太空安全（共12篇）
太空安全 篇1
晒试验数字 叹天宫复杂
“天宫一号”目标飞行器各分系统共配置设备5 3 6台/套,其中目标飞行器发射状态设备共计460台/套,包括太阳电池翼2台、航天员航天食品及饮水包等7件,由载人飞船带入的设备共计76台/套;“天宫一号”目标飞行器共配置了9 2个软件。
研制队伍对影响目标飞行器寿命的因素进行了分析,从系统资源配置、关键设备/材料的环境退化,以及系统功能重构3个方面识别出36项寿命关键平台设备,进行了25项寿命试验。
围绕交会对接设计和目标飞行器长寿命设计开展了试验验证覆盖性分析,进行了交会对接专项、互换性、安全性、寿命试验、拉偏试验和其他专项6类试验;正样研制阶段,“天宫一号”共进行了56项专项试验和230项其他试验。
针对交会对接设计验证,从三个方面进行了13项验证试验:一是以飞行方案为主线,通过仿真或半物理仿真试验,对轨道设计、控制方案及误差分析进行验证;二是通过交会测量敏感器单机试验和系统级试验,验证敏感器的功能、性能及精度指标;三是针对有关交会对接设备对光照条件及目标表面特性敏感,舱体多种因素作用对有关天线易产生干扰,不同敏感器之间存在光谱需错开等特点,进行了敏感器环境适应性验证试验。
“天宫一号”目标飞行器发射后,能否实现与“神舟八号”的成功对接?为规避两飞行器的交会对接设备无法进行地面匹配试验的风险,保证神舟飞船交会测量设备与“天宫一号”合作目标的匹配性以及主被动对接机构的匹配性,进行了61项互换性试验,完成了26项“神舟八号”交会对接激光雷达与“天宫一号”合作目标互换性试验。
声光电报警 贴心服务
航天员在“天宫一号”组合体飞行期间,要借助舱内各种仪表,来观察掌握“天宫一号”和飞船当前的飞行状态。在设计和安装目标飞行器仪表的过程中,技术人员独具匠心,不仅充分考虑到仪表的功能,甚至连仪表安装的位置、形状、大小、仪表盘的颜色等等诸多细节都考虑进去了,努力达到功能优化、方便使用、便于观察和感觉舒适的目标。在太空飞行中,如果让航天员一直盯着仪表,肯定是一件很累的事情,也将造成航天员疲劳。为了减轻航天员的工作量,节省更多的精力,科技人员还设计了各种自动化预警装置,因此,“天宫一号”上的仪表不用航天员每时每刻盯着。如果组合体发生异常情况,哪个系统工作不正常,哪个数据指标发生较大变化,在航天员还没有注意到的情况下,会提前自动报警,提醒航天员检查和处置。报警的方式有声音和光线变化等多种方式,从而提高了组合体智能化预警水平。更能体现科技人员细心的是,连报警的时候用什么声调,声音的高低,灯光报警情况下光线强度的大小,都是经过反复斟酌、对比,多次试验,才最后定下来的。这些都充分体现出科技人员对航天员贴心的服务,周密的关照。
独床独被 独享美梦
为了最大限度地减小舱内噪音、灯光等对航天员睡眠的影响,保证航天员有充足的睡眠和旺盛的精力,在目标飞行器的舱内,专门设计了航天员独立的睡眠区。在这个睡眠区里,设计了两个“房间”,以保证航天员在太空里也能睡上单间。两个“房间”的设计也充分考虑到在“天宫一号”目标飞行器在轨运行期间,最多同时有3名航天员在轨工作,睡觉的时候是不能大家都去睡的,总要留下一个人来值班,因此,两个“单间”足以保证同时有两人去休息,一人在值班。
睡袋是航天员在轨道上睡觉的“被子”。人们往往有一个习惯,这就是在睡觉的时候,总是习惯于各人用各人的被子,如果盖上别人的被子,总会感到别扭。在“天宫一号”组合体里,为使航天员睡得舒服,技术人员专门设置了3个睡袋,也就是说,航天员在睡觉的时候不是大家混着盖“被子”,各人用各人的“被子”。如果将来有女航天员要到空间站里工作怎么办?技术人员也考虑到了。在组合体里,除了为她们预备了单独的床铺和被子以外,还早已针对女航天员生理特点和生活需要,做了特殊关照。
还有,除了睡觉有“单间”以外,还考虑到每个航天员的生活习惯不同,比如对光线的感觉就不同,有的喜欢亮一点,有的喜欢暗一点,为适应这种个性化的需要,技术人员在“卧室”灯光的设计中,就采用了可调节式的照明方案,航天员自己可随意进行调节。
围追堵截 息声宁人
在组合体里,由于活动部件、电子部件等各种设备日夜不停地在工作,必然会发出各种声音。这种声音即使是非常小,由于航天员白天黑夜都在舱内工作和生活,任何细小的声音都会感到很大,就像我们在夜里听到同样的声音要比白天大一样,这些令人讨厌的噪声会对航天员身体和情绪造成影响。轻者会使航天员心烦意乱,影响工作和睡眠的质量;重者可能影响到他们的健康。为最大限度地减轻噪声对航天员的影响,要把这种影响降到最低点,科技人员在噪声的控制方面也动了不少心思。在“天宫一号”设计阶段,科技人员就制定了严格的生活区和仪器区噪声控制指标,把噪声的控制作为一项指标专门列出来,通过技术攻关加以解决。为检验噪声控制的效果,科技人员还待在舱内亲身体验,查找噪声到底是从什么地方发出来的,一个环节一个环节地查,一项一项解决。这些主动控制噪声的措施,把噪声降低到最小范围。
密室蜜语 密不透风
每个人都有属于自己的生活习惯,每个人都有属于自己的小秘密。为了使属于航天员个人的小秘密不暴露在“光天化日”之下,在“天宫一号”的设计中,科技人员专门增加了一项工作,这就是给航天员提供一个独立的、属于自己的私密环境。
比如,航天员长期在轨道上工作和生活,与家人通话,是他们缓解思念之情,保持快乐心境的重要手段,而与妻子说说悄悄话,有些是不能让别人听见的。为保证航天员与妻子、孩子说说悄悄话的私密性,在“天宫一号”里,技术人员设置了专门的“密室”。在这个“密室”里,航天员与妻子说什么悄悄话,别人是没法“偷听”的。还有,为保证航天员与控制中心和家人通话的亲切感,“天宫一号”上首次实现了与地面双向的可视通话,航天员可与出现在屏幕上的领导、家人视频和音频交流。他们言谈举止,音容笑貌一目了然,极大地增加了亲切感。
太空安全 篇2
这是中国最大的课堂――从首都北京到祖国四面八方，8万多所中学、数千万名师生通过广播、电视和网络直播，共同收听收看航天员太空授课，一同领略奇妙的太空世界。
6月20日上午，中新网记者来到设在中国人民大学附属中学的太空授课地面课堂，与300余名中小学生一起，现场聆听航天员老师讲课。
