试论当代高科技跟对未来的展望

——▲一闻

什么叫“当代高科技”？

当代的高科技，是以电子计算机为中心，能对一个国家的经济、军事等产生重大影响，并具有一定社会意义的那些尖端科学技术，它们主要应用在能源、材料、信息、外层空间、生物医学和遗传工程、海洋、生态环境等领域内……

第一颗原子弹的爆炸，则是当代高科技发出的先声。

1945年7月16日，美国西部墨西哥州利阿拉默多尔空军基地附近的沙漠地带，矗立着一座铁塔，在那铁塔的高高的顶端，吊着一个怪模怪样的东西。清晨，时针快指向5点30分时，倒数的计数器开始计数。当数字从“10、9、8、7……”倒数到“2、1”时，随着铁塔顶上那个“怪物”发出的强烈闪光，一个巨大的火球，把整个沙漠照得雪亮。接着，不到瞬间，这团火球就消失在一万多米的高空，变成了一个“浓球”，扶摇翻滚成巨大的蘑菇云冉冉上升。随之，发出排山倒海似的冲击波，使大地飞沙走石，顿时天昏地黑……

这就是人类历史上由奥本海默领导研制的，相当于2万吨TNT烈性炸药爆炸试验成功的第一颗原子弹。

原子弹为什么会有如此强大的威力呢？

原来，自然界中有一种放射性元素——铀235，它的原子核吸收慢中子后，就会发生裂变。在裂变过程中，将失去0.00000000000000000000000004克的原子质量，却会以辐射的形式，释放出20亿伏特的电子能量。原子弹，就是把许多铀原子集中起来让其裂变，使之释放出无数的能量，于是就产生了无比的威力。

“蘑菇云”的升空，为科学家们打开了思路，他们便将核裂变的原理移用到和平生产上，建造起了原子能核电站。

第二次世界大战结束后，随着原子能工业的发展，有些国家开始了小型的发电反应堆研究。到了五十年代初，美国于1952年12月，进行了利用原子能发电的最早尝试。

接着，苏联于1954年6月，建成了世界上第一座核发电站，发电的功率为5000千瓦。如今，国际原子能机构所属的数十个国家，已有核电站数以千百之多，最大的原子能核电站功率早已远远超过了100万千瓦。

原子能工业的出现，必不可少的运算、控制和管理工具要求能自动、高速和精确。于是，电子计算机便应运而生，并且得到了迅速的发展。从1946年美国发明世界上第一台电子计算机——埃尼阿克以来，如今已发展到了第五、第六代……人工智能计算机。

电子计算机的发展，为空间技术提供了十分有利的条件。

1957年10月4日午夜，人类成功地将一颗人造地球卫星送上了天空。发射人类第一颗人造地球卫星的是苏联，从此开创了宇宙探密的航天工业，从外层空间获得了大量关于地球周围的空间、星际空间和太阳系行星的第一手科学信息和经济技术资料。

苏联发射的人类第一颗地球卫星，用的是三级火箭。发射时，第一级发动机开始工作，燃烧室内的燃料在燃烧时产生很高的压力，将卫星送上了天空。当第一级燃料快用完时，第二级便自动点燃发动机，第一级发动机就自动燃烧脱落，以此来减轻重量；第二级发动机燃料用完时，第三级同样自动点火，第二级发动机便自动燃烧脱落；当第三级燃料快用完时，卫星已被送入轨道，开始绕地球自动运行。

所有这一切的计算，都必须极其精确，丝毫也不能出差错。如果没有高性能的电子计算机，那是难以完成的。此外，火箭在飞行过程中，必须要有足够的氧，尤其是在进入大气层飞离地球引力圈时，必须达到每秒11.2公里的第二宇宙速度，和每秒16.6公里的第三宇宙速度。这就要解决燃料问题，必须使用重量轻、效率高、无污染的新型燃料。

于是，科学家们发明了用液氧和液氢混合制成的燃料。研制这种新型燃料的关键，就在于首先要做到将气态的氧和氢，能成功地变为液态。

苏联于1957年成功地，发射了第一颗人造地球卫星，在当时确实震动了全球，尤其在西方世界，掀起了轩然大波。但不久，美国就急起直追，不仅于1958年1月也成功地发射了它的第一颗人造卫星“探险者1号”，还于1969年4月21日3时51分，成功地使经过4天飞行的“阿波罗”号飞船登月舱，安全地降落，在月球静海地区的月面上，实现了人类自远古时代起，就梦寐以求的登上月球的宿愿。不过，当“阿波罗”号飞船上的两名宇航员，先后从登月舱爬出来，小心翼翼地走下九级扶梯，踏上月球的灰面时，地球上全世界亿万电视观众，随着宇航员在月面上踩出的脚印，看到的却并非远古时代美丽的神话和传说中那漂亮的琼楼玉宇的广寒宫，也不见翩翩起舞“舒广袖”的嫦娥，而目睹的只是大大小小的环形山脉、褐色和桔黄色的月球灰以及岩石。此外，是死一般的寂静——既没有空气，也没有水，当然不可能有任何生命。但它的每一个镜头，都具有伟大的历史意义……

