明捕获时能够让他们了解我们。“旅行者号”发射前，设计者们脑洞大开，想到如果以后人类研发出了更好的太空飞行装置，说不定就会追上“旅行者号”，把它们抓回去作“航天考古”之用。为了防止这种事情发生，他们还曾建议在金色唱片上刻下一行铭文：“Please leave me alone；let me go on to the stars.”（“不用管我，请让我继续飞向群星。”）
中国人的飞天梦
中国在20世纪六七十年代进行过“曙光号”载人飞船的设计工作，但是以当时的综合国力和航天技术水平，难以支撑起载人航天工程的开展，“曙光号”工程最终也不得不下马。20世纪90年代，人类在太空中已经有了永久住所――空间站，可重复利用的航天飞机也让去往太空的旅行变得更加简便快捷，与15世纪地理大发现的“大航海时代”颇为相似的“大航天时代”已经初露端倪。1992年9月21日，中国政府正式决定实施载人航天工程，“921”也成了之后载人航天的代号。
在中国载人航天的“三步走”战略中，第一步是发射无人和载人飞船，将航天员安全送入近地轨道，进行对地观测和科学实验，并使航天员安全返回地面。1999年11月，在21世纪即将到来之时，“神舟一号”无人飞船成功发射，飞船在太空遨游一天后安全返回地面。此后又续发射了“神舟”二、三、四号无人飞船，对整个载人航天工程中的各个组成部分做了系统的技术验证。2003年10月15日，中国人终于圆了自己的飞天梦。“神舟五号”载人航天飞船将中国首位航天员杨利伟送入太空，并在第二天安全返回地面。在太空中，杨利伟体验了失重的奇妙感觉，据他在自传《天地九重》中回忆，起飞阶段，火箭的共振让他的身体产生了十分痛苦的感觉，“五脏六腑似乎都要碎了”。在地面上，由于信号传输问题，工作人员发现杨利伟的眼睛不眨，以为发生了什么事故，直到整流罩打开、光线射入飞船后，杨利伟眨眼的场景才被再次捕捉到，工作人员悬着的心也终于放下了。
载人航天的第二步，主要突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。“神舟六号”进行了第一次多人多天的载人航天任务。航天员费俊龙、聂海胜首次进入了飞船轨道舱，在那里，他们不但能进行科学实验，完成预定的工作，还能吃饭、睡觉、盥洗，享受舒适的太空生活。在“神舟七号”的飞行中，航天员翟志刚和刘伯明先后出舱活动，完成了我国历史上首次太空行走。在舱外活动的过程中，航天员拿出了由各大系统科技人员通过十字绣一针一线绣织而成的五星红旗，鲜艳的五星红旗在太空中飞舞飘扬。
2011年9月29日，“天宫一号”目标飞行器发射成功。它是中国未来空间站的雏形，主要用于验证交会对接、在轨长时间驻留等载人航天技术。接下来由无人驾驶的 “神舟八号”飞船与其进行了交会对接试验，而后“神舟九号”“神舟十号”分别搭载三名航天员造访“天宫一号”。“神舟十号”上的女航天员王亚平在距地面300多公里的轨道上，讲了一堂别开生面的太空课。“天宫一号”中种种奇幻的实验现象，不知在多少孩子的心灵中播下了星辰大海的种子。在40分钟的讲课时间里，“神舟十号”和“天宫一号”的组合体已经跨越半个地球，而视频信号却可以清晰、连续地从飞船传到地面，中国不露声色地向世界展示了自身强大的天地通信能力。
在刚刚过去的2016年，“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”飞船成功发射并对接。和“天宫一号”相比，“天宫二号”的功能得到了系统升级：由验证技术的目标飞行器升级为能供宇航员长期在太空中工作、进行空间科学实验的空间实验室。景海鹏和陈东搭乘“神舟十一号”到达“天宫二号”后，就马不停蹄地开始了太空实验工作。除了超高精度空间冷原子钟、液桥热毛细对流等高大上的实验项目，还有很多兼具科学意义和趣味性的实验，比如香港中学生设计的太空养蚕实验就由两位航天员实际操作，观察蚕宝宝在太空中还能否像地球上一样结出规则的蚕茧。
我们的征途是星辰大海
