時間:2023-10-09 10:33:30
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中圖分類號:G230 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)11(c)-0242-03
21世紀是科學技術蓬勃發展的新時代,國家的強盛離不開科學的力量。加強科學知識的普及教育,提高全民族尤其是青少年的科學素質,是增強國家創新能力和國際競爭力的基礎性工程。
航天科技是國家綜合科技實力的重要體現。隨著中國航天事業不斷取得舉世矚目的成就,尤其是載人航天工程、月球探測工程等重大航天工程的順利實施,航天科技越來越受到全社會特別是廣大青少年的關注,并由此催生出一股航天科普熱,使航天科技逐漸揭開神秘面紗,進入社會公眾的視野。
國內出版界近年來也積極加入到普及航天科技知識的熱潮中,編輯出版了一大批種類豐富的航天科普圖書。據不完全統計,從2000年以來,出版界出版的集中講解航天科技知識的在銷科普圖書達到近300種,涉足航天科普圖書出版的出版社數量超過200家。此外,還有很多百科知識類科普圖書設有宇宙太空、航天飛行的分冊,或有專門章節講解航天科技知識。如果算上這些圖書,航天科普圖書的出版數量是非常大的。這對培養社會公眾對航天科技的興趣和愛好,激發廣大國民尤其是青少年崇尚科學、熱愛航天、探索未知的熱情與夢想,有著深遠的歷史意義和現實意義。
在這股熱潮的席卷之下,我國航天科普圖書的質量與傳統科普圖書相比已經有了長足的進步,取得的成績應該予以肯定。但我們也應清醒地認識到,航天科普圖書出版在科普理念、選題定位、內容質量、作者隊伍、原創力量、編輯水平、市場份額等方面仍然存在不容忽視的問題。成就讓人欣慰,但存在的問題也應引發我們的理性思考。
1 發展現狀分析
1.1 內容形式極大豐富,但與國外相比仍有較大差距
在2003年神舟5號載人飛船發射之前的很長一段時間里,航天科技還帶有一層神秘的色彩,眾多的航天知識并不被大家所熟知,此前僅有與航天科技相關的少數科技類出版社出版了一些航天科普圖書。這時期的航天科普書,大多是概略性地介紹航天科普知識,科普講解主要以文字內容為主,圖片為輔。因圖書出版資金投入所限,圖書大多為黑白印刷,只有少量航天科普圖書配有彩色圖片或彩色印刷。這些圖書雖然具備知識的權威性和講解的系統性,但是出版內容不夠豐富,圖書表現形式相對單調,趣味性和可讀性明顯不足。有人戲稱那時的航天科普圖書“恨不得一本書把讀者培養成航天專家”。“科而不普”,是傳統航天科普圖書被廣泛詬病的一個缺點。
2003年以來,隨著“航天熱”的不斷升溫,航天科普圖書出版的品種不但越來越豐富,而且各出版社借鑒國內外科普圖書創作出版的成功經驗和做法,在圖書的內容和形式上也有所創新突破,開始大量使用圖片、繪畫和故事來普及航天科技知識,文字講解更通俗易懂,配發的圖片越來越豐富,裝幀設計和印刷越來越精美,對讀者的吸引也越來越強。從布滿文字、黑白印刷的傳統航天科普讀物,到配有精美圖片的彩色航天科普圖書,再到加入手繪圖、故事元素和趣味性強的航天科普繪本,航天科普圖書的表現形式越來越豐富,圖書的可讀性越來越強。
比如浙江少年兒童出版社2005年7月出版的《藍貓淘氣3000問――楊利偉航天科普系列》繪本圖書,借鑒國外少兒科普圖書繪本理念,把豐富的航天知識融入到富有趣味的繪畫和故事之中,受到了少年兒童的普遍喜愛。該系列圖書一套6本,每本開卷監測累計銷量都在1萬冊以上,在少兒類航天科普圖書銷量排行榜上居于首位,也是比較成功的一套少兒航天科普叢書。
雖然進步是明顯的,但是不得不說,像這類質量優秀的航天科普圖書,在國內仍可算是鳳毛麟角。同國外優秀的航天科普圖書相比,不論是文字內容的可讀性、趣味性,還是書中圖片的豐富性、圖片信息的內涵、圖書裝幀設計的精美程度,以及圖書中蘊含的科學精神和人文氣質,國內出版的航天科普圖書,都還存在一定的差距。
1.2 屢屢獲獎,卻“叫好不叫座”
在“科教興國”方針的指引下,國家十分重視科普事業的發展。科普圖書的出版經常得到一些科普出版基金的支持,也頻頻捧得國內諸多圖書獎項。航天事業是國家科技發展的重要支柱產業之一,航天科普圖書更是屢屢獲獎。
政府的高度重視和支持,是促進航天科普圖書不斷發展進步的一大動力。但是與此形成對比的是,航天科普圖書大都銷售得不溫不火,沒有出現引人注目的暢銷圖書。現在的航天科普圖書首印量一般只在3000~5000冊,首印上萬冊的幾乎難覓蹤影。還有一些圖書做出來就是單純地為了迎合政府部門的喜好,這大大降低了航天科普圖書的社會效益,出版社也難以在出版中獲得更好的經濟效益。
2 困境解讀及對策思考
從現狀分析來看,航天科普圖書出版似乎走入了一個瓶頸期。造成這一局面的原因是多方面的,既有作者、編輯等人才資源的匱乏,也有圖書自身選題定位及內容形式上的不足,而社會大環境的限制更是不容忽視。如何突破困境,找到破解的對策,值得我們深思。本文嘗試從以下幾個方面進行探討。
2.1 應對多種傳播媒介的沖擊,加速數字化出版進程
目前我國社會正朝著信息化、網絡化、數字化時代大步邁進,傳播知識信息的媒介和渠道越來越多,新的傳播媒介都能快速有效地向讀者傳播科學知識,這使航天科普紙質圖書出版面臨巨大的挑戰。
不得不承認,諸如電視、多媒體光盤、網絡,乃至電影、科學館等,在信息時代快節奏的生活模式下,這些高科技傳媒手段是科學普及的最佳傳播方式。它們能使抽象枯燥的科學原理變得形象具體,趣味橫生。相形之下,靠文字描述和圖片靜態展示科學知識的紙質出版物未免顯得蒼白無力。
尤其近年來,每到重大航天活動實施的前后一段時間,各大網站、電臺電視臺等新聞媒體都會推出或制作相關專題,開辟專門欄目介紹相關活動,其中大量內容都是與航天科普知識相關的航天活動背景知識。這些節目或欄目大都具有跟進速度快、內容豐富生動、形象直觀等特點,在很多方面具有航天科普圖書無法比擬的優勢。特別是互聯網上推出的航天科普專題和欄目,對圖書銷售的沖擊尤其嚴重,這是導致航天科普圖書銷售不佳的原因之一。
面對這種情況,航天科普圖書出版應加速向數字出版轉型,以便利用網絡多媒體手段,借助重大航天活動的契機,快速有效地推出融合多媒體技術和多種表現能力的數字化航天科普圖書。
2.2 挖掘優秀的作者資源
沒有好的作者就沒有好的作品,高水平的科普作者是科普圖書出版的必要條件。科普圖書不同于一般的文學作品,它需要同時具備科學性和通俗性兩大特點,優秀的科普圖書更是需要濃厚的趣味性來吸引讀者,其特殊性便在客觀上提高了對作者的要求。優秀的航天科普作者不僅要對航天科技知識非常精通,還必須具備較為深厚的寫作功底和人文素養,但投身于航天科學領域又文筆出眾并愛好寫作的人是少之又少,這自然加大了挖掘優秀作者的難度。
