孫福玉 許 昌

（山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島266590）

在實現(xiàn)全面復(fù)興的新形勢發(fā)展下，我國空間探測領(lǐng)域的發(fā)展屢獲戰(zhàn)果。近年來，我國在空間探測領(lǐng)域扎實猛進，在空間探測領(lǐng)域，使中國一躍成為世界前列。這些成就離不開千千萬萬的中國科學(xué)家艱苦奮斗，他們?yōu)橹袊蜷_了一扇大門，從此中國便進入了一個新世紀。我國為適應(yīng)新形勢下空間資源的“爭奪”而制定了超前的發(fā)展計劃，加之國家政府對空間科學(xué)基金的大力支持，從而我國自然災(zāi)害防治、航空器制造、空間農(nóng)業(yè)等等領(lǐng)域得到空前發(fā)展。新的國際形式下和平發(fā)展是主旋律，使得衛(wèi)星技術(shù)、航空航天等趨于軍事民用相結(jié)合，共發(fā)展的局面?？蒲腥藛T為使我國趕超發(fā)達國家水準而兢兢業(yè)業(yè)的辛勤付出才有了今天的格局。

1 衛(wèi)星技術(shù)

截至目前, 基于GPS 技術(shù)下的全球定位系統(tǒng)、由歐盟研發(fā)創(chuàng)建的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、俄羅斯的“格洛納斯”導(dǎo)航系統(tǒng)和我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是公認的四大衛(wèi)星系統(tǒng)。

目前我國的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)正處于投入應(yīng)用的關(guān)鍵時期。計劃在2020 年前后正式向全球服務(wù)。目前15 顆北斗二號和18 顆北斗三號衛(wèi)星是工程的根基，是系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。此外確保衛(wèi)星能正常運轉(zhuǎn)也需要人為實時監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)并不斷修正軌跡。有以上兩個重要條件搭配上導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片便可以進行實際應(yīng)用。

我國研發(fā)的北斗有著相當(dāng)精確的定位，可以做到對終端的實施調(diào)控。此系統(tǒng)有著強大的導(dǎo)航功能，匯報速度大大提高，這也減少了用戶位置不準確造成的生產(chǎn)工作的失誤。此外北斗還支持高分辨率的授時功能和雙向文字發(fā)送，人們可以通過北斗進行遠距離通信，這對于國家軍事和民用都著至關(guān)重要。

自2000 年起，便是把信息領(lǐng)域推向一個新的高度。國與國之間的軍事較量歸根結(jié)底是信息的比拼，掌握信息技術(shù)就是獲得戰(zhàn)爭的主動權(quán)，通訊衛(wèi)星是技術(shù)的關(guān)鍵。通訊衛(wèi)星的研究得益于信息技術(shù)革命，軍用科技的發(fā)展大大促進了通訊衛(wèi)星的發(fā)展，遠程精確打擊和遠程指揮作戰(zhàn)系統(tǒng)是戰(zhàn)爭中的有力武器，所以說通訊衛(wèi)星是“眼睛”一點都不為過。只有在通訊衛(wèi)星領(lǐng)域趕超等發(fā)達國家水平才能使中華兒女安穩(wěn)屹立于山峰之巔。

在目前的和平年代，空間探測技術(shù)逐漸趨于民用，衛(wèi)星的軍民界限也越來越模糊，通過衛(wèi)星監(jiān)測自然災(zāi)害得到推廣。僅2019 年一年因自然災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失就高達2644.6 億元。提高我國衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)的實力刻不容緩，通過氣象預(yù)測系統(tǒng)與多種遙感系統(tǒng)相結(jié)合實時監(jiān)測自然災(zāi)害，通過衛(wèi)星的超遠距離傳輸，結(jié)合文字信息的高速傳輸可大大降低災(zāi)害的損失。目前我國自主研制的北斗系統(tǒng)已具備此實力，為我國乃至全亞洲穩(wěn)定發(fā)展提供有力保障。

2 深空探測與載人航空

所謂深空探測是指應(yīng)用人類的勘探設(shè)備到達地球外部空間范圍進行勘探。通過嫦娥探月、火星車等航空設(shè)備實現(xiàn)，對于小行星帶、彗星可以采取環(huán)繞探測技術(shù)。我國的深空探測是以月球為主，至今我國探月工程已實現(xiàn)“五步走”逐漸掌握并精通繞月探測的基本技術(shù)，成功拍攝月球高清立體影像，之后可在地球上操控設(shè)備勘探月球，最終實現(xiàn)了月球軟著陸。

圖2 嫦娥計劃

深空探測的另一大方向為火星勘探。眾所周知，火星的環(huán)境與地球如出一轍，有生命的源泉，有萬物的根基。人類猜測如果太陽系里面有其他星球存在生命，那么一定是在火星。所以火星的探測一直是國內(nèi)外研究的熱門，我國科學(xué)家表示，目前中國基本上設(shè)計完成了探測軌道，在火星車上配備自主定位移動的功能。同時還掌握了飛行器設(shè)備軟著陸的難題，大大確保了設(shè)備的安全性和實用性。中國已經(jīng)為登上火星做足了前期技術(shù)支持，相信在不久的未來中國勢必會有突破性的成就問世。

