王希季院士文集

內(nèi)容概要

　　這本文集精選了王希季院士23年間（1981～2003年）發(fā)表的部分論著，按內(nèi)容分為8個專題，即運載火箭技術(shù)、空間資源、航天器返回技術(shù)、微重力、工程設(shè)計、載人航天、航天技術(shù)和空間基礎(chǔ)設(shè)施?！　∷状蚊鞔_提出在“空間”這個人類的第四環(huán)境中有著極其豐富的資源，發(fā)展航天技術(shù)就能夠發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和利用空間資源造福人類。要想完全自動化地充分開發(fā)、利用空間資源幾乎是做不到的，因此需要人在空間場所參與，這為發(fā)展載人航天提供了一個重要依據(jù)。

書籍目錄

運載火箭技術(shù)　國外衛(wèi)星運載火箭評述　阿金納通用末級與照相偵察衛(wèi)星空間資源　論空間資源　空間資源及其利用開發(fā)　空間資源的開發(fā)　從空間資源開發(fā)展望空間技術(shù)的發(fā)展航天器返回技術(shù)　航天器進(jìn)入與返回技術(shù)概論　返回技術(shù)和返回式航天器的發(fā)展　中國返回式航天器發(fā)展途徑探討微重力　空間微重力資源　空間微重力試驗　中國返回式衛(wèi)星的搭載任務(wù)——空間材料科學(xué)試驗　開拓空間微重力科學(xué)實驗的新領(lǐng)域工程設(shè)計　工程設(shè)計學(xué)緒論　工程設(shè)計程序　衛(wèi)星設(shè)計學(xué)緒論　衛(wèi)星設(shè)計的性質(zhì)和特點　衛(wèi)星的設(shè)計要求載人航天　為什么要發(fā)展載人航天　中國為什么要發(fā)展載人航天　重復(fù)使用的并不都是經(jīng)濟的　國外載人航天發(fā)展情況　載人空間站概念　空間站發(fā)展的探討　載人航天器軌道運行段的救生問題　空間站的安全與救生　關(guān)于發(fā)展載人航天的討論　選擇中國載人航天發(fā)展目標(biāo)的討論　中國載人航天工程的外部設(shè)計航天技術(shù)　PROSPECT FOR CHINA’S SPACE ACTIVITIES　中國運用應(yīng)用衛(wèi)星體系問題　21世紀(jì)的航天技術(shù)空間基礎(chǔ)設(shè)施　建設(shè)我國的空間基礎(chǔ)設(shè)施　把開發(fā)利用天疆作為國策加快我國空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

