空间应用

尽管空间应用领域目前决定着运载工具的发射数量，但不能决定费用的多少。虽然对应用领域的重要性还存有争议，但希望将来它们是最重要，是未来空间活动的“命脉”。通信卫星

通信卫星

国际通信卫星系列和海事卫星是通信卫星中的两个主要领域。国际通信卫星致力于“稠路”（thickroute）通信。将各路通信集成束，即地面系统的“干线”，这样，大型的地面站就可以以较低的终端成本传送一条信息，使用的卫星数量适中。在原有形式的系统中，以互不干扰频带共享原理，将卫星信号“硬塞”到现成的干线系统中。这在卫星通信中仍占主导位置。

与此相反，海事卫星系统处理的是单个通信线路，终端站很小。海事系统致力于“稀路”通信，每个终端的通信量费用较低。这时，类似业务共享也要容易，因为信道尚未完全使用。

上述形式为今后空间计划的开发提供了若干可能性。一是陆地模拟海事卫星，也称稀路卫星。该提议采用的一种形式是低轨道小型卫星网络。其它形式也是可行的。

“空中交换站”是对现有通信卫星的扩充。由于一颗卫星的服务范围约为半个地球。因此，在一个卫星航程内无法完成一个电话的可能性极小，我们需要的是一个交换系统。从单站或交换台接收信号，确定到目的站或交换台的线路，星际中继站会处理长途电话，提供辅助中继。运行方法还需论证，但这些却属现有技术范围之列。

卫星广播的使用虽已多年，却一直被忽视了。事实上，当这些可能性一经显示后，所有的政府部门便变得坐立不安，唯恐节目产生宣传作用。在某些地区，固定形式的广播是一种赢利手段，因此对现状有很大的压力。频率共享遭到强烈反对，致使将广播业务挤入尚未起用的无线电频段，这是节目转播中的一个重要因素。其它形式的频段共享方法的可行性也不能说明。这里事实上还有一个尚未涉足的领域，但不要忽视了约束条件。

卫星是会失灵的，而且目前尚无修复的方法。这就需要人类助以一臂之力。其最终结果是产生卫星转发器/天线场的概念，以及大容量通信设备的集成，因此有必要有人长期地负责安装、操作和维修。制定这样的规划，通信设备的概念需大大地改变一下。

上述可能性中唯有最后一项需要依靠空间新成就，但这些也只是对现有工作的扩充，并非新的设想。其共性是都要求采用新技术从事地面活动。新的频率共享技术、线路配置、系统管理、节目制作技术，甚至新的“账单支付”方式都是必不可少的。那些为空间未来兢兢业业工作的人们应吸取这样一条实际教训，要制定出既合理又能被采纳的计划，就要多花些精力于应用领域，而可能不是卫星技术本身。

气象卫星

尽管V-2火箭在美国新墨西哥发射期间已证明了从太空拍摄的照片对气象学的价值，但是当气象界热衷于常年观测的想法时，对气象卫星的兴趣发生了变化，宁可舍弃极轨道卫星而取同步轨道卫星。

在某种意义上，此举具有讽刺意味。它忽视了常年观测意味着需处理大量数据这一事实。因此，目前采用的是周期性观测。第二点被忽略的是极区观测差。这些地区中有些控制着全球主要天气的形成。忽略了这一点对气象预报质量有不利影响。

此外，还有一点也被忽视了，地球上的大气层好似一个驱动热力机，动力源就是太阳，真正的气象卫星系统必须能测出太阳能的摄入量。其中一个重要方面是极地延迟输出输入太阳能，使高层的大气层升温。

同时，新的测量设备也颇具实效。有一套是测气团温度和湿度的，但不易使用。另一套是测风雨和风力的。测量海洋状况数据时得出的结果相当精确，在陆地上则显得较困难。

这些因素表明，在气象卫星方面仍有许多发展机会。比如，新的测量设备，新的系统，新的数据分析技术，乃至新的数据中心。

地球观察卫星

出于国家安全方面的原因，对地球观察卫星的各种性能一直是秘而不宣，侦察卫星的确存在，并被大量使用，其输出数据也很有价值。但是这些都不能成为掩盖其它观察能力的理由。观察卫星应具有迅速勘查灾区的能力，查明灾情是因地震、风暴、火灾还是人为造成的。因此，轨道内卫星需要具备足够的观察能力。此外，还需一个或多个能在适当时间内迅速作出反应的数据中心。

