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第12章 科技规划(3)

阿波罗飞船由指令舱、服务舱和登月舱三部分组成,每次载三名宇航员,登月飞行结束后,返回地球的只有指令舱和三名宇航员。指令舱呈圆锥形,高323米,底面直径31米,像一辆旅行汽车大小,发射重量约59吨,返回地面时要丢弃辅助降落伞等物,这时重量只有53吨。服务舱附在指令舱的下端,呈圆筒形,直径39米,高737米,舱重52吨,装上燃料和设备后重25吨。登月舱接于服务舱下面第三级火箭顶部的金属罩内,它分为下降段和上升段两部分,总长679米,四只底脚延伸时直径为945米,重41吨,如果包括燃料则重147吨。下降段还装有考察月面的科学仪器,当上升段飞离月面时,下降段起发射架作用。

在载人登月的探索过程中,“阿波罗”1号至10号进行了多次不载人、载人的近地轨道飞行试验或登月预演。1969年7月16日,“阿波罗”11号飞船经过长途跋涉,进入月球轨道,人类首次登月行动开始了。

“人类基因组计划”为何被称为生命科学的“登月计划”

基因是染色体上有遗传功能的DNA片断,每种生物都有有限数目的染色体,比如我们人类有23对46条分别来自父母双亲的染色体。因此,如果我们测出了全部人类23对染色体上的DNA序列,那么,我们就可能掌握人类几乎所有的遗传秘密。

正是出于这样的考虑,1986年,美国科学家、诺贝尔奖获得者达尔贝科提出了继曼哈顿计划、阿波罗登月计划之后的第三大科学计划:人类基因组计划(简称HGP)。其最初的目标是:通过国际合作,用15年时间(1990~2005年),构建详细的人类基因组遗传图和物理图,确定人类DNA的全部核苷酸序列,定位约10万基因,并对其他生物进行类似研究。其终极目标是:阐明人类基因组全部DNA序列;识别基因;建立储存这些信息的数据库;开发数据分析工具;研究HGP实施所带来的伦理、法律和社会问题。1990年美国国会批准“人类基因组计划”,联邦政府拨款启动了该计划。此后,德国、日本、英国、法国、中国等国家的科学家也正式加入了这一计划。

2000年6月26日,参与人类基因组计划的美国、英国、德国、法国、日本和中国的政府及有关科学家分别以不同的方式宣布,人类基因组的工作草图已经绘制成功。这是一项巨大的科学成就,必将推动21世纪生命科学的大发展。

人类基因组计划具有重大科学的、经济的和社会的价值。该计划的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展,阐明基因的结构与功能关系,细胞的发育、生长、分化的分子机理,疾病发生的机理等;为人类自身疾病的诊断和治疗提供依据,为医药产业带来翻天覆地的变化;促进生命科学与信息科学相结合,刺激相关学科与技术领域的发展,带动起一批新兴的高技术产业;基因组研究中发展起来的技术、数据库及生物学资源,还将推动农业、畜牧业(转基因动、植物)、能源、环境等相关产业的发展,改变人类社会生产、生活和环境的面貌。

人类基因组计划被称为生命科学的“登月计划”,然而正如美国《时代》周刊所说,登月成功是直接的科学成就,不需要作进一步的注解,而人类基因组草图的完成仅仅是开始。这不只是因为这个草图只完成了97%的人类基因组序列的测定,仍有3%的序列需要时间去完成,更重要的是因为即使完成了全部的测定任务,我们还不能立刻读懂这本“生命之书”。因此,要真正读懂这本大书,还有很长的路要走。

为何说“星球大战计划”是美国领先苏联的关键一环

早在20世纪60代初,肯尼迪就宣称:“争取太空霸权是未来10年的事情。谁控制太空,谁就控制了地球。”从那时起,美国就从未停止过对太空的争夺,控制太空也一直是美国国家安全战略的理想目标。SDI(“战略防御计划倡议”,俗称“星球大战计划”)作为一项夺取太空优势的具体措施曾经使美国向这一目标大大迈进了一步,而且,该计划所带来的技术想象与创新,对美国今后仍将产生深远的影响。

丹尼尔·奥·格雷厄姆陆军中将于1982年3月撰写了《“高边疆”战略》的研究报告。被作者称之为“国家战略”的这一报告一出笼即引起举国、举世震惊。从此,国家安全领域出现了一个内涵全新的概念——“战略防御计划”;大国的战争准备瞄准了一个领域全新的目标——“星球大战”。

美国政府于1983年3月23日正式宣布:“以最终消除核弹道导弹的威胁作为国家的长期目标”,并着手实施“战略防御倡议”。里根声称:“美国谋求战略防御,最终目标绝非要放弃威慑政策。不是用防御代替威慑,而是要以防御加强威慑。”

