空間科技發展催生相關技術 提高生活質量

　　人類近代以來的發展歷程，與前數千年最大的不同是科學與技術成為人類社會發展的主要驅動力。特別是20世紀以來，科技推動人類社會飛速發展，其速度是以往無法想象的。進入20世紀下半葉以來，有兩個科技領域的發展對人類社會產生了非常重大的影響，一個是信息科技領域，另一個就是空間科技領域。空間科技是從1957年人類發射第一顆人造地球衛星才開始的。

　　50多年來，空間科技從三個方面深刻影響著人類社會。第一個方面是空間科學及其探索極大地豐富了人類對地球所在的太空環境和宇宙演化的知識，並從地球這個人類的搖籃向外邁出了第一步，登上了月球﹔第二個方面是極大地改變了人類的日常生活，無處不在的衛星通信、衛星電視直播、衛星導航定位以及依靠衛星對地球觀測的天氣預報和災害預報，成為我們日常生活中必不可少的要素，離開了這些技術系統我們甚至無法正常生活﹔第三個方面就是在國防安全領域，太空已經成為最重要的戰略制高點，現代化戰爭的較量實際上已經從地面上升到了空間。由於這三個方面的重要意義，人類自1957年以來已經發射了近8000個航天器。進入21世紀，空間科技繼續引領著人類社會發展，不斷開辟新的前沿，呈現新的趨勢。

　　在空間科學探索方面。長期困擾人類的重大科學問題，如宇宙大爆炸之后到星系誕生之前發生了什麼、神秘的黑洞及其周邊、暗物質與暗能量、地球之外是否有生命包括智慧生命等重大前沿科學問題，將是未來探索的重中之重。由於現有的觀測技術均已被普遍採用過，因此，要獲得新的數據和信息將主要通過新的探測方法，比如採用引力波探測技術、甚低頻無線電譜段的高分辨率探測技術、常用譜段的高靈敏度探測技術或成像探測技術等。這一發展趨勢不但可以持續產生新的科學突破，還能極大帶動相關技術的發展，使其延伸至其他應用領域，帶來潛在經濟效益。這一點已經在前50多年空間科技發展歷史中得到驗証。比如，目前手機上使用的高分辨率相機，已經普遍採用了來自深空探測技術領域的CMOS成像技術。

　　在與人類生活密切相關的空間應用方面。中國的北斗衛星導航系統將為全世界用戶提供獨立於美國GPS系統的另一個導航定位系統，未來還將有歐洲的伽利略系統，再加上俄羅斯的格洛納斯系統，全球用戶將享用超過一百顆導航定位衛星的精度時空基准空間基礎設施。在直接利用這些系統提供的時間和位置信息的同時，它們無形中還為其他應用間接提供了電離層、大氣、海洋和地面反射信號帶來的環境信息，因此伴生了全球導航衛星系統（GNSS）應用。另一個重要發展趨勢是和手機應用相伴生的。當前的手機應用無論地圖還是其他地理信息都是通過地面其他設施存儲后提供的，沒有運用空間觀測的實時信息。如果能夠將手機與空間對地觀測的實時圖像相聯接，將大大拓展普通人的視野，使每個人都獲得哪怕是准實時的、世界范圍的視覺。可見，全球導航衛星系統再加上無處不在的對地觀測大數據和個人智能移動終端，將催生眾多相關技術的發展和新的應用。

　　在空間安全方面。即使不談太空軍事應用，人類仍有一個日益重要的問題必須面對，那就是如何清除越來越多的空間碎片或垃圾。它如同地球表面環境治理一樣，是太空開發是否可持續的重大問題，將會隨著時間的推移變得越來越緊迫。這是因為任何一次碰撞都會產生爆炸性碎片的增長，一旦這些碰撞產生連鎖效應，空間將無法進入，人類也將不得不回到太空時代之前。因此，必須制定進入空間和航天器壽命末期自主再入大氣層的准則，必須研究碎片清掃方法並實施碎片清掃計劃。這個發展趨勢將是不可避免的。這一點與我們現在不得不治理地球環境非常相似。

　　自人類進入空間開始，空間計劃均由政府投入主導。基於空間計劃的風險和對質量控制的要求，空間計劃的實施也主要由政府機構和政府控制的企業實施。但這一情況從上世紀末開始發生了變化。越來越多的中小企業、私營企業開始介入空間計劃。衛星的成本開始明顯下降，微小衛星技術逐漸成為主流，承擔重要空間計劃。這些變化對空間科技的激勵盡管是潛在的，但其發展是迅速的。這一發展趨勢將會極大地促進經濟發展，帶動相關配套企業發展，使空間科技不再神秘，使政府控制的主要企業的效率進一步提升，並使政府在空間領域的投入向外圍輻射。未來空間科技將在不斷創新發展中繼續促進經濟高速發展，並通過與信息科技等領域的交叉產生新的應用，從而進一步提高人類生活質量。

　　（作者為中國科學院空間科學與應用研究中心主任、研究員）

　　《 人民日報 》（ 2015年09月06日 05 版）