太空学

探究宇宙奥秘和寻求人类新的生存空间的科学

太空学是通过现代航空技术和观测技术，对太空进行研究，以探究宇宙奥秘和寻求人类新的生存空间的科学。

太空学产生原因

自从20世纪中叶航天技术诞生以来，以美国、苏俄为主要力量，经过50年代实验探索阶段、60年代应用研究与实现载人飞行阶段，70年代首先达到卫星系统的商业化、军事化应用，进入80年代后，西欧、日本、中国、印度先后建立起独立的航天产业，参与航天活动的国家也越来越多。

资源枯竭、环境恶化、人口激增，是当今人类面临的三大全球性问题，而作为一种综合性的高新技术，航天技术则可能成为解决上述问题的重要手段，航天太空研究开始。大规模开发空间宝贵资源，让太空资源造福人类，也已成为世界上各航天国家航天活动的主旋律。当前，航天技术已广泛应用于国民经济、科学研究和国防的许多方面，并且促进了天文、地质、气象、通信广播、侦察等许多事业的重大进步，在人类生活中产生了非常深远的影响。谁也无法否认航天技术确实已经深入到了普通人的日常生活中。

研究范围

太空是指地球大气层以外的宇宙空间，大气层空间以外的整个空间。太空学是研究在太空这一范围内的物理类、生物类、化学类、医学类和哲学类等学科信息。

主要应用于太空探测。

太空学研究中遇到的问题

人类对太空开发和探索的航天活动深刻地影响着我们的生活，随着人类对宇宙空间的开发，宇宙环境的破坏也越来越严重，这一开发活动对传统的伦理道德提出了新的挑战。同时，我们也要看到航天技术的应用会涉及到许多伦理道德问题。2000年7月10日由联合国教科文组织和欧洲航天局联合起草的《太空政策伦理报告》在巴黎与公众正式见面。这份报告较为全面地探讨了有关太空开发探索的伦理学问题，强调太空应该成为整个人类的共同财产，所有太空活动都应该在严格的法律约束和保护下有序地进行。概括地说，宇宙开发中存在的伦理问题主要表现在以下几个方面。

宇宙开发中的军事化问题

和平利用太空一直是人类的一个美丽梦想。自从有了能够重返大气层的火箭乃至航天器后，几十年来人们为着这个伟大的事业一直奋斗不息，取得了很大的成就。但另人遗憾的是，从人类发射第一枚火箭、第一颗卫星、第一艘宇宙飞船、第一个空间站起，就决不是纯粹科学、和平用途的，始终带有浓厚的军备竞赛色彩。而太空军事化已成为事实，成了悬在人类头顶上的可怕的“达摩

克利斯剑”。太空军事化的态势越来越严重，太空军事布署越来越具备实战化能力。而另一方面，人类和平利用外太空的势头反而衰减了。这种反常的情况，对国际安全、人类和平事业构成了很大威胁，需要引起国际社会更多的关切。

一些发达国家尤其是美国，在其强大的经济作后盾的基础上，狂热的发展太空武器，制定太空计划。典型的就是过去的“星球大战”、国家战略防御系统和战区防御系统，其目的旨在控制太空，甚至于控制全球。美国的太空军事计划必然进一步刺激其他国家。实际上，俄罗斯是当然的首当其冲者，尽管上世纪50年代末的苏联是导弹防御系统的始作俑者。2004年3月，时任俄罗斯国防部长的谢尔盖·伊万诺夫宣布，俄罗斯将建立有空军、海军、航天兵和防空兵力参与的国家空天防御系统。此举表明俄军正加紧打造集空中与空间作战一体化的防御体系，以应对未来大规模空天战争。日本也不甘寂寞，完全越出其和平宪法和专守防御原则而大搞“星球大战之子”计划。法国、印度、以色列等国也纷纷加快空间技术的发展步伐。印度、韩国也都在为各自的卫星监测系统摩拳擦掌。有报告认为，到2025年，大部分战争可能不是攻占领土，甚至不发生在地球表面，而是发生在太空。谁能控制太空，谁就能取得优势。

实际上，太空军事化不是一个新的伦理问题。早在上世纪50年代后期，美苏就展开了太空竞赛，以夺取太空优势来为军事服务。进入新世纪以来，作为唯一超级大国的美国又提出要“控制空间”。那么，太空的诱惑力究竟在哪呢?

