凤凰世纪大讲坛：拓展人类生存空间

拓展人类生存空间许戈辉问渠哪得清如许，为有源头活水来各位好，这里是大红鹰•世纪大讲堂，我是许戈辉1961年4月12日前苏联宇航员加加林驾着东方号载人飞船代表人类首次进入太空尽管那是一段短暂的飞行同年年底，美国也启动了阿波罗计划不久，全世界的亿万观众就通过电视目睹了人类踏上月球的美妙瞬间尽管四十多年过去了，回想起来我们仍然会为那些瞬间而激动不已我们一直都渴望超越，我们一直都希望能够飞到地球以外更遥远的星空那么今天我们就请来了西北工业大学的袁建平教授他为我们演讲的主题就是“载人航天拓展人类的生存空间”我们先来一起认识一下袁教授袁建平简历袁建平，1957年生于陕北1974年10月考入西北工业大学，1985年8月获工学博士学位，成为中国大陆培养的第一位宇航飞行力学博士1988年5月起在德国布伦瑞克工业大学飞行导航研究所从事博士后研究两年现任西北工业大学教授、博士生导师，兼任国家863计划航天航空领域专家组成员、国务院学位委员会学科评议组成员、中国宇航学会理事、中国GPS技术应用协会理事、而且还担任多家专业学术刊物编委许戈辉袁教授，我知道您是1974年来学这个专业的，对吧当时像宇航还是一个很偏的学科吧，应该在国内？袁建平对，我当时对这个学科是一无所知，因为是从农村出来的，学什么还不知道，是一边学着一边看着许戈辉您看，从您当年学，七几年，到现在，三十多年过去了，我们的航天航空领域，也发生了巨大的变化最近大家最关注的话题就是神州五号，咱们的载人飞船的发射，我想知道你有没有参与这个很宏大的项目？袁建平我个人参与了前期的一些科研工作因为飞船工程是从863研究基础上发展起来的，它很多的关键技术攻关和基础研究，都是在863领域很多课题里头做的，我是参加过一些这些工作许戈辉在这次神州五号这个项目里边，有多少个具体的小项目啊？要涉及到多少具体的那些问题？袁建平比如说他的故障诊断系统，将来是在发射场要现场使用的，还有像逃逸人当初在搞航天飞机的时候，他是按照多次重复使用来设计但事实上，每一次在重复使用的时候有很多东西都要重新地给它换零件，比如像外表层的防热瓦，助推器这更不用说了，这是每次都要换所以实际上，能够重复使用的不多，所以花费还是比较大的所以我们国家曾经有一段时间论证过航天飞机，最后还是定为做飞船许戈辉那么我们国家第一代宇航员是科学家呢，还是从职业飞行员里边选拔出来的？袁建平职业飞行员，应该是从空军飞行员里头选拔的像俄罗斯，前苏联也是这样的，加加林他本来也是一个空军飞行员许戈辉他们都有什么样的一些具体要求呢？袁建平具体要求，除了技术上，因为技术上不会要求很高，因为在设计的时候这个操作不会很复杂，也不会让你排除很多的故障，都是一些简单的，主要是心理素质，我认为是心理素质因为这个过程确实要有一种冒险精神，有一种献身精神许戈辉而且需要忍受长时间的孤独，这个你们别笑我曾经采访过美国第一批阿波罗登月三个宇航员之一，不是阿姆斯特朗，阿姆斯特朗是迈上月球然后说，这是我的一小步但是是人类的一大步，那是阿姆斯特朗我采访的那个是他的伙伴巴兹，我当时就问他，我说你在飞行的过程中有没有过恐惧感，有没有过孤独感？他说其实你要说完全没有的话是不可能的，但是我们是肩负着一个人类特别光荣的使命我还问过他，我说你在月球上看地球会不会觉得特别美、特别好？