严家祺:“神五”离“太空争霸”有多远?
神舟五号成功发射和返回舱安全着陆,是中国科学技术的重大成就。美国太空总署署长奥基夫发表声明说∶"这次发射是人类探索历史上一次重要成就。继俄罗斯和美国之后,中国成为世界上第三个将人类送入太空的国家。"中国航天的下一个目标,既不是"登月",也不是"登火",而是发展"长期有人照料的空间站。"当然,"探月"、"探火"也是未来中国航天的目标,二○○○年十一月发表的《中国的航天》白皮书,已把"月球探测"、建立"天地一体化网络系统"、"中国的载人航天体系"列入目标。"神五"在太空中的位置
航空是二十世纪的事业,航天则是二十一世纪的事业。
"空"与"天"是两个不同的"空间","空"指地表外的"空气空间","天"指"外层空间",即"外空"成"太空"。在当代国际法中,尚未划分出"空"、"天"的明确界线,但这并未阻碍国际空间法的发展,习惯上把卫星轨道所在的空间以及卫星轨道以上的空间都视为"外层空间",视为"太空"。
地球外层有一层数百公里以上的大气层,其中120公里以内称为"实用大气层"。在120公里以下的大气层内由于空气较稠密,空气的阻力会使任何飞行器减速,所以,只有在120公里以上,飞行器才能进行无阻力的轨道运行,即进行航天活动。直到现在为止,航空活动还只能在35公里以下。所以,航天与航空是两个不同的活动。
太空浩瀚无边,仅银河系一个星系就有2500亿颗恒星,太阳只是其中的一颗。二十一世纪谈"太空探索",主要还只能限于太阳系范围内。在今天的航天技术条件下,按照航天活动的领域,地球外的空间,包括空气空间和外层空间(太空)可以划分为以下几个部份∶
实用大气层∶从地球表面至120公里高度,即地球球体外薄薄的一层空间,其容积相当于地球体积的5.8%,发射航天器,都要经过这一空间。
近地轨道区∶从地球大气上空200公里至3000公里高度之间的空间区域,它的范围相当于地球体积的2.16倍。
远地轨道区∶在距地表35786公里处的轨道,是人造卫星的"同步轨道"。在地球赤道上空的同步轨道上、与地球自转方向一致的人造卫星,由于与地球运行同步,看起来像挂在空中静止不动一样。在近地轨道区与同步轨道之间的空间,称作远地轨道区,其空域范围相当于地球体积的300倍。
"地━月空间"∶即地球和月球之间的空间,其空域范围相当于地球体积的218000倍。
深空∶从地球算起,以地月平均距离为半径的球体以外的全部空间。
太空的空间还可以按其它标准分类,距地球表面100公里至150公里的空间,也可称为"近地空间"。
实用大气层厚120公里,它的最上层已达"近地空间"。地球大气层的上界,根据卫星探测,大约在距地球表面2000到3000公里高度。整个大气层又可分为对流层、平流层、中间层、热成层。对流层下接地球表面,高度为8到17公里,云、雨、雪等现象都发生在这一层。
神舟五号宇宙飞船运行在200公里至350公里的椭圆形轨道上,在变轨后,再运行在343公里的圆形轨道上。从上述"太空的范围和划分"可以知道,神舟五号在"近地轨道区"的下层区域运行。从太空中看,神舟五号只是像普通近地轨道卫星那样紧贴地表运行而已,与普通卫星不同的是,它是载人飞船。
中国发射载人飞船,已经是非常重大的成就了,但这与"载人登月"还有非常大的距离。"载人登月"要跨越整个"地━月空间"。地球与月球之间的年均距离为384000公里,是今天神舟五号飞行高度的1119倍。中国没有把"载人登月"作为航天的下一步目标,而把发展"长期有人照料的太空站"作为下一步目标,是十分合理的。
谁控制了太空,谁就控制了地球
"神五"是中国航天发展迄今为止的最大成就,从"神五"在太空"近地轨道区"内的位置,就可以看到,今天的中国还谈不到参与争夺"太空霸权"。
美国争夺"太空霸权",早在二十年前就开始了。
二十世纪下半叶,美国先后形成了两个明确的国家目标,一是遏制共产主义在全球的扩展,与苏联争夺世界霸权。二是开拓"高"边疆,为追求"太空霸权"做初期的准备。
里根竞选美国总统的国防问题顾问丹尼尔·格雷厄姆在1980年首先推出"高边疆"概念,1982年由丹尼尔·格雷厄姆领导的研究小组公布了"高边疆"计划。
"高边疆"是一形象的说法。按照联合国在1967年签订的《关于各国探索和利用包括月球和其它天体在内的外层空间活动的原则条约》,"外层空间"或"太空"不属于任何国家主权支配。然而,问题是,对这些"不属于任何国家主权支配"的太空,有的国家有能力去利用它,而有的国家没有能力去利用它。在有能力利用太空的国家中,能力大小也十分悬殊。"高边疆"的计划就是要凭借美国在航天领域中的能力利用"无主"的太空。在"高边疆"计划发表的同一年,美国建立了"航天司令部",第二年即1983年3月23日,美国总统里根发表了"星球大战"计划的演说。
高边疆计划的主要目标是,用各种太空技术,为美国构筑起一道有效的防御弹道式导弹的墙。