首先，太空资源丰富，可有效地解决地球资源危机问题。以月球为例，其上储藏有丰富的氦-3可满足世界能源几百年甚至上千年的需要。其次，航天技术的发展能带来压倒性的军事优势。比如，载人航天可用来侦察和监视地面目标，部署和修理军事卫星，拦截和摧毁敌人的卫星和导弹，协助指挥和控制地面军事力量，作为特殊武器试验场等。

现代战争没有胜利者，只有失败者或受害者。历史也表明，战争的破坏是巨大的，它昭示人类，如果继续战争，可能大家同归而尽。道德和事实告诉我们，必须坚决禁止战争，力争和平。

宇宙开发中的殖民化问题

21世纪将是人类向太阳系空间突飞猛进的世纪。2004年1月14日，美国总统布什宣布，美国宇航员将最早于2015年重返月球，并将宇航员送往火星及其他星

球。布什说，空间探索研究为美国带来切身利益，空间正成为综合国力增长源，是正在出现的极其重要的国家利益区域。科学家指出，月球上约100万吨的氦-3同位素是一种几乎完美的燃料：效果好、无污染，完全不会造成放射性物质，并且足够人类使用数千年。“如果能独占这些能源，美国基本上可以主导能源价格。”

太空还是一个未划界区域，谁能抢先一步，谁就能获得更多利益。美国要重返月球、积极探索火星，目的正在于此。据英国《星期日电讯报》6月8日披露，美国计划将所有的全球定位系统卫星都部署在太空中，组建一支规模庞大的太空舰队，用于攻击和破坏敌对国家的卫星。与此同时，美国还计划发射“军事太空飞船”。这些装备先进的飞船既是美国太空设施的保镖，又充当美国的太空宪兵，使美国达到彻底控制太空的目的。

据悉，美国负责间谍卫星的情报机构一一美国国家侦察办公室，将具体实施这项新的“星球大战”计划。这一计划被命名为“否决”，即指在没有征得美国同意的情况下，任何国家都不能将太空用于军事目的，美国的任何盟友和敌国都无法使用由美国牢牢控制的太空资源。美国太空指挥部和国家侦察办公室的内部报告显示，根据这项计划，近地球轨道，包括从地球到月球的广大太空空间都将被列入美国的管辖范围。

这些事实提出了一个伦理问题:人类利用新技术开拓新领域，走进新疆界，是否同殖民时代一样，“我首先走到哪里，哪里便是我的领土”。凭借本国先进的科学技术来支配一切显然就是物质掠夺欲、财富占有观和势力范围论的无度膨胀的具体表现，这种行径无疑是霸权主义和强权政治的表现。它阻碍了其他国家开发和利用太空资源来发展本国经济、造福国民的进程，它进一步扩大了技术先进国家和落后国家的贫富差距，势必会引起其他国家的不满于对抗。这严重的破坏了人类的和平，终将会成为人类灾难之源。但是在21世纪，殖民地伦理已经不适用了。因为空间资源是全人类的共同财富，她不应该为某个国家或某些团体所单独拥有。

宇宙开发中的污染问题

人类向宇宙空间发射的各种航天器，固然有十分重大的科研和应用价值，但是不可避免地会产生空间垃圾。这严重威胁到人类对太空的和平利用。

1957年10月4日，前苏联成功地发射了第一颗人造地球卫星，揭开了人类空间时代的序幕，同时也为太空送去了第一批垃圾。当时，宇航员完成飞行任务，把卫星的装载舱、备用舱、仪器设备及其他遗弃物都留在了卫星轨道上。此后，随着人类太空史上的一次次壮举，太空垃圾与日俱增。

太空垃圾给航天事业的发展带来了隐患，成为人造卫星和轨道空间站的潜在杀手，使宇航员的安全受到严重威胁，成为人类更多地享受幸福的障碍。要知道，太空垃圾是以宇宙速度运行的。一颗迎面而来的直径为0.5毫米的金属微粒，足以戳穿密封的飞行服。在人类太空史上，太空垃圾造成的事故和灾难屡见不鲜。据计算，太空轨道上每个飞行物发生灾难性碰撞事件的几率为3.7%，发生非灾难性撞击事件的可能性为20%。以此计算，今后将每5-10年可能发生一次太空垃圾与航天器相撞事件，到2020年甚至将达到2年一次。

由大量废弃的人造天体所形成的“太空垃圾”不仅直接危及宇宙航行的安全，而且还污染了宇宙空间，给人类带来灾难，也影响到地球环境，进一步加剧了生态危机。2011年9月下旬，美国“高层大气研究卫星”残骸坠落至地球表面已经搞得人心惶惶，紧随其后发射之后未能按计划变换轨道的俄罗斯“福布斯－土壤”火星探测器上载有的11吨有毒燃料的探测器，可能在未来坠回地球，其对生态环境的威胁不言而喻。