他就告诉我一个信息，这是以前我不知道，我总觉得说，我们小时候觉得说到月球上去回望我们的母亲地球该多么美妙啊，他告诉我说，他们那个宇航服是一个很重的一个头盔扣在脑袋上，你想抬头是一件挺困难的事情所以，他说我在月球上面，我是作为一种任务我必须去看一看地球，但是我想长时间地去满怀深情的去凝望地球，这几乎是不可能的好，看一看我们的现场同学有什么问题同学我是西工大航天学院的博士生，我想问一下袁教授一个问题就是载人航天是一个耗资十分惊人的一项工程，据我所知，咱们国家如果神州五号成功了以后，咱们是第三个有载人航天能力的国家那么从60年代一直到现在，为什么像英、法、日德这些航天强国为什么没有发展载人航天？好像主要是因为他们顾及到耗资太巨大那么我们国家作为一个经济实力还不是很雄厚的国家，像希望工程等等，有很多要用钱的地方，我们现在开始搞载人航天，是不是有一点操之过急，或者说我们是不是能够像英、法他们一样，就是走国际合作的这条道路？谢谢！袁建平从事国际合作也是得有一定的基础那就是说要么你掏钱，要么你得有技术，如果你什么也没有，人家可能就不要你所以我们从掏钱和拿技术这个角度来考虑，还是自己搞一搞，有技术为好这是你的一个问题再一个，从经费来讲，它确实耗资比较高，但是如果我们看到了它的应用前景，以及它对于我们整个中华民族和综合国力的巨大影响，我想钱就不是这么算法了像我们六十年代搞“两弹一星”的时候，比现在还要穷得多，但是我们现在回想起来看，那个决定，没有人说那是错的，大家都认为那是很对的另外经济账也应该这么来算，就是说如果搞一个载人飞船，它花了几百个亿我们现在，修一条高速公路，每一条也都在十几个亿，我们国家这么多条高速公路，花的钱比它远远高，所以说相比较来讲，应该说它花的钱还不算太多同学袁校长，我是一名军人，我听了您精彩的报告以后，我想问您一个问题，就是说现在战争已经发展到陆、海、空、天、电一体化的战争，你刚才说了，美军跟俄军都已经建立起了天军，我想问你一下，我们国家如果建立天军的话，在技术上还有什么难题？而且解决这些难题大约需要多长时间？再就是，请你描述一下天军是什么样子的？他的主要使命和作战样式又是什么样子的？谢谢！许戈辉你是什么军啊？同学我是陆军许戈辉是陆军，但是他非常希望我们国家也建立起天军来袁建平这个话题很不好谈论，只能谈它国外的，国内的情况也不太清楚就是在美国他认为天军目前的主要任务，还不是从太空来打击别人，而是保护他的空间设施，因为美国人现在越来越意识到现代战争对于空间设施的严重的依赖性比如说卫星，如果它的某一个卫星出现故障，那么它的整个指挥系统，导弹预警系统，甚至于精确打击系统，都会出现故障所以他把保护空间设施，作为他天军第一项任务所以他明确地宣称，谁破坏他的空间设施，谁就是对美国宣战，所以他的天军主要的目的现在还在这儿当然他是不是利用空间去打击别人，这样的话，即使有他也不会说许戈辉但是我想问一下，我们在利用空间去打击他的优势何在？肯定我们知道它的耗资会是很巨大的，那么它的优势在哪儿呢？我们为什么要去从外太空去打击一个地面目标呢？袁建平优势就在于能够很快地到达地球上任何一个地方因为现在，如果你是用洲际导弹，那你要飞上万公里也得好几个小时如果是你在太空里头布设了一个可以作战的飞行器，它只要在你哪个地方的上空进入大气层就可以了所以美国人是想利用太空打击来代替他的地面驻军，来控制全球许戈辉所以还是快速这个要求袁建平快速许戈辉现代战争的要求袁建平而且还不容易拦截，导弹的话容易拦截，它这个太空的东西不容易拦截许戈辉好，有的教授是喜欢长篇大论滔滔不绝，我发现袁教授有一个特点，就是言简意赅所以接下来我这个问题，对您来说应该不是难题，那就是请您用一句话，对于人类对外太空的探索做一个总结和展望袁建平我认为载人航天是本世纪最有影响、最具吸引力的一个领域，我希望我们青年学生能够积极地投入到它的研究、开发中去谢谢大家！许戈辉好，非常感谢袁教授！也谢谢在座的西北工业大学的师生们！谢谢电视机前的观众！