目前,航天科普圖書的作者多為高校或航天科研機構的技術專家,當下正是我國航天事業迅猛發展的時期,航天技術專家往往奮斗在科研一線,攻關任務艱巨,很難擠出寶貴的時間從事科普圖書的創作。加之目前國內現行的評價獎勵機制,并不鼓勵科學家們投身科普創作,晉級晉升只看有多少學術成果,不會看寫了幾本科普讀物。這些都成為尋找優秀航天科普圖書作者的阻礙。
面對這些難題,一方面,我們應把目光投向年輕的航天科普圖書創作隊伍中,注重培養專業的航天科普創作人才,這樣也有助于改善我國優秀科普作者青黃不接、出現斷層的現狀。可以在高校中發現和培養青年教師和學生從事航天科普創作,也可采取科學家與青年作家合作的形式,以老帶新,在完成科普創作的同時,鍛煉新人,使其快速成長起來。
另一方面,我們應向西方國家學習,調動科學家投身科普事業的積極性。在西方發達國家,科學家做科普已經蔚然成風,這被看成是一種社會責任。而我國尚未能形成這種環境和機制,科技界甚至流傳著這樣一句話:“拿不到課題的做科普,退休的老者做科普,愛出風頭的做科普”。搞科普被視為不務正業,或者認為搞不出像樣科技成果的才搞科普。科學家在青少年心目中有著非常崇高的地位,理應承擔起科普職責,因為如果沒有科學家群體的參與,任何科普都是無源之水。
為此,國家有關部門應出臺相應政策,明確科普著作是科技成果的一部分,提升科學家從事科普創作的社會地位和職稱待遇,從觀念上扭轉學術界對科普創作的態度,這樣才能真正調動起科學家從事科普創作的積極性。
同樣,由于航天科普圖書的特殊性,對從事這類圖書出版工作的編輯也提出了較高的要求,要求他們不僅要具備扎實的文字功底和編校技能,同時還要懂得基本的航天科技知識。但目前,國內出版社編輯的素質還很難達到這樣的要求。
對于航天科普編輯自身而言,應明確工作要求,不斷學習,注重自我提高。首先,要更新科普觀念及出版觀念,勇于創新。其次,要適時學習和補充航天科技知識,關注航天科技發展的熱點和前沿,保持職業敏感性。最后,要樹立市場意識,拓展工作職能。
2.4 找準選題的讀者定位
圖書出版應以讀者受眾為中心,在選題的策劃上,應準確定位讀者群并明確讀者需求。但現今國內的航天科普圖書在選題內容的設定與讀者群之間存在一定程度上的錯位。
航天科普的主要對象應是青少年,特別是小學高年級以及初高中學生。因為這一階段的學生是最需要普及和了解航天科技知識的,而這一階段也正是他們掌握科學知識、培養科學素養、樹立科學精神的關鍵期、黃金期。通過科普閱讀強化青少年學生這方面的科學素養,無疑是最為重要和有效的途徑。目前國內出版社出版的航天科普圖書在選題策劃時,大多也是針對這一閱讀群體的。
事實上,航天科普圖書的主流購買和閱讀人群卻是孩子家長和學齡前幼兒、小學低年級學生。
初高中學生升學壓力大,作業多,為了提高學習成績,實現升學目標,他們無暇閱讀科普圖書。即使有一些閱讀時間,也大多被文學閱讀和網絡閱讀占據。很多老師和家長認為科普教育與升學關系不大,不鼓勵甚至不支持青少年學生閱讀科普圖書,導致針對該讀者群的科普圖書銷售不景氣。反過來,受科普圖書出版經濟效益不佳的影響,出版社在出版針對該年齡段讀者群的科普圖書上表現得越來越審慎,導致適合該年齡段學生閱讀的優秀圖書品種越來越少。除少量引進品種之外,基本上沒有適合或受到中高年級學生普遍喜愛的航天科普圖書,更不用說經典和暢銷的航天科普圖書。
相反,由于學齡前兒童和小學低年級學生沒有升學考試的壓力,該群體反而有大量時間閱讀科普圖書,年輕父母也很重視該年齡段兒童科學知識普及和科學精神的培養,因此是學齡前和小學低年級學生成為了航天科普圖書的主要閱讀對象。
然而出版社在做航天科普圖書的選題策劃時,很少將這一群體定位為目標讀者群,因此,市場上針對低幼群體的航天科普類圖書品種較少,這也是導致航天科普圖書銷量不佳的一個重要原因。比如內容廣受家長好評的《中國少年兒童科學閱讀》和《當代中國科普精品書系?航天卷》,很多家長購買后普遍反映:“內容介紹的很深很全面,但是更適合大一些的孩子閱讀。”
出現這樣的錯位現象,說明出版社編輯在選題策劃環節沒有將市場調研做深做透,沒有對讀者群的需求和認知能力做準確深入的了解。鑒于此,航天科普圖書的編輯在工作中一定不能閉門造車,要培養自己對市場的敏銳洞察力,多做調研,實地了解讀者需求,在此基礎上做好選題的讀者群定位。
另外,航天科普圖書的作者和編輯對圖書閱讀對象的把握還不夠深入和細致。
不同年齡的航天科普圖書讀者,對科學認知的水平存在較大的差異。航天科普圖書作者以及出版社編輯,要更新科普觀念,加強對航天科普圖書讀者群的認識和研究,特別是要研究青少年群體的科學認知水平、理解能力、心理特點和閱讀喜好,根據他們的知識水平和閱讀喜好來創作、開發出適合不同年齡特征,具有較強針對性的科普讀物。
科學普及出版社從美國引進出版的《科學素養的導航圖》一書,根據青少年的生理、心理特點,將其從學前教育一直到高三所有年齡段的特征進行了分析,對每一年齡段適合于接受哪些科技知識進行了科學規范的分類,最后用圖表的形式進行完整的展示。這本書對于推動青少年科學教育的研究以及相關資源的開發都有重要的參考價值,對從事航天科普創作的專家和科普圖書編輯在進行選題策劃時也具有一定的參考價值,對創作和開發出有針對性的航天科普圖書是極有意義的。只有使航天科普圖書充分體現科普的貼近性,讓青少年讀后愛不釋手,航天科普圖書的創作出版才能真正獲得成功。
2.5 內容形式亟待改進
目前我國航天科普圖書在內容上的一大弊病是厚重有余,趣味性不足。
華羅庚曾說過:“深入固然不易,淺出更是困難。”我國的航天科普圖書就是在“淺出”上做得還不夠。很多航天科普圖書在敘述和表達方式上刻板、生硬,失去了科普讀物應有的通俗性、趣味性和文學性,有的圖書甚至寫得像科學論文,專業術語大量堆積,語言晦澀難懂。這樣的作品其實并不符合科普創作的要求,達不到科學普及的目的,更不會受到讀者受眾的喜愛。長此下去,將直接影響航天科普市場的培育和開拓。
從大眾傳播學的角度來看,傳播者傳播的信息只有被受傳者接受并滿足了預期的心理期待,傳播的效果才能得以實現。如果圖書的內容、形式、敘述等方面給人感覺太厚重,不能引人入勝,那將很難為讀者所接受,科學傳播的目的就更無從實現了。這就要求航天科普圖書在內容形式的創作上要在科學性與通俗性、知識性與趣味性之間找到平衡點。
其一,可注重通過繪畫、故事等內容調動讀者的閱讀興趣。
興趣是最好的老師,好的科普書能夠激發讀者興致盎然地去探索和理解各種科技知識,而不僅僅是堆砌難懂的名詞、枯燥的數字和干巴巴的定理。
比如中航出版傳媒有限責任公司2012年出版的《世界航天科普叢書》,就做到了把航天知識融入故事之中,用簡潔的文字、生動的情節、有趣的插圖來傳播航天科技知識,減輕青少年讀者閱讀過程中產生的“疲勞感”,從而激發出青少年的閱讀興趣,極大地提高了該系列叢書的閱讀效率。