序曲：来自太空的问候
10时许，北京市101中学物理教师史艺和人大附中物理教师宓奇登上讲台。简短的开场白之后，两位老师为同学们播放了一段精心剪辑的电视短片――《航天员在太空的衣食住行》。尽管同学们早已从科普读物和影视作品中了解到失重环境的奇妙，可是从大屏幕上看到神舟十号航天员像鱼儿一样自由游弋，仍不时发出阵阵低语和清脆的笑声。
10时11分，北京航天飞行控制中心报告，已建立与航天员的双向通信链路。神舟十号航天员的身影清晰呈现在大屏幕上，他们身着蓝色舱内工作服，面带微笑向地面课堂的同学们挥手致意：“同学们，你们好！”
“我是王亚平，本次授课由我来主讲。”航天员王亚平轻点脚尖，向天宫一号舱内摄像机镜头缓缓飞来。为了备好课，这位“主讲”可没少下功夫，不仅精心准备了授课内容，向专业教师虚心请教讲课技巧，还对个人形象进行了精心设计――扎起了秀气的马尾辫。只不过，在失重环境下，精心梳理的马尾辫变成了蓬松的“毽子”，惹得同学们笑作一团。
“大家好！我是聂海胜，担任本次飞行任务的指令长。”指令长屈尊当起了“助教”，负责配合“主讲”管理教具，维护课堂秩序。由于天宫一号是精密的飞行器，航天员们的授课活动必须小心进行，既不能动作幅度太大、干扰到正常飞行，还要当心漂浮的实验器材、液滴影响到航天器安全。
“大家好！我是张晓光，本次太空授课任务，我担任摄像师。”在失重环境下，保持自身平衡并不容易。张晓光要先用束缚带把自己固定在舱壁上，再用手持摄像机保持长时间稳定拍摄，才能把太空授课的精彩图像传回地面课堂。
实验一：质量测量演示――
没有了重量，是否意味着失去质量？
3位航天员老师“站”稳后，先给同学们露了几手“功夫”――“悬空打坐”、“大力神功”。在失重环境下，航天员们都成了“武林高手”，博得同学们阵阵喝彩。
航天员的表演给同学们带来了疑问：在地面上，人们一般用天平、台秤、托盘秤、杆秤、弹簧秤测量物体受到的重力，从而计算物体的质量。那么，失重环境下怎样测质量呢？
航天员老师用天宫一号上的质量测量仪现身说法。他们从天宫一号的舱壁上打开一个支架形状的装置，航天员聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平轻轻拉开支架，一放手，支架便在弹簧的作用下回复原位。装置上的LED屏上显示出数字：74.0，这表示聂海胜的实测质量是74千克。
王亚平向同学们解释道，天宫中的质量测量仪，应用的物理学原理是牛顿第二运动定律：F(力)=m(质量)×a(加速度)。质量测量仪上的弹簧能够产生一个恒定的力F，同时用光栅测速装置测量出支架复位的速度v和时间t，计算出加速度(a=v／t)，就能够计算出物体的质量(m=F／a)。
认真的王老师还给同学们布置了一道课后思考题：除了运用牛顿第二定律，还有什么办法可以在失重环境下测量物体的质量？
实验二：单摆运动演示――
太空中的机械钟表走得更准还是静止不动？
演示完质量测量，航天员们又取出一个物理课上常见的实验装置――单摆。
T型支架上，用细绳拴着一颗明黄色的小钢球。王亚平把小球轻轻拉升到一定位置放手，小球并没有出现地面上常见的往复摆动，而是停在了半空中。王亚平用手指沿切线方向轻推小球，奇妙的现象出现了，小球开始绕着T型支架的轴心做圆周运动――而在地面对比试验中，需要施加足够的力，给小球一个较大的初速度，才能使它绕轴旋转。
太空实验趣味无穷，地面课堂的学生们也不失时机地向航天员提出他们关心的问题。人大附中早培班学生徐海博举手提问：“航天员老师，您在太空中有没有上下方位感？”
为了回答同学的提问，航天员王亚平在聂海胜的帮助下表演了一套“杂技”动作，分别进行了悬空横卧和倒立。看到航天员老师的精彩表演，同学们兴奋地鼓起掌来。
实际上，航天员在太空中无所谓上和下的方位区别。不过，为了便于工作生活，航天员们为天宫一号人为定义了上和下，把朝向地球的一侧定义为下，并专门在“下方”铺设了地板。
实验三：陀螺演示――
高速旋转的陀螺为什么不会倒下？
物理学原理告诉我们，高速旋转的陀螺具有很好的定轴特性。在太空失重环境下，这一特性更加直观地呈现出来。
航天员王亚平取出一个红黄相间的陀螺，把它静止悬放在空中。用手轻推陀螺顶部，陀螺翻滚着飞向远处。紧接着，王亚平取出一个一模一样的陀螺，让它旋转起来，悬浮在半空中，再用手轻轻一推，旋转的陀螺不再翻滚，而是保持着固定的轴向，向前飞去。
王亚平介绍说，高速旋转陀螺的定轴特性在航天领域用途广泛。在天宫一号目标飞行器上，就装有各式各样的陀螺定向仪，正是有了它们，才能精准地测量航天器的飞行姿态。
实验四：水膜演示――
天宫里有没有“飞流直下”的瀑布？
阳光下五彩缤纷的肥皂泡、能够让硬币漂浮的山泉水，总是带给人们很多遐想。这些都是液体表面张力在发挥着神奇作用。
只不过，在地面上，液体表面张力难以抗衡地球引力的影响，只有经过特殊处理的肥皂水、富含无机盐的矿泉水才能表现出比较强的张力特性。但是，在太空失重环境下，液体的表面张力特性便突显出来。
王亚平拿起一个航天员饮用水袋，打开止水夹，水并没有倾泻而出。轻挤水袋，在饮水管端口形成了一颗晶莹剔透的水珠，略微抖动水袋，水珠便悬浮在半空中，与天宫一号舱壁上鲜艳的五星红旗图案交相辉映，更显得美轮美奂。
王亚平笑着说：“如果诗仙李白在天宫里生活，大概就写不出‘飞流直下三千尺’的名句了，因为，失重环境下水不可能飞流直下。”
接着，她把一个金属圈插入装满饮用水的自封袋中，慢慢抽出金属圈，便形成了一个漂亮的水膜。轻轻晃动金属圈，水膜也不会破裂，只是偶尔会甩出几颗小水滴。随后，王亚平又往水膜表面贴上了一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。这些在地面难得一见的奇特景象，引起了地面课堂同学们的连声惊叹。
实验五：水球演示――
用神奇的液体表面张力变个“魔法”
液体表面张力的威力竟如此神奇！普通的饮用水还能变成更加神奇的“魔法水球”。
王亚平用金属圈重新做了一个水膜，然后用饮水袋慢慢地向水膜上注水，不一会儿，水膜就变成了一个亮晶晶的大水球，水球中还有一串珍珠般的小气泡，仿佛银河系中的繁星点点。聂海胜取出一支注射器抽出水球中的气泡，试验继续进行。
