航天技術的定義范文

時間:2023-12-25 17:51:57

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航天技術的定義

篇1

Wen Xin, Zhang Wenhao, Qin Yuqi

Shenyang University of Aeronautics and Astronautics, Shenyang, 110136, China

Abstract: Discussed the problem of knowledge structure which Chinese colleges and universities facing problems at the present stage, combining with the aerospace and aerospace general education. By their own personal experience, the author summed up the content, meaning and purpose of the aerospace and aerospace general education. Based on the analysis of various problems related to the “Introduction to aerospace technology” as a liberal textbook, this article given the teaching improvement and reform proposals about the textbook of aerospace and aerospace.

Key words: quality-oriented education; general education; aeronautics and astronautics

隨著高校課程改革的不斷深入,通識教育在高等教育中的地位和作用越來越受到重視。與此同時,由于科學技術和經濟的飛速發展,航空航天技術開始走進人們的日常生活,并影響著人們的思維和觀念。特別是近幾年來我國航天事業取得了世界矚目的輝煌成就,更加引起人們對航空航天技術的關注。為了適應時展的需要,目前國內很多知名高校先后成立航空航天專業,如清華大學、北京大學、浙江大學和西安交通大學等高校。與此同時,一些普通高校,如南京財經大學,也將航空與航天(也有的學校稱為航空航天技術概論或航空航天技術博覽)作為通識課。筆者結合自己的授課經歷和體會,并參考歐美高校開設通識課的教學模式,探究航空與航天通識教育教學內容、目的和方法等。

1 我國專業化教育模式的問題與通識教育

1.1 現階段我國高校人才培養模式面臨的問題

我國現階段的專業化教育模式是高等教育在特定時期(20世紀80年代)和特定社會背景(生產力亟待恢復)中的選擇,這個選擇盡管在當時有合理性,并對我國社會發展起到了積極作用,但卻不適應今天社會發展的需要。

我國目前的高等教育過分強調專業劃分,把學生的學習限制在一個狹窄的知識領域內,不利于學生全面發展。過去大學畢業生就業中的“專業對口”已經不再是一個最優目標了,高等教育的專業化做得越好,學生就越難適應變換了的工作,面臨的情況可能就越糟糕。

社會和技術發展日新月異,舊的工作崗位不斷消失,新的工作崗位不斷出現,高校里專業調整的步伐,無法跟上社會職業更新的速度。應對工作崗位的變化,既要培養學生的專業能力,又要培養學生的“一般”能力。

1.2 通識教育起源和目的

通識教育,國外稱“General Education”,也稱為“普通教育”“一般教育”“通才教育”等[1-4]。

通識教育源于19世紀[6-8],當時大學的學術分科過于精細、知識被嚴重割裂,于是提出通識教育,目的是讓學生對不同學科的知識有所了解,將不同領域的知識融會貫通。20世紀,通識教育成為歐美大學的必修科目。今天,歐美大學仍在不斷完善其通識教育。如哈佛大學的通識教育有著悠久的歷史,目前已經經歷五次較大的通識教育改革[7-10]。

在我國,通識教育的思想源遠古代?!兑捉洝分鲝垺熬佣嘧R前言往行”,《中庸》主張做學問應“博學之,審問之,慎思之,明辨之,篤行之”。古人認為博學多識就可達到出神入化,融會貫通。《論衡》認為“博覽古今為通人”。所以,通識教育旨在培養“通才”,它的培養目的是提高人的整體素質,強調整合不同領域的專業知識,重視培養人的思維方法及敏銳的洞察力,同時也重視培養人的情志等。

2 航空與航天通識教育的意義

航空與航天課程在我國一直是航空航天專業院校的公共必修課[1,2],其目的首先是為學生未來從事航空航天及其相關領域工作培養興趣,更主要的是為學生專業課學習奠定基礎,它在很大程度上起到了專業導論的作用。

近年來,我國一些普通高校將航空與航天課程納入通識教育,其教學目的包括如下幾個方面。

2.1 提高大學生的整體文化素質

大學教育的目的是培養全面發展的高素質人才,開展通識教育不僅能增加大學生專業課以外的知識,還可以拓寬學生的眼界。航空與航天課程,不僅可以幫助學生了解有關航空航天的基礎知識,同時還能潛移默化地影響學生的世界觀、人生觀和價值觀。

