探索太空资源

“地球是人类的摇篮，但是人不能永远生活在摇篮里……”

俄罗斯航天先驱齐奥尔科夫斯基这句人类航天史上的名言，一直激励着无数后人对茫茫太空的孜孜追求。如果说初期的太空出舱活动只是人类为了满足自己好胜的欲望，试图通过这些高难度的征程来向对手示威，以此展现自己的强大的话（当然，其间也进行了一定的科学实验），那随着人类社会的发展，地球资源的日渐枯竭，这时人类将目光投向太空，则更多的是看中了那里无穷无尽的资源，太空出舱的目的开始清晰起来。

现在我们就来认识一下这些宝贵的太空资源。就人类目前已经认识到的而言，这些资源总体上可以分为三大类，即太空轨道资源、太空环境资源、太空天体资源。

太空轨道资源

我们都知道，汽车行驶有路线，轮船行驶要航道，就连飞机在天空中也不能自由地飞翔，需要有航线的制约，那么航天器的运行也应该有它自己的运行路线吧。其实由于受到地球引力的影响，航天器在太空运行时，必须环绕地球沿着特定的椭圆轨道飞行，这个轨道就被称为太空轨道。航天器在太空轨道上运行时，可以快速而且大范围地覆盖地球的表面，获得地球信息，从而达到通信、遥感、定位等目的。我们把与此相关的一切统称为太空轨道资源。

到现在为止，对太空轨道资源的开发和利用最为广泛的就是航天器。在这些航天器中又以卫星为主，其中包括遥感卫星、通信卫星、气象卫星、导航定位卫星等。那么，太空轨道资源到底是怎么回事呢？它跟这些航天器或者说卫星又有什么关系呢？

我们知道，一个人，站得越高，他看到的范围就越大、越广。那么，在太空轨道中运行的卫星可以看到多大的范围呢？这在很大程度上取决于轨道的高度。到现在为止，人类在太空中开发和利用的轨道分为很多类，在这些轨道上运行着各种各样的卫星和其他航天器。在卫星轨道中我们经常说起的有两条，一条是离地球200～500千米的低轨道，另一条是距地面35786千米的地球同步轨道，也称静止轨道。处在低轨道上的人造卫星可以看到14%的地球表面，而位于静止轨道中的航天器则可以观察到1/3以上的地球表面。我们所说的地球同步卫星一般都是指处在静止轨道上的卫星。

以通信卫星为例，它就是利用这样一种特殊的高远位置，来实现大范围内的信号传递和输送的。一颗通信卫星就可以覆盖1/3的地球，因此要想覆盖全球，只需要三颗同样的卫星就足够了。这样的话不管我们在哪儿，都可以通过通信卫星来跟人交流。用手机打电话就是这个道理，当你拨出电话号码后，手机就会把信号先传递给中继站，再转到太空中的卫星，卫星收到你的信号后再把它们传送给你想要联系的人所在位置的手机，这样你们就可以通话了。你只需坐在家里的沙发上就可以跟远在美国的朋友或亲人聊天、说话，看似很神奇，其实这全是通信卫星的功劳。

在现代人类社会，有一百多种业务靠通信卫星完成，除了传送语言，也就是让人们打电话之外，它还可以传送文字、图片、影像等。甚至可以这样说，人们的通信需要什么，它就能提供什么，像我们平时收看的电视节目，上网用的电脑，都离不开通信卫星。

目前，世界上80%的洲际通信业务和100%的洲际电视传播任务，以及为数众多的区域通信任务都由卫星担任。利用通信卫星还可以进行电视远程式教育、指导开展抢险救灾、架起空间信息高速公路等。利用通信卫星，人们可以更加充分地利用信息，从而大大提高物质生产的效率以及原材料和能源的利用率等，极大地改变人类的生产、生活和工作方式。

除了上面所说的，在太空轨道中还有另外一种极为重要的资源，它就是微重力环境资源。在绕地轨道上运行的航天器中的物体，受到两种力的作用，一种是地球引力，另一种是惯性离心力，当这两种力达到平衡时，重力基本上也就消失了，在这种情况下，物体只受到其他微小干扰力的作用，从而形成一种微重力环境。

在微重力的环境下，航天器里物体的重量，只有地面的十万分之一或百万分之一，因此物体会悬浮在空中，不会固定在一个地方。这种环境往往让刚到太空中的航天员觉得头痛不已、难以适应。但是它却为那些在地面上难以进行的科学实验带来了方便，如新材料的加工、药物的制取等。