这样看来，我国唐朝诗人李商隐的“嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。”还是不无道理的。它形象地告诉了我们，月宫再美，也比不上地球上的人间世界。

随着苏联、美国地球人造卫星的发射成功，世界各国都竞相试制各种各样的卫星，如通信卫星、气象卫星、地球资源卫星、侦察卫星等等，并一颗颗成功地升空，使本来寂然清静的宇宙空间，突然变得热闹起来。但是，每发射一颗卫星，都必须要巨大的耗资，尽管有的卫星能被，接收回地面，可是也仅能使用一次。于是，科学家们不得不去试制，既能像运载火箭那样垂直升空，又能像飞机一般返回大气层的运载工具。

1981年4月，美国终于研制成功了，这种运载工具，那就是航空技术和航天技术相结合的“哥伦比亚”号航天飞机。

继“哥伦比亚”号航天飞机升空后，又先后研制成功了 “挑战者号”等一架又一架航天飞机。

航天飞机的结构和性能，真是巧妙绝伦。以“哥伦比亚”号航天飞机来说，它的机身全长达54.14米，高度竟有23.34米，最大机翼宽为23.79米。起飞时，它的推力为3141吨，起飞总重量是2642.79吨，近轨道有效负荷能力29.5吨，在轨道工作时间，最长可以一个月，乘员多至3——7人。外形跟普通飞机基本相似，但在构造上完全不同。它由轨道器、外贮箱、固体助推进器三部分组成。外贮箱的主发动机，则用液氧和液氢作燃料；而两台固体助推进器，在推送到一定高度后，便自动燃烧脱落，以减轻航天飞机的重量，保证了航天飞机能加速飞行。

航天飞机的研制和飞行成功，具有非常重大的意义。仅以经济效益来说，由航天飞机发射人造卫星，可以大大地降低卫星发射的成本。过去，用多级火箭发射人造卫星，其费用十分昂贵；后来用航天飞机发射，就能节省大量的费用和物资。因为航天飞机飞行一次可携带好几颗人造卫星进入太空，在太空只需用很简单的方法，推向卫星轨道即可。再从卫星的维修和太空站来讲，以前飞行在太空的人造卫星、航天器和宇宙空间站越来越多，它们在连续运行中也会出毛病。当这些飞行器内部发生故障后，唯一的办法是让它们自行毁灭；有了航天飞机后，就可以接收这些飞行器，在太空进行修理或调换部件后，让它们继续运行。同时，那些工作在太空站的人员，不再像过去那样，休息时必须跟太空站一起返回地面；而只要愿意，他们就可以到航天飞机里边休息，休息后再回到太空站去工作。这样，不但节省了大量费用，而且非常方便，也无须受往返地面之劳累。

诚然，航天飞机的先进性和实用性是无可置疑的，但它只代表了过去。当前，随着高新科技的不断发展和提升，美国继2010年4月22日，成功地发射了在近地轨道上时速可高达2.5万千米，依靠太阳能板与锂离子电池运行270天，且能重复飞行的X-37 B无人空天飞机后不久，又于5月25日，将X-51超然冲压长航时飞行器，在加利福尼亚州爱德华兹空军基地试飞成功，更意味着30年来曾经为航天事业，作出了巨大贡献的航天飞机即将寿终正寝。因为X-51超然冲压发动机与航天飞机上的火箭发动机不一样，无须携带重达数吨的氧化剂，直接从大气中吸入氧气，使飞行器能达到，火箭发动机的速度和高度，甚至最终还可以达到极超音速（接近太空速度和高度），远比航天飞机先进得多。而超压/冲压喷气发动机的组合，将使太空飞行器返回地面时，不必再采用危险的无动力滑翔，这才是代表了未来的推进技术。

当然，空间技术的发展，首先必须要靠新型的材料、新型的能源和信息等高科技的发展。如果只有传统的材料、能源；如果没有以电子计算机为中心的无线通讯等信息系统，那么无论是卫星、宇宙飞船，或者是“阿波罗”登月船，都是上不了天的，更不用说航天飞机和超压/冲压喷气发动机飞行器了。

跟空间技术相关的遥感技术，也是当代的高科技。这种遥感技术，应用在卫星、火箭或气球上，能从几千以至几万公里的高空对考察对象进行探测。（待续）/2017.12.10.*******************