太空中究竟有何宝贵资源让各国竞相争抢?

(文章来源《院士讲科学》,该书由《知识就是力量》杂志社总策划,科学普及出版社出版)

专家:戚发轫,空间技术专家, 神舟号飞船首任总设计师, 中国工程院院士, 国际宇航科学院院士。现任中国空间技术研究院技术顾问, 兼任北京航空航天大学宇航学院名誉院长

就像古人不再满足于陆地而开拓海洋, 近代人不再满足于陆海而尝试飞向蓝天一样。 半个多世纪以来, 人类尝试探索大气层之外的世界, 是因为那里有丰富的资源亟待开发。

太空中的宝贵资源

仅仅在地球周围,可供卫星、 空间站、载人飞船等航天器运作的轨道, 就是一种虽然无形、却为世界各国重视和争抢的珍贵资源。最珍贵的轨道叫作 “静止轨道” ,位于赤道上空3.6万千米的地方,是地球同步轨道中极为特殊的一条。

赤道上空那一条静止轨道的珍贵之处,在于运行其上的航天器可以有很广的覆盖范围。假如在这条轨道上均匀分布着3颗卫星,就可以覆盖地球上绝大多数有人居住的区域,只有南北极各有很小一片是例外。而高效地服务于全球通信, 只是静止轨道的功用之一。

另外两种常用的航天器轨道,分别是“太阳同步轨道” 和 “极地轨道” 。使用太阳同步轨道的航天器,其轨道平面会与太阳保持相对固定的取向。也就是说,这些航天器可以被设计成每天的某一时刻从地球某一点的上空经过,比如每天下午2点从中国或者美国上空经过,以完成不同的任务。极地轨道则是指飞越地球两极上空的轨道。由于地球的自转,使用这一类轨道的航天器,每隔一段时间就把地球表面全部 “扫描” 了一次,天气变化和资源状况都能 “看” 得一清二楚。这些围绕地球的航天器轨道,被认为是太空中 “固有的财富” 。

卫星电视走进千家万户

对于普通公众来说 ,航天技术对生活最大的改变,就是卫星电视。1984年之前,中国是没有通信卫星的。因此,中央电视台的节目传送要靠微波中继的方式进行,但每隔50千米就要修建一个中继站。对于中国广袤的领土来说,这种方式非常低效,以至于全国的电视覆盖率只达到30%左右。在当时,因为大部分领土还没有被微波中继站所覆盖,甚至有 “离开北京就看不了电视” 的说法。

1984年4月8日,中国用长征三号运载火箭发射了东方红二号通信卫星。这颗卫星使用了静止轨道,也就是赤道上空3.6万千米的那条轨道,定点在东经125度。打个比方,这颗卫星的成功发射意味着中央电视台拥有了一座3.6万千米高的“电视塔”,这座“电视塔”的信号可以覆盖中国的全部领土。既然有了信号,电视也就逐渐走进了千家万户。

天气预报、定位等也离不开航天

在卫星电视服务之外, 很多为生活提供便利的社会服务, 也有赖于卫星的助力。

气象卫星拍摄了天气预报所需的云图,GPS和中国的 “北斗” 等导航定位卫星,为人们提供精准的位置和行路信息, 卫星电话则让远离陆地的人们也可以方便地通话。