好，下周同一时间我们继续相聚在大红鹰•世纪大讲堂，再见____-_____兀系统里头的一部分都是许戈辉这些你们都有参与？袁建平对许戈辉那我想知道，这次咱们神州五号载人飞船升空的话，从世界范围内应该是第三个国家有发射载人的飞船，对吧？袁建平对许戈辉这对于我们国家到底是怎么样的一个意义？袁建平它的意义是非常重大的，除了它有很多方面的应用之外，它首先在增强综合国力，推动科学技术发展，和高新技术产业的应用方面，是起到了表率作用，就是主导作用许戈辉那如果要是我们这次发射载人宇宙飞船成功的话，那么对今后又会有什么很具体的推动、发展？您刚才尤其提到了高新科技袁建平飞船仅仅是一个短期在空间飞行的一个航天器，作为长期应用来讲，后边我们还有空间站，或者空间实验室这样的计划，那么现在正在863这个领域里头做研究工作许戈辉我发现袁教授讲的比较短、比较严谨，我相信可能这里也涉及到一些国家机密，所以他是很有保留的给我们做了一个非常短的介绍，我想知道您今天的演讲主题叫“拓展人类的生存空间”，那拓展人类的生存空间，它真正意义上人类生存空间到底是什么含义？袁建平这个题目有两层含义从字面来讲就是拓展它的空间，就是说人能够在陆地、海洋甚至在大气层内飞行，那么如果能够飞到大气层外，在空间居住、生活和工作的话，这本身从空间的概念上是一种拓展，而且外层空间是一个没有边界的，它还包括了遥远的星球、深空从另一层含义就是说，不见得是一定要到外星去，它在空间的很多研究工作，一些太空产品，可以拿回来为地面上人服务，这也是它隐含的一层意思许戈辉那好，我们就接下来由请袁教授为我们做他的主题演讲，“载人航天拓展人类的生存空间:袁建平我很高兴有机会跟大家在一起讨论载人航天的有关问题载人航天首先要有人参与，在空间飞行的，我们指的是宇航员，人在这个系统里头是起了一个核心的作用，也就是说最基本的我们要保证航天员，能够安全、舒适地飞到外层空间去，并且在那里生活、工作、居住，而且还能够安全舒适地飞回来，这是基本要求载人航天的意义来讲，它首先是充分利用了人在空间的判断力、创造力和维修能力因为到目前为止，人的很多基本功能，比如说嗅觉、触觉、视觉，以及冷热感、平衡感，还有一些联想、记忆、综合运用这些能力，是机器所不能够代替的，所以载人航天的重要意义就在于人在空间参与了各种活动俄罗斯的“和平号”空间站，从开始运行到最后，十五年期间，大大小小的故障，大概出现了快有两千次，如果没有人及时地去维修的话，那么这个空间站早就已经不能工作了，所以从这个地方可以看到，人在空间参与活动的重要性载人航天的意义还表现在，能够充分地利用空间这样一个资源和环境空间对我们来讲是一个非常陌生的地带，它几乎没有空气，是一种高真空，具有强辐射，因为像太阳光、宇宙射线，不像我们在地球上所接触到，它是通过大气层衰减的，在外层空间，它是直射的，所以它有一个强辐射的作用还有微重力环境，在宇宙空间来看，重力是非常小的既然没有空气，它也没有什么灰尘，甚至没有什么微生物，它是非常干净，没有污染还有，它昼夜的变化要快得多，我们在地面的时候，二十四小时看一次日出、日落，但是你在空间站上可能90分钟就可以看到一次，就是说一昼夜你能看到16次到19次太阳出来和落下，这个对于一些植物、动物的生长来说，可能会起决定性的影响，或者会加速它的成长还有它的高远位置，就是说它远离地球，在三四百公里之外，来观测地球，那么会得到在地球上意想不到的一些结果所以这一些太空的环境和条件，为科学家提供了一个无限的领域，他就可以尽情地去想象、去搞研究工作，所以现在一些科技比较发达的国家，都在琢磨着，怎么样从太空里头能够更多地认识一些自然现象，改善我