圖3 好奇號火星探測器

20 世紀60 年代以來，宇航員從太空飛行到實現(xiàn)出倉作業(yè)，飛行器從交會試驗到精準自動對接，國家從建立空間科學(xué)實驗室到開展一系列試驗。所有人都在目睹中國的進步，中國的崛起，中國空間站時代即將到來。一位位宇航員艱辛付出、一位位科學(xué)家嘔心瀝血、一位位技術(shù)人員辛勤勞動造就了一個不朽的傳奇。中國的飛行器操控精準度超高，深空對接技術(shù)實力雄厚。中國的空間設(shè)備安全系統(tǒng)位于國際前列，生命系統(tǒng)、探測設(shè)備等等硬件支持也全部是中國制造。

目前空間資源是各國都在爭奪的寶貴潛在財富?？臻g領(lǐng)域直接和國家安全掛鉤，完善空間技術(shù)是我國重要戰(zhàn)略目標(biāo)，是國防必不可少的一方面內(nèi)容。人才是國家財富，科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是關(guān)鍵手段。在空間探測研究上要堅持自主研發(fā)，選擇有能力實現(xiàn)的目標(biāo)穩(wěn)中求進，切勿心浮氣躁。利用后起優(yōu)勢，總結(jié)前人經(jīng)驗和成果尋找出失誤原因避免走彎路。加強國內(nèi)外合作交流共同發(fā)展切勿閉門造車。

圖4 中國空間站示意圖

3 空間農(nóng)業(yè)

由于地外空間來自太陽的強激波以及其他宇宙輻射的綜合影響可導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)生基因突變，從而改變植物性狀使其表現(xiàn)出不同的形狀、大小、口味等。這是空間農(nóng)業(yè)興起的根本。農(nóng)作物空間育種是目前空間農(nóng)業(yè)的主要方向，人們已經(jīng)利用空間射線引起的基因突變造出多種同源不同類的新型太空作物。

據(jù)有關(guān)科研成果發(fā)現(xiàn)，空間多種原因引起的輻射可導(dǎo)致農(nóng)作物在分子水平上產(chǎn)生突變, 空間環(huán)境下獲得的基因突變型作物與原生型作物在雙螺旋DNA 結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)多部位異常。此外有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)因輻射導(dǎo)致農(nóng)作物發(fā)生的基因突變會出現(xiàn)自我修復(fù)現(xiàn)象。當(dāng)農(nóng)作物被輻射后他的生存時間和輻射程度之間有著正比反比交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。此外，低能粒子流也能導(dǎo)致基因發(fā)生改變，甚至是染色體的缺失。由此可見，在空間育種中較低能量的宇宙離子也是主要研究對象，其在此領(lǐng)域占據(jù)不小的比重。但是由于低能離子很難觀測,研究受限制導(dǎo)致至今關(guān)于低能離子進入植物體內(nèi)引起植物變異的原因還不明確。國內(nèi)外眾多科學(xué)家將其作為科研熱點，并取得不小的成就，相信在不久的將來一定能給人們一明確的答復(fù)。

發(fā)展至今空間農(nóng)業(yè)給人們帶來收益的同時還帶來了諸多弊端，阻礙了其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大?？臻g農(nóng)業(yè)由于是基因突變導(dǎo)致，基因的種類，數(shù)以萬計，在給人們帶來應(yīng)用價值的基因發(fā)生有益變異的同時是否還會造成其他有害變異還不能做到嚴格把關(guān)。導(dǎo)致大多數(shù)優(yōu)良品種得不到人們的認可，由于沒有市場，從而限制了其產(chǎn)量?；蛲蛔冞€存在著篩選率低的問題，基因突變的概率非常小，有益的變異就少之又少，培育一種優(yōu)產(chǎn)的農(nóng)作物需要耗費巨大的財力和物力。

4 結(jié)論

空間探測技術(shù)的發(fā)展代表著綜合國力的水平，優(yōu)異的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是軍事力量的跨越，同時也是社會發(fā)展的動力。通訊衛(wèi)星的水平直接關(guān)乎國家軍事水平，是國家戰(zhàn)略的關(guān)鍵一環(huán)。處于二十一世紀的信息時代，信息就是眼睛，衛(wèi)星就是信息的載體。

深空深海深地是國家發(fā)展戰(zhàn)略。推進深空探測的研究發(fā)展可以搶先一步了解外行星的結(jié)構(gòu)和組分特點。優(yōu)先研究縮短可到空間資源可利用的時間。載人航空航天是中華民族的偉大夢想，登月在宇宙的發(fā)展中無足輕重，對于人類來說全是人類歷史發(fā)展一個新紀元。研究火星就是在研究宇宙就是在研究生命的真諦。

高產(chǎn)玉米，高產(chǎn)大豆，太空辣椒等等有利于生產(chǎn)應(yīng)用的空間培育的農(nóng)作物正悄悄走進我們的生活，大大縮短育種年限，提高產(chǎn)量和利用價值的高質(zhì)量作物勢必會改變?nèi)藗兊纳罘绞?。讓我們克服種種困難，實現(xiàn)生活科技化。