王亚平用注射器向水球内注入空气，在水球内产生了两个标准的球形气泡，气泡既没有被挤出水球，也没有融合到一起。
水球也没有爆裂。
紧接着，王亚平又用注射器把少许红色液体注入水球，红色液体慢慢扩散开来，晶莹透亮的水球变成了粉红色，令人啧啧称奇。
尾声：寄语未来追梦人
太空中的独特环境，不仅可以给人们带来奇妙的体验，还能够实实在在地为人类造福。
王亚平介绍说，在失重环境下，人们能够获取结构更加均匀完整、尺寸更大的半导体晶体，有利于开展材料学基础性研究，优化和改进地面生产工艺。失重条件下冷原子钟的频率稳定度会大大提高，可以应用于高精度的卫星导航定位系统„„
奇妙的太空实验令人意犹未尽，航天员老师还专门为地面课堂的同学们留下了课间讨论时间。
听说可以面对面向航天英雄提问，同学们格外兴奋，一个个高高举起手臂，地面课堂嘁嘁喳喳热闹非凡。
人大附中高二年级学生司紫硕首先获得提问机会，她问道：“航天员老师，我想知道那些水是从地面上带到天宫一号去的吗？你们在天上的生活用水可以循环使用吗？”
航天员聂海胜回答道：“我们在天宫一号上使用的水都是从地面带来的。在太空中实现资源循环利用是非常重要和有价值的，但这需要先进的技术和复杂的设备，因此在短期飞行采用一次性用水更为经济。我国未来的空间站将采用先进的资源再生和循环利用技术，在天宫一号上也进行了部分相关关键技术试验。”
北师大附中高一年级学生毛思锐提问航天员：“您能看到太空垃圾吗？天宫一号是否有应对太空垃圾的防护措施？”
王亚平回答说：“我们在飞行中没有看到太空垃圾，但太空垃圾确实存在。虽然它们与航天器碰撞的几率很小，但数量却不少，一旦与航天器相撞，后果不堪设想。因此，神十任务实施前，地面科研人员对太空垃圾进行了预警分析，也对天宫一号采取了相应的规避和防护措施，以确保我们的安全。”
潞河中学高一年级学生韩苏阳问道：“请问你们在太空中采取哪些措施对抗失重对人体的不利影响？”
聂海胜回答道：“失重会造成人体心血管失调、骨丢失和肌肉萎缩。为了有效对抗失重，我们采取体育锻炼、药物和改变体液分布等方法来防护。这次我们从地面带来很多设备，如：企鹅服、套袋、拉力器、自行车功量计等。刚才我们进行太空授课的小讲台就是用自行车功量计改装的，等会儿，我们就会把它重新组装成一辆‘太空自行车’，用来进行体育锻炼。”
正在史家小学读四年级的邱甜同学好不容易等到了提问机会，张嘴就是一串“连珠炮”：“您在天上看到的窗外景色与地面有什么不同？星星会闪烁吗？能看到UFO吗？”
王亚平微笑着一一作答：“透过舷窗，我们可以看到美丽色的地球，也可以看到日月星辰，但是我们没有看到过UFO。由于我们处在大气层外，没有大气的阻挡和干扰，看到的星星格外明亮，但是不会闪烁。同样，由于没有大气对光的散射作用，我们看到的太空不是蓝色的，而是深邃的黑色。另外，我要告诉你一件奇妙的事情，我们每天可以看到16次日出，因为我们每90分钟绕地球转一圈。”
„„
宇宙无限，探索无尽，同学们提出的问题也仿佛无穷无尽。不知不觉中，时钟已经指向了10点50。带着彼此的眷恋和依依不舍，航天员们要和地面课堂的同学们说再见了。他们每人都为同学们送来了太空寄语――
聂海胜说：“愿同学们刻苦学习，增长知识，为‘中国梦’添彩！”
张晓光说：“深邃太空，奥秘无穷，探索无止境，让我们共同努力！”
王亚平说：“飞天梦永不失重，科学梦张力无限！”
太空武器化对世界安全的影响 篇3
引发军备竞赛
部署太空武器可以带来绝对的军事优势甚至统治太空的优势，并带来由这种优势产生的政治影响力。因此，如果美国决心发展太空武器的话，其他国家为了在战争中抵消美国的军事优势就必须发展可以有效反制美国太空力量的军事力量，比如部署反卫星武器、发展自己的导弹防御系统、获取与加强核力量以及开发新概念武器的技术等。而已诞生了六十年、并且正在走向简单实用的核武器技术则更容易获得青睐，其他国家可以寄希望于用很多打到美国本土或美军关键目标的导弹，耗尽美国导弹防御系统的反导导弹库存，以及指望有一枚核导弹可以突破导弹防御系统的层层拦截。因此，有核国家将明里或暗中大幅增加核武器库存数量，无核国家寻求变成有核国家，这样便令现在核军控和核裁军的努力付诸东流，破坏国际核不扩散体系进而破坏全球范围内的和平与稳定。对于有一定经济和技术实力的国家，比如有过“星球大战”教训的俄罗斯，还可以有更多其他的办法。
美国的一意孤行与日益频繁的太空军事化活动引发了连锁反应。俄罗斯制定了雄心勃勃的太空复兴计划，准备重点发展反卫星武器；日本准备推动通过《太空基本法》和组建太空战略司令部，以便“通过开发和利用太空来加强国家安全”；印度也准备建立太空司令部，以免遭到来自太空的袭击。在美国的带动下，新一轮太空军备竞赛正在兴起，和平开发和利用太空的前景令人担忧。
影响国际安全
太空武器化引起的太空军备竞赛将给军备竞赛国带来无法承受的、沉重的经济负担。这些经济负担，可能导致国内经济的崩溃，从而影响国家的稳定，最终危及国际和平与安全。同时，还将损害国家间的相互信任，进一步加剧国家之间的紧张关系。因为随着新一轮外空军备竞赛的开始，各地区大国不得不面对现实做出各自的抉择，这其中免不了要产生一些新的猜疑和不信任，这必定给地区关系、国家关系增添新的不安全、不确定因素。而且随着时间的推移,这种消极影响将日见凸显。从而引发地区之间、国家之间关系的紧张，使世界各国又重新回到冷战时期那种紧张的国家关系。
恶化太空环境
还有另外一个可以预见的结果，即当太空成为战场，其环境状况将恶化。许多学者已经提出了这样的观点，即太空中也有环境污染，现在太空污染物主要是完成任务的火箭箭体和卫星本体、火箭的喷射物、在执行航天任务过程中的抛弃物、空间物体之间的碰撞产生的碎块等等。现有的太空垃圾已经为航天活动造成一些麻烦，比如有些卫星遭到撞击而影响功能甚至报废，有些载人航天器遭到撞击留下一些裂痕等。倘若太空变为战场，人类五十年航天活动制造的太空垃圾恐怕还不如几分钟甚至几秒钟制造的多。又因为在外层空间对各种尺寸的太空垃圾清理难度极大。因此“太空环境保护”成为政治家、科学家、环保人士等关心的问题，有学者指出：“阻止太空污染应提上议事日程，今后该问题将变得更加严重。”