们地球上的生活环境另外，还能够制造出一些新的产品，包括一些治疗不治之症的这些药品来，那么它的高技术附加值将是非常巨大的，对人类的贡献也都是非常巨大的还有一个意义就是，载人航天它能够促进科学技术的进步和高技术产业的发展我们说载人航天是高技术里头的高技术，这个一点也不过份因为它综合运用了多个学科里头最新研究的成果同时，它反回来又推动了这些领域技术的向前发展特别是像自动控制、系统工程、新材料、新工艺、微电子，甚至包括天文、地理、航天医学等等，几乎所有的领域它都涉及到我们讲它采用了这些领域的最新成果，同时又推动了这些领域向前发展我举一个例子，比如说计算机，在我们日常应用来讲，我们觉得它的速度、内存已经差不多够用了如果你这个计算机制造商来问我有什么进一步的要求，我想你再便宜一点儿，稍微轻一点儿也还行，但是在地面上说轻个十克、八克也无所谓，感觉不到但是在太空里头，首先它要发射上天，在火箭发动机在起动的那一瞬间，就像爆炸一样，巨大的振动它要能耐得住，到太空以后，高温和低温之间的变化非常地快，它在面向太阳的这一侧，可能直射温度会达到几百度在背向太阳的时候，如果在地球的那边，晒不到的时候，它会在零下一百多度，在这样的环境，还有像宇宙射线，等等，这些条件在地面上没有的，所以载人航天的发展，向计算机的制造商提出了更高的要求，牵动着这个领域的发展还有它的一个意义就是增强综合国力、振奋民族精神，这个是不言而喻的我们的东方红卫星七几年发射的时候，我们的原子弹爆炸的时候，我们的第一艘载人飞船发射的时候，我们全国上下，特别是我们的青年学生，非常激动、非常地高兴，为我们国家的进步感到自豪，所以从这方面来讲，它是凝聚我们海内外华人巨大的作用它还有一个应用就是军事方面的应用这个从字面报告来讲说得不多，但是美国和前苏联是做了不少，做了很多的实验像最近两三年里头，俄罗斯和美国，都组建了它自己的太空军，或者称为天军，就是最近两三年的事情•俄罗斯是从它的战略导弹部队分离出来的，美国是从它的空军里分离出来的，从这方面就可以看到，将来打仗一定会涉及到空间举一个简单的例子，在几十年以前的时候，如果有人侵犯我们的领土、领空和领含我们会提出抗议但现在它在空间站上对你进行观测、拍照，他得到的照片比当年用无人驾驶飞机，U2飞机拍到的还好，但是现在我们似乎没法抗议他，所以领空的概念在这个地方已经发生了变化，所以这个问题我们不能小视我想谈论的第二个问题就是载人航天的一些具体内容它包含哪些内容？基本上可以包含三个系统，一个是轨道空间设施，一个是地面设施，还有一个就属于天地往返运输系统它的空间轨道设施，包括了载人的空间站，可能还会有无人的空间平台，还包括了数据中继卫星比如飞船到了地球的那面，跟我们这边没有联系的情况下，如果宇航员有什么紧急情况，或者我们有一些图象、数据需要转发回来，就需要在天上，在高轨道的一颗卫星，来帮忙转发同时，可能还需要一些导航定位的卫星，这是属于轨道基础设施地面基础设施主要包括发射场、地面控制中心，测量通讯跟踪网，还有回收装置、回收场，还有宇航员的培训中心，还有一些有效载荷中心所谓有效载荷，就是指做实验所用的那些仪器设备这是地面基础设施天地往返运输系统，主要是把地面和太空中间能够建立一条运输线，把人，或者一些需要的物品来回进行输送，比如给宇航员送水、送吃的东西，还有他们拍摄的一些胶卷，做实验的一些样品，从天上运回来，这都是天地往返运输系统所完成的目前能够从事天地往返运输的，一个就是飞船，一个是航天飞机一个载人航天器它应该由哪些部分组成呢？