这是一刻讲者庞之浩（首席宇宙科学传播专家，中国空间技术研究院研究员）@一刻talks 的分享。航天技术的问世，使人类进入到太空文明的时代。我们为何不断探索宇宙？耗资亿元的各类火箭飞船都是何用？它们之间又有着怎样的联系？地球将不再是我们唯一的一个生存之本，未来新生命将诞生于另一颗星球。

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一刻·人物

庞之浩与亚洲第一位女航天员向井千秋在国际宇航大会合影

庞之浩：他见证了每一艘宇宙飞船升空的瞬间。他是中国空间技术研究院研究员，《国际太空》杂志执行主编，中国空间科学学会空间探测专业委员会首席科学传播专家。他对于宇航员的真实生活了如指掌，他了解人类首次太空行走遇险过程，他能为你解析空间站的搭建，他向你讲述宇宙飞船发射的奥秘。

美国总统奥巴马提出，美国将在2030年前，要进行载人登火星工程。

人类为什么要耗巨资进行太空探索？不知道大家是否想过，未来有一天，在太空是否能出生一个生命，或者在地外星球上出生一个生命？

从历史的发展来看，远洋航海技术的出现创造了全球文明的时代，开展了一个全球贸易。而在当代的航天技术的问世，又使我们人类进入到太空文明的时代。在这个时代，地球不是我们唯一的生存之本，可以开发地外星球，来解决人类的一些问题。

现在人口越来越多，到了未来，可能地球难以承受众多人口，所以有些科学家已经提出了把我们地球人移民到地外星球上，比如改造火星，把火星建成人类第二个家园。

还有就是能源问题，现在能源日益减少，大部分都是非再生式能源。比如像石油、煤，80%都是非再生能源。所以总有一天，地球上的能源和资源也会耗尽，怎么办？只能通过开放的太空，走出地球来解决这些问题。

什么时候才能到地外星球去呢？尤其是太空移民，可能是科幻大片。其实航天技术已经离我们很近了，有些航天技术已经融入到我们的生活当中。

航天技术带来的效益，其实分两方面，一方面是直接经济效益，一方面是间接经济效益。

直接经济效益

比如最典型的通讯卫星。卫视节目都是通过通讯卫星来解决的，一些偏远地区，比如海岛、森林、沙漠等，没有通讯的基站，只有通过通讯卫星才能传输节目。通讯卫星的出现，使通讯技术产生了巨大的飞跃，把地球人集中在越来越小的地球村中进行生活。

还有气象卫星，它的出现大大提高了天气预报的准确性。美国在以前没有气象卫星的情况下，每年因为自然灾害遭受的损失达100亿元，它研制了一颗价值2亿美元的气象卫星以后，每年可以减少由于自然灾害带来的损失20亿美元，所以这个效益比就是1：10。

除此之外，还有导航卫星。导航卫星在生活中大家可能都接触到，通过导航卫星不仅能够知道到什么地方，还可以走捷径，甚至可以绕开一些比较危险的地方。导航卫星它的应用只受到人的想象力的限制，而且它能产生巨大的效益。有人说导航卫星相当于一颗会下金蛋的鸡，比如在盖高楼的时候，以前都要放一根垂线，而现在只要通过导航卫星的终端，就知道每一层楼盖得直不直。还有在抗洪救灾的时候，定期测大坝的位置，就知道大坝移动没移动，而采取相应的措施。

间接经济效益

航天技术转移到国民经济中，这个效益其实比直接经济效益更大。比如一些人穿的气垫运动鞋、平时喝的果珍、方便面中的调料的干菜叶、食品干燥机、条形码、太阳镜等，都是来自于航天技术。还有大家所知道的尿不湿、心率血压计、重症监护室、彩超、新型消防服，也都来自于航天技术。

我们国家还把航天技术用于消防等领域，用航天技术研制出了灭火导弹，可以远距离精确控制灭火弹，对于高楼大厦进行消防。还有用火箭发动机的增压技术，使我们原来的高压水龙头的喷射高度增加了好几倍。

对于一线城市最头疼的雾霾，利用火箭发动机的技术，严格地控制燃料和氧化剂的混合速度，能够在短时间内，把燃料和氧化剂烧得干干净净，这样就干烧了硝酸、硫酸等污染物的排放量，也就减少了雾霾。

神舟－9航天员乘组景海鹏、刘旺、刘洋在返回舱进行手控交会对接训练

今年，国家航天进入了一个高峰期，我们发射了大量的火箭和卫星，要创造一个技术，年发射20次左右。11月份还有个重头戏，我们将首次发射我们国家新一代大型运载火箭，长征五号，它的近地轨道运载能力能达到25吨，跟国外目前的主力火箭水平相当，它将明年用于发射嫦娥五号月球采样返回探测器，后年将开始发射我们的空间站。

