【簡(jiǎn)介:】航天技術(shù)的發(fā)展,對(duì)我們的現(xiàn)實(shí)生活有沒有影響呢?也許你會(huì)認(rèn)為那只是航天科學(xué)家們的事情,僅關(guān)系到國(guó)防科技的事情,與我們的生活沒什么關(guān)系。如果你這么認(rèn)為,那你就錯(cuò)了!航天科技與我
航天技術(shù)的發(fā)展,對(duì)我們的現(xiàn)實(shí)生活有沒有影響呢?也許你會(huì)認(rèn)為那只是航天科學(xué)家們的事情,僅關(guān)系到國(guó)防科技的事情,與我們的生活沒什么關(guān)系。如果你這么認(rèn)為,那你就錯(cuò)了!航天科技與我們的生活息息相關(guān)。不管你是坐在家里看電視、打電話,還是出門旅行,即使是生了病,也需要航天技術(shù)的支持!可以說,如果人類從未發(fā)展過航天技術(shù),那么我們今天的生活將黯然失色。 讓我們?cè)诟袊@航天技術(shù)把人們的飛天夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的同時(shí),一起看看航天技術(shù)怎樣改變我們的生活吧!
一、通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)天涯若比鄰
坐在家里,你就可以清晰地看到遠(yuǎn)在歐亞大陸另一端的歐洲杯比賽現(xiàn)場(chǎng),可以實(shí)時(shí)收看到遠(yuǎn)在北美的精彩NBA比賽,而且,歡呼、叫好、憤怒……情緒表達(dá)與賽場(chǎng)同步…… 你想過這些是如何實(shí)現(xiàn)的嗎?
原來(lái),在36000千米的高空,運(yùn)行著通信衛(wèi)星??蓜e小看了通信衛(wèi)星,它們相當(dāng)于無(wú)線電通信中繼站,像一個(gè)個(gè)國(guó)際信使,收集來(lái)自地面的各種“信件”,然后再“投遞”到另一個(gè)地方的用戶手里。通信衛(wèi)星由于“站”得高,所以“投遞”覆蓋面特別大,一顆通信衛(wèi)星就可以負(fù)責(zé)三分之一地球表面的通信。如果在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛(wèi)星,便可以實(shí)現(xiàn)除南北極之外的全球通信。如今,有100多種業(yè)務(wù)靠通信衛(wèi)星完,從語(yǔ)言到文字,從圖像到數(shù)字,從資料到各種控制信號(hào),你需要什么信息,通信衛(wèi)星就能傳輸什么信息。全世界80%的洲際通信業(yè)務(wù)和100%的洲際電視轉(zhuǎn)播,以及為數(shù)眾多的區(qū)域通信,已由通信衛(wèi)星承擔(dān)。優(yōu)越的通信能力和極高的投資效益比,使通信衛(wèi)星的應(yīng)用成為國(guó)際通信業(yè)的趨勢(shì),每年以20%~30%的速度遞增。
現(xiàn)在,通信衛(wèi)星已被廣泛應(yīng)用于電視、廣播、長(zhǎng)途電話、電視教育、金融、電力等部門,人們正在不同程度地享受著通信衛(wèi)星帶來(lái)的文明和便捷。
二、導(dǎo)航衛(wèi)星為生活導(dǎo)航
每天,數(shù)以百計(jì)的船舶航行在茫茫的海洋里,不幸的是全世界大型輪船中,每年都有幾百艘在海上遇險(xiǎn),其中有半數(shù)事故是由于航行原因造成的。怎么辦呢?導(dǎo)航衛(wèi)星來(lái)幫忙。導(dǎo)航衛(wèi)星,可以從衛(wèi)星上連續(xù)發(fā)射無(wú)線電信號(hào),為地面、海洋、空中和空間用戶導(dǎo)航定位,可以說是設(shè)在天上的無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái),也可以說是當(dāng)今世界的“羅盤”。導(dǎo)航衛(wèi)星傳送的信號(hào),與地圖資料配合,通過小型熒屏顯示器可隨時(shí)確定汽車、輪船等所在的位置,能幫助駕駛員準(zhǔn)確認(rèn)路。如果在汽車或船舶上安裝GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))設(shè)備后,只要在電子地圖上找到你要去的地方,電子地圖結(jié)合衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過計(jì)算就可以給你指出一條最近的路線。如果汽車具有自動(dòng)駕駛功能,那么就可以和現(xiàn)在的民航飛機(jī)一樣,借助GPS的指揮抵達(dá)你想要去的能去的任何地方 。