一位青少年讀者在當當網評論中說:“整套圖書內容都挺不錯,個人最喜歡宇宙飛船這一本,該書匯總了各個航天大國的全部宇宙飛船,講述了人類在太空探索過程中遇到的各種驚險故事和令人敬佩的英雄人物,看得我熱血沸騰,為探索中失去生命的勇士惋惜,為探索中取得的一次次突破感到無比的高興。他們的努力付出,為人類的發展做出了巨大的貢獻。”
一位媽媽從網上訂購該系列圖書后說:“本來圖書是買給孩子看的,但我先生翻看后同樣愛不釋手。他說里面的故事很多,不是那種枯燥的航天科技知識授課。”
這就是一個成功的案例。如果能將面向青少年的航天科普圖書當作繪畫書、故事書、文學書甚至游戲書來做,那么航天科普圖書就不再是一幅冷冰冰的生硬面孔,在好讀好看的同時,潛移默化地普及了航天科技知識,培養讀者的科學精神,達到事半功倍的效果。這樣的航天科普圖書還有其他幾種,如《中國少年兒童科學閱讀》《當代中國科普精品書系 航天卷》等,但這種出版潛力還遠沒有被充分挖掘出來。
其二,應從簡單地傳授航天科普知識,向弘揚航天精神和科學探索精神發展。
一般說來,科普分三個層次:第一個層次為科學知識的普及;第二個層次為科學方法的普及;最高層次為科學精神的普及。科普,除了普及科學知識,更重要的是通過大眾傳播媒介,將科學的方法、科學的精神、科學的思想傳遞給受眾。也就是說,科普圖書內容的重點應從介紹客體向解剖主體邁進。
在這一方面,中國宇航出版社作為一家航天科技集圖公司所屬的出版社,表現出了航天專業出版社的深厚底蘊、探索和追求。《天魂:航天精神紀事》是2011年中國宇航出版社為紀念中國航天事業成立55周年而編寫的一部紀實性文學作品。該書運用紀實文學手法,講述了中國航天事業從無到有、從弱到強的發展歷程,再現了中國航天人自力更生、艱苦創業的精神和“嚴、慎、細、實”的工作作風,集中展現了中國航天人不怕困難、敢于犧牲的精神追求,揭示了“兩彈一星”精神和載人航天精神孕育形成的曲折過程。該書主題內容豐富,資料詳實,情節跌宕起伏,文字真摯感人,具有極強的感染力和表現力,堪稱為“一部揭秘航天人艱苦創業奮發圖強的英雄史詩,一首航天人不懈求索開拓天疆的嘹亮贊歌,一本記述航天人自主創新為國爭光的生動教材”。
該社引進出版的《登陸火星》一書,是由美國航空航天局“火星探險車”項目首席科學家史蒂夫?斯奎爾斯(Steve Squyres)博士創作的一部紀實性文學作品。該書作者作為一名參與火星探測項目的科學家,在“精神號”和“機遇號”成功登陸火星并順利完成探測任務后,詳細回顧和記錄了參與該項目的整個過程。美國航空航天局“火星探險車”項目團隊華裔科學家王阿蓮評價該書時說:“該書講述了從科學目標的確定、科學團隊的組建,到成功登陸火星的大量臺前幕后、驚心動魄和感人至深的故事,真實記錄了本項目中那些如臨深淵、如履薄冰、血脈激蕩的分分秒秒,為中國未來的深空探測提供了不可多得的實證經驗,是中國航天科學家、工程師、科研計劃的組織者、領導者、管理人員,以及航天愛好者、青少年和大中學生的最佳參考書。”
中國宇航出版社出版的這些航天主題的文學性作品,不僅具有豐富的航天科技知識,而且讓讀者能夠從閱讀中體會到科學家和科技工作者尊重科學、重視技術的理性精神,實事求是、尊重規律的嚴謹態度,奮發向上、開拓創新的進取意識,這正是科學思想、科學精神、人文精神的真正內涵。中國宇航出版社的努力與嘗試,也極大地豐富了航天科普出版的深度、廣度和精神內涵。
其三,航天科普圖書還需解決圖片和繪圖缺乏的難題。
圖片以其直觀、形象的特點,在科普圖書中具有舉足輕重的作用。受歡迎的知識類航天科普圖書,大都具有圖片豐富、清晰、拍攝角度好、圖片構圖和創意佳等優點。目前國內出版的航天科普圖書中,大多采用的是美國二十世紀五六十年代航天活動的圖片,其中很多圖片是從國內外網站、雜志上借用過來的,圖片清晰度不夠,分辨率不高,色彩失真,是這類圖片存在的一個極難解決的問題,嚴重影響了航天科普圖書的表現力。國內航天活動的照片大多分散保存在不同航天科技崗位和細分領域的技術專家手中,這些圖片流傳不廣,再加上受制于保密審查問題,很多難得的鏡頭和畫面,在國內出版物中很難見到。
另外,航天領域的科普專家,大多缺乏自己動手制圖繪圖的能力,使展示航天科技原理的示意圖奇缺,而這些圖片對于提高航天科普圖書的品位和水平,具有極為重要的作用。比如專門介紹載人航天的科普讀物中,幾乎沒有哪一本書能夠以畫面的形式直觀逼真地展示載人飛船的內部景象,更難得一見載人航天器生命支持系統的原理圖和結構圖,也沒有哪一本圖書能夠展示艙內航天服和艙外航天服的結構示意圖。對于以介紹載人航天為主要內容的科普讀物來說,這不能不說是一個極大的遺憾。建議航天科普作家培養和掌握手工繪圖能力,以提高航天科普圖書的內容豐富性和品位。航天科普網站也要大力收集并展示航天科技人員制作的相關原理圖、結構圖和手繪示意圖,由國內外航天科普專家以及航天科普圖書出版社自由下載使用。
此外,對于國內民用航天科技項目,也要盡可能放松航天科普圖書內容和圖片的審查,以便相關的科普圖書內容有相應的展示載體。建議由相關部門建立定期解密航天器原理圖和實物結構圖的規則和標準,適時以圖片形式向國內外公眾展示航天科技成果。這樣國內出版的航天科普圖書就可以盡量避免使用國外幾十年前的老舊圖片,不再因為缺乏圖片或文圖不匹配,而降低航天科普圖書的內容表現力和吸引力。
“嫦娥三號”相關技術,將對我國空間科技和航天產業具有直接而廣泛的推動作用,包括運載技術、衛星技術、地面遙測系統和深空測控網等一系列基礎建設。另外,據專家說,“嫦娥三號”技術的二次開發帶來的作用,包括對航天器本身、航天技術本身的促進,以及對于人工技能、機器人、遙控作業、辦公自動化、超音速飛行、光通訊、數據處理,超高強度、超高溫材料,電能微波傳送,無污染飛行器,空間生命研究等高科技產業都將發揮溢出效應。如:用于“嫦娥三號”月球車的一些關鍵技術將可望實現“民”,被應用于商業領域,推動國內機器人產業的發展。中國航天科技集團公司第八研究院承擔了“嫦娥三號”月球車四個半分系統的研制,該院正計劃將用于月球車的移動系統和機械臂等機器人技術向民用領域拓展,用于服務和工業機器人,實現“民”。
事實上,航天技術推廣是需要一個過程的。如美國“阿波羅”計劃實施后,過了約30年時間,大量航天軍用技術才被普及。從目前國內政策看,政府正鼓勵相關技術的“民”,在不遠的將來這些技術肯定會向民用轉化。
探月工程同時也是一項全社會廣泛參與的高科技工程,在“嫦娥三號”任務各系統研制過程中,一大批民營配套單位積極參與、無私奉獻、發揮自身優勢,為“嫦娥三號”任務作出了重要貢獻。如華力創通很早就進入軍品領域,目前公司的仿真業務屬于軍工核心領域。該公司研制的半實物仿真系統HRT-1000應用于中國“神舟”系列飛船研制、國產先進戰機“殲十”的研制和自主產權的支線客機ARJ-21的航電測試系統中。華力創通的案例仍是數量稀少的個案,大批非航空航天系統的企業仍被阻擋在行業門外。