笼统来讲，它是一个非常复杂的，有成千上万个零件来组成的一个大系统我们可以把它粗略地分为13个分系统，这些分系统里头，有些跟我们无人飞行器是一样的，比如说电源部分大家都要有，推进部分也得要有，数据管理，还有像结构，也就是它的骨头架，都得要有这些我都不详细介绍了，我想介绍几个载人飞行器所特有的系统一个是环境控制与生命保障系统，一个是乘员分系统这两个系统就是保证宇航员能够在太空里头舒适、安全地生活、居住和工作条件的比如说我们说太空里头是没有空气的，但是在居住舱里头应该有一个大气压，就跟我们地面一样的这样一个环境，它的温度的控制、湿度的控制，还有氧气供应，作为一个长期载人来讲，要能够把二氧化碳自动地转化为氧气，再循环使用，这个工作我们国家的863关键技术攻关里头已经完成了还有像在太空里头用水也是非常非常宝贵的，美国人曾经算过，往太空送一公斤水，用航天飞机的话，需要几万个美元，它是非常珍贵所以在长期载人的情况下，就要解决，能够把废水变成饮用水这样一个技术，这个我们国家也已经完成，甚至就是把尿可以转换成再饮用的水来，这个工作我们已经做过还有你像乘员分系统里头，它有保证宇航员洗澡的设备，在俄罗斯的和平号空间站里头，它是给你准备了湿巾纸，一包一包，打开擦一擦，但是美国人好像觉得不满足，它在航天飞机里头它有专门的淋浴设备，它有一个像一个塑料罩一样把你罩起来，里头有淋浴，这都是属于环境控制与生命保障和乘员分系统那么我还要介绍一个就是导航制导与控制这个在一般的无人航天器里头，比如卫星，主要是用来控制它的轨道、姿态，甚至它的比如说相机的镜头等等那么在载人航天器里头，他要做更加复杂的这样一个工作，它就叫做交汇对接，这个在我们专业的研究生里头都曾经参与过这方面的研究交汇对接是太空里头最困难的一个控制过程，那么我们想象一下，一个飞船正在轨道上飞行，每秒的速度可能是七八公里那么一个航天飞机要把一个宇航员送到它里头去，那么航天飞机也要进入同样的轨道，给它以差不多的速度在飞行，两个都在高速飞行的情况下，慢慢地接近，然后要对接在一起，然后双方才能够把舱门打开，互相走动、互相访问，所以这个过程是非常复杂的要能够进行稍微长期一点儿的太空飞行，必须要完成这个任务而且为了航天员的安全，如果一个航天器出故障，另外一个航天器要去救它，必须要掌握这个技术所以我们现在讲的导航制导与控制这个系统，会完成一个非常复杂的太空活动还有我们要介绍一个就是，热控系统我们生活在地面，它是包围在一个很厚的大气层里头，它起到热冷交换的这样一个作用那么在太空里头，因为舱外几乎没有空气，所以冷热的交换就非常困难，就是说你要把热量排出去这就不太容易所以这也是一个比较困难的课题，要在舱里头把热和冷，给它按照需要搬来搬去，这个在863的关键技术攻关里头都是有研究我想简单地把载人航天器里头的三类给大家介绍一下一个是飞船，一个是航天飞机，一个是空间站就是说目前能够在大气层外载人的是这三种飞船基本上它是跟返回式卫星在技术上比较接近它是用火箭发射到太空，然后在地球轨道上运行一段时间，一般是不超过七天，然后再进入大气层，用降落伞和缓冲着陆装置来降落所以我们从技术上来讲，它跟返回式卫星相差不大，当然返回式卫星是不载人的，所以飞船还有很多高难度的动作在里头飞船它可以往天地之间运送货物和人，它可以有载人舱，还可以有留轨舱，还可以有科学实验舱等等，有不同的舱段东方一号载人飞船，宁航员所能够待的空间是非常小的，比一个汽车驾驶室还小得多，是很难受的好在它只上去转了几圈就回来了前苏联的第二个飞船上升号，就要前进一步了，宇航员可以通过一个口出来在太空活动，它是通过一个线牵着，这个线既给他供应能源，同时也防止他不至于飘走航天飞机，它是以火箭发动机为动力，具有飞机外型的这样一个载人航天器，所以它跟飞船是绝对不一样的它在上升的时候也是靠火箭的推动，然后进入空间轨道以后，它会像飞船、卫星一样，绕着地球运行然后它回来的时候，它是像飞机一样穿过大气层，水平降落所以我们讲，航天飞机实际上是火箭、卫星和飞机三个的综合物，把这三个东西综合在一起，就是一个航天飞机它上升的时候就是一个火箭，在空间的时候像卫星一样，回来的时候就像飞机一样，而且它是可以重复使用所以它要比飞船的技术难得多空间站跟这两个东西又不一样空间站跟飞船的区别是什么呢？