2000年10月31日和12月21日以及2003年5月25日,我國(guó)成功將3顆北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空,自主建立起完善的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)。我國(guó)至今已發(fā)射了9顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。目前,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,穩(wěn)步推進(jìn)。第一步已實(shí)現(xiàn),從2000年到2003年,建成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)。第二步,2012年左右,建成北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),提供亞太地區(qū)服務(wù)能力。第三步,2020年左右,建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
三、氣象衛(wèi)星預(yù)測(cè)天氣,防災(zāi)減災(zāi)
出門看天氣。旅游時(shí),農(nóng)民收割莊稼時(shí),舉行大型活動(dòng)時(shí),天氣是人們最關(guān)心的問題之一。自然,天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性越來(lái)越重要,如2008年北京奧運(yùn)會(huì)、2009年新中國(guó)成立60周年首都慶?;顒?dòng)、2010年上海世博會(huì)等重大活動(dòng),都需要?dú)庀蠓?wù)作保障。
氣象衛(wèi)星,從太空對(duì)地球及大氣層進(jìn)行氣象觀測(cè),像是高懸在太空中的“眼睛”。這些“眼睛”載有各種氣象遙感器,能接收和測(cè)量地球及其大氣層的可見、紅外和微波輻射,并將它們轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳送給地面氣象站。地面氣象站將衛(wèi)星傳來(lái)的電信號(hào)復(fù)原,繪制成各種云層、地表和海面圖片,再經(jīng)進(jìn)一步處理和計(jì)算,就得出了各種氣象資料。我國(guó)自1998年“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星投入運(yùn)行以來(lái),對(duì)西北太平洋及南海生成的292個(gè)臺(tái)風(fēng)、登陸我國(guó)大陸的93個(gè)臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)無(wú)一漏網(wǎng),顯著減少了臺(tái)風(fēng)對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)造成的損失。
氣象衛(wèi)星觀測(cè)的范圍廣,如衛(wèi)星云圖的拍攝,陸地表面狀況的觀測(cè)(如冰雪和風(fēng)沙),海洋表面狀況的觀測(cè)(如海洋表面溫度、海冰和洋流),大氣中水汽總量、濕度分布、降水區(qū)和降水量的分布,大氣中臭氧的含量及分布,太陽(yáng)的入射輻射及空間環(huán)境狀況監(jiān)測(cè)。這些觀測(cè)內(nèi)容有助于我們監(jiān)測(cè)天氣系統(tǒng)的移動(dòng)和演變,為研究氣候變遷提供大量的基礎(chǔ)資料。