抛弃太空垃圾如同地球上乱扔垃圾一样是不道德的行为，因为任何生存物都是有价值的和有生存权利的，破坏环境的行为会损害他人和其他生命的权利，这显然是对人类的文明进步起着阻碍作用。我们要反对这种不道德的行为。防止太空污染的任务己经摆在人类的面前，这是一件不可束之高阁的事情。我们需关注这一问题，并做出实际努力。因此在发展航天技术和进行太空探索活动时需要有相应的伦理规则去规范人类的行为。太空伦理的兴起和发展，反映了人类航天技术的应用迫切需要进行社会规范化控制的要求，也反映了人类与宇宙环境和谐相处、协同发展的意识和在有利于地球人类、生命、环境的前提下和平开发利用太空的意识的觉醒。

科学技术是一把双刃剑，它可以造福于人类，也可以给人类带来灾难。它的发展一旦失去了伦理的引导，偏离了人的目的，必然损害人的利益，从而从某种程度上抵消科技发展的正面效益。宇航科学活动的基本伦理原则是什么?它应该是对宇航科学的社会规范的伦理拓展。

针对人们在开发和探索太空过程中的以上典型性问题，人类在太空探索活动中，应遵守的太空伦理规范，主要有以下方面。

第一，各国应当公正公平地分配太空资源和宇航利益，坚决反对任何国家任何形式的太空殖民控制。

空间资源是全人类的共同财富，应当由各国人民公平分享。各国有权探索和利用外层空间，但不得据为已有。“我首先走到哪里，哪里便是我的领土。”这种殖民伦理显然是违背人类伦理道德的。近年来，世界各国的航天热持续升温。在合作、竞争的新模式下，有70多个国家直接投入航天事业，有近170个国家应用航天技术。中国、欧洲、日本、印度的发展速度迅猛，逐渐开始打破美、俄两个大国的空间独霸局面。正是由于众多国家的积极参与和投入，空间技术发展极为迅速，取得了辉煌的成就。有人预言，随着人类探索太空奥秘的不断深入，太空开发将是21世纪世界上最大的产业。诸如太空育种、太空能源、太空冶炼、太空制药、太空医院等等，都具有诱人的巨大价值和辉煌的发展前景。而世界各国特别是经济强国谁也不甘落后，不愿坐失良机。因此，在太空资源的所属权和开发权问题上，人类必须引人太空伦理的原则和规范，来控制、约束诸如太空殖民控制之类的不道德行为。有鉴于此，世界各国都应该遵守1966年联合国关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内的外层空间活动原则的条约和1975年联合国关于各国在月球和其他天体上活动的协定的规定，空间资源为全人类共同财富，应由各国人民公平分享，各国有权探索和利用外层空间，但不得据为己有。

第二，开发太空的国家要有太空环保意识，坚决反对在太空抛弃垃圾的不道德行为。

大量增加的太空垃圾，污染了太空，也严重威胁人类航天的安全。二十年前人们还认为太空垃圾对航天的威胁是遥远的事情，然而近地空间已经变成了一个大型太空垃圾场。如今宇航员已经在环绕地球的太空轨道中因不小心而丢下了10万件不同寻常的太空垃圾。实际上，太空垃圾的存在对地球以及围绕地球的人造卫星和空间站来说是非常危险的。美国宇航局曾报告说，太空中快速运动的直径为几个毫米的颗粒就可能穿透航天飞机。在距离地面900公里轨道上运行的航天器多是遥感卫星和通信卫星，更易受到太空垃圾损坏的航天飞机的运行轨道要低得多。专家们担心，这些金属颗粒很可能在一段时间后运行到距离地面更近的地方。距离地面900公里的这些颗粒确实很令人担忧。当地球轨道上废弃人造卫星及其碎片的数量达到一定规模时，人类可能不得不停止一切航天活动，遗憾的是人们都没有研制出有效回收处理太空垃圾的技术。为清除这些太空垃圾，必须制订相关的国际法，对地球同步轨道废弃卫星的处理作出严格规定。例如，美国国家宇航局的宇航员曾经在俄罗斯的米尔空间站释放了一盆生活垃圾，如牙膏、尿块、粪块。结果这些垃圾击中了一颗印度尼西亚的人造卫星，那颗卫星被击毁了。地面上的环境污染，尚能找到有效办法进行治理，而对于空间碎片，人们也只有招架之功，而无还手之力。一些国家的有关部门正在密切跟踪这些太空垃圾并计算其运行轨道，以保证载人飞船及人造卫星免遭这些垃圾的威胁。因此，随意抛弃太空垃圾同在地球上随意抛弃废物一样是个伦理道德问题，我们要坚决反对在太空抛弃垃圾的不道德行为。