在微重力环境中，没有重力，液滴很容易悬浮在空中，这样我们在冶炼金属时就可以采用悬浮冶炼法。用悬浮冶炼法冶炼金属时，可以不使用容器，这样就不用考虑冶炼温度对容器的影响，冶炼温度再高都没有关系。这样我们就既可以进行极高熔点金属的冶炼，又能避免容器壁的污染和不均匀的成核结晶，从而改变晶相组织，提高金属的强度。

除此之外，在微重力环境下，气体和熔体的热对流会消失，密度不同的物质的分层和沉积也会消失，因此对生产极纯的化学物质、生物制剂、特效药品，以及均匀的金属基质复合材料，玻璃和陶瓷等也很有用。

太空环境资源

太空环境跟地球环境不一样。太空中没有空气，没有水，却有很强的宇宙辐射，如果不采取特别的防护措施，人在太空中是不可能存活的。可就是这样一种环境，却有着很高的利用价值。

高能重粒子环境

太空中有着各种各样的高能量宇宙辐射，这些高能重粒子会对人的身体产生伤害，可是也并不是没有好处。处于高能重粒子环境中，可以使种子、微生物以及各种细胞等地球生物的遗传密码，在排列上发生变化，产生变异，从而产生更有价值的新的物种。

太空旅游

自从美国人托蒂成为世界上第一名太空旅客以来，到太空中旅游观光已成了一种极具发展前景的产业。到现在，全球已经有几十名富翁表示希望到太空旅游。另外，太空饭店、太空度假村、太空巴士、太空游乐场等也都已经在人类的规划之中。

太空天体资源

太空中存在着各种各样的天体：恒星、行星、彗星等，每一种天体或者说每一个星球上都蕴藏着巨大的能量和资源，而每个天体由于形成原因、所处位置和环境的不一样，所拥有的资源也是不同的。所有的这一切都有待于人类去进一步探索和开发。在这些资源中，最有可能被人类利用而且也已经在开发之列的，首推太阳能。

作为脾气暴躁的大火球，太阳每时每刻都在进行剧烈的反应，从而产生巨大的能源流。据测算，太阳每秒钟送给地球的热能量达81万亿千瓦，相当于现今全世界每秒发电量的数万倍。地球每秒钟所获得的太阳能量相当于燃烧500万吨优质煤所发出的能量。如此巨大的能量对于人类来说太有诱惑力了。

然而太阳所散发的热量中只有二十二亿分之一的能量可以到达地球。这样大的差距让我们感到惊讶，同时更感到可惜，这么多的能源岂不是白白浪费了？有什么办法可以减少这种浪费，充分利用太阳能呢？

当我们实现太空出舱以后，这个问题也就迎刃而解了。因为我们可以在太空中建立发电站，从而获得被地球大气层反射、折射、散射和吸收后所损失的能量，还可以解决晚上没有太阳难以获得太阳能量和阴雨天太阳能量减少等问题。另外，用太阳能发电还能避免火力发电污染严重、消耗燃料和水力发电水源严重不足的难题，更让人感到高兴的是它不需要架设输电线路，可以直接为空间站或航天飞机供电，也可向地面供电。目前美、日等航天大国正在研究试验建造太空发电厂，开发新能源。

太阳能利用的另一种形式是建造人造小月亮和人造小太阳。这样不但可以为城市和野外作业提供照明，还能够延长高寒地区的无霜期，从而保证农业丰产丰收。

除了太阳之外，月球上也有丰富的资源。据目前已经进行的科学探测表明：月球上有大量的氧、硅、铝、铁；月球上没有大气层，因此也就不存在对光线和电波的吸收、散射和折射等，可以直接承受太阳的辐射；月球大气中没有尘埃污染，没有磁场；月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小；月球有漫长黑夜……所有这一切都表明月球是天文观测、生物科学和高能物理等实验的理想场所。

月球还是近地空间除地球外唯一的大型天体。由于月球的重力很小，仅为地球重力的1/6，因此，它还可以作为飞向火星的中转站，从那里发射航天器，只需要从地球上发射的1/6的能源。

另外，金属型小行星上有丰富的铁、镍、铜等金属，有的还有金、铂等贵金属和珍贵的稀土元素。彗星上有丰富的水冰。这些资源和月球上的资源可用于建设航天港和太空城，也可供地球上使用。