链 接
太空武器定义的争论
太空育种与太空食品 篇4
太空育种的奥秘
“太空育种”技术是将普通种子搭载卫星、飞船、太空飞行器上天, 利用特有的太空环境, 如空间宇宙射线、微重力、高真空、重粒子、高变磁场等因素对植物的诱变作用产生各种基因变异, 再返回地面选育出植物的新品种。经过太空的“洗礼”, 还会使一些种子已经退化的良好性状得到恢复。
种子上了天并不一定都能发生优异性状的突变, 即使出现优异突变, 也不可能即刻就能稳定遗传。由于这些种子的变化是分子层面的, 要想分清哪些是我们需要的, 就必须先将它们播种下去, 一般从第二代开始筛选突变单株, 然后将选出的种子再播种, 自交繁殖, 如此繁育三四代后, 才有可能获得遗传性状稳定的优良突变系。每批经太空遨游过的种子都要经过连续几年的筛选鉴定, 其中的优系再经过考验和权威部门的审定才能称其为真正的“太空种子”。这项工作涉及细胞学、遗传学、分子生物学等多学科领域, 是当今世界农业领域中最尖端的科学技术课题之一, 通过已进行的太空农业试验, 植物、动物等生物体的许多特性已被揭示。目前, 世界上只有美国、俄罗斯、中国三个国家拥有返回式卫星技术。
被“洗礼”后的种子
自1987年以来, 我国利用返回式卫星和神舟飞船先后进行了10多次搭载, 有1000多个品种的种子和生物材料进入太空。由于植物种子体积小、携带方便, 故在选育新品种方面具有较大的选择空间。已进行搭载的有粮食作物类如小麦、水稻、大豆、玉米、绿豆、豌豆、高粱等;蔬菜类有西红柿、辣椒、黄瓜、甜菜、茄子、萝卜等;经济作物有棉花、烟草等;花卉有万寿菊、鸡冠花、三色槿、龙葵、荷花、百合等;中草药材有黄芪、甘草;树木种子有油松、白皮松和石刁柏, 还有草坪种子。
通过太空育种, 农学家培育出了一批新的突变类型和具有优良性状的新品种。例如水稻种子经卫星搭载获得了植株高、分蘖力强、穗型大、籽粒饱满和生育期短的性状变异, 增产20%, 单季亩产达400~600公斤, 最高达750公斤, 且蛋白质含量增加8%~20%, 氨基酸总含量提高53%。
太空小麦培育出矮秆、早熟、抗倒伏、抗病害、蛋白质含量高的丰产类型。
太空青椒枝叶粗壮、果大肉厚、免疫力强。其单果重350~600克, 单季亩产3500~4000公斤, 最高可达5000公斤, 比普通青椒增产20%~30%。经中科院遗传研究所检测分析, 太空青椒所含维生素C提高20%, 可溶性固形物提高25%, 病情指数减轻55%。
太空黄瓜藤壮瓜多、瓜体奇大, 单果重达850~1100克, 抗病力强, 特别是雌花开得多, 是地面瓜秧的1.5倍。虽然它的皮厚了点, 但瓜肉非常清凉爽口、汁多肉嫩。
太空番茄长势尤为喜人, 株高茎粗, 果穗增多, 比常规番茄增产15%以上, 最高可增产23.3%。黑龙江农科院园艺所选育的“宇番一号”, 在全国推广种植面积已超过100万亩。
太空樱桃番茄含糖量高达13%, 与柑橘含糖量相当, 口感鲜甜, 可当水果食用。
太空西瓜的显著特点是含糖量高达13%以上, 可溶性固形物增多、纤维少、个头大, 吃起来沙甜可口。
太空玉米每株能结出6~7个“棒子”, 可长出5种颜色, 而且味道也比普通玉米要好。
太空搭载的鸡冠花、麦秆菊、蜀葵、矮牵牛等, 都表现出开花多、花色变异、花期长等特点, 尤其是粉色的矮牵牛, 在花朵中出现了红白相间的条纹。更令人惊奇的是万寿菊的花期竟延长到6个月以上。
游过太空的大蒜能长到每头近250克, 太空萝卜的幼苗让害虫敬而远之, 本来无法杂交的籼稻和粳稻自从周游过太空后也能杂交了。
太空育种的效益和成果吸引了美国、俄罗斯, 保加利亚、菲律宾等国家, 都希望与我国合作。上天“修炼”回到“尘世”的太空种子, 具有十分广阔的市场, 必将撒播广袤的大地, 生产出更多更好的太空食品, 给人类带来无限的福音!
“太空食品”能吃吗
虽然太空育种赢得一片叫好声, 但质疑的声音也一直存在。首先, 太空种子变异的原理至今未能完全掌握。空间诱变涉及的因素有很多, 到底是哪些因素在起主导作用、作用的机理如何、诱变的规律是什么?
有专家认为, 如果说种子的遗传基础是由于辐射发生了变异, 按照辐射破坏D N A的原理, 他们应该先看到大量“变坏”的变异才对, 变好的变异应是极少的。几十年来在地面上一直进行的用放射线来诱导变异的辐射育种成功的例子并不多, 就说明了这一点。而目前的太空育种仅用数千克或百余克种子 (远少于在地面上进行辐射育种实验时所用的数量) , 也从未向人们展示大量“变坏”了的变异植株。
此外, 如果在太空舱内种子能接受到射线, 那太空飞行对动物和人安全吗?种子在吸水萌动前是处于休眠状态, 细胞的生命活动暂时中止, 是无法感受失重的, 所以由失重引起变异的说法也存在疑问。
而对于普通消费者来说, 最值得关注的问题是“太空食品”安全吗?能吃吗?从育种的原理上来说, 太空育种并没有经过人为方法将外源基因导入作物中使之产生变异, 它使作物本身的染色体产生缺失、重复、易位、倒置等基因突变。这种变异和自然界植物的自然变异一样, 只是时间和频率有所改变, 在本质上只是加速了生物界本来需要几百年、上千年的自然变异。太空中宇宙射线的辐射大大增强, 是发生变异的重要条件。
太空旅行作文 篇5
转眼间，飞船屏幕上显示出了“现在已经到达月球”的字样。“啊，开始着陆啦！身体这样轻松呀！哈哈，这样高的障碍物。
居然也能跳过去。”我激动的说着，笑着。朱珂影一本正经地说：“月球的引力只有地球的六分之一。这里没有空气、风、霜、雨、雪各种现象都市没有的。”我们去太阳系中的第一颗行星——水星、我们到了水星的上空，我说：“我们着陆吧！”朱珂影说：“不行，因为钢铁在这里也会变成气的，时间不多了，我们要回家了。”我们在飞回家的时候，飞创突然就掉了下来。我啊——的一声，我就醒来了。原来我在做梦啊。
【【实用】太空旅行作文3篇】
“太空天眼”助力太空生活 篇6
超强的监视能力