第三，航天技术应当主要应用于人类的和平和安全，航天技术的发展与太空伦理的主要规范别是解决当今人类的可持续发展问题，坚决反对这个领域的军备竞赛和霸权主义。

当今，在人类的日常生活和工作中，到处都有航天技术的痕迹。广播电视，天气预报，洲际长话，船舶、飞机、车辆的定位导航，农业估产、资源调查等等，都离不开航天技术。我们相信，航天技术应用的领域和方面还会越来越多，对人类社会生活的影响还会越来越大。随着前苏联解体和冷战的结束，世界航天活动的总体格局已发生了巨大变化。各国航天，尤其载人航天活动的目标由追求政治、军事威望逐步转向追求经济性和实用性。人们不会忘记，美苏两国出于军事目的、军事竞赛，使航天技术走向异化。美苏在五六十年代航天竞争的目的，多限于以航天技术上的优势来实现政治上的竞争，也即在政治力量上仅具有象征意义。60年代中期以后，由于航天技术的日渐成熟，应用开始，所以主要用于军事领域，展开了两国之间的军用航天器的较量。美苏在七八十年代的竞争中，由于都不具备压倒对方的绝对优势，而是互有短长，同时这种竞争耗资巨大，可见，宇航活动的发展经历了从技术竞争到政治竞争，直至后来的军事竞争的过程。不过，这三种竞争，无论从时间上，还是从性质上，并非平分秋色，整体上具有浓厚的政治竞争性质，而实质上则更多地体现为军事竞争。航天技术的发展将可能引发新一级的国际纷争和军备竞赛。虽然发展航天技术应是和平利用空间资源，但也使人类争夺的领域从陆地、海洋、天空扩展到外层太空。谁要是获得控制太空的最后地位，谁就获得了对地球的控制权。拥有制天权，就能够畅通无阻地去揭示太空的奥秘，在开发和利用太空资源方面捷足先登，以增强本国的经济实力、科技实力和军事实力。从历史来看，航天技术也是超级大国推行霸权政治的重要工具，而太空已经成为地面战争的另一个战场。因此，我们要坚持航天技术开发和应用的造福人类的正确方向，坚决反对使航天技术走向异化。

第四，各国应当更重视航天活动的安全问题，尽可能避免各类航天安全事故。在一个航天飞行几乎被视为很平常的年代，人们很容易就忽视火箭旅行的危险和在地球外大气层航行的危险。由于科学技术水平的限制和人为的失误，全球致命航天事故已发生多起。至2003年2月1日，美国哥伦比亚号航天飞机失事，7名宇航员遇难止，人类在载人航天活动中发生事故6起，遇难人员22人。可见，人类探索太空的旅程充满艰险，稍有不慎就会酿成安全事故。为了保证人在太空安全地工作与生活，航天科学家、工程师和医学专家必须付出了辛勤的劳动，建立起严格的管理制度和操作规程，制订出安全指标，要求操作者必须按规定的工作程序、精度、时间顺序完成规定的操作和行为，切忌人为失误的发生。载人航天初期发生的事故，无论大小都可以理解，因为任何一项科学事业都要付出代价的。但人为失误所引起的事故应该倍受重视，这对还没能把人送入太空的国家，以及频繁发射载入航天器的国家，都要付出更大的精力去预防事故的发生。当今，世界各国更加重视载人航天器的可靠性和安全性设计。例如，我国在短短十几年间载人航天工程就取得突破性进展。神箭扬威，神舟飞天，神舟工程硕果迭出。从1999年11月，我国已将7艘神舟飞船送上太空。7次发射，每次技术都有新的提高，其返回舱容器是世界上已有的近地轨道飞船中最先进者之一。

第五，由于太空伦理的全球性特征，国际协调机制在解决相关伦理问题时的作用也愈显突出。

由于太空探索是对外空的探索，相对于茫茫宇宙来说，地球可谓是沧海一粟，所以当其技术应用于地球时往往把地球作为一个整体来看待。因此与生物伦理、医药伦理所涉及的主要是健康和安全问题等不同，太空伦理涉及到的更多的是国际社会以及全人类所共同面对的问题，具有全球性的特征。在一个国家发展航天技术和开展太空探索活动的过程中，面对全人类共同的遗产，稍有不慎，将会直接影响到将来的探索活动，损害下一代人的利益。同时由于其全球性特征，加上太空虽然无穷，但资源也是有限的(比如近地轨道)，在此过程中也将必然会影响他国和他人的利益。