2.2 提升大學生的民族自豪感

中國作為東方的文明古國,向往飛翔的夢想由來已久,嫦娥奔月的美麗傳說,萬戶飛天的勇敢實踐,表明了古老的中國人渴望飛向藍天的美好愿望。通過航空與航天課程的學習,讓學生了解中國航天事業的發展和取得的矚目成績,學習偉大的航天精神,增強學生的民族自信心。

2.3 鼓勵大學生在困難面前勇于攀登

學生通過航空與航天課程的學習,了解航天先驅身上所具有的優秀品質和堅忍不拔的毅力。在航天開拓者的眼里,“只有想不到的事情,沒有做不到的事情”,通過這樣的教育,激發學生努力奮進,敢于開拓創新。

2.4 啟發學生規劃未來人生

航空與航天知識可以啟發和拓展人們的思維,尤其是航天器的出現,極大地推進了人類對宇宙的探索,人們對宇宙了解得越多,就越能感受到重新思索自身存在的價值的意義。飛過天的宇航員大多存在一個共識:“地球在宇宙中是非常渺小的,生命僅僅是宇宙形成過程中的一個產物。”記得有位美國宇航員說過,“昨天的夢想是今天的現實,今天的夢想是明天的現實?!彪S著人類對宇宙的認識,很多人開始重新思索這些問題,人類存在的意義何在?人類怎樣存在?

3 航空與航天通識教育的教材問題與改革

3.1 教材方面的問題

航空航天技術在非專業大學生眼里,是十分神圣的,因為宇宙的奧秘神秘莫測,很多大學生對航空與航天課程比較感興趣。作為通識課,目前我國沒有一本適合通識教育的教材,大多采用“代用”教材,如《航空航天技術概論》《航空航天技術》等,由此帶來很多問題。

(1)專業性很強

翻開《航空航天技術概論》教科書,插圖不少,可是大部分是平面圖、結構圖、流程圖和設計圖。對于非工科專業的大學生而言,內容過深,尤其是文科學生,沒有工程概念,理解起來非常困難。

(2)內容單調乏味

細看“代用”教材的文字內容,大多是定義和概念,枯燥乏味,對非專業學生而言,即便把這些內容熟記于心,又有何意義?另外,由于書本的空間有限,介紹性的內容往往類似于綱要。

(3)課后練習或思考題沒有價值

思考題是運用大腦思考后得出答案的題目,而目前的“代用”教材章節后的思考題,不適應時代的發展,以第一章課后思考題為例,“試述直升機的發展史,試述火箭、導彈發展史”,很多學生認為是“百度題”,學生只要靈活運用手中的工具,就可以“百度”到答案,這類題能算是思考題嗎?

(4)條理性很強帶來的問題

航空與航天是兩個明顯不同的概念和領域,盡管有聯系,但對于非專業的學生而言,不能混為一談。目前的大部分“代用”教材在內容安排上每章都是以飛行器設計為主線,航空器、航天器和導彈與火箭等內容相互交叉[1,2]。如不管是火箭發動機還是航空發動機,統統納入同一章節,對于非專業學生,理解起來稍顯費力。再如,《飛行器構造》這章內容中,既有航空器的構造,也有航天器的構造,根據整體教學效果分析,這種航空航天結構的相互交叉會導致概念的混淆。

另外,由于中國基礎教育多年形成的以學科為主導的教育模式,加之應試教育的長期導向作用,使基礎教育在單一學科教育上越來越深入,學科分化加劇,基礎教育功利性越來越明顯,而在人文、心靈和智慧等通識教育方面卻越來越弱化。基礎教育已經走向思想單一、思維狹窄、僵化,缺乏思辨性、創造性思維的模式,對中華民族的智慧培養是非常不利的。

綜上所述,航空與航天作為通識教育課程,不是必修課的陪襯,更不是專業課的附庸,其重要性并不比專業課低?!熬有苑钱愐玻萍儆谖镆病?,學好航空與航天課程,掌握其相關知識,有助于學生在以后的生活與工作中更好地開闊思維。

