太空探索种种

为什么要探索太空?

太空是有待人类进一步探索的深奥领域。它象所有领域一样，蕴藏着意想不到的财富，激起强烈的热情，引发无边的遐想，充满神话色彩和离奇的希望。人们开拓这个领域的工作已进行了四分之一世纪，今天，太空已成了令人振奋的科学探索和经济利用的竞技场。许多环绕地球轨道飞行的人造卫星正在完成各种各样的任务，如:发出飓风警报、观测遥远的星系、进行商业通讯和预测农作物收成。这类任务和其他太空活动，对千差万别、日新月异的人类事业的影响，是几十年前难于想象得到的。

在防止地球人口过多、生态遭受破坏和资源匮乏的斗争中，太空还可以发挥巨大的潜力，以执行远未完成的任务。它的价值不是作为能源或原料的产地，也不是为世界日益增长的人口提供居所，而在于它是解决地球上的问题的一种辅助工具。地球的大气、海洋和各种生命形态是怎样互相制约的呢?它们在受到各种环境影响时又怎样作出反应的呢?这些都是科学研究要了解的问题，而环绕轨道飞行的人造卫星就是不可缺少的工具。必须掌握地球上这些系统的全面情况，才能采取审慎的相应措施来解决诸如二氧化碳的积聚、新鲜空气的匮乏以及森林的采伐之类日见严重的全球性问题。人们已经利用卫星来监察森林和农作物的生长情况、天气形式、矿藏的储量和污染来源。

太空时代始于何时?

从什么地方起才算是太空呢?

它始于地面以上80至160公里，地球表面的大气层逐渐稀薄而臻于真空的地方。对人类来说，太空是一个无比严酷和陌生的环境。如果没有空气起着调节作用，太阳光就会强烈得无法忍受，而阳光照射不到的地方就会无比寒冷。人如果暴露在太空的真空条件下，身体就会爆炸。地球周围若得不到大气保护，还会遭受各种辐射，而人若没有穿戴严密的防护装置，就会因辐射致死。只是由于发明高速飞行和承受严酷环境压力的技术，人类才能探索太空。物体一旦进入太空，就能无限期地保持每小时二万九千公里的速度。只有具备这样的速度，物体才能逗留在太空中，不致因与空气摩擦而降低速度或焚毁。但是，飞离和重返地球大气层是很困难的。要获得克服地心引力所需的速度，需要大量的能；而重返大气层则需要有特殊的耐高温材料，使物体在穿过空气落回地面时能承受足以熔化金属的温度，不致焚毁。

几千年以来，人类无日不在梦想遨游太空的天体。艾萨克·牛顿第一个认识到，一个物体只要以足够高的速度运行，象月球一样，就能使它本身的动量和地心引力达到平衡，形成一个环绕地球的永久性轨道。到了二十世纪初叶，人类才解决了制造火箭来克服地心引力的各种技术问题。火箭科学是探索和利用太空的活动的基础。举世公认的三位火箭之父是苏联数学家康士坦丁·齐奥尔可夫斯基(Konsta-ntinTsiolkovsky)、美国物理教授罗伯特·戈达德(RobertGo-ddard)和德国工程师赫尔曼·奥伯特(HermannOberth)。他们三人几乎同时地各自作出了一系列技术突破和种种异常准确的预测。

太空时代真正始于1957年10月苏联将人造地球卫星射入轨道。现在已有四千多个人造“月亮”在环绕地球的轨道上运行，其中约二百五十个还在正常执行任务。因为令人屏息的新奇事物还在不断出现，太空已成为愈来愈经常的商业活动的竞技场。

人类得到了什么?

太空探索除了给人类带来直接利益以外，还有许多附带的收获，即在探索太空的过程中发现的一些技术。都可以应用于地球上互不关联的各种人类活动，其中具有重大意义的包括冷冻干橙汁和耐高温材料以至尖端的传感器。美国的科学家们曾设法把电脑安装到火箭锥形头部的狭窄空间里，结果使半导体这一科学奇迹变成以亿万美元计的一门工业的基础，使地球生活的许多领域大为改观，影响极其深远。同样地，光生伏打电池也是首先由美国科学家为了商业用途而研制成功的，专用于为人造卫星供电，这种技术可能有一天会使世界的能源前景发生翻天覆地的变化。

太空活动作出的最宝贵贡献是提供有关宇宙和地球的资料。科学家们都高瞻远瞩，正在寻求各种答案，来解决某些跟地球的存亡至关重要的问题；例如，大气、海洋、阳光和生命形态如何互相制约，俾使我们这个行星宜于居住，以及人类的行动如何在改变这些系统。太空活动除了获得有关“地球这艘太空船”的结构的无比宝贵的资料以外，现在正逐渐成为管理地球上各种系统和资源的重要工具。

迄今为止，太空探索取得的最大科学成就是在天文学及其有关科学方面。太空科学研究的重点一直都集中在把各种探测器和人送到太阳系的其他地方(如登月)。在金星和火星着陆的探测器，给科学家们发回了有关该两个行星的表面和大气层的第一手资料，提供了强有力的证据，说明上面没有生命存在。

为何会发生争论?

花钱探索太空曾在两类人中引起一场争论:一类人认为地球上还有许多需求更急待满足，一类是致力求知的人。地球上的“纯”科学研究往往会在日后带来某些实际的利益，天文发现则不同，它是一种特纯的知识形式。但是，太空探索却哺育出两门新的科学，一是比较行星学，一是外空生物学，即研究宇宙中其他星球上的生命的科学。这些新生科学的研究者争辩说，了解其他行星如何演变将有助于洞察地球的演变和命运。比较行星学家和外空生物学家指出，科学知识是由许多实例研究中概括出来的一些原则。他们接着问道，当人们只抓住一个行星(即地球)作为例子，不惮其劳地翻来复去进行研究，这样得来的有关地球的知识是否还称得上有牢固的科学根据?金星表面那种炼狱般的温度是大气中储藏高热的二氧化碳造成的结果。因此，以此作为一个局部的实例来研究，就可以了解到，如果地球上的“温室效应”失去控制，地球将会变成什么样子。

二十五年前从事太空研究的人，谁也预见不到太空系统今天会在这么多方面改变着人类的生活；而现在，大概也没有人能预测卫星在今后五十至一百年内的全部用途。但是，现有的关于太空潜力和地球上的需要的知识，已足以说明有些设想是完全可以抛弃的，不必再把它们当作切实或理想的目标，例如建立大规模的太空殖民地、太阳能卫星和在小行星上采矿等。在这段时间里建立一种小型工业来生产某些优质产品是可能的，但它的成就看来不可能超过通讯卫星在经济上所作的贡献。诚然，人类探索太空的远景于今尚属未知之数；但是，大规模的太空工业化并非解决地球上人口、能源或资源等迫切问题的可行办法，这一点则是可以肯定的。

二十五年来的太空探索活动是人类最激动人心的技术成就之一。它的最大贡献是使我们更深入地了解我们在宇宙中的地位。现在仍须把太空活动进行下去，以便我们能有力地证明，地球上的确有智慧生物存在。

(摘自〔美〕《交流》杂志中文版，原题为《地球、太空与科技》，小标题是本刊加的)

(题图:田苗)