在防災(zāi)、減災(zāi)方面,氣象衛(wèi)星可以對(duì)暴雨、洪澇、干旱、林火、風(fēng)暴潮、病蟲害等災(zāi)害全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),預(yù)報(bào)并進(jìn)行災(zāi)情評(píng)估。據(jù)資料顯示,1991年至1995年,中國(guó)因自然災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失,每年平均達(dá)1310億元,其中氣象災(zāi)害損失約占70%。以氣象衛(wèi)星對(duì)防災(zāi)減災(zāi)的貢獻(xiàn)率5%計(jì)算,我國(guó)每年可減少損失45.85億元。
氣象衛(wèi)星觀測(cè)不受自然條件和地域條件限制,次數(shù)多,時(shí)效快,數(shù)據(jù)質(zhì)量高。氣象衛(wèi)星所提供的氣象信息已廣泛應(yīng)用于日常氣象業(yè)務(wù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)、大氣科學(xué)、海洋學(xué)和水文學(xué)的研究。氣象衛(wèi)星也是世界上應(yīng)用最廣的衛(wèi)星之一。
1988年9月7日,中國(guó)發(fā)射的第一顆氣象衛(wèi)星“風(fēng)云一號(hào)”,為太陽(yáng)同步極地軌道氣象衛(wèi)星。衛(wèi)星云圖的清晰度可與美國(guó)“諾阿”衛(wèi)星云圖媲美,但由于衛(wèi)星上元器件發(fā)生故障,它只工作了39天。后來(lái),我國(guó)又成功發(fā)射了4顆太陽(yáng)同步極地軌道氣象衛(wèi)星和3顆靜止軌道氣象衛(wèi)星,經(jīng)歷了從太陽(yáng)同步極地軌道衛(wèi)星到靜止軌道氣象衛(wèi)星,從試驗(yàn)氣象衛(wèi)星到業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星的發(fā)展過程。
四、太空育種讓“天宮蟠桃”上餐桌
天宮有蟠桃,天女來(lái)散花,這種美麗的傳說曾經(jīng)是那樣的虛幻。太空育種,卻讓“天宮”的蟠桃,“天女”的鮮花,飛入了平常百姓家。 科學(xué)家利用航天技術(shù)把地球生物種子送上太空,利用太空獨(dú)特的環(huán)境因素,如宇宙輻射、微重力、重粒子和弱磁場(chǎng)等,誘使其基因產(chǎn)生地面上難以實(shí)現(xiàn)的有益變異,從而縮短地面育種周期,提高育種效率。這些種子回收后再在地面上種植,經(jīng)過幾年的精心培育,可得到大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病的作物新品種、新品系。這便是太空育種。如福建省農(nóng)科院院長(zhǎng)謝華安研究員主持培育出的3個(gè)百畝畝產(chǎn)逾800公斤的航天超級(jí)稻,其中“Ⅱ優(yōu)航1號(hào)”是全國(guó)首個(gè)單季百畝畝產(chǎn)突破900公斤的超級(jí)稻,推廣面積已達(dá)200多萬(wàn)畝。再如小麥、水稻、青椒、黃瓜等太空育種種植后變得“身寬體胖”,優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
我國(guó)人多地少,政府十分重視太空育種這一新的育種途徑。目前全國(guó)有許多省區(qū)市參與太空育種試驗(yàn),試驗(yàn)品種達(dá)2000多種,其中糧食作物占46%,蔬菜作物占18%,通過省級(jí)以上審定的作物品種有水稻、棉花、小麥、黃瓜、西瓜、芝麻、番茄、青椒等,其中不少已經(jīng)大面積推廣。
我國(guó)從1987年以來(lái),多次利用返回式衛(wèi)星和神舟系列飛船的載荷余量搭載種子,進(jìn)行太空育種實(shí)驗(yàn)。這些試驗(yàn)除了探索人類在太空中長(zhǎng)期生活的有關(guān)問題外,大量是利用太空環(huán)境作為誘變因子,培育優(yōu)良的生物品種,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供技術(shù)支撐。
經(jīng)科學(xué)家們多年研究,太空育種培育出的植物對(duì)人體沒有任何不良影響,對(duì)環(huán)境也不存在任何安全問題。
五、航天技術(shù)墻內(nèi)開花墻外香