對于民營企業參與軍工建設來說,有機會也有壁壘。由于軍工涉及到國家的安全,具有保密性,因此其競爭并非是完全市場化的。同時,國內非航空航天系統的企業并不了解我國航空航天等軍工領域的運作模式,很多民企更是抱著“賺一把”就走的目的硬闖這個領域。因而,民營企業為了更好地服務軍工領域,需要做足工課。
按照加大自主創新、發展高新技術、推進產業化、提升產業規模的要求,民營企業應當研究開發科技含量高、市場前景好的航天軍民兩用高新技術產品,參與航空航天等軍民結合高新技術產業的發展,參與航空航天科研生產任務的競爭和項目合作。民營企業可承擔航空航天分系統和配套產品研制生產任務,具體承擔任務的范圍按照國防科技工業主管部門的武器裝備科研生產許可目錄及有關管理辦法執行。
為了進一步推動軍民結合,有關部門需要加強內部各單位之間在技術鏈、產業鏈之間的協同與配合,促進資源整合與能力的形成,同時積極推動與有關大企業集團的戰略合作。打破軍工集團“自成體系、部門封閉、企業全能、產研分離”的狀態,通過吸收更多優勢資源向武器裝備科研生產領域集聚,形成開放競爭的國防科技工業發展格局。大力發展軍民兩用技術,提高軍民通用資源和重大設施的共享程度。
0 引言
科學技術是航天技術的基礎,而航天技術集合了現代許多科學技術的新研究成果,所以航天技術也是科學技術的延伸和發展。航天技術的發展,不僅僅預示著一個國家在該方面的強大,更是顯示著整個國家科學技術水平的卓越及國力的雄厚,不可否認的是我國在航天技術的地位在世界上是首屈一指的。但是不能單單以發射了多少衛星、發送了多少載人航天飛船、研制了多少火箭和飛機來看出一個國家在該方面的實力,而如何確保航天員的人身安全和航天設備高效、順利的運行也是其中非常重要的指標。下面就航天項目技術狀態管理展開論述。
1 航天項目技術狀態管理概述
技術狀態管理,顧名思義屬于管理系統的一個工具,也是項目管理中十分重要的一種管理途徑。技術狀態管理一詞對于航空行業專業人士來說并不是陌生詞語,而人們也可以在不同的科研、技術項目中領略到技術狀態管理的重要性。只不過技術狀態管理一詞的是從航天項目中引進而來,且技術狀態管理一詞以及技術狀態所選擇的方法最早源自于20年代中期的美國軍事行業,自此才廣受各領域人們推廣開來。技術狀態管理自出現以來發展比較快,從20世紀末期開始技術狀態管理有了突飛猛進的發展,并且ICM率先提出CMII,并給出了一整套有關技術狀態管理的規范定義。
20世紀中期,美政府軍事相關企業首次提出軍事武器的采購計劃,并擬定出了相關合同。該合同較傳統不同的是對軍事武器的技術性提出了更高的要求。在高要求提出的同時,美軍方意識到自己必須要對相關技術項目研發進行約束和監督,如果沒有對軍事項目進行規范和管制,所研發出來的產品往往不合格。因此,美方政府自發規定一些條例,要求軍事武器研制商家必須要保證產品質量,此時,技術狀態管理的雛形已經形成。隨著航空航天的快速發展,美方政府加大了對項目的監管力度,先是建立AFSCM標準,又在90年布MIL-STD-973標準,伴隨著技術狀態管理的高速提升,又制定了EIA-649新標準。EIA-649也是我國至今航空航天行業的項目參考執行標準。
2 航天項目技術狀態管理信息系統
在航天項目技術狀態管理運行中需要技術狀態管理信息系統的支撐。如果在對航天項目技術狀態管理中仍然沿用最傳統的管理手段,必定影響航天項目整個實施工作,而陳舊的信息系統也會導致航天項目的運行效率降低。在這種情況下,就需要相關航天項目研發人員運用先進管理技術、信息技術、智能網絡等技術狀態管理信息系統 來保證航天項目中信息傳遞的精確高效運行,同時可以為航天工作人員提供更加便捷、高效的管理空間。技術狀態管理信息系統在航天項目中的應用有以下。
首先,基于高效的信息系統,航天項目可以更加快捷精確地對自身技術狀態存在的問題進行檢查,最重要的是根據信息系統的相關警示,航天研發人員也可以根據檢查結果來確保航天項目的安全性
問題。
其次,信息系統最明顯的用途就是方面航天項目操作人員在執行工作中可以明確顯示上級所的指示和信息。只有經過系統審核的信息才可以被系統納入數據庫,信息才能正確無誤傳達到位。
最后,航天項目執行中會有大量數據信息等待工作人員處理,管理信息系統則可以將批量信息自動錄入、更改、刪除,免去了工作人員不必要的手工麻煩。
3 航天項目技術狀態管理的主要功能
眾所周知, 自從美國“挑戰者”航天飛機悲劇事件之后,全球人們都開始重新審視技術狀態管理在航天項目中的影響。毋庸置疑,航天項目技術狀態管理是個過程,只有做好過程中系統的控制、信息的精確才能夠發揮航天項目技術狀態管理的主要功能。PTC中國區航空國防行業業務發展經理余定方曾經說過:“技術狀態管理確保了從產品的需求、設計、制造,到最后投入實際的運營,以及維護維修的產品全命周期過程中,產品性能、功能和物理特性的一致性。”很顯然,航空項目技術狀態管理確實關系著航天工作人員的生命、財產
安全。
3.1 技術狀態標識作用
依據各種不同的方式來確定航天項目的技術狀態是否良好。按照MIL-STD-973標準,由功能基線、產品基線、分配基線三種基線來判斷航天項目技術狀態。
3.2 技術狀態控制作用
在明白航天項目技術狀態情況之后,要根據項目運行中的變化來不斷調整技術控制管理,這就要求對航天項目中的任何變動都必須做到嚴格控制。首先,必須嚴格加強對更改過程的控制。其次,在航天項目執行時難免因為估算差錯產生一些效果偏差,這就需要對細微偏差做到精確控制。
3.3 技術狀態審核作用
該功能作用非同尋常,航天項目依據技術狀態管理的安全保證才得以正常運行,只有從根本上確保航天項目每一處環節的安全運行,才能夠在此基礎上保證航天項目順利完成。技術狀態審核中經常遇到一些問題,只有對項目進行功能審核和物理審核,才可以避免一些常見問題發生。
3.4 技術狀態紀實作用
無論哪種航天項目,在整個項目實施過程中都是一個可以記錄下來的歷史,因此可以說技術狀態紀實正是對整個過程最有憑據的記錄。只有在項目實施過程中明白該項目的缺點、成績,只有將整個項目運行記錄成可讀性數據,才可以將項目完整進行。技術狀態紀實為航天航空行業提供了充足的歷史追蹤空間,也在一定程度上促進了航天項目在正確軌道上的發展越來越可觀。
4 結論
通過本文對航天項目技術狀態管理的概念、由來、相關信息系統和功能的簡單介紹可以看出航天項目產品是關系到相關人員的性命的技術產品,為了保障航天設備高效、順利的運行和航天相關人員的人身安全,航天技術對產品的要求是非常苛刻的,它的規范和管理容不得半點馬虎存在。希望通過本文的簡單分析能夠引起更多的人對航天項目技術狀態管理進行研究,希望我國在航天項目技術狀態管理方面能夠越來越規范,同時也希望我國航天項目技術管理的研究越來越多,以便保證我國航天事業能夠更進一步向前發展。
參考文獻
[1]陳明麗,高德記.技術狀態管理及實踐[J].航空兵器,2003(4):36-38.