它是不回来的它的任务就是在太空建一个岛，就是一个太空岛它小的时候可以是一个舱把它发射起，大的时候可能会要几十次发射，在太空中组装，来形成一个巨大的系统然后什么时候寿命到了，就像和平号一样，在人的控制下坠毁，它不再回来了，这就是空间站我们看一下俄罗斯和平号空间站的照片，这个是美国航天飞机给它拍的，它在太空中运行了十五年，它的太阳帆板，已经被太空碎片给撞击得破破烂烂，破烂不堪，但是它确实是一个很了不得的成就，设计寿命只有三五年，但是它运行了十五年，做了很多实验，在一些公开的刊物里头我们都能够看见我们可以观察一下美国航天飞机跟俄罗斯空间站在太空对接的这样一个情况，这也是一个标志，就是标志美俄两国太空合作的开始因为什么呢？本来俄罗斯在和平号之后还有一个和平二号空间站计划，由于经费的原因就搁浅了，在这个时候，美国就把它拉到自己的阵营里头，就是由美国来牵头，由十几个国家，包括俄罗斯参加的一个庞大的新的计划，叫做国际空间站计戈IJ,在1993年开始启动1998年就开始发射，这个国际空间站，它的设计寿命为十年，它的大小比一个足球场还大，就是长110米，宽87米，重量也差不多有400吨，要经过50多次发射，在太空组装，这是一个难度非常高的过程我们想象一下，这样一个东西，它不经过地面实验，因为它没有机会在地面实验，它是由不同的国家，在不同的时间里头，把它在地面制造好，然后分期送到空间，在空间再组装起来，然后还要保证它能够很好地运行，所以这个确实对人类是一个巨大的考验它不像我们造一个飞机，造一个什么机器，我在地面试验好多次，最后成功就是成功了它是一锤子买卖，必须成功袁建平我们下面介绍一下空间站的应用和前景空间站的应用是推动载人航天发展的一个持续的动力，如果它没有什么用处，仅仅是好玩那么不管哪个国家花这么多钱，都是不合算的，或者说也就是一时的，不可能长久的另外，它的应用都是科学家坐在地面上想出来的，就是说很多还没有真正地实施，这些应用还远远没有达到它应该有的那个程度，所以我希望我在这儿介绍完以后，我们在座的青年学生和电视机前的观众，能够参与到这个研究工作里头去，你可能会提出更加奇妙的新的想法就目前来看，科学家提出的研究工作主要集中在两个方面一个是微重力科学试验，就是说在微重力这个环境下，我们能够做些什么事还有一个，就是空间观测，它包括在空间对地观测和对天观测，就是观测深空科学家认为，在太空这样一个环境里头所提出的这些实验，很有可能在一些科技的前沿产生突破和飞跃我们在地面认识不清楚的一些事物，在空间可能会迎刃而解首先是生命科学生命科学目前包括了两类，一个是人体生命科学，一个是重力生物学人体生命科学包括人的大脑、神经、骨骼、肌肉，在微重力条件下的一些表现通过航天飞机的实验已经发现，就是人在太空如果待一个月，它的骨质损失1%,也就是说你这个骨头长期，不承载重量，这个骨头就变软了，肌肉也会萎缩，还有就是说在微重力情况下，这个血液就会往上冒，往头上冒，就会产生什么高血压、平衡失调等等这些病通过在太空中对这些病的研究，可能会给我们地面上患这些病的病人带来福音包括骨质疏松症、高血压，等等这些病人所以我们认为是非常有意义的一个事情重力对生物的影响，主要是它的生长和发育过程，和平号空间站已经完成了小麦从育种到成熟的整个发育过程因为我刚才提到，在太空里头，一天可以看到十六七次日出和日落，这就是说你的生命是不是要加快，植物和动物的繁殖、生长是不是一定要加快？