“战略防御倡议”计划最初的目的是建立一个采用多种先进防御武器,包括天基与地基激光武器、天基中性粒子束武器等定向能武器以及天基与地基动能拦截弹和电磁炮等动能武器,对敌方弹道导弹的飞行全过程实施分层拦截的全面防御系统,以使敌方的弹道导弹完全“失败”。

为实施这一计划,1984年1月,美国国防部制定了战略防御长期研究规划,成立了“未来战略研究小组”和“防御技术研究小组”(后来发展成“战略防御计划局”),提出了“四步走”的设想方案:研究阶段;系统研制和全面工程研制阶段;过渡部署阶段;最后部署阶段。

该计划的基本内容是“三层四段拦截作战方案”,企图达到每层拦截成功率为90%,总拦截成功率为999%的目标。为实现上述目标,美国国防部确定了优先发展的5大技术,即监视、捕获、跟踪和摧毁评估技术;定向能武器技术;动能武器技术;系统设想方案与战斗管理技术;抗毁、摧毁及其关键技术。

作为“高边疆”战略的军事计划,“星球大战”计划是美国领先苏联的关键一环。无论开支如何庞大,美国政府都可倚仗其国防经济与国民经济的同一性、国防经济对国民经济的带动性、尖端国防科技对国民经济的刺激性夺得先机。美国政府的根本目的在于“一箭三雕”。在经济上,抓住有利时机,以尖端科技发展促使美国引领高新技术革命,从而使长期低迷的美国经济复苏;以美国科技优势之长,推动美国军事战略重点的根本转变,以攻防兼备的军事力量夺取绝对战略优势;以战略欺骗方式,将苏联拖入与美国的全面竞争之中,从而达到拖垮苏联的目的。

中国卫星工程发展历程可分为哪几个阶段

中国卫星工程从研制探空火箭起步,然后集中力量发展人造卫星,重点研制各类应用卫星。中国卫星工程的发展历程可以分为三个阶段。

第一阶段,1958~1970年,这一阶段是卫星工程的技术准备阶段。在这一阶段中,研制了探空火箭,开展了卫星工程的基础研究工作,同时为研制卫星进行了一系列技术上、工程上和组织上的准备工作。1960年9月,中国发射成功第一枚液体燃料气象火箭“T-7”。1965年国家正式下达了研制人造卫星的任务,1968年2月组建了中国空间技术研究院。1970年4月24日,第一颗人造卫星“东方红一号”研制和发射成功,使中国成为世界上第五个独立研制和发射人造地球卫星的国家。

第二阶段,1971~1984年,这一阶段是卫星工程的技术试验阶段。在这一阶段中,先后研制成功了返回式遥感卫星和试验性通信卫星。1975年11月26日,首次发射回收了返回式遥感卫星,使中国成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。从1976年至1984年,相继研制发射了5颗返回式卫星,其试验和回收均获得成功。

第三阶段,1985年起至今,这一阶段是卫星工程从技术试验走向工程应用的阶段。在此阶段,返回式卫星在连续多次试验成功的基础上进入了实际应用,为国土普查、资源勘测、铁路选线等国民经济各领域提供了大量的图片和数据。同时卫星性能得到了改进,卫星在轨工作时间从起初的3天延长到15天。在此阶段的后五年,即在中国“九五”计划期间,中国卫星研制和工程管理工作有了很大提高,共研制和发射了11颗不同类型的人造卫星和第1艘“神舟”号试验飞船,发射成功率和飞行成功率均达到100%,其中6颗卫星及1艘试验飞船都是首次发射即获得试验成功,并取得很好的应用效果。

截至2000年底,中国共研制并发射了48颗不同类型的人造卫星。目前,中国已初步形成四个卫星系列:返回式遥感卫星系列、“东方红”通信广播卫星系列、“风云”气象卫星系列和“实践”科学探测与技术试验卫星系列,“资源”地球资源卫星系列和“北斗”导航定位卫星系列也即将形成。中国研制和发射的卫星已广泛用于经济、科技、文化和国防建设各个领域,取得了显著的社会效益和经济效益。

中国载人航天工程的现状及前景如何

载人航天工程是中国最大的航天工程项目,1999年11月20日中国成功发射了“神舟”一号飞船,21日飞船的顺利回收,揭开了中国载人航天工程的序幕。

2001年1月10日、2002年3月25日、2002年12月29日“神舟”二号至四号成功进行了三次无人试验发射。2003年10月15日,“神舟”五号载人飞船发射成功,将中国第一名航天员送上太空。

中国载人飞船工程的研制程序划分为四个阶段,即方案设计阶段、初样研制阶段、正样和无人飞船飞行试验阶段以及有人飞船飞行试验阶段。中国载人飞船工程由7个系统组成。航天员系统是一个重要组成部分,具有较大的特殊性。这是一个以航天员为中心的医学和工程相结合的复杂系统,涉及航天生命科学和航天医学工程等许多重要领域。