[2]章引平.技術狀態記實——兼談技術狀態管理信息系統[J].航空標準化與質量,1988(8):19-24.
[3]諸一維.采用航天產品項目管理國際標準的研究[J].航天標準化,2005(8):1-8.
[4]諸一維,羅瑛.QJ 3118-99《航天產品技術狀態管理》介紹[J].航天標準化,1999(10):14-17.
[5]常燕青.項目管理在技術狀態管理系統中的應用研究與實現[D].南京航空航天大學,2004:17-19.
[6]盧曉青,劉靖.航空新研電子元器件技術狀態控制探討[J].航空標準化與質量,2011(4):37-39.
近年來,中同航天科技集團公司通過加快推進航天技術應用與服務產業的發展,將軍民融合作為發展的重要舉措,明確戰略地位,強化頂層設計和戰略導向,不僅對集團公司經濟規模和效益的平穩增長發揮了重要作用,也為同家經濟社會建設作出了貢獻。
航天科技集團公司在型號研制過程中,形成了一大批具有自主知識產權的航天技術,并積極推動技術成果的轉化和應用。在衛星及應用領域,形成了北斗衛星導航應用、衛星廣播通信等優勢產品和服務;在石油石化行業,依托火箭發動機和火工品技術成果進行二次開發和應用;在節能環保領域,基于空氣流體理論,形成了氣動脫硫脫硝等先進技術產品和工程服務,不但推動了軍品技術的二次開發和應用,向且帶動了國民經濟相關領域的發展。航天科技鼓勵軍民融合發展主體單位在政策允許的前提下積極創新激勵機制,鼓勵項目團隊開展軍品技術成果二次開發和應用;為提高資產使用效率,集團公司始終重視軍民資源的共享共用,鼓勵軍工資源在確保完成軍品任務的前提下,有償向民用產業領域開放;鼓勵軍品充分利用社會資源,包括引入民營資本參與軍工科研生產,在非核心軍品領域發展混合所有制,推動軍工資產上市融資等方面。
在質量可靠、進度可控、保密措施得力的前提下,航天科技在基礎產品研發、零部組件生產、試驗設施、地面設備采購、標準件及部分分系統采購等方面,積極穩妥引導民營高科技企業參與軍工科研生產,提升我軍裝備的性價比。軍工技術的開發主要以軍工任務為目標,民用轉化需對其進行二次開發,而二次開發具有風險性,急需政府的投入。加大對航天技術融入戰略性新興產業等行業的支持,推動航天技術在國民經濟重要行業和領域的應用。特別是面對國際競爭,應加大力度支持我國自主品牌,鼓勵采購替代進口技術與產品。此外,由于行業相對封閉和壁壘的存在,一大批具有自主知識產權、能夠軍民兩用的航天技術難以進入相關行業,無法為行業發展提供支撐。
積極探索創新民項目市場化反哺回饋機制,加大民營資本參與民項目建設的力度,充分體現市場在民項目中的決定性作用,在項目交易轉讓、合資入股等方面設計公平、公開的機制,鼓勵民項目公司充分利用資本市場,通過設立股份制公司的模式上市融資。結合第四次軍品科研生產能力結構調整,建設“小核心,大協作”寓軍于民的軍品科研生產能力結構布局,考慮將實施股份制改制的承擔重要軍工任務的軍工企業納入保軍單位,并在軍工能力建設、武器裝備生產許可、軍品業務稅收等政策方面繼續給予支持。在健全武器裝備科研生產安全退出制度、加強民企國防教育和責任意識的基礎上,除重要領域外,在一般性領域和完全開放領域,繼續推動民營企業參與軍工科研生產和能力建設,充分調動和發揮民營資本的積極性和活力。軍工知識產權的發明創造多數屬職務發明,通過制定相應的法律法規實施細則以保障職務發明人的合法權益,調動職務發明人的積極性。同時,由于軍工知識產權大部分涉及同家秘密,必須在脫密的基礎上,推動軍工技術成果轉化和應用,并通過轉化評估體系,公平公正的體現民技術成果在轉讓、項目孵化、產業化推廣等環節中具有的價值。
2012年5月22日,美國私營企業空間探索技術公司研制的商業貨運飛船——“龍”飛船成功發射,首次完成了與國際空間站的交會對接驗證,運送460千克貨物到空間站,攜帶約590千克科學設備和貨物返回地球。10月8日“龍”飛船再次攜帶760千克補給品到國際空間站并于2012年10月28日載400千克貨物返回地球。2013年3月6日,“龍”飛船第三次與國際空間站對接成功。“龍”飛船在一年內3次進入太空,完成空間站飛行驗證任務和商業運輸服務,標志著這項備受爭議的創新型服務取得了具有里程碑意義的重大進展,開啟了載人航天商業化的新時代。其創新點是由政府包攬軌道運輸轉型到由政府商業采購低地球軌道的乘員和貨物運輸服務,從而降低成本、加快技術創新、提高效率并使美國政府將有限的資源用于更復雜、更具挑戰性、耗費更多的載人深空探索上。
通過創新引發航天軍革
當前,美國正在積極開發的“作戰響應空間”(ORS)技術有望成為引發航天領域變革的創新技術。美軍發展ORS計劃的目的是確保空間系統能及時滿足戰場指揮官的需求。經過五年多的發展,ORS辦公室共投資研制并發射了4顆衛星,包括3顆“戰術星”(TacSat)和1顆ORS-1低成本成像業務衛星。尤其是2011年首顆業務衛星ORS-1的成功,是對新模式工作優越性的重要測試。
2012年8月,ORS辦公室提出開展的ORS-2任務,以繼續貫徹設計、研制、發射并運行具備低成本作戰響應航天器的發展構想。與ORS-1衛星類似,ORS-2衛星也將在為期一年的任務周期內為聯合作戰司令部提供增強的戰場空間感知能力。
推動創新型研發與部署模式
2012年3月12日,美國國防高級研究計劃局提出“軍事作戰空間使能效果”(簡稱Seelle)研發項目。Seelle項目利用低成本小型成像衛星,通過空中發射方式快速部署組成星座系統,以向前線基層作戰人員快速、按需提供近實時的戰場圖像數據。這項針對戰術應用需求的創新型成像偵察衛星發展和應用模式,將填補美國長久以來利用高成本、長壽命、大型偵察衛星獲取圖像數據的能力空缺,提升美軍基層作戰部隊在軍事作戰中的戰場態勢感知能力,進一步鞏固和擴大美軍的信息優勢。
實現高價值空間資產的再利用
2011年10月,美國國防高級研究計劃局啟動“鳳凰”計劃,旨在開發與演示驗證從退役的地球靜止軌道(GEO)衛星上獲取天線等高價值組件,并將其組裝在新衛星上的技術。2012年6月19日,DARPA招標書,提出分三個階段實施“鳳凰”計劃,預計在2015年-2016年進行在軌演示試驗。該計劃作為地球靜止軌道的在軌試驗,將面臨多項技術挑戰,如多機械臂協同實現復雜精細操作、“服務衛星”高度自主、智能化技術、天地一體化的智能遙控操作技術等。