特别一些细菌，等等所以在微重力环境下，这些植物是什么样的表现，这是科学家急于想了解的微重力科学里头，第二个就是生物技术我们知道现在生物技术已经是一个非常热门的技术，生物技术里我们主要考虑的一个是蛋白质晶体的生长，一个是组织、细胞的培养因为当前的生物技术，已经使制药工业进入到分子级的水平也就是科学家将是面对分子这样一些东西进行研究那么就需要培养出结构质量好的大块的晶体来我们知道，在地面培养一个晶体是比较困难的，就是说要求它纯度很高的时候就比较困难，但是在太空里头，因为它克服了（重力），就是说没有重力，不存在对流、沉淀等现象，晶体的生长就纯度高、个儿大，我们可以通过一个照片来比较，在一个比例尺相同的情况下，太空培养的晶体就是跟地面是不一样的那么航天医学也是它研究的一个课题当然它除了对宇航员在太空里头健康状况进行监测以外，现在德国宇航员把它发展成了一个遥医学，就是远距离诊断系统因为宇航员在天上，不可能有医生老跟着他，他研究出一个背心，这个背心里头就埋入了各种传感器，来测量你的，比如心脏跳动、血压、呼吸，甚至于皮肤等等它把这个东西拿到地面上，给那些老人、小孩，病比较重的，随时需要监测的给他穿上，一有情况变化就会发信号同时还可以用在边远地区，就医不方便的地方，也可以使用这种东西还有一个研究方向是流体物理，我们知道流体是有体积没有形状的，原因就是重力的影响在太空微重力的环境下，它既有体积也有形状一个水珠，让它是圆的，就是圆的，你让它是扁的就是扁的，它流动的很多特性就可以让科学家把它认识清楚比如说液体的毛细作用这个现象，在地面是一个微不足道的现象，但是在太空，它实际上是流体移动的一个主要的方式所以这个原理就被用在航天器的液体燃料的管理上，美国的大力神火箭就用了这样一个原理下面我要谈的是燃烧科学，也是在微重力情况下的燃烧科学因为燃烧是对人类非常有价值的一个研究领域，全球大约有85%的能源来自于燃烧，不管是燃烧煤还是石油，但是燃烧也是世界上引起污染的一个主要的来源而且它还破坏生态平衡燃烧科学的任务就是了解燃烧的机理，控制燃烧过程，寻求最佳的燃烧方式从钻木取火到现在有多少年说不太清楚，但是对于燃烧科学这个研究工作，也就是一百多年一百多年来，科学家在燃烧里头投入了很大的精力，但是到现在为止还没有一个非常精确的完整的，能够描述燃烧过程这样一个数学模型原因是什么呢？就是你观察不到非常稳定的燃烧过程我们知道有一个火焰的时候，由于重力的影响，热空气朝上走，冷空气从底下补充上来，这个火焰就要跳动，忽忽忽地跳动，这就掩盖了很多实质的现象，在地球上是观测不到的那么在太空里头，我们有一张在航天飞机上拍摄的照片来比较一下，在微重力情况下，这个燃烧是一个蓝色圆球状的火焰，这个就对于科学家的研究作用非常大美国人曾经计算了一下，美国每年用于燃烧的开支大概有四千个亿，如果燃烧的效率能提高2%,那么就有80亿的回报，另外还有6万多人死于环境污染，他认为这主要是燃烧造成的所以对燃烧的研究将是人类获益最大的，也许将来我们的汽车不再需要排气了，能烧的都烧掉，不能烧的作为渣子都放到盒盒里去，我们锅炉也可能不再需要烟囱了，等等我想这都是对燃烧进行全面的了解之后所能够做到的对地观测因为像国际空间站这样的载人航天器，它能够覆盖75%的地球上的表面积，涉及到95%的人口，所以它对地面的观测是全面的、及时的，而且每一个细节都可以观测的很清楚当然也有它的军事应用，我们可以观察几幅图，在国际空间站上所拍到的西藏高原的照片，就像我们站到那个地方拍的一样在国际空间站上看到