在载人航天方面，大家知道，我们发射了天宫二号空间实验室，又发射了这个神舟十一号载人飞船，他们俩目前已经在轨对接，航天员将在里边进行三十天的工作，这也是我们国家在太空进行载人航天活动中，航天员逗留的时间最长的一个活动。

天宫？神舟？这些都是干什么的？

天宫实际上是我们在太空建的一个房子，在里边可以生活，进行地面无法实施的科学实验和技术实验，以及一些科普活动。一般的空间站，都是开发太空资源的好地方，我们的天宫其实具有空间站的特质，但是它比较小，所以天宫是一个微型的空间站，或者空间实验室。

空间站有三大特性，一个是体积大，第二个是运行时间长，第三个是功能强，所以它是开发太空资源的一个理想的场所。但是天宫不能够天地往返，必须通过天地往返运输器。

目前天地往返运输器有两种，一种叫宇宙飞船，一种叫航天飞机。航天飞机由于成本太高，比较危险，所以在发射了135架次以后，就提前退役了，目前天地往返运输器只使用宇宙飞船。

宇宙飞船又分两种，一种是载人飞船，一种是货运飞船。目前我们国家的载人飞船就是神舟号，它可以载三个人进行天地往返，目前在世界上也是属于领先的。货运飞船，我们国家将在明年4月发射，叫天舟。它每次能够运6.5吨的货物到天宫或者空间站上去，这个达到了世界先进水平。

载人航天是航天技术发展的更高阶段，航天员到太空去，可以大大提高开发太空资源的效率，可以进行复杂的科学实验。就跟地面一样，机器人不可能完全代替人的功能。

长征九号

长征九号是我国准备研制的重型运载火箭。

什么叫重型运载火箭？就是它的推力达到3000吨，近地轨道运载能力达到100吨以上，这个火箭推力是非常大的，主要满足未来载人登月、载人登火星和建造庞大的太空电站的需求。

在冷战时期，美苏曾经在载人登月上进行过激烈的竞争，但是由于苏联没有研制出重型运载火箭，它的N-1重型运载火箭发射四次失败，而美国研制出土星五号重型运载火箭，所以美国载人登月成功了。我们国家重型运载火箭的直径将达到10米，下个月发射的长征五号的直径是5米。所以这个前景是非常广的，我们准备在2030年左右研制成功。｀

空间站

我们国家将在2018年开始建造，采用积木式构型，由三个20吨级的舱段组成，一个核心舱，两个试验舱，再加上两艘飞船和货运飞船。

它在太空能起很大的作用，尤其是进行科学实验，比如说进行物理学、化学、生物学方面的实验，能够揭开重力对人体、对一些物质的影响的奥秘，扩展人类在基础方面的知识。

在太空种植食物，主要是满足未来长期载人航天的需求。因为在未来，不可能所有食品、蔬菜都从地面上运上去，成本很高。而且在太空，这些作物、植物，可以放出氧气，吸收二氧化碳，还可以供航天员休闲时用。

我们国家已经开展过很多太空育种的活动，就是把种子带到太空去，利用太空的微重力辐射，使种子自身产生变异，跟转基因不是一回事，这些种子拿到地面来种植的话，具有很多特性。比如说产量高、抗倒伏、抗病虫害、口味好、营养高，这些作物、蔬菜有的已经进入到超市。

在太空的微重力环境，还可以生产一些地面上生产不了的一些东西。比如像特殊合金、泡沫合金，因为太空是微重力，没有对流、没有沉淀，均匀分布在液体金属，凝固以后的泡沫金属既轻又结实。与此同时，不同物质成分它不会出现沉淀和对流现象，所以在太空用电泳技术生产的一些产品，比地面的产量及纯度要高几百倍，而且成本只是地面的1%。

在太空生产滚珠也有特色，因为它不受重力的影响，它生产的滚珠是非常圆的，这种非常圆的滚珠用在轴承上，能够使轴承的寿命大大延长。

由于不受大气层的影响，太阳光的辐射强度比地面要高7倍的，所以在太空建电站，效率是非常高的。

在太空还可以进行天文观测，因为太空不受大气层的影响，可以方便地进行全波段观测。这次天宫二号就携带了伽马暴偏振探测仪，能够探测太空中的黑洞，宇宙的起源和演变，这是一项国际合作项目，有望取得很大的科技成果。