中国载人航天工程第一步的任务是以飞船起步、发射几艘无人飞船和一艘有人飞船,将航天员安全地送入近地轨道,进行适量的军用和民用对地观测及科学试验,并使航天员安全返回地面,实现载人航天的历史性突破。

第二步除继续进行对地观测和空间试验外,重点完成出舱活动、交会对接试验和发射长期自主飞行、长期有人照料的空间实验室,尽早建成中国完整配套的空间工程大系统,解决中国一定规模的空间应用问题。

第三步是建造更大的长期有人照料的空间站。

“神舟”五号载人飞船的发射成功,标志着中国突破和掌握了载人航天的基本技术,完成和实现了中国载人航天工程第一步计划和目标,使中国成为世界上第三个,也是发展中国家第一个能够独立开展载人航天活动的国家。

海洋空间工程在各国开发状况如何

海洋既是一个巨大的资源宝库,也是一个巨大的空间宝库。海洋空间工程是指随着人口的膨胀、陆地资源与空间的枯竭,人类社会将向海面和海底发展,“海上城市”、“海上机场”、“海底村庄”等应运而生。

海上城市。日本现已建成了一座神户人工岛海上城市,位于神户南3 000米,水深12米的海面上。该岛长3 000米、宽2 000米,面积约6平方千米。岛的中心区建有可供2万人居住的中高层住宅,拥有商业区、学校、医院、邮局等设施,还修建了公园、体育馆和万吨轮深水码头。

海上机场。海上机场不仅能减轻地面的空运压力,减少飞机噪声和废气对城市的污染,而且还可以使飞行员视野开阔,保证了起飞和降落时的安全。海上机场的建造方式有:填海式、浮动式、围海式和栈桥式。世界上最早的海上机场是日本于1975年建造的长崎海上机场,该机场一部分地基利用自然岛屿,一部分填海造成。此外,海上机场还有英国伦敦第三机场和美国纽约拉瓜迪亚机场。中国的珠海机场也是填海兴建的。

海底隧道。为了沟通海峡、海湾之间的交通和联络,克服水面轮渡费时和易受天气影响的矛盾,美国、西欧、日本、中国香港等地兴建了海底隧道。这些海底隧道多数是陆地铁路交通的组成部分,有些是城市地铁与汽车的通道。世界上已建成的最长的海底隧道,是日本的青函海底隧道,全长约54千米,铺设两条铁路线;英吉利海峡海底隧道全长约50千米;1986年开始兴建的日韩海底隧道,全长250千米,将成为世界上最长的海底隧道。

海底电缆与光缆。利用海底空间铺设电缆已有100多年的历史。1851年11月,英国在多佛尔开始铺设到达法国加莱的国际商用海底电缆,专门用来传输电报,这是人类历史上第一条海底电缆。1866年7月,穿越大西洋的电报电缆接通,人类迈入了越洋通信的时代。海底电话电缆的兴建,较电报电缆略晚一些。1891年,英、法两国铺设了第一条海底电话电缆。1953年11月,英国大不列颠邮政局、加拿大大洋电信公司、美国电报电话公司联合铺设了大西洋电话电缆。

在传统海底同轴电缆的生产、铺设和维修的技术基础上,海底光缆应运而生。海底光缆与海底电缆相比,其成本、维修费用低,而且长距离海底光缆使用数字再生中继技术,可传输数据、音频、视频等多媒体信息。光纤传递信号具有品质高、可靠性强、抗电磁干扰、耐海水腐蚀等优点。1988年,世界上第一条横跨大西洋、连接北美洲与欧洲的海底光缆投入使用。

现代工程有何特点

现代工程是人们运用现代科学知识和技术手段,在社会、经济和时间等因素的限制范围内,为满足社会某种需要而创造新的物质产品的过程。

现代工程有以下主要特点:

有明确的社会目标。一切工程活动都是为了增进社会利益,满足社会某种目的,工程的组织者和工程技术人员是否充分理解社会现实需要,是关系到工程成败的重要因素。

工程设计方案的选择和实施,往往要受到社会、经济、技术设施、法律、公众等多种因素的制约。解决现代工程技术问题,需要综合运用多种专业知识。因此,现代工程技术人员不能满足于专门知识和具体经验的纵向积累,必须广泛汲取各类知识,建成有机的知识网络,以便适应现代工程这一综合性系统的要求。

讲究经济效益。对于一个成功的工程项目来说,不但在技术上是先进的和可行的,在经济上也应当是高效益的,即要求工程方案的成本最低,效益最大。

必须在尽可能做到的范围内实现综合平衡。因为在工程活动中存在许多不确定的因素和相互矛盾的要求,只有进行系统的综合平衡,才能最大限度地满足社会需要,取得满意的社会效益和经济效益。

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