你也许会问，遥感卫星能不能从太空拍摄视频呢？其实，这个技能对传统遥感卫星来说是无法实现的。不过，美国Skybox公司的小型遥感卫星已经做到了这一点。该公司的卫星从太空拍摄了大量地面视频，片段最长时间可达90秒。观看太空卫星拍摄的视频，可以对车辆、飞机、船只和军舰进行及时可靠的追踪。
遥感卫星的监视用途更是千奇百怪。比如，我们常见的雾霾现象，它的来源向来是个复杂的问题。而遥感卫星可以动态对气溶胶、颗粒物和污染气体的浓度进行监测，监控沙尘、燃煤、汽车尾气和秸秆焚烧等污染来源，从而有效地对空气质量进行监视，为控制排放源和提高空气质量做出贡献。
还有一点你可能想不到，胖子多不多，卫星也可以帮忙识别。当然，这并不是说遥感卫星可以看到每个人的胖瘦，而是利用卫星监测地球的夜晚照明情况，根据夜晚人造光是造成肥胖症的重要原因，来推测出世界肥胖症的分布范围。
精准的天气预测能力
在上述技能之外，遥感卫星对人们日常生活的影响也是越来越大。例如，人们不仅可以利用气象卫星进行天气预报，随着科技的进步，欧洲的一些气象卫星还可以挑战天气预报中极具难度的任务 — 临近播报。所谓临近播报，就是使用传感器获取大气数据，探测和检测快速生成的各种冲击性天气，例如雷暴天气、龙卷风天气等。
高时空分辨率的气象卫星遥感数据，尤其是风、气温和湿度等数据，为推算人体舒适度指数提供了更加可靠的依据。
另外，遥感卫星在人员救援上同样大有用武之地。所以说，“救星”在古代是迷信，在航天时代却已经成为现实了！
太空旅馆 篇7
②今年1月29日,俄罗斯的轨道技术公司提出了可行的计划,他们将与俄罗斯国营动力公司联手打造一个可以容纳7人的商业空间站,主要面向普通游客、科研机构、航天部门等。一旦投入运营,它将成为“商务、国家和私人太空旅行中独一无二的目的地”。这个计划预计在2016年实现,目前太空旅馆已经进入设计阶段,不少来自美国和俄罗斯的投资者已开始投资,工程将花费上亿美元。
[阅读训练]
③这个太空旅馆整体面积只有20平方米,它是从“联盟”号宇宙飞船改进而来的,包括4个房间,最多可为7名太空旅客提供住宿。此太空旅馆上天后,将与国际空间站相连,作为国际空间站的一个附属舱段。因为这个特殊旅馆的主要目的是让富豪们能够体验与众不同的度假享受,是为满足富豪们太空旅游而建造的旅馆,因此,商业空间站奉行“顾客至上”原则,不会配备不必要的科研设备,而更看重为旅客提供舒适的环境。
④太空旅馆专门为太空旅客提供与众不同的服务:观赏太空中特殊的景观——由于在太空不必承担任何其他的实验任务和提心吊胆地按照航天任务计划来行动,太空游客可以按照自己的心愿,透过全景窗俯瞰旋转的地球,一天16次地在太空观赏“日出日落”;坐在昏暗的天文观测室,听导游解释太空的奇妙景象;或者在太空进行各种奇特的娱乐活动,例如,在零重力下跳舞、做体操。游客们不仅可以在环绕地球轨道运行的太空酒店入住,而且不再食用现在空间站的包装航天食品,能够品尝名厨掌勺烹制的美味佳肴。游客睡觉时可以把床铺拉出,坐在窗口观赏地球的风景。
⑤俄罗斯的这个太空旅馆除为富人和“大客户”服务外,商业空间站可为驻守国际空间站的航天员提供紧急避难场所。一旦国际空间站出现紧急情况或需要维修,航天员可以到商业空间站避难。此外,商业空间站今后还可以成为“前往太阳系其他地域的通道”。比如,旅客可把这里作为绕月之旅的出发地。
(《百科知识》2011年第6期)
精灵太空游 篇8
元旦钟声敲响,“元旦一号”飞船也跟着起飞,元旦精灵们在元旦老师的带领下去太空遨游,还要为小朋友们准备一些新年礼物呢!
飞行中,他们看见了宇宙小鸟、宇宙大树和流星尼克斯……元旦老师告诉元旦精灵们:“宇宙中不仅有黑洞,也有白洞。黑洞能产生强大的引力场,以致于任何物质和辐射都只能进入而无力逃脱;白洞则像一个超级喷泉,能不断向外喷射各种能量甚至星球等。”元旦精灵们一个个似懂非懂,但都想得到白洞喷出的对人类有用的东西。
过了一会儿,他们来到了月亮姐姐家,元旦老师发给小精灵们微型飞船,让他们在宇宙中寻找并收集有意义的礼物。小精灵们欢呼雀跃,无数小飞船就像出膛的子弹冲向各个小星球……
哈哈精灵在天王星的一个悬崖下发现了无数宇宙玩具,红精灵在火星沟壑里发现了可燃烧的高能液体,晶晶精灵在水星的泉眼里发现了高能固体水块,重阳精灵在金星的一个山头上发现了可以悬空的房屋,山精灵在木星石头缝里发现了两头活恐龙,雪精灵在月球火山口发现了无数块黄金矿石,胖精灵在土星的山谷里得到了一个全新的环保地球……三个小时后,小精灵们都满载而归。元旦老师告诉大家,在得到礼物的地方——不论是洞、孔隙,还是泉眼等,都是那些小星球的“白洞”,所以大家能得到与众不同的礼物。
小精灵们簇拥着元旦老师返回地球,他们把玩具分给战后重建的孩子们,把固体水块投放到干旱灾区,把恐龙放生,让城市密集的人口迁移一半到新的地球上……整个宇宙,普天同庆,小精灵们和大家一起迎接新年的到来……
(指导教师:梅艳)
教师点评
漫步太空 篇9
在太空行走,必须解决几个问题: 一是必须穿着具有生命保障功能的特殊宇航服,防止太空中的各种辐射和流星体的伤害;二是在离开飞行器住舱前必须吸纯氧;三是有喷气背包,可以形成行走的动力;四是必须有供联系的通信背包和连接飞船的保险索。
所以,要想真正漫步太空,还是件很复杂的事呢。
也正因为如此,1965年,当苏联宇航员列昂诺夫和别列亚耶准备太空漫步时, 很多人称之为一种最大的冒险行为。
他们乘坐的“上升”2号宇宙飞船进入轨道后,列昂诺夫在同伴的帮助下穿上特制宇航服,系上一根5米长的保险索, 进了气舱,赶紧关上了舱门,否则舱内的空气就会跑完的。
列昂诺夫仔细检查了身上的设备,便打开气室的出口,迈向茫茫太空。
在太空是没有地面吸引力的,所以处于完全失重的状态,就像在空中飘动一样,但是同时宇航员的行动也十分困难, 就像完全不听指挥。
列昂诺夫就这样在空中艰难地旋转前进着,一边欣赏着宇宙风光。他向下俯视,还看见了一个美丽的蓝色星球悬浮在空中,那就是人类的家园——地球。远远看去,它是那么小又那么漂亮,胜过周围的任何一个星体。列昂诺夫的眼睛湿润了。
过了十分钟,列昂诺夫终于完全地回到了飞船座舱,经过这段不寻常的漫步, 列昂诺夫有点儿累,但他更感到兴奋,要知道,他毕竟是人类历史上第一个在太空中行走的人!
