空间技术发展面临的问题

空间技术包括了如此多的学科和技术,复杂的程度几乎可以说是史无前例的。所以,空间技术发展过程中不可避免的遇到了各种问题,将来也必然要遇到更多的问题。我认为这些问题大致可以总结为两个方面,一方面为技术上的问题,另一方面是非技术方面的问题,包括与政治、经济、军事的联系和影响,以及对于伦理,哲学的影响。
对于技术方面的探讨一直是十分专业的。在世界空间技术发展过程中,首先遇到的是火箭发动机和动力的问题,时至今日火箭发动机的发展也不是那么尽如人意,还是显得太过笨重了,效率很低。几十吨甚至上百吨的火箭,有效载荷却只有几吨,都是由于发动机和燃料的品质决定的。虽然如今的火箭能够把人送入太空,但是目前的火箭发动机远远不能满足人类的需求。但是发动机的更新换代是需要很长的时间的,需要很多技术做基础,所以我认为,寻求新型的火箭发动机是空间技术突破的关键之处。
航空航天事业另一个制约空间技术发展的是材料。在过去空间技术发展过程中,各种新型材料为航空航天做出了很大的(网学)贡献。但是,这却导致了空间技术对于材料科学有很大的依赖性,导致目前材料成为了束缚空间技术发展的方面。空间技术的发展对材料科学提出了更高的要求,新型的材料必须满足未来飞行器的要求,大致为四个特征:更强,更刚,更耐热,更轻,也就是比强度高,比模量高,还要耐高温。甚至某些材料还要有自适应智能控制功能。
由于大部分的航天器是无人操纵的,这就要求航天器的电子系统要更加可靠,能处理更多的突发情况,也就是人工智能的要求。由于距离地面更远了,对于通讯系统的要求也更高了。要保持系统的正常运转,并能够充分的可控,对于电子系统的要求要远高于地球表面的各种系统,要保证很高的可靠性和尽可能长的寿命,这也是对于电子技术的考验。
另外一个重要的方面是可靠性和安全性,自从有了载人的航天器以来,由于和航天员的生命密切相关,可靠性和安全性就成为了头等重要的大事。但是尽管人们充分的认识到了安全的重要性,在航天史上依旧发生了很多灾难性的事故,使得航天事业蒙上了一层阴影,严重的影响了空间技术的发展。虽然说事故是不可避免的,但是我们要尽可能的减少航天员的生命危险,这是一个永无止境的精益求精的过程。
还有许多其他方面的问题,比如说推进燃料的问题,航天员的训练等。还有一项不得不提的是工艺制造问题,这是我国非常薄弱的环节。另外,空间技术发展过程中对于环境,资源的影响,也影响到了人们对于空间技术的态度。逐渐增长的太空垃圾,发射火箭对大气的污染,这些也都是亟待解决的问题。 另一方面,以往人们谈起一件高新技术的工程,总是将技术的实现作为主要矛盾。但是对于空间技术这样影响广泛的技术来说,就不能不考虑非技术方面的问题了。发展空间科学技术,不能靠个人或者小范围的力量,有些工程甚至国家的力量都不足以实现,需要靠世界范围的合作才能实现,另一方面,空间科学技术的发展也可能完全是有利的,还会存在这样那样的显性的和隐性的风险。所以,非技术方面的问题也是很重要的一个方面,有时甚至决定了一段时间内空间技术的发展情况。
在空间技术发展过程中,也遇到很多来自国家,社会,经济方面的制约。但这并不是由于技术本身发展的问题,而主要是由于技术发展的整体性和前瞻性不够。例如美国曾经产生过关于空间站的争议。建立空间站的想法本来是不错的,但是在使用过程中,人们逐渐发现了一些不足之处,比如科学研究条件差,有一些国会议员甚至认为原来意义科学价值所剩无几。另一个方面是关于经费争议,空间站的商业性无法开展,然而其高投入占用了其他航天计划的发展,这些原因自然会引起争议。再比如航天飞机技术的争议,美国大力发展的航天飞机,从技术上讲,是人类一项伟大的工程。但是在使用过程中,航天飞机并没有预想的那样降低运输费用,每次发射前都需要各种准备工作,使用维护不便,发射频率较低,而且系统复杂存在很多未知安全隐患。空间技术在军事上的应用更加引起了全球范围的争议。如果不限制空间技术的军事应用,等待空间技术的不仅仅是臭名昭著的名声(像核弹一样),而且是对于空间技术本身发展的极大打击。然而虽然人们意识到这点,但是依旧陷入囚徒困境之中,无法放弃对于空间技术在军事上的应用。历史上,空间军事化曾经一度是很重要的问题,美国曾经制定过的SDI(星球大战)计划,前苏联也有其相应的计划,甚至在冷战结束以后,但空间军事化仍然是一个很大的问题。这个问题目前由于空间技术并不成熟而不是十分显著,但是等到航天器像飞机一样普遍的时候,人们还不放弃空间军事化的思考方式,那将严重的影响人类对于空间技术造福人类的信心。
同时,由于空间科学技术代表了一个国家的综合实力,所以导致一些极端的追求国家威望而忽视应用目的的现象发生,我认为这也是不可取的。空间技术是为了实用的目的而产生和发展的,若是仅仅为了国家威望,这样的代价实在太大了。比如说美国的阿波罗探月计划,后来被迫终止了,我觉得是因为对于国家威望过于重视而忽视了实用的目的而造成的,脱离了当时的技术条件。
还有,目前看来,空间技术的经济效益还不是十分明显。对于空间技术的投入和产出并没有想象的要好。这也是空间技术发展过程中面临的一个很重要的问题。空间技术的发展目前还主要由国家和政府支持,这是远远不够的。当然,这一方面和国家政府对于核心技术的控制有关,另一方面也是由于空间技术的经济潜力没有完全开发出来。

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