尽管有时该系统只是空转，但是我们可以通过多种方法将概念延伸。方法之一是继续有计划地进行地球普查，重新绘制地图，比如说每5年或10年一次。海上船只的垃圾倾倒和排污问题，一直令人烦恼不已。对船的航迹进行监控可望结束这种状况。

科学实验卫星

总的来说，卫星在科研领域变化颇大，但并非总是如此，今后也不会这样。美国的首项卫星计划曾久遭搁置，直到一位数学家提出了“慢速火箭”一词后，才激发了人们的热情，那时以火箭作为研究基础的好处已明白无疑了。现在，卫星虽已被接受，但仍有各种“科学团体”对真正扩大空间技术领域持反对意见。这一点再加上政治气候就意味着在空间力量或空间研究力量上取得重大飞跃不是轻而易举的。必须充分支持发展，尽可能克服政治上的困难，使计划得以继续。

提高科研能力的简单途径是，先列出以往工作中（如火星探测）遇到的悬而未决的问题，然后制定计划，有选择地加以解决。实质性的重大进步，如载人飞行也许仍是个梦想，但是研究工作还是要继续。不过，切勿忽视小规模的研究方法。

另外，还可以开发新的工作。一种设想是试验天文学领域，它早已始于轨道力学领域。人造彗星就是一项可行的计划。另一种是卫星俘获力学试验研究。

搜索地外文明（SETI）

尽管所有的初步工作，以及绝大部分的观察工作都将在地面上完成，搜索地外文明着实为一项空间计划。由于政治原因和资金竞争，任何大规模的活动都将难以持续下去。一种可行的办法是强调个人或团体从事业余的研究活动。这似乎有些天真可笑，但别忘了第一台无线电望远镜就是由一名业余爱好者设计、制作和使用的，有关相对论的主要文章也是另一名业余爱好者所写。Palomar望远镜的设计也求助于业余爱好者。必须记住，“业余”并不等于‘非专家’，也不等于‘没有才能’。一个尚待研究的可行办法是制造合适的SETI设备，甚至大量装置供合格的团体使用。

空间规划

从事空间活动的工作人员的首要任务是让增强空间力量的各项计划得以延续和发展。没有持之以恒的努力，就不能扩大空间活动的内容，而只是一味地更换失效的应用卫星。即使这些也将因预算紧缩而濒临险境。

我认为该采取的一步行动就是放弃航天飞机这种想法，及其发射计划。无论美国还是其它国家，只要回顾一下以前的分析报告便知这些想法毫无意义。该计划的成功成了停止在美国研制其它航天器的理由。其局限性控制着其它领域，如对卫星大小的限制，尤其是对空间站的限制。性能和轨道内运行时间均有限的航火器绝不是发展航天的良好基础。

我并不想说应停止载人空间活动的研究工作。更希望有所增加，只是这种增加应该以人类在太空时的需求和能力为导向，而不是某项设计的需要。能反应这种方向的只有两点。长期失重对人体有害。而人类拜访太阳系中任何其它星球，必须在太空滞留很长一段时间，未来大型的应用卫星也将如此。与这些相比，其它的每一种设计因素都经过周密的考虑。

如果政府部门不提供永久性载人空间站，着手开发行星的初步工作，就只能依靠个人和宇航协会继续工作了。这与空间活动早期时的情形没什么不同。历史在这里重演。

“突破性工作”

我们必须清醒地认识到，就目前的知识我们只能局限在太阳系中。即使最近的行星也难到达。科幻小说中的梦想表明情况并非永远如此。科学领域中也有迹象表明这些梦想是能够实现的。因此需要以各种方法，促使梦想化为现实。

今后的空间研究工作要取得真正进展的两大关键在于动力源的储存和使用。理论上讲，现有的技术都已陈旧。它们虽是技术进步的产物，但需要进一步的发展，或是走新的方向。

达到这一目的的一种方法就是“爱迪生工程”。这种方法常被误解，不屑一顾，甚至被嘲笑。其根本内容是先制定一个目标，而后设想并尝试各种到达的方法。可能这些方法都会失败。方法的关键是要有信心，充分尝试各种办法后就会豁然开朗，找到实现目标的最终方法。我们现有的许多技术都是如此获得的。如火箭发动机，每件都是经过许多次试验失败后，最后才成功的。此类工作在初级阶段几乎难以从外界获得资金，但是第一次尝试成功后，会相对容易些。

这第一次尝试为各方面工作提供了广阔的领域。不必担心大小如何、速度比火箭快10倍的微型样品就足够了。

今后50年的空间规划将面临这样一个挑战，即起步时求小求新，发展中求大求精。

[Spaceflight，1994年1月］