人造“天灾”——太空垃圾 篇10
◎情况很危险
废弃的空间站、人造卫星和火箭爆炸后的碎片, 甚至是螺栓、推进器、电池板、绝缘材料、涂层片, 都是空间碎片的来源。
统计空间碎片是一项异常庞大的工作, 关于太空垃圾的数字一直在波动。据美国航天局 (NASA) 公布的统计数据, 10厘米以上大小的太空垃圾已经达到1.7万片, 2.5厘米到7.5厘米大小的超过20万片, 更小的则数以百万计。
根据最新有关空间碎片的报告, 由美国全国研究委员会公布称, 地球上空的太空垃圾数量已达临界点, 对于航天器和宇航员而言, 当前的空间环境正变得越来越危险。
此前, NASA的科学家曾警告, 即使不再发射航天器, 到2055年, 由碰撞产生的新碎片数量也将超过落回地球和燃烧掉的碎片总数。
报告还称, 计算机模型显示, 太空中轨道碎片的数量已多到足以持续碰撞并产生更多太空垃圾, 威胁航天器的安全。报告认为, 太空垃圾与温室气体、核废料存储等问题一样, 短期影响不大, 但如果长期得不到处理, 将对人类社会产生巨大影响。
上述太空垃圾多集中在轨道高度小于2000千米的低轨上, 形成了一定的垃圾带。此外, 由于太空碎片自然衰减受到大气层和太阳活动的双重影响, 据科学家研究发现, 伴随着未来几年太阳活动的增加, 将会有越来越多的太空垃圾被拉入低轨, 经过国际空间站所在的轨道区域, 进入大气层销毁或坠落地面。而对于距地高度达3600千米的地球静止轨道上的太空垃圾, 如果不进行清除, 将有百万年以上的“寿命”。
◎对策几乎为零
虽然面临种种风险, 但是补救措施几乎为零。在对太空垃圾的处理上, 主要采用观测、预防和躲避的措施。目前通用的做法是用光学望远镜观测高太空轨道, 用雷达探测低轨道, 对各种太空垃圾进行监测和预警。当太空垃圾可能与国际空间站、卫星等航天器相撞时, 航天器改变运行轨道, 进行躲避。
加固航天器的外表对一定大小的空间碎片和微流星的防护是有效的, 也是目前国际上通用的做法。但加装护甲也有很多局限, 会对航天器实现自身功能造成影响, 而且, 增加航天器的重量, 也就需要更大推力的火箭才能完成发射。所以, 必须得找出新的材料—这种材料耐撞击又轻便。
此外, 有报道称, 国外正设计专门清理各种太空垃圾的特殊飞船, 在飞船外装有一个网状或机器触角状的特殊设备, 可以捕获太空垃圾而保证自身不受伤害。
美国《大众科学》近日报道, 一种威力强大的陆基激光器可以用来移除近地轨道上的碎片。与之前的陆基激光器系统不同的是, 这套系统既能处理大块太空垃圾, 也能处理小块太空垃圾。
总之, 清除太空垃圾的想法很多, 但还没有成熟的办法。以回收为例, 把废弃的卫星捕捉回来, 其花费的成本肯定要比发射的成本还高。事实上, 太空垃圾的清除是个非常敏感的军事话题, 能把废弃物从太空收回来, 也必然能超越任何卫星。也就是说, 任何一个能变轨的卫星, 都是武器。
◎安全任重道远
真正让国际社会开始重视空间碎片这一问题, 缘于2009年俄罗斯航天器与美国商用卫星在西伯利亚上空相撞这一事件。整个空间碎片工作存在的问题已经对航天事业构成了很大的威胁, 甚至涉及国家安全, 必须抢占这一制高点。
早在20世纪六七十年代, 美国和俄罗斯就已经建立了监测网, 监测网并不完全是为了空间碎片而建的, 不过它可以测量空间碎片的轨道。所有的监测数据都由空间司令部首先处理, 不保密部分才通过NASA在其网站上公开发布。
我国自2000年起启动了“空间碎片行动计划”, 目前国内已确定了以数据库为载体的“空间碎片探测预警工程”、以防护设计专家系统为载体的“空间碎片防护工程”和以空间碎片减缓设计标准为载体的“空间环境保护工程”的三大主题工程。
空间碎片是一项涉及世界各国的利益, 需要世界各国联合行动才能解决的问题。但现实的情况是, 在空间碎片的问责和处理上, 缺乏相应的约束和协调机制。机构间空间碎片协调小组制定了《空间碎片减缓指南》, 联合国和平利用外层空间委员会2007年6月也以此为蓝本通过了该指南, 要求会员国或国际组织通过国家机制最大限度地减少空间碎片。
该指南提出了减少空间碎片的三种方法:对航天器和火箭采取钝化措施, 减缓碎片的产生;设立“垃圾轨道”, 腾出有价值的轨道空间, 减少空间碎片对航天器的危害。但是空间碎片上升到清理层面时, 会涉及军事安全等问题, 上述指南缺乏相应的约束力。《国际空间法》原来的文本还没有考虑到空间碎片的问题, 只考虑到了航天器。今后可能还需要立法来解决太空垃圾的责任归属问题。
太空安全 篇11
一个欧洲研究小组正在开发新一代Skylon太空飞机，英国布里斯托尔大学工程师也参与了研发工作。Skylon宇航飞机可重复使用，能将超过12吨的货物送入轨道，起飞和着陆使用的跑道相同。这种飞机的成败取决于“佩刀”(Sabre)火箭发动机。布里斯托尔大学参与了“佩刀”火箭发动机的研发。“佩刀”是一种独特的混合动力发动机，进入地球大气层后，能像传统喷气机一样“呼吸”空气，并在太空转换为火箭动方。
在吸气模式下，空气先是被冷却并压缩，然后同氢燃料一起进入火箭发动机。在火箭模式下，氢连同液氧一起燃烧。位于牛津的喷气发动机公司(REL)领导实施了这个耗资数百万英镑的混合动力发动机项目。该公司执行董事艾伦·邦德说：“传统、一次性使用火箭每次发射的费用超过7000万英镑，一定程度上拖累了这个市场的发展。让太空发射变得经济起来的关键是使用真正可重复使用的宇航飞机。”
“这种飞机可以从跑道上起飞，直接爬升到太空，发射卫星后，自动安全地返回地球。我们公司对Skylon飞机及其特有的‘佩刀’吸气发动机进行了多年的设计和研究，这意味着我们占据着实现这一目标的有利位置。Skylon飞机可以将进入太空的费用降低十分之一。”
喷气发动机公司将在牛津郡卡拉姆试验基地测试“佩刀”发动机特有的空气冷却技术。与此同时，布里斯托尔大学航空航天工程系的尼尔·泰勒博士将领导实施对先进的火箭喷嘴的演示计划，这种火箭喷嘴可以迅速适应周围大气压力。对“佩刀”发动机燃烧室的测试将在德国进行。
泰勒博士说：“如果获得成功，整个项目将产生巨大的影响，一想到这将是太空领域一场潜在革命的开端，确实令人激动不已。”这个示范项目旨在消除“佩刀”计划面临的所有突出技术障碍。这将给全面的发动机研发项目和首次Skylon飞机发射铺平道路。布里斯托尔大学的工程师说，Skylon飞机将在10年内发射。
剖析台湾太空中心 篇12
与大陆科学家一样,同属中华民族的台湾科学家也心怀飞天的梦想。早在上世纪70年代初,即中国大陆发射升空第一颗“东方红”人造卫星后不久,就曾有岛内专家学者向台当局建议研制人造地球卫星,一些高校内的研究机构甚至还开始了探空火箭技术及卫星研制方案的研讨。但此建议一直遭到台当局的搁置,因为以当时台湾全年的科研预算,也不够制造一颗小型卫星。
到上世纪80年代,台湾经济快速腾飞,能够为科技发展提供良好的资金支持。同时面对大陆航天事业的突飞猛进,包括新建成的西昌卫星发射中心和太原卫星发射中心,以及“长征”系列大功率运载火箭多次成功发射自行设计研制的返回式遥感卫星、通信卫星、气象卫星和技术试验卫星,并开始为国外一些部门提供搭载服务和国际商业卫星发射服务,这无疑给台当局带来极大刺激。