从1967年联合国签订《外空条约》以来,联合国又订立了多个有关"外空"或"太空"的公约,如1968年的《关于救援航天员、送回航天员及送回射入外空物体之协定》、1972年的《外空物体造成损害之国际责任公约》、1975年的《关于登记射入外层空间物体的公约》、1979年的《关于各国在月球和其它天体上活动的协定》。这些条约、公约规定,外空只能用于和平目的。《外空条约》第四条明文规定∶各缔约国承诺不将任何载有核武器或任何他种大规模毁灭性武器之物体放入环绕地球之轨道,不在天体上放置此种武器,亦不以任何其它方式将此种武器放置于外层空间。该条约还规定,禁止在天体上建立军事基地,装置及堡垒,禁止试验任何种类之武器及举行军事演习。
由于联合国诸条约未禁止射入太空的物体用于侦察、监测,也不可能用条约来禁止利用卫星来通信、导航和用于气象,而通信、气象、导航等既可以用于和平目的,又可以用于军事目的,射入太空中的卫星和其它航天器,在事实上越来越多地用于军事目的。1991年的海湾战争是人类历史上第一次广泛使用卫星和航天系统对地面战争进行支持的战争。在这以后,1999年的科索沃战争、2001的阿富汗战争和2003年的伊拉克战争,都广泛地使用了卫星和航天系统。2000年2月24日,美国参议员贾伯特·史密斯在谈到美国的太空政策时说,一个国家有能力控制太空,才有能力控制国际间的通信,控制陆、海、空之间的联系,如果美国失去了对太空的控制,那幺,美国的超级大国地位就不复存在。可以说,谁控制了太空,谁就控制了地球。
"发射窗囗"是"太空"的"海峡"
我们今天使用的能源,除核能与地热能外,其馀的都来自太阳。煤、石油、天然气这些"化石燃料",是储藏起来的古代的太阳能。地球和其它行星、卫星总共只接收太阳辐射的1.2亿分之一,当人类今后在太空中建立太阳能发电站后,人类就不必再担心所谓"能源枯竭"。
在太空中,不仅有丰富的能源,而且有丰富的矿物资源和各种特殊的环境资源。月球表面尘埃中的铁就有四万亿吨,月球表面的核聚变燃料,只要用其中数万分之一用来发电,就足够二十一世纪地球人一世纪之用。"微重力"、"高真空"、"高远环境"等也是"太空资源"。《中国的航天》白皮书中提到的建立"天地一体化网络系统",就是利用太空的"高远环境资源"。
太空资源虽然是无限的,但在一定时期,由于受人类认识和开发利用能力的限制,又是有限的。太空太阳能发电站在今天还是一个遥远的目标。在二十一世纪,从外星上开采矿物运回地球上使用,是得不偿失的。除发射航天器,利用太空高远环境资源外,在未来几世纪中,在太空、月球、火星和某些行星卫星上建造永久性太空站,看来是开发利用空间资源的一条可行途径。
在二十一世纪初的今天,空间资源的有限性突出地表现在对太空中有利的空间轨道、轨道悬空位置和进入太空的"发射窗囗"的争夺上。例如,通信广播电视卫星、太阳能电站卫星,必须部署在地球同步轨道上,在这一轨道上,还存在"最优悬空点"位置。通信广播电视卫星发射越多,这种争夺就越激烈。所谓"发射窗囗",是指发射卫星或飞行器的时刻和进入太空中的信道。如果某一准备发射的飞行器要在太空中与某一个"目标天体"(包括人造天体、外星)相会合,飞行器发射的时刻与信道都是特定的。由于进入轨道后的飞行器与"目标天体"都在轨道上运行,发射前必须首先精确地计算出飞行器发射时地球与"目标天体"的相对位置,这样才能使飞行器在发射后经过一定时间正好在轨道上与另一轨道上的"目标天体"会合。从地球上出发的飞行器飞往木星,需要一千天,发射的时间(日期和时刻)、发射的初始速度和信道都不是随意的。当在"地━月空间"范围内,从地球上发射飞行器达到某一特定位置的"发射窗囗",就会比飞往木星的"发射窗囗"狭小得多。
从黑海进入地中海有两个海峡,从地球进入太空特定位置有特定的"发射窗囗",在某种意义上,"发射窗囗"可以与"海峡"相比拟。在历史上,俄国为了实现"南出地中海"的宿愿,历时二百年,经历了一次又一次的俄土战争。中国东部濒临海洋,却未参与海洋争霸。在未来,经济全球化不会消除国家,相反,将加深国与国之间"太空技术"上的鸿沟。在未来"太空争霸"的时代,对"发射窗囗",对太空资源的争夺,将会采取与"海洋争霸"不同的形式。
单向透明战场
国家是地球上的现象。一个国家追求海上霸权,并不是要把领土扩张到海面和海洋中,而是取得制海权,为海战的胜利和陆上领土服务的。一个国家追求太空霸权,同样不是为了把领土扩张到太空中去,而是为了取得制天权,为太空战的胜利和地球上的陆地领土服务的。
在二十一世纪,任何国家追求太空霸权至少有三个目标∶
一、通过军用卫星实施侦察、监视、预警、通信、导航等作战支持保障、建立对己方透明的"单向透明战场",以赢得地球表面战争的胜利;
二、夺取制天权,保障本国航天器自由进入太空,而阻止敌对国家航天器自由进入太空。
三、建立太空军事基地,从空间直接使用武器攻击敌方陆、海、空和航天设施和目标。
冷战结束后拦(文章仅代表作者个人立场和观点)
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