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(gè)專(zhuān)題，即運(yùn)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(jì)、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(gè)人類(lèi)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(kāi)發(fā)和利用空間資源造福人類(lèi)。要想完全自動(dòng)化地充分開(kāi)發(fā)、利用空間資源幾乎是做不到的，因此需要人在空間場(chǎng)所參與，這為發(fā)展載人航天提供了一個(gè)重要依據(jù)。

書(shū)籍目錄

運(yùn)載火箭技術(shù)　國(guó)外衛(wèi)星運(yùn)載火箭評(píng)述　阿金納通用末級(jí)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(kāi)發(fā)　空間資源的開(kāi)發(fā)　從空間資源開(kāi)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(guó)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(yàn)　中國(guó)返回式衛(wèi)星的搭載任務(wù)——空間材料科學(xué)試驗(yàn)　開(kāi)拓空間微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)的新領(lǐng)域工程設(shè)計(jì)　工程設(shè)計(jì)學(xué)緒論　工程設(shè)計(jì)程序　衛(wèi)星設(shè)計(jì)學(xué)緒論　衛(wèi)星設(shè)計(jì)的性質(zhì)和特點(diǎn)　衛(wèi)星的設(shè)計(jì)要求載人航天　為什么要發(fā)展載人航天　中國(guó)為什么要發(fā)展載人航天　重復(fù)使用的并不都是經(jīng)濟(jì)的　國(guó)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(yùn)行段的救生問(wèn)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(guó)載人航天發(fā)展目標(biāo)的討論　中國(guó)載人航天工程的外部設(shè)計(jì)航天技術(shù)　PROSPECT FOR CHINA’S SPACE ACTIVITIES　中國(guó)運(yùn)用應(yīng)用衛(wèi)星體系問(wèn)題　21世紀(jì)的航天技術(shù)空間基礎(chǔ)設(shè)施　建設(shè)我國(guó)的空間基礎(chǔ)設(shè)施　把開(kāi)發(fā)利用天疆作為國(guó)策加快我國(guó)空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

章節(jié)摘錄

書(shū)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(jì)，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(huì)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(jì)只能維持二三百年。這就大成問(wèn)題了。所以，新的能源，未來(lái)的能源資源，成為人類(lèi)所關(guān)心的重大問(wèn)題。全世界都在進(jìn)行這方面的研究。在地球上，太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能轉(zhuǎn)換成能源，在地球上建立大型的太陽(yáng)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(shí)間能獲得日照，而日照程度又隨時(shí)間而改變，這就是說(shuō)效率不高和作為基本負(fù)載電廠(chǎng)比較困難；    2)由于有風(fēng)和重力，建筑大型的太陽(yáng)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(jì)自動(dòng)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(yáng)能很大，但太陽(yáng)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(gè)寬約100 km的環(huán)帶(相當(dāng)于±6’的環(huán)帶)所接受的太陽(yáng)能，估計(jì)其總功率就相當(dāng)于地球所接受的總功率。由此可見(jiàn)空間的能量資源十分豐足。    在空間利用太陽(yáng)能建立大型電站，開(kāi)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(guò)空間科學(xué)技術(shù)二十幾年來(lái)的研究和試驗(yàn)，可以認(rèn)為，在地球同步軌道上建立大型空間動(dòng)力衛(wèi)星，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)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(méi)有在科學(xué)上需要突破的新的問(wèn)題。    在空間軌道上建立的大型太陽(yáng)能電站，在99％的時(shí)間內(nèi)都能接受到太陽(yáng)光的照射，只有極少的日蝕時(shí)間和在3月和9月有幾天午夜附近時(shí)間不能得到照射。在空間軌道上，沒(méi)有大氣對(duì)太陽(yáng)光的反射和吸收，沒(méi)有日夜的變化，沒(méi)有太陽(yáng)角的變化，沒(méi)有季節(jié)的變化，也沒(méi)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(yáng)能量，空間約為地面的5～10倍。此外，由于空間失重和無(wú)風(fēng)的環(huán)境，使得利用輕型或展開(kāi)型的大型構(gòu)件構(gòu)成大型太陽(yáng)能電池陣或太陽(yáng)能反射鏡組，成為可能。    開(kāi)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(dòng)了。聯(lián)合國(guó)、西歐議會(huì)、美國(guó)能源部和宇航局、歐空局、蘇聯(lián)科學(xué)院和其他對(duì)開(kāi)發(fā)空間能源有興趣的部門(mén)和學(xué)校十幾年來(lái)的研究說(shuō)明，空間大型動(dòng)力衛(wèi)星在科學(xué)上已沒(méi)有難于突破的問(wèn)題存在。也就是說(shuō)，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(dòng)力衛(wèi)星(例如地面功率為5×10kW的空間動(dòng)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(yàn)、分析和論證階段。這個(gè)階段，由于航天飛機(jī)和空間站等技術(shù)成就，發(fā)展順利。估計(jì)20世紀(jì)80年代內(nèi)還會(huì)加速地面上的支持發(fā)展(如大力促進(jìn)地面太陽(yáng)能利用的發(fā)展，使太陽(yáng)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(yàn)裝置。2000—2030年之間，大型空間動(dòng)力衛(wèi)星可能成為現(xiàn)實(shí)。估計(jì)每發(fā)1度電的成本可以與地面的發(fā)電廠(chǎng)相比擬。在空間建設(shè)大型電站大量獲取太陽(yáng)能供人類(lèi)使用一旦成為現(xiàn)實(shí)，人類(lèi)也就得到一個(gè)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(wèn)，這到底是為了什么?我想從空間資源的角度或者可以解答。空間資源可貴，大都是地上難以獲得或不能獲得的?？臻g資源很豐富，開(kāi)發(fā)空間資源可以得到巨大的利益。尋求空間資源，開(kāi)發(fā)利用空間資源，是人類(lèi)進(jìn)入空間、探測(cè)空間和研究空間，也是空間科學(xué)技術(shù)投資的主要?jiǎng)恿?。一般地說(shuō)，空間對(duì)所有的人都是開(kāi)放的，空間資源為全人類(lèi)所共有，誰(shuí)都有權(quán)開(kāi)發(fā)利用。實(shí)際上，只有那些科學(xué)技術(shù)水平和財(cái)富到達(dá)可以進(jìn)入空問(wèn)的國(guó)家和集團(tuán)，及可以購(gòu)置衛(wèi)星的國(guó)家和集團(tuán)才談得到開(kāi)發(fā)利用空間資源、從中獲得利益。我國(guó)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(yàn)衛(wèi)星。這說(shuō)明我國(guó)用以開(kāi)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(shì)，努力去開(kāi)發(fā)利用空間資源為國(guó)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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