9.11事件，我们看到那两个楼在冒着黑烟还有一个照片是拍到的一个龙卷风，一个云团还有一个最新的照片是9月20日，在国际空间站所观测到的Isabel飓风的风眼，就是飓风的中心，当时的风速是257kmh袁建平我们知道对地观测卫星也可以拍照片，但是它跟空间站有决然的不同，因为空间站上有人，他可以对随时发生的情况进行拍摄，而卫星它的轨道是固定的，它的相机平台也是固定的，你需要的时候它拍，你不需要的时候它还在拍，有时候你要改变一下方向，它没有办法这就是载人的好处另外，我们知道，航天器也经常会出故障，像哈勃望远镜，它在正式投入使用之前，曾经派航天飞机上去修过两次，这都是载人对地观测的好处还有它上边的一些软件、硬件进行及时地升级和更换等等，这都是载人航天所提供对地观测的好处最后一个应用我想谈一下太空旅游大家知道已经有两位富翁参加了太空旅游现在一张票两千万美元，一般人买不起但是如果太空旅游作为一项产业来开发的话，以后我想一般人也是能买得起的在太空里头会感觉到非常的奇妙，我们看一下美国的宇航员所写的日记就可以发现，他是把其它的烦恼和生死都置之度外，完全沉浸在一种享受的过程之中另外希尔顿饭店集团曾经声言，要在太空建旅馆，包含一百多间房间同时，他说要把一些娱乐设施搬到太空去，针对这个问题我曾经给我们的研究生讲课的时候，我就请他们设计太空娱乐设施，因为很多地面的东西搬上去是没法用的，至少球类一打不知哪去了，我发现我们的学生们很有创造力，提出各种各样的设想，其中有一个提到，他认为在太空里头玩“老鹰抓小鸡”比地面更有意思因为在地面上玩的话，你只能在地上跑来跑去，在太空中那是真正的大家都可以飞起来的所以我也希望我们的听众们，如果有兴趣，参与到我们的太空娱乐活动中来，做一些奇妙的设计，这是我今天介绍的一些主要内容我最后想说的是，载人航天应该说是人类社会发展的一个必然过程，不是哪一个聪明的科学家偶尔想起来的一件事你比如说人造卫星1957年才上天，过了没有几年人就上去了这肯定大家都会想到，既然卫星上去了，人能不能坐着也上去，这个想法就会出来从另一个角度来讲，人能够驾飞机在大气层里头飞行，肯定有人会想到，再飞高一点儿，再飞高一点儿，飞出大气层行不行，一旦这个问题提出来，就有人会去朝这个方向去努力，一旦他实现或者将要实现的时候，就有人去琢磨，它有什么用处？会干些什么事情所以我也希望我们在座的能够更多地去讨论、关心载人航天的发展它是一个新技术的实验床，它可以做很多地面想象不到的事情所以我们说载人航天的应用是推动它的主要动力，而不是哪一个领导人，或者一个强行的一个规定，它是社会发展的必然过程谢谢大家！许戈辉好，谢谢袁教授！听了您刚才的报告，我想我们如果要是再看咱们载人飞船升空，我们就会对整个飞船的原理有更进一步的认识，对载人航天的意义也会有一个更深的认识那好，接下来让我们来看一看，我们收集到的网友提问这儿有一个“渴望梦幻之旅”的网友，他说，袁教授您好！我们知道从神州一号到神州四号，中国已经进行了四次宇航飞船的实验飞行，那么我们也知道，在载人航天器的选择上，美国用的是航天飞机，俄罗斯用的是宇宙飞船，那么请问，中国选择的为什么不是航天飞机而是宇宙飞船？另外，我们的第一代宁航员是科学家还是职业的飞行员？袁建平为什么选飞船呢？我在介绍的过程中曾经提到，因为飞船它的技术上跟返回式卫星比较接近，我们国家已经成功地发射了返回式卫星，所以从技术难度上应该小一些，这是第一第二，它的花费，所需要的经费也少一些第三，美国。