總體看來,“鳳凰”計劃是對空間高價值資產再利用的發展需求,及空間操作技術趨于成熟共同催生的產物。其所演示驗證的創新概念和關鍵技術極具挑戰性,將成為空間系統部署的一個新途徑,并將對衛星的設計與研制等方面產生重要影響。
從古至今,人類一直在不斷努力擴展自身的生存空間,其活動范圍經歷了從陸地到海洋,從海洋到大氣層空間,再從大氣層空間到太空的逐步發展過程。人類活動范圍的每一次擴展,都是一次偉大的飛躍,增強了人類認識和改造自然的能力,促進了生產力和社會的發展。
為了開發太空資源,人類現已研制和發射了兩大類航天器――無人航天器和載人航天器。1957年10月4日,人類在發射第一顆人造衛星時,誰曾想到50多年后的今天衛星會有如此廣泛的用途,它已成為當代社會中必不可少的基礎設施,為人類社會的快速發展提供了強大的動力,使這近60年的發展程度超越了過去幾百年的發展。
航天是人類對未知的探索
載人航天是航天技術向更高階段的發展。由于載人航天器可以由航天員直接操作,所以它可以開展復雜、多變的科研工作,進一步提高航天活動的效益,大大擴展航天器的功能和用途,對人類社會的文明和進步有巨大推動作用。例如,利用人的敏銳觀察力、分析判斷能力以及機動靈活能力,可更有效地進行“觀天看地”活動,它遠勝于遙感衛星的能力;利用人所具有的靈活操作能力,可完成航天器在空間的裝配、拆卸、檢測、維修、更換部件、實驗操作和對接控制等復雜任務;利用人的主觀能動性和隨機應變能力,可避免和減少航天器發生事故,排除故障,化險為夷;利用人的智能與高度思維能力,可在太空進行有效載荷的實驗研究,無論是航天醫學和生物學實驗,還是生產、制造藥物與器件,大都離不開人的照料與操作,并要求有人來隨時觀察、記錄、分析與處理數據,修改程序,處理意外情況和進行樣品的補給等。
簡言之,航天員在太空的主要作用可歸納為5個:飛行監控、裝配維修、研究探索、太空生產、相互支持和照料。另外,航天器上有人,還可實現人與自動化的結合,相互取長補短,這比單純自動化在工作效率、安全性、可靠性和經濟性等方面都會取得明顯改善。
載人航天技術持續的開拓性和高度的綜合性,決定了它的發展方向新穎,思路開闊,涉及學科、專業廣泛,從而使它有高層次、多途徑和全方位的滲透性,對各種技術領域的前沿研究都產生著深刻的影響,其“裂變反應”比比皆是。載人航天技術與其他科技互相滲透后又可產生不少新的交叉學科,擴大了其應用范圍。例如,形成了空間生物學、空間材料工藝學等新的邊緣學科。其應用效益不能單純以產品銷售收益來衡量,而應主要體現在改變傳統生產方式,開拓出新技術、高效益產業和促進國民經濟的增長等方面。
所以,中國在航天技術、綜合國力發展到一定水平后,于1992年9月21日正式開始實施中國載人航天工程,該工程對中國的國計民生起到了明顯的推動作用,例如:中國載人航天工程體現了中國綜合國力和提升了中國的國際威望。因為發展載人航天需要依靠先進的技術水平、發達的工業基礎和雄厚的經濟實力,對當今世界的政治、經濟和科技等諸多方面具有重大影響,它已經成楹飭懇桓齬家綜合國力的重要標志。中國現已先后把11名航天員送入太空,這一壯舉也像20世紀六七十年代中國擁有“兩彈一星”一樣,引起了全世界的廣泛注視,大大提高了中國的國際威望和國際地位,振奮了民族精神,增強了全民族的凝聚力。
中國載人航天工程帶動了中國科技的全面、快速發展。因為中國載人航天技術集中體現國家現代科技多個領域的發展程度,同時又給現代科技各個領域提出新的發展需求,從而大大促進整個科技的發展,并為培養和造就航天科技人才作貢獻。中國載人航天工程自1992年實施以來,在組織實施13次航天飛行任務、突破和掌握一系列核心關鍵技術的過程中,取得了近千項國家級發明專利,推進了中國航天基礎設施建設,使中國航天科技產業實現了跨越發展,并輻射帶動了上述科學領域和工程技術快速發展,極大促進了中國科學技術水平的整體提升。
中國航天事業發展的前期著重于高遠位置資源的利用,各種人造衛星均是利用高遠位置資源有效地為人類社會服務,而在微重力等其他太空資源的利用上考慮得不多。1992年開始發展的中國載人航天主要是利用微重力資源以及其他資源進行科學實驗和技術試驗,改善地面生產工藝,為人類創造新的財富。中國航天員在載人航天器內微重力條件下進行的基礎物理、空間天文、微重力流體物理、空間材料科學、空間生命科學和地球觀測等許多學科的研究,也能取得不少在地球上很難甚至根本無法獲得的科研成果。
航天與每個人的生活都不遙遠
進入展廳,首先映入眼簾的就是幾艘火箭模型,有前蘇聯的“衛星號”、“東方號”、我國的“號”、美國的“土星5號”等。講解員介紹說,火箭是一種運載工具,是專門用來向太空發射東西用的。它裝上彈頭就是“導彈”;裝上人造衛星或飛船就是“運載火箭”;裝上空間探測器就可以進行科學實驗。我想,乖乖,這家伙可真是個“神”,要是都裝上了“核彈頭”,這人類不就在一瞬間被它毀滅了嗎?這可是個“真神”呀!(火箭的神奇)
聽講解員說,火箭的發射是靠高壓氣體的“反沖”作用推動的。而高壓氣體的產生,是靠帶有燃料和助燃氧化劑的發動機點火燃燒生成的。它的發射能力,主要取決于發動機的“級數”,“級數”多的,就像一個一個的接力棒,這樣發射得就比較遠。(火箭的工作原理)
我們目不轉睛的看著這些火箭模型,聽著講解,仿佛自己也隨著火箭升入太空,心曠神怡地在太空遨游。這時,不知是誰問了句:“我國第一枚運載火箭是什么時候發射成功的?”講解員說:“那是在1960年2月19日,我國成功發射了第一枚探空火箭;1970年4月24日,又把我國第一顆人造衛星送入太空。”又有人問:“難道我國研制的火箭就這么幾個嗎?”“不!”講解員不緊不慢的說,“到目前為止,我國已經研制并成功發射了12種不同類型的運載火箭,形成了一、二、三、四號四個不同的系列產品。到2005年底,我國已經發射了近百顆國產衛星、六艘飛船、27顆國外衛星。光系列運載火箭就進行了88次發射。自1996年以來已連續46次發射成功。火箭發射的22顆返回式衛星,除一顆外,其它都成功地返回了地面。我國還為澳大利亞發射了多顆通訊衛星。”(我國航天事業的成就)