航天技术的发展应以为全人类谋福利为出发点，所以国际上讨论的许多重大问题都与它有关，并成立了官方与民间的各种组织，联合国还设立了外层空间委员会，以协调各国之间的航天活动，制定各类涉及空间活动的国际条约、法律和规定。

1998年联合国教科文组织组建了世界科学知识与技术伦理委员会太空伦理一直是其研究和讨论的主题之一。该委员会当前正致力于提高对于空间活动所引发的伦理问题的认识并进行这方面的教育，与联合国太空事务办公室和联合国和平利用外层空间委员会之间建立起富有成效的协作和合作关系，协调实际的空间活动，以消除各国在此方面的差异，确保在开发和利用外层空间和相关技术时不忘尊重人权、自由和责任，促使空间伦理的内涵运用到各国空间计划发展的每一个阶段。

人类只有一个太空，浩瀚而美丽。随着人类对太空环保的重视，太空垃圾必将得到治理，那时人类将重新获得一个美丽而清洁的宇宙太空，宇宙遨游将美丽而浪漫。空间也是人类活动的最后的疆域，我们需要认识空间环境，开发空间环境，利用空间环境为人类造福，同时我们也需要为子孙后代保护好空间环境，给他们留下一个洁净的空间。

应用

太空站

空间站（Space Station）又称太空站、航天站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。在空间站中要有人能够生活的一切设施，不再返回地球。

土星5号运载火箭

1998年11月国际空间站的第一个部件曙光号功能货舱发射升空，随后陆续发射的模块对其逐渐进行扩充。它由多个国家分工建造、联合运用，成为国际合作进行太空开发的标志。自2000年11月之后，国际空间站上就保持至少三名乘员。

中国在2011年9月29日发射了首个小型试验性空间站天宫一号，中国也成为继苏联（俄罗斯）和美国后第3个能够独立发射空间站的国家。天宫一号将分别与随后发射的神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立第一个中国空间实验室。

2016年9月15日，中国天宫二号空间实验室由长征二号FT2火箭发射，天宫二号是我国第

一个真正意义上的太空实验室，设计在轨寿命两年，为满足中期驻留需要，对载人宜居环境进行了重大改善，具备支持两名航天员在轨工作、生活30天的能力。

2015年4月，美国“联合太空结构”公司计划建造一座新型空间站。在设计上，这座新空间站呈蘑菇形，将环绕垂直轴旋转，每分钟旋转4.22周，以形成人造重力。完工后的“太空蘑菇”直径将达到约100米，长约400米。建造这样一座大型结构需要大约30年时间，成本接近约3000亿美元。

太空国家计划

2016年10月12日星期三，巴黎，一个由研究人员、工程师、律师和企业家组成的国际集团宣布在太空中建立了一个国家，并以挪威神话中奥丁神统治的天空命名。

虽然Asgardia还没有任何土地，但它已经开始招收公民。任何人都可以申请成为这个国家的公民。Asgardia还在网上征集国旗、国徽和国歌。

Asgardia背后的航天专家团队来自世界各地，包括加拿大、罗马尼亚、俄罗斯和美国。按照建国计划，他们首先将在18个月内，即2017年发射一颗机器人卫星，以纪念人类首颗人造卫星（俄罗斯制造）升天60周年。然后，他们将在太空中建立一个永久性的空间站（大约容纳10万人）。人们将在这个空间站上生活、工作并建立自己的法规。

按照Asgardia的计划，他们将进行太空采矿并同时“将民主撒向太空”。

此外，这些创始人们还有一个终极目标——建立一个人类最先进的“地球护盾”，以保护“地上”的所有生灵免于来自“天上”的伤害，其中包括太空碎片、日冕物质喷射和小行星碰撞等。

太空行走

太空行走(Walking in space)又称为出舱活动，即航天员在载人航天器之外或在月球和行星等其他天体上完成各种任务的过程。它是载人航天的一项关键技术，是载人航天工程在轨道上安装大型设备、进行科学实验、施放卫星、检查和维修航天器的重要手段。要实现太空行走这一目标，需要诸多的特殊技术保障。正在研究阶段。

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