摘要:此舉也成爲全球航天產業進入宇宙開發第一階段的標誌性事件,未來各國將針對太空資產的維護進行更深入的探索。導語:1970年4月24日,中國第1顆人造地球衛星東方紅一號發射成功,拉開了中國人探索宇宙奧祕、和平利用太空、造福人類的序幕。

導語:1970年4月24日,中國第1顆人造地球衛星東方紅一號發射成功,拉開了中國人探索宇宙奧祕、和平利用太空、造福人類的序幕。

50年漫漫航天路

1970年4月24日,中國第1顆人造地球衛星東方紅一號發射成功,拉開了中國人探索宇宙奧祕、和平利用太空、造福人類的序幕。時至2020年,東方紅一號發射成功已經過去了50週年。在這50年間,中國航天在外部環境非常艱難的情況下,實現了衛星發射及應用,載人航天,探月等多項位列世界絕對先進水平的技術突破。爲中國航天科技的領先,人民幸福生活奠定了堅實的基礎。如今,中國航天已經是全球空間技術、前沿科技、以及對宇宙奧祕的探索領域不可或缺的一股力量。

進入新時期,商業航天的發展給全球航天產業的發展帶來了新的動力,一系列商業活動的成功,一方面宣佈了舊有航天產業發展的模式發生了變化,另一方面也爲再一次擴大了航天在商業層面的想象力。總而言之,航天作爲一個承載人類崇高理想的高尚行業將會有更美好的前景。

星辰大海的召喚

之所以說航天是一個承載了人類崇高理想的行業,不僅因爲它對宇宙的探索,從哲學層面上就直接影響我們對自身生存意義的思索。在現實層面上,航天對人類生存空間和生存資源的獲取,對物種的延續起着至關重要的作用。

在地球上,重金屬元素礦藏的儲量是有限的,在循環利用技術達到完美狀態之前,任何一個行星的礦產資源都終將枯竭。從目前探明的儲量和消耗量來看,金、鋅和鉛這三種重金屬的儲產比不足20。也就是說在20年內,除非循環利用,否則地球上就沒這三類資源可以開採了。而諸如鎳、銅、錳等工業生產主要使用的金屬,在未來50年內,也將面臨資源枯竭的狀態。

當下世界各國對全球資源的競爭很多時候都沒有被大衆廣泛認知到,這主要是因爲資源與利用之間的矛盾並不是社會主要矛盾。而近年來世界格局的變化,則讓石油、稀土等資源的爭奪情況深入人心。更不用說自2008年起,全球金、鉛、鋅等重要礦種品位的明顯下降,到2018年平均降幅高達15%。可以預見本世紀內,資源問題會逐漸成爲最重要的問題。

值得欣喜的是,商業航天在全球範圍內的爆發,讓普通民衆對航天產業和資源問題的關注得到了一定的提升。

"修,探,移"的三步走

不過,合理、和平、可持續的利用太空資源達到理想狀態是一個非常漫長的過程。在這之前,全球航天產業會經歷三個重要時期。分別是以太空資產運維和續航爲主的第一階段"修";以地外和太空環境探索的第二階段"探";以及以星際旅行和移民爲主的最終階段"移"。

第一階段:修

衛星和其它種類的航天器是目前人類在太空環境中存在的主要載體,其製造和發射成本本就高昂,並且航天器需要大量無人操控,可以說衛星與航天器是人類最前沿技術的結晶。通常一顆民用小衛星的造價在500萬人民幣左右,大型的通信衛星等造價在數億人民幣左右。而一些特殊用途的技術含量更高的衛星,造價甚至高達數十億人民幣。根據美國憂思科學家聯盟的統計數據,目前全球在軌衛星數量大概有2200顆左右。未來還會以每年300顆左右的速度增加。也就是說,全球各國的太空資產總額至少有2000億以上,加之地面運維、發射和保障等方面的投入,這個數字會大到難以想象。

一顆衛星的平均壽命在10-15年不等,近期,美國諾格創新系統公司宣部,MEV-1延壽衛星爲國際通信衛星組織的901衛星完成燃料補充後,重新返回地球同步軌道。後續MEV-1將繼續爲國際通信衛星組織的其它類似退役衛星提供"續命"服務。此舉也成爲全球航天產業進入宇宙開發第一階段的標誌性事件,未來各國將針對太空資產的維護進行更深入的探索。

第二階段:探

民衆對太空資源開採的期待並非沒有道理,我們選取了最具經濟價值的10顆小行星,其經濟價值總量已經超過了1000萬億美元。並且由於太空的特殊環境,不僅地球上認爲是礦產資源的元素十分重要,連最基礎的氫、氧和水都是不可或缺的資源。只有身處太空,才能感受到愛因斯坦相對論的現實意義。最基礎的層面上看,在太空中做出任何運動,都不可避免的需要消耗能量。以目前航天的技術水平來看,在宇宙中,航天器需要向相反的方向推出一定質量的物質,才能獲得在目標方向動力。所以拋開礦產的經濟意義不談,連單純具備質量的東西,在太空中都是極爲重要的資源。因此,未來太空資源開採的意義非常重大。

除此之外,在"探"這個階段,除了地外資源以外,對物理、化學、生物等底層學科的實驗也是必不可少的部分,藉助宇宙獨特的自然環境,微重力、超低溫和宇宙輻射等條件,實現在地球上無法突破的科學瓶頸,是第二階段成功向第三階段升級過度的重要保障。在這個階段中,太空站或宇宙實驗室等太空基礎設施將成爲比較重要的設施,而這些基礎設施都可以在現階段航天產業的發展中,找到事實引證。

第三階段:移

到這個階段,基本解決了行星資源受限的問題。但這個階段本身也有初級目標和終極目標之分。目前人類已經找到了數個類地行星,作爲太空移民的對象,只是想要到達那裏很難。所以太空移民,星際旅行甚至行星改造,是這個階段的終極目標。

在初期,對能夠實現在天基居住和天基製造,對目前航天產業的意義就已經非常巨大了。根據美國航天局的測算,在太空每製造1千克質量的設備,相當於在地面製造7.5千克。這樣可以極大降低火箭推力的壓力。目前全球,運載能力最強的火箭SpaceX的獵鷹重型載荷能力也不過60多噸,而排名前五的火箭載荷能力普遍在25噸左右。如果能實現天基製造,就將會有更多不得不在地面製造的功能型原件被送往太空。

從經濟效益上講,前階段中國航天科工集團基於直播的方式,以4000萬人民幣的價格售出了一枚快舟火箭,根據快舟火箭運載能力計算,這相當於在太空中,1KG的載荷實際價值約爲10萬元人民幣。以美國最便宜的電子號火箭來計算,電子號火箭發射價格600萬美元,運載能力在150-200KG,平均每千克25萬人民幣。這樣也就是說,天基製造每1KG質量的原件,價值至少25萬人民幣,未來前景可觀。

綜上所述,商業航天的大幕已經拉開,未來人類探索宇宙的進程將進一步加速,中國航天產業也將在這股浪潮中受益。我們尊重也感恩中國老一輩航天前輩無私的奉獻。相信未來50年,中國航天必然會再創輝煌,讓東方紅的樂曲永恆的迴盪在宇宙之中。50年漫漫航天路,我們的目標是星辰大海!

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