講解員接著說,我國是世界上第二個掌握高空火箭二次點火技術的國家,第三個掌握衛星回收和載人航天技術的國家,第四個掌握一箭多星技術的國家,第五個能夠獨立研制和發射衛星的國家。目前,我國的火箭發射成功率已經達到了國際一流水平。” 大家一邊聽,一邊點頭贊嘆,心中對我國的航天事業充滿了無比的自豪。(我國航天事業在世界上所處的位置)
應對三大挑戰的三大戰略目標和五項戰略舉措
《航天戰略》從分析航天戰略環境人手,提出當前面臨的三大挑戰:一是太空越來越擁擠,目前有60多個國家和組織運行著1100多顆衛星,已編目的太空碎片達到22000個,太空軌道與頻譜等資源日趨枯竭;二是太空對抗日益嚴重,一些國家和組織正針對美國航天系統的脆弱性,尋求發展“非對稱”對抗能力,以抗衡美國強大的軍事優勢;三是航天競爭愈加激烈,發展航天技術和提供航天服務的國家不斷增多,美國的國際航天競爭優勢不斷下降。
提出三大戰略目標:一是加強太空安全、穩定;二是維持并提升航天給美國帶來的國家安全戰略優勢;三是夯實支撐美國國家安全的航天工業基礎,并勾畫了五項戰略舉措:一是促進負責任的航天行為,和平與安全地利用太空;二是改善美國的航天能力;三是同負責任的國家、國際組織及商業公司合作;四是預防并阻止對保障美國國家安全的航天基礎設施的敵意侵犯;五是采取各種措施挫敗攻擊,并使航天系統能在性能降低的惡劣環境中運行。
提出塑造新型航天領導地位四大核心理念
一是力圖構建航天新秩序,強化領導地位。目前,美國作為唯一的航天超級大國,在航天事務上具有強勢的話語權。從《航天戰略》積極為“負責任”的航天活動制定標準、最佳慣例、透明度與信任措施以及行為準則來看,美國正試圖將這種話語權轉變為制定規則的權力。《航天戰略》所勾畫的“負責任”的航天新秩序和行為準則,其實質是維護美國在太空的“先發優勢”和既得利益,在美國主導的國際框架下解決太空爭端或沖突。
二是試圖構建航天聯盟,實施全面遏制。可以預見,美國將以北約為樣板在航天領域形成利益聯盟,達成航天制造和航天服務即使不由美國所提供、也要由美國所控制的目的。美國實施航天壟斷和全面遏制的用意在于,一方面增強自身航天優勢,確保在危機時刻美國及其盟友的航天能力不被對手所用,另一方面實施更為嚴厲的出口管制,從而限制其他國家的航天發展。
三是實施多重威懾,確保太空安全。首先,以秩序和結盟等方式,增加對美國太空突襲的政治風險;其次,提高航天系統抗毀性,降低對美國太空突襲產生的預期效果;第三,增強太空態勢與對抗能力,告誡敵手太空突襲必將招致嚴厲懲罰,不僅是“以牙還牙”式的太空還擊,還可能是報復性的地面軍事打擊。 “多重威懾”的實質是采取增加代價的方式彌補航天系統的脆弱性,旨在保護美國的太空安全。
四是發展高效創新能力,擴大戰略優勢。近年來,由于軍事航天系統采辦遭遇“拖降漲”問題,致使美軍航天優勢的增速放緩。為確保國家航天安全需求,《航天戰略》以面向實戰為牽引,摒棄發展“完美”裝備的思路,走高效、靈活的道路,來確保系統能力按期交付。這對航天采辦程序和創新能力提出了更高要求。特別是,孕育中的航天技術,如快速響應太空技術、模塊化航天器技術,一旦取得突破,將加大與對手技術“代差”,有效支撐擴大戰略優勢的戰略目標。
幾點啟示
(1)重視太空安全,制訂國家頂層航天發展戰略
航天在國家的政治、經濟與軍事發展中的地位更加凸顯。為應對當前全球面臨的太空擁擠、對抗和競爭三大挑戰,為在新一輪航天競爭中處于優勢地位,我國應在國家層面制訂可持續航天發展戰略,做到統籌規劃、合理布局、協調發展。
(2)努力提升自身航天能力
1.空間技術及其發展歷程
空間技術又稱航天技術或宇航技術,是探索、開發和利用宇宙空間的技術。目的是利用空間飛行器作為手段來研究發生在空間的物理、化學和生物等自然現象。空間技術的發展使宇宙空間成為人類繼陸地、海洋和大氣層之后有可能生存的第四種環境。幾十年在科技發展長河之中只能算是短短一瞬,但是空間技術在這“短短一瞬”間卻得到了驚人的發展。
1957年10月4日蘇聯制造的人造地球衛星首次飛入了太空,這是航天空間技術崛起的重要標志。在此之后蘇聯宇航員加加林于1961年4月12日乘坐“東方一號”飛船進入近地軌道,完成了繞地航行一周之后安全返回地面,首次完成了載人航天的壯舉。1969年7月20日,2名美國宇航員乘坐“阿波羅”號宇宙飛船登月成功,開創了人類探索地外星球的先河。截止到2006年底,世界各國、地區和組織共進行了4480次成功發射,入軌航天器共計5872個。[1]運載火箭運送航天器的能力從幾十公斤增到100噸,衛星獲取和傳遞信息能力大幅度提高,一顆通訊衛星的電話由幾十路增至幾萬路,衛星壽命由幾十天增加至幾十年,這些主要指標都提高了2-3個數量級,而且成本大幅下降。[2]
2.空間技術的重要作用
空間技術的發展使寶貴的太空資源得以開發和利用,讓太空資源為人類造福已成為各國航天活動的主要任務。航天空間技術可廣泛應用于國民經濟、科學研究和國防等許多方面,在人類生活中產生了非常深遠的影響。
2.1有利于解決全球性問題
航天空間技術為資源短缺、環境惡化、人口劇增等使人類生存面臨威脅的問題提供了全新的解決途徑。在糧食問題方面,太空育種技術的實踐應用將起到關鍵作用。利用航天技術將地球生物送到太空,通過宇宙輻射、微重力、重粒子等太空獨有的多因素綜合作用,可使其基因實現地面上難以實現的有益變異,從而縮短地面育種周期,提高育種效率。[3]在能源問題上,科學家已經提出了在地球外層空間或月球上建立太陽能衛星發電基地,這對緩解地球能源緊張狀況具有重要作用。
2.2為科學研究提供理想的實驗環境
與地球環境完全不同,在太空中沒有重力、沒有病菌、也沒有塵埃,利用航天空間技術,就可以在太空建立理想的實驗室以進行地球上不能進行的實驗。很多特殊的材料都可以在失重的太空環境中制取,用以煉制新材料、新合金。由于沒有重力,微電子所用的關鍵材料單晶硅和砷化鎵等可以在太空大量的生產,產品純度高、體積大,而且可以得到薄膜結構。
2.3大力促進通信技術的發展
在通訊衛星出現以前,短波無限電、電纜以及微波中繼站是遠距離通訊的三種基本手段,但是這三者都存在著明顯缺陷。自從成本低廉、穩定性顯著提高的衛星通訊出現后,世界通信技術和體制上變發生了根本變革。為衛星電視、衛星導航、移動通信、遠程醫療等上百種服務提供衛星空間技術支持,人類無論身在何處都可以實現實時的通訊,信息最大程度上得到了自由化,弱化了時空所造成的隔閡,使得人與人之間的聯系更為緊密。