航天技術(shù)應(yīng)用于人類的生產(chǎn)生活,推動(dòng)著人類的文明,使人類詩(shī)意般棲居在地球上。 旅行時(shí),數(shù)碼相機(jī)幫我們記錄美好時(shí)光。50多年前,數(shù)字化照相機(jī)首先應(yīng)用于航天和軍事行業(yè),通過衛(wèi)星系統(tǒng)從太空中以電子信號(hào)的方式向地面發(fā)送照片。如今,民用化研究使得數(shù)碼相機(jī)走入千家萬(wàn)戶,記錄下生活中的美好點(diǎn)滴。同樣,攝像機(jī)的防抖功能目前也得到廣泛應(yīng)用,大部分DV都安裝了視頻穩(wěn)像儀。這一防抖技術(shù),最早是來(lái)自于為分析航天飛機(jī)發(fā)射過程錄像而研究的圖像處理技術(shù)。
渴了,航天技術(shù)也來(lái)幫忙。全世界有很多地區(qū)面臨著嚴(yán)重的水源污染問題,這些地區(qū)的人們守著潺潺的溪水卻口渴難耐,眼看著清澈的河水卻不敢沾唇。一種宇航員使用的水處理設(shè)備將很快為那些生活在水污染地區(qū)的人們提供服務(wù)。這種設(shè)備不僅可以凈化宇航員呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的體液,甚至連尿液也處理得比水龍頭里流出來(lái)的水還要清潔。
量體溫,有紅外線溫度計(jì)。2003年春夏,我們共同經(jīng)歷了一場(chǎng)生死考驗(yàn)――非典型肺炎。當(dāng)時(shí)全國(guó)各地許多機(jī)場(chǎng)、火車站、汽車站和大型企事業(yè)單位的門前都安裝了一個(gè)新鮮設(shè)備,那就是有一個(gè)鏡頭對(duì)著我們照來(lái)照去的紅外線溫度計(jì)。這種溫度計(jì)的大面積應(yīng)用阻止了疫情的蔓延,為我們戰(zhàn)勝非典型肺炎立下了汗馬功勞。紅外線溫度計(jì)的技術(shù)來(lái)源于航天飛機(jī)和紅外線天文觀測(cè)技術(shù)。小型化的紅外線溫度計(jì)為手持式紅外線光學(xué)溫度計(jì),現(xiàn)在它正為測(cè)量人體無(wú)法觸及的器官部位發(fā)揮著巨大的作用。
資料顯示,目前我國(guó)已有2000多項(xiàng)航天技術(shù)成果運(yùn)用到國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域,民用航天產(chǎn)值已占航天總產(chǎn)值的半壁江山。
航天技術(shù)涉及眾多學(xué)科和高新技術(shù)領(lǐng)域,如近代力學(xué)、天文學(xué)、地球科學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)等學(xué)科,以及系統(tǒng)工程、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)、推進(jìn)技術(shù)、通信、遙感、新能源、新材料、微電子、光電子等領(lǐng)域。正是在攻克一系列航天技術(shù)難關(guān)的過程中,帶動(dòng)了一大批高新技術(shù)領(lǐng)域的水平提高,促進(jìn)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的全面進(jìn)步。
航天技術(shù)已應(yīng)用于我們生活的方方面面,身體不適要接受CT檢查。CT機(jī)是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用,它是為提高月球照片清晰度而發(fā)明的。而人造心臟的技術(shù),則取自航天飛機(jī)的燃料泵技術(shù),這種小型化的心臟泵已為不少患者帶來(lái)了新生。
航天技術(shù)還可以為醫(yī)院創(chuàng)建無(wú)菌環(huán)境。這項(xiàng)原本用于確保宇航員在空間站里能呼吸到潔凈空氣的航天技術(shù),現(xiàn)在已經(jīng)被用來(lái)在醫(yī)院中“捕殺”和“清除”微生物真菌、細(xì)菌、孢子以及通過空氣傳播的病毒,發(fā)生緊急情況時(shí),還可以利用這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)院以外的場(chǎng)所營(yíng)造出一個(gè)無(wú)菌室。