章節(jié)摘錄

書摘4  空間能源    目前世界上能源消耗的總功率約為100億kW。按人口的增加、現(xiàn)代化的發(fā)展和生活水平提高估計，能源的需求每年約增加4％。到2000年能源消耗的總功率可能會接近190億kW。每年需要提供約200億t標(biāo)準(zhǔn)煤。如全都依靠傳統(tǒng)的能源資源，估計只能維持二三百年。這就大成問題了。所以，新的能源，未來的能源資源，成為人類所關(guān)心的重大問題。全世界都在進(jìn)行這方面的研究。在地球上，太陽能、風(fēng)能、氫燃料、熱聚變能和生物質(zhì)能都有可能成為重要的新的能源。    空間有豐富的能源。地球表面接受的太陽能就十分巨大，其功率約為9×10kW，相當(dāng)于當(dāng)前世界上能源消耗總功率的9 000倍。但是，要把豐富的太陽能轉(zhuǎn)換成能源，在地球上建立大型的太陽能電能轉(zhuǎn)換裝置，由于下列的原因是十分困難的：    1)一年只有1／2左右的時間能獲得日照，而日照程度又隨時間而改變，這就是說效率不高和作為基本負(fù)載電廠比較困難；    2)由于有風(fēng)和重力，建筑大型的太陽能電池陣或反射鏡組受到限制；    3)由于大氣和地面的污染，要么得設(shè)計自動清除設(shè)備，要么得定期清洗。這就是為什么雖然地球接受的太陽能很大，但太陽能在現(xiàn)在和幾十年內(nèi)也很難成為一種主要能源的原因。    僅空間的地球同步軌道上的一個寬約100 km的環(huán)帶(相當(dāng)于±6’的環(huán)帶)所接受的太陽能，估計其總功率就相當(dāng)于地球所接受的總功率。由此可見空間的能量資源十分豐足。    在空間利用太陽能建立大型電站，開發(fā)空間能源，有很多優(yōu)越性。當(dāng)然也有很多技術(shù)上的困難需要克服。但通過空間科學(xué)技術(shù)二十幾年來的研究和試驗，可以認(rèn)為，在地球同步軌道上建立大型空間動力衛(wèi)星，把太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過微波或激光把電能傳送到地面，從科學(xué)技術(shù)上論證是可能的。就現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平看，沒有在科學(xué)上需要突破的新的問題。    在空間軌道上建立的大型太陽能電站，在99％的時間內(nèi)都能接受到太陽光的照射，只有極少的日蝕時間和在3月和9月有幾天午夜附近時間不能得到照射。在空間軌道上，沒有大氣對太陽光的反射和吸收，沒有日夜的變化，沒有太陽角的變化，沒有季節(jié)的變化，也沒有塵埃和有害氣體的污染。因此，同樣面積，1年內(nèi)所獲得的太陽能量，空間約為地面的5～10倍。此外，由于空間失重和無風(fēng)的環(huán)境，使得利用輕型或展開型的大型構(gòu)件構(gòu)成大型太陽能電池陣或太陽能反射鏡組，成為可能。    開發(fā)和利用空間十分豐富的能源，在空間軌道上建立大型電力站的工作，已經(jīng)不是一種議論而是一種積極的行動了。聯(lián)合國、西歐議會、美國能源部和宇航局、歐空局、蘇聯(lián)科學(xué)院和其他對開發(fā)空間能源有興趣的部門和學(xué)校十幾年來的研究說明，空間大型動力衛(wèi)星在科學(xué)上已沒有難于突破的問題存在。也就是說，從科學(xué)上進(jìn)行研究、分析和論證認(rèn)為在同步軌道上建立大型動力衛(wèi)星(例如地面功率為5×10kW的空間動力衛(wèi)星)是可能的?，F(xiàn)在已由科學(xué)上可行性論證階段進(jìn)入了工程技術(shù)上可行性的試驗、分析和論證階段。這個階段，由于航天飛機和空間站等技術(shù)成就，發(fā)展順利。估計20世紀(jì)80年代內(nèi)還會加速地面上的支持發(fā)展(如大力促進(jìn)地面太陽能利用的發(fā)展，使太陽電池達(dá)到大量生產(chǎn)的規(guī)模以便降低光電元件的成本等)和發(fā)射幾百千瓦到幾千千瓦的試驗裝置。2000—2030年之間，大型空間動力衛(wèi)星可能成為現(xiàn)實。估計每發(fā)1度電的成本可以與地面的發(fā)電廠相比擬。在空間建設(shè)大型電站大量獲取太陽能供人類使用一旦成為現(xiàn)實，人類也就得到一個較好地解決能源的辦法。    從20世紀(jì)60年代起，全世界每年在空間科學(xué)技術(shù)上的投資平均在百億美元以上。有人不禁要問，這到底是為了什么?我想從空間資源的角度或者可以解答?？臻g資源可貴，大都是地上難以獲得或不能獲得的。空間資源很豐富，開發(fā)空間資源可以得到巨大的利益。尋求空間資源，開發(fā)利用空間資源，是人類進(jìn)入空間、探測空間和研究空間，也是空間科學(xué)技術(shù)投資的主要動力。一般地說，空間對所有的人都是開放的，空間資源為全人類所共有，誰都有權(quán)開發(fā)利用。實際上，只有那些科學(xué)技術(shù)水平和財富到達(dá)可以進(jìn)入空問的國家和集團(tuán)，及可以購置衛(wèi)星的國家和集團(tuán)才談得到開發(fā)利用空間資源、從中獲得利益。我國已經(jīng)發(fā)射成功了13顆人造衛(wèi)星。其中5顆是回收型科學(xué)試驗衛(wèi)星。這說明我國用以開發(fā)空間資源的空間科學(xué)技術(shù)已具有相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。當(dāng)然，我們應(yīng)該充分發(fā)展我們的優(yōu)勢，努力去開發(fā)利用空間資源為國家和人民謀取利益，特別是那些用其他手段獲取不到的利益。    P29-30

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