天宫二号

有人问为什么只加半箱的油？我们国家的空间站以后是长期运行的，将运行至少十年以上，所以空间站不可能一次把燃料都给加足，而需要货运飞船定期给它送燃料。

这次天宫二号的一个主要任务，就是要试验在轨加注推进剂的技术，这个技术过关了以后，可以用于空间站。明年4月，我们就要发射天舟一号，给天宫二号进行在轨加注燃料。

另外只带半箱的油，还有好处就是我们这次的科学实验非常多，所以腾出点重量，多带点科学实验仪器。

天宫－2与神舟－11空间对接示意图

神舟十一号飞船

神舟十一号飞船的主要任务，一个是进行天地往返运输的服务，把航天员送到天空里边去，还有一些物资。另外进一步验证交会对接技术和返回技术。另外还要进行航天员中期驻留实验，我们以往最长的实验只是十二天，这次航天员要呆三十天。

为此，我们这次只上去了两名航天名，因为我们天宫是按照六十天设计的，也就是说一个人在上面可以呆六十天，两个人可以呆三十天，如果三个人上去，就只能呆二十天。

发射神舟飞船并不是随便什么时候都能发射的，要有个发射时机，我们称之为发射窗口。这个发射窗口跟很多技术因素，以及天宫二号飞行的轨道位置、天气因素有关系。我们一般在发射神舟飞船，尤其是发射交会对接的飞船的时候，要讲究零窗口发射。

所谓零窗口发射就是它的误差要低于1秒，所以我们不能采用手动发射，而是采用自动发射，自动点火的方式来进行发射。

它要经过几个过程才能追上天宫二号，整个时间要花两天的时间。第一个过程就是远距离引导，就是发射以后，我们要靠地面的测控站引导神舟十一号来追逐在太空飞行的天宫二号。通过五次变轨，使这个神舟十一号距离天宫二号52公里，然后就转为自主控制，自主控制就是靠飞船和天空上的轨道测量设备，包括微波雷达、激光雷达、光学敏感器、对接敏感器，这样能够使神舟十一号与天宫二号进行对接，然后转成组合体飞行，在三十天之后再进行分离。发射火星探测器的窗口更为苛刻，26个月才有一次。

航天员在太空会不会得病？

航天员在太空也会得病，而且容易得一种常见病，叫空间运动病。这种空间运动病实际上就跟晕车、晕船很相似，无征兆的出现恶心、呕吐的现象。这种现象最容易发生在航天员登天后的前三天，所以一般不在这前三天进行太空行走。

但是我们国家神舟七号的航天员翟志刚，上天的第二天就进行了太空行走，这是为什么呢？我们国家研制出一种灵丹妙药，叫太空养心丸，它是由中药组成的，吃了它就不会得空间运动病了。

航天器返回

航天器的返回也是非常危险的。我们航天器返回的时候主要是返回舱返回，大家一般在电视里看到，只有一个主降落伞，其实可能你们不知道，这个降落伞不是一个，而是四个。

由于这个返回的速度太快，如果只打开一个主降落伞的话，伞会由于这个速度太快而撑破，所以要打开引导伞，之后打开减速伞，减速伞使返回舱的速度能由每秒200米减到每秒80米，然后再打开牵引伞，然后再打开主伞，主伞可以使返回舱的速度减至每秒6米，到离地面1米的时候，再打开缓冲发动机，使这个速度降到每秒3米，这样就可以进入软着陆了。

未来航天前景

我国未来空间站飞行示意图

我们国家这两年取得了很大的成就，未来的前景更为广阔，不仅要研制重型火箭，还要研制可重复使用的运载火箭，这样可以大大降低成本。还要研制电火箭，它比化学能火箭的效率高10倍。在卫星方面，我们要建造很多新的卫星，尤其是北斗导航卫星。

在载人航天方面，不仅要研制空间站，还要研制充气式太空舱。它上天以后，可以扩展体积2倍。另外还要发射嫦娥五号，嫦娥四号，尤其嫦娥四号，是世界第一个在月球背面着陆的航天器。

我们国家将在2020年发射火星探测器，我们火星探测是起步晚、起点高。我们发射一次要完成三项任务，一个是环绕探测，一个是着陆探测，一个是巡视探测，这个是在世界上绝无仅有的。我们国家的科学家建议，未来在2030年进行载人登月，2050年载人登火星。

人类在不断的发展，不断扩展自己的生存空间，每一步都非常艰辛。我们国家的航天技术得到了飞速的发展，过去只是跟跑，现在已经开始并跑了，而且有些项目已经处在领跑地位。

所以我想，我们国家今后要承担起和平利用太空，开发太空资源更多的任务，创造更辉煌的成绩，做出更大的贡献。