3.空間技術所引發的問題
空間技術也有其兩面性,如果不加以合理地應用、管理和規范,在其表現出積極作用的同時也必然會帶來一定的負面效應。
3.1太空環境問題
太空垃圾和太空碎片的增加是太空探索帶來的最大環境問題。現在的太空近地范圍變成了一個巨大的垃圾場,太空垃圾的存在對地球以及圍繞地球的人造衛星和空間站來說都是十分危險的。在這些快速運動中的太空垃圾中,直徑僅為幾毫米的物體就可能摧毀一架航天飛機。此外,空間探索活動對近地環境也存在一定影響。
幾十年間,雖然航天技術迅猛發展卻也避免不了航天事故的發生。如1961年邦達連科在訓練中被燒死事件;1967年美國“阿波羅1號”意外起火;1967年蘇聯“聯盟1號”和“聯盟11號”出現故障導致宇航員死亡;1986年美國“挑戰者”號爆炸事件;以及2003年2月,美國“哥倫比亞”號航天飛機失事,造成了7名宇航員全部遇難的慘劇。這些都使航天事業蒙上了一層陰影。
3.2可能引發新的軍備競賽
空間技術的發展使各國爭奪的領域從陸地、海洋、天空擴展到了外太空。空間軍事化也一度成為某些國家十分重視的問題并著重發展。如美蘇兩國從20世紀50年代展開了航天空間領域的競爭,到了60年代中期之后,航天器的較量轉為軍事領域。在冷戰時期,兩國的軍備競賽主要集中在火箭和導彈技術上,兩國相繼開發了多種足以毀滅人類和地球的武器。這在一定意義上使得航天技術朝著異化的趨勢發展,導致在航天空間領域新一輪的軍備競賽,使人類不和諧關系從地球發展到地外空間,也很可能導致太空霸權主義和太空殖民主義。
4.空間倫理問題的解決途徑
4.1有效處理太空垃圾
專家指出,當地球軌道上的太空垃圾和太空碎片的數量達到一定規模時,人類可能就要停止一切航天活動。現在的常用措施是減緩太空垃圾產生,規避已檢測到的大碎片,達到保護航天器的目的。長遠考慮,人類必須積極尋找處理太空垃圾的辦法,同時要求人類要提高太空環保意識,制定政策控制太空垃圾的產生,并且要求各國之間加強互相監督。
4.2重視航天安全問題
在航天技術發展的初期,一些因發展時間短、技術不完善原因導致的事故是可以理解的。但人為失誤是必須嚴格控制的,一點微小的失誤就可能釀成重大的傷亡事故。目前全球已有多起因人為失誤造成的航天事故。所以為了保證航天員在太空工作與生活的安全性,航天科學家、工程師和醫學專家必須付出巨大的努力,在研發技術的同時,必須建立起嚴格的管理制度,操作規程和行為準則,要求工作人員必須按照規定的工作程序、精度、時間順序完成規定的操作和行為,防止人為失誤的發生。
4.3建立完善的宇宙倫理學規范
隨著空間技術的不斷發展,人類文明勢必將由地球范圍內向地外空間擴展,然而由于各種因素的巨大變化,原來的倫理學規范就不能適應新的環境,會出現很多現有倫理規范無法解決的問題,這就要求我們建立一種全新的、適應空間文明要求的宇宙空間倫理學。在發展航天空間技術的同時注重相關倫理道德標準的發展,使其得到完善而不會出現相對滯后的情況。宇宙倫理學規范的重中之重就在于反對太空殖民主義和太空霸權主義,我們必須提出并引入太空倫理和規范,來控制和約束太空殖民等不道德行為。
【參考文獻】
我認為人們尤其應該重視遙現技術和遙操作技術,以大大節約人長期在天上“受罪”的巨大代價。我希望我國的航天事業能后來居上,勝人一籌!
航天事業的又一重大發展是空天飛機,尤其是把它作為用半小時即可橫跨2萬公里的民航工具。所以空天飛機是21世紀的重大成就。但此項技術工作規模和難度空前,耗資達千億美元以上。今天世界上無論任何國家都無法獨家承受此負擔,只有國際合作才行。請看,就是花費100億美元的超導超級質子反質子對撞機(SSC)也是多國共建的,我國將參加,貢獻1億多美元的設備。因此我請您研究以下工作設想:
首先,繼續跟蹤國外有關空天飛機的發展動態。
其次,研究各種可能的方案,進行國際共同開發空天飛機。
再次,我國作為國際合作的開發者,該如何作準備,也就是爭取參加國的資格,人家需要我們。我們能參加SSC,就因為我們通過北京正負電子對撞機工作,使人看到我國的科技力量和加工生產能力。
21世紀的中國人一定要在空天飛機上顯一顯身手,一件國家大事。
在這封信中,錢老提出了三個未來載人航天的發展方向:
第一,為了實現更便宜、更安全和更靈活的載人航天飛行,錢老建議在我國研制成功載人飛船后,應將航天運輸系統的目標,瞄準空天飛機。錢學森在1962年出版的《星際航行概論》一書中,就提出了使用吸氣式發動機的概念。他提出了用一架裝有噴氣發動機的大飛機,作為第一級運載工具,用一架裝有火箭發動機的飛機,作為第二級。關于吸氣式發動機他提出要“以渦輪噴氣發動機起飛,當高度超過10千米及飛行速度達到兩倍聲速以上時再把沖壓發動機開動,繼續爬高和加速,直到極限,然后第二級火箭脫離第一級起飛。”1990年12月28日致朱光亞的信中指出:“近見美國好幾期都有關于高超聲速飛機的報導乃至空天飛機研制的報導,美國是主力,其他好幾個國家也在搞。看來這是21世紀的航空航天技術。”
第二,錢老強調要發展遙現技術和遙操作技術。錢老認為,人與自動化系統的優化結合,包括采用遙作學的技術,使人在地面更好地參與空間科學實驗活動,將是未來航天系統的發展方向。他在1993年8月23日給朱光亞的信中建議將英語中的“teleoperation”譯成“遙作”,“telescience”譯成“遙作學”或“遙作技術”。對于遙作及遙作技術的意義,他在這封信中說:
回想歷史,人們總是想用機器代替人干活,最早是人力、畜力驅動的機床,然后是機器能力的機床,后又有數控機床。再進一步就發展機器人;后來因為機器人太笨,所以開發智能機器人。但就是智能機器人的智能也是有限的,還要操作人在現場管理、調節。但一人管多臺機器人,操作人要眼看四方,跑前跑后,十分緊張,一秒也不能休息。日本工廠在機器人生產線上的操作工人據說只能干兩三年就退入另外工作,太累受不了。
解決這一問題的方法和途徑就是遙作技術,操作人不在現場,可以安安靜靜,舒舒服服地管好機器人生產線。這是人?機結合概念的擴展;機不只是計算機,還有智能機器人。