如今,世界各国越来越重视太空科技对于增强综合国力、带动高新技术群发展以及实现国民经济可持续发展等方面的巨大牵引作用,纷纷确立和调整太空技术发展战略,以此给各个方面的发展带来新的机遇和变革。这种形势使得台当局逐渐产生希望通过太空科技的发展来全面提升岛内的科技水平,竭尽全力积极谋求自主研发卫星的能力的想法。
80年代中期,台当局先后提出了“五年卫星发展计划”、“发射卫星计划”、“太空卫星计划”、“通信卫星发展计划”等,但最后都因遇到各种各样无法解决的困难而不了了之。80年代末,台当局行政主管部门专门成立了“太空科技规划委员会”,特地请美国TRW航天与电子系统公司太空技术部总裁戈尔登(Dan Goldin,后任美国航空航天局局长)来台,要求其协助台湾发展太空科技。
1989年,台湾科技主管部门根据与戈尔登商讨的结果,制定了为期15年的“太空科技发展长程计划”,规划一期工程到2006年结束,共投入150亿元新台币,采用自主或合作方式研制并发射3颗“中华”系列人造地球卫星,同时在台湾中山科学院和中研院内设立航空太空研究所,在“国防”大学、中央大学、成功大学、淡江大学、逢甲大学等设立与太空科技有关的院、系、所。
从1990年到1991年,台湾“太空科技规划委员会”与外商举行多次会议,决定以6年的时间完成第1颗小型科学实验卫星的研发,但不涉及运载火箭研发及发射。此计划一方面可结合那时在岛内已开展的太空科学研究计划,另一方面可与国际太空科学研究接轨,以减低对外合作的阻力。1991年底,该计划获得台湾行政主管部门批准。1992年开始设立太空计划室筹备处,由徐佳铭担任太空计划室主任,美籍华裔科学家戴广勋任科技顾问,邀请原在德国普朗克研究所工作的叶永烜回台担任太空计划室首席科学家,主持第一颗卫星的设计工作。此后,还陆续聘请20余位海外太空专业人才,分别在该筹备处担任总工程师及总系统工程师等职务。这其中便包括曾在美国航空航天局戈达德太空飞行中心担任研究员,后在阿拉斯加州立大学物理系及地球物理研究所任教,1995年回台湾任成功大学理学院院长,1997年兼任太空计划室首席科学家,2001年任太空计划室主任的李罗权。
1994年12月,太空计划室筹备处迁入新竹科学园区展业一路新址;1996年10月,卫星整测厂房建设完工,开始设计研制“中华卫星1号”,同时选拔多名岛内优秀年轻科技人才,送到美、法太空科技机构进行培训。
台湾首次研制的“中华卫星1号”为低轨道科学实验卫星,以地表遥测与高层大气科学研究为主,载有电离层等离子及电动效应仪、海洋水色照相仪和Ka波段通讯实验设备,分别进行三项实验,其图像分辨率为800米,设计寿命为2年。1994年4月,台湾科技主管部门与美国TRW公司签订卫星本体(也称仪器平台)制造协议;同年12月,与美国联合讯号工程公司签订地面系统协议;1995年5月,与岛内科研机构及厂商签订5项台湾自产元件协议。1997年5月,“中华卫星1号”本体自洛杉矶运抵岛内进行整体测试,同年10月完成卫星本体与三项载荷性能测试,1998年1月完成卫星系统整合测试。
1999年11月27日,台湾参与设计、制造和测试的第一颗人造卫星在美国卡纳维拉尔角发射升空。但由于配套的地面接收系统迟迟未取得美国核发的“高科技输出许可证”,卫星在太空轨道漫无目的地运行了3个多月。随后,卫星又出现了系统天线几何精度不符合设计需求、零部件故障导致地面讯号无法传送到卫星等一系列棘手状况。因各种故障不断,且发生故障的地面设备动辄就要送回美国原厂检修,所以直到2000年6月卫星升空近一年半时,其地面通讯实验系统仍未完成最后验收,最后因电力耗尽而变成太空垃圾。
再接再厉
尽管“中华卫星1号”计划完成得并不理想,台当局仍决意按着1991年出台的长程计划继续走下去。根据“太空科技发展长程计划”,再次研制的“中华卫星2号”卫星由太空计划室与国外有经验的人造卫星厂商合作,共同研制,并进行组装测试,而岛内厂商也参与研制其中部分元件。该卫星将以气象及太空大气观测为主。除了担负太阳物理科学探测任务外,也肩负海洋水色的探测以及卫星通信的实验任务。
这一时期,台湾科技主管部门给予太空计划室的经费支出约每年24亿元新台币,相关研发人员约160人,参加“任务导向研究计划”的岛内大学和研究机构有10余家。1999年初,“国科会”与德国一家公司签约,后者原本答应为其提供“中华卫星2号”的平台及配套的高清晰度太空摄像机。但因高清晰度太空摄像机被视为军事敏感技术,仅仅半年后,德国联邦安全会议就决定暂缓核发“中华卫星2号”有关设备的高科技输出许可证。
无奈之下,台湾科技主管部门只有另寻卖主。1999年12月,法国的马特拉公司答应了台湾科技主管部门的请求,决定承接“中华卫星2号”的技术出口合同,并取得了法国政府的高科技输出许可证。因此,台湾“中华卫星2号”上便可以装有由欧洲的阿斯特留姆(Astrium)公司制造的高清晰度太空摄像机,可从太空中拍摄地球陆地和海洋的卫星影像,其图像解析度要比法国“斯波特”(Spot)民用观测卫星高5倍。此外,卫星上的高空大气闪电探测仪由台湾和美国大学大气研究联盟(UCAR)合作研制,卫星上的太阳传感器、S波段天线等由台湾6家公司利用阿斯特留姆公司转让的技术设计制造,整星在台湾进行组装和测试。2004年5月,经过数度延期发射的“中华卫星2号”(2005年台湾陈水扁当局为突出台独色彩,将其改名“福尔摩沙卫星2号”,简称“福卫2号”)发射升空,共耗资46亿元新台币。
“福卫”2号的技术全部来自法国公司,但主要部件中有一部分由台湾岛内研究机构和企业生产。卫星形状为六角柱形,高2.4米,外径约1.6米(太阳电能板未展开时),质量为760千克(包括载荷及燃料),轨道倾角45度,绕行地球轨道周期为103分钟,卫星位于太阳同步轨道,轨道高度为891公里,每日通过台湾上空两次。卫星携带的遥测照相仪,对地面遥感图像分辨率最高可达2米,影像拍摄刈幅为24公里,侧视角范围为45度,可进行立体摄影。另一科学载荷大气闪电探测仪,共观测到高空短暂发光现象1万多次。
“福卫3号”(原名“中华卫星3号”)不是单一卫星,而是由6颗微卫星组成,每颗重约62千克,外型呈扁圆柱形,在近地轨道构成一个星座,也称“气象、电离层及气候观测星系”。由于台湾周围被海洋包围,气象复杂多变,且对气象气候的地基观测非常有限,因此台当局希望能够发展天基观测手段,建立全球气候实时监测系统。
该卫星由台湾太空中心(即原太空计划室)与美国大学大气研究联盟(UCAR)合作研制,项目总经费约1亿美元,其中台湾出资约8000万美元,美方出资约2000万美元。台方主要负责系统工程、卫星集成与测试、地面系统以及任务操作等,美国UCAR负责有效载荷控制中心和基准网工作的建设以及研制主要卫星载荷等。
“福卫3号”卫星的有效载荷有3个,它们分别是全球定位系统气象测量仪、小型电离层光度计和三频段信标仪,负责接收美国GPS卫星的L1及L2频段信号,然后利用无线电掩星观测技术,由信号电波传播电离层和大气层的影响发生的传播时延,来推算给出电离层和大气层的相关资料,进行天气预报和气候监测;此外,还可接收电离层中激发态的氧原子与自由电子结合时所辐射出的电磁波强度,经过转换后可以得到卫星对地方向的电离层电子密度总量,并可推算电离层电子密度场和总电子含量。
2006年4月15日,美国轨道科学公司(OSC)利用“金牛座”火箭从范登堡空军基地将“福卫3号”星座发射升空,分布在距地面700~800千米高处的72度倾角轨道上,可接收美国GPS卫星系统发出的信号。该卫星系统设计寿命5年,前2年进行气象科学实验,后3年提供即时气象预报资料。“福卫三号”卫星的观测范围包括全球大气层及电离层,每天提供均匀分布全球的2500个观测点的实时气象数据,约每3小时即可完成全球气象资料的搜集及计算分析,约每100分钟更新数据1次。
然而发射后不到一年就又出现异常,其中1颗微卫星突然失联,历经月余抢救无效后被宣告“死亡”只是时间问题,另外两颗也因电力系统受损而影响正常运作。
成立太空中心
2002年12月,台当局批准了科技主管部门制定的“第二期太空科技发展长程计划”(2004—2018年),全程为15年,包括次轨道科学实验计划、尖端卫星科技研发计划、宽带通讯卫星计划、遥测卫星计划、自主发展微卫星计划及国际合作计划等6个分项计划,由太空中心负责卫星本体主承包商的责任,并整合岛内研究团队,执行尖端卫星科学研究计划,建立自主研发卫星先进技术及酬载仪器的能力,及协助岛内大专院校研究机构设计自制边长10厘米的立方体、总重约843克的微型卫星(蕃薯卫星)等,计划发射5颗微卫星和10至15枚探空火箭。
2003年,原附属台湾科技主管部门的太空计划室改制为财团法人“国研院”所属太空中心,主要任务为建立台湾自主太空科技实力,满足社会民生的需求,推动尖端太空科学研究。经过多年的发展,该中心迄今已经建立完成完整的太空科技发展基础设施,包括卫星整测厂房、地面操控系统、影像处理系统和卫星研发实验室等核心设施,并且籍由卫星计划的推动与执行,成为台湾产学界发展太空科技的整合平台。
该中心现有3个行政功能组,以及“福卫5号”计划室、“福卫7号”计划室、综合计划室,以及卫星影像组、卫星操控组、飞行控制组、卫星机械组、卫星电机组、品质保证组、系统工程组等7个技术功能组,共有工作人员194人,研究方向包括:卫星系统工程、卫星本体技术、光学遥测酬载、卫星任务操作、遥测影像处理技术,年收入约13亿元新台币。
由于各种原因,研制“福卫4号”和“福卫6号”的工作最终取消,近年来该中心主要开展“福卫5号”对地光学遥测卫星的自主研制工作,并与“国研院”仪科中心、晶片中心及岛内研究机构和企业共同合作开发解析度黑白2米、彩色4米的遥测关键技术及元件,自主完成卫星电脑(CDMU)及电力控制与分配单元(PCDU)工程体的功能与环境测试、飞行软件新版本设计发展与验证、卫星工程发展体的电力次系统控制功能验证等工作。
目前,“福卫5号”已完成元件制造测试和组装阶段。该卫星重450千克(含载荷及燃料),形状为八角柱形,高2.8米,外径约1.6米,仪器载荷包括CMOS光学遥测酬载和先进电离层探测仪,其图像分辨率为黑白2米、彩色4米,影像拍摄刈幅为24公里,侧视角范围为45度,将接替“福卫2号”的探测任务,位于距地720公里高的轨道,每两日通过台湾上空一次,设计寿命5年以上。原本按照计划,在2016年2月发射升空,后因故推迟到下半年。
此外,台湾太空中心还与美国方面合作研制“福卫7号”全球气象卫星,包括美国提供的12颗卫星及1颗台湾自主研制的卫星,用于接替“福卫3号”星系的任务。由该中心负责系统整合、卫星本体、任务操作等,美方则由美国国家海洋暨大气总署(NOAA)作为代表,负责提供任务载荷、发射载具、地面站、资料处理等。目前已完成“福卫7号”星座任务系统设计及卫星系统设计,并开始自主研制关键导控元件,如太空级光纤陀螺仪、GPS导航接收机雏形体、卫星电脑及电力控制与分配单元工程体等。同时,成立一个由太空中心、台洪中心与岛内研究机构共同所组成的GPS掩星资料处理团队,开展系统分析与先期工作。
该中心自主设计、制造、组装及测试的台湾首个太空级全球定位系统导航接收机,可在极短时间内锁定卫星讯号、提供导航资料,位置精度优于8米,速度精度优于0.05米/秒且讯号追踪回路具备高动态特性,适用于高精度、长时间操作的整合型惯性导航系统。此接收机将搭载于台湾自主研制的“福卫7号”卫星,因性能优异且成本不高,具备进军国际太空元件市场的潜力。
其他任务
早期台湾太空科技计划本不包括发展运载火箭技术,但在1997年4月台湾成功大学召开“太空探空科学与技术发展座谈会”后,开始启动探空火箭计划。同年9月,“太空计划室”委托“中山科学院”研发“探空1号”探空火箭,于1998年12月试飞成功,未搭载任何载荷。2001年10月,搭载科学载荷的“探空2号”火箭发射后,因二级火箭在空中出现故障而失败。随后,“探空3号”和“探空4号”分别于2003年和2004年12月发射成功,尤其“探空4号”是台湾地区第一枚搭载商业载荷的探空火箭,也是台湾首枚完全自主研发制造的火箭。
2011年,太空中心先后进行了两次探空火箭飞行试验,成功挑战1.3万米新高及验证通讯传输能力,完成探空科学研究、太空规格元件验证及火箭科技提升等计划目标。2013年6月“探空8号”火箭在南部九鹏基地发射升空,完成过氧化氢单基推进器、科学仪器回收舱2项实验。其中,过氧化氢推进器采用由岛内自主研发的推进技术,经此次试飞验证成功后,将运用于“福卫7号”自主卫星,使台湾突破外国技术管制的限制,掌握关键推进系统技术,缩短开发时程与节省经费。
台湾的卫星配套设施主要包括卫星影像接收站和卫星影像处理系统。目前台湾军、民用卫星影像接收站主要有3处:中央大学卫星影像接收站是台湾最早设立的卫星影像接收站,归属于中央大学太空及遥测中心;“国防部”林口卫星影像接收站,已于2003年启用;台湾太空中心新竹卫星影像接收站,系位于新竹科学园区的一座X波段天线系统。
此外,该中心还在利用“福卫2号”卫星遥测影像资料,对岛内外灾害事件如2011年南玛督台风、艾莉台风、苏花公路崩塌、日本311大地震、泰国水灾及美国新墨斯哥州山火等进行调查,协助相关部门全力开展救防灾决策与相关工作。
台湾科学研究团队利用“福卫3号”的电离层观测资料,首次完整观测全球电离层电子浓度三维结构与变化,建立世界第一个全球电离层天气监测与预报同化模式。经过计算,使用“福卫3号”的同化资料,可以改善卫星定位误差4%,相当于高度修正量达12厘米,水平修正量达数十米,未来可应用于通讯、定位、导航的品质与准确度的评估和改善。由于恶劣太空天气会造成电离层电波强度和传播路径的急剧改变,该研究团队也首次建立完整全球闪烁指数经验模式,可对全球恶劣太空天气提出预警。
总体而言,太空事业的发展是台当局及科技主管部门近年来十分重视的领域,目前正在努力通过其在太空领域的对外合作扩大国际影响,谋求与其他国家建立密切关系。其中,“福卫”系列卫星是岛内科技计划中最引人注目的项目,它们都由美国为其发射,并且还得到了日本、德国、法国等国家的帮助,其目的是把维持与美国的军事合作视为抗拒统一、稳定政权的“靠山”,同时还把与其它“非邦交国”的太空科技合作视为打破所谓“外交壁垒”的重要工具。