3.2 教材改革的建議

對于航空與航天課程,只有拓寬知識面,全面介紹不同學科研究對象的特點,才能更準確地反映這門課的內涵。為使學生具備開拓新領域的基礎,課程內容應具有前瞻性,把本學科領域的最新學術成果、最新技術引入教學內容。在反映學科前沿的同時,拓寬學生的知識面。

航空航天技術涉及領域之廣是其他學科無法比擬的。因此,如何保持課程的完整性也值得探討。作為面向非航空航天專業學生的通識課,該課程內容應集知識性、趣味性于一體,需要教學內容豐富多彩,由風箏飛行延伸到飛機,由早期火箭延伸到各種導彈,由嫦娥奔月延伸到阿波羅飛船,由恐龍滅絕延伸到宇宙探索,讓學生在感興趣的實例中汲取航空、航天和航宇知識。國外有一本航天知識方面的書,名字起得非常好,叫“沒有公式的航空航天技術”,值得我們借鑒。

以筆者在神舟飛船、衛星及空間防御領域的工作體會以及在北京、南京幾所大學講授航空與航天知識的教學經驗來看,對于航空與航天的通識教育,其知識與內容應該注重“啟蒙”,致力于開展大眾化的教育,太過學術化反而會讓人失去興趣。教材應該具有趣味性,可以漫畫的形式展開?,F在已經有的《漫畫線性代數》《漫畫統計學》等一系列的趣味教科書,以漫畫的形式將知識傳授給學生,讓學生在欣賞之余學習到很多知識,兩全其美。航空與航天通識教育課程的教科書可以參照這種形式。

篇2

關鍵詞:機械制造;數控;加工

隨著全球范圍內一體化進程的不斷加快,我國的機械制造和加工行業正面臨著其他國家機械制造和加工技術和資金的強烈沖擊。而隨著數控技術的不斷發展,其在機械制造和加工行業的優勢也日漸突出。因此只要掌握先進的數控技術,并將其良好應用在機械制造和加工行業,才能使得我國的機械制造和加工行業在國際競爭中獲得領先優勢,因此對于數控技術在機械制造和加工行業中的應用研究顯得十分重要。

一、數控技術

1.數控技術的定義

數控技術是當前機械制造和加工行業使用的關鍵技術,隨著計算機和自動化控制技術的深入發展,使得數控技術在自動化程度、制造加工精度等方面的優勢更加明顯[1]。為了深入研究數控技術,相當重要的環節是對數控技術進行明確定義。就機械制造和加工行業而言,數控技術是使用數字化的控制技術對機械制造和加工進行精確控制[2]。數控技術具有控制自動化、高精度、高效率和成本低等特點,使其取代或改進傳統機械制造和加工設備,提高了機械制造和加工精度和降低相應成本。該技術使得機械制造和加工行業得到極大發展,同時也促進相應配套設備的開發利用和生產方式的改變,并增大機械制造和加工的實際應用范圍。

2.數控技術的實際應用價值

與傳統技術比較,數控技術具有明顯的優點,其具體可以體現在以下三點:一是數控技術的制造和加工靈活性好,可進行編程控制制造和加工操作,一次操作可同時控制多工序、多工藝的進程。二是數控技術操作簡單,可根據不同程序來控制相應的制造加工設備的操作,其可大幅度減少加工人員的勞動強度。三是數控技術制造和加工效率高,使用數控機床可以對精度要求高且結構復雜的零件進行制造加工,可在保證零件質量的前提下,在短時間加工完成,這很大程度上提高機械制造和加工效率。

二、數控技術應用要點

1.增加數控技術應用的重視程度

數控技術控制自動化、高精度、高效率和成本低等特點,使得其在全球范圍內的機械制造和加工行業的應用已成為必然趨勢。尤其是高精度、制造和加工復雜的零部件方面,數控技術已成為制造和加工的優先選擇。當前很多企業已將數控技術實際應用在機械制造和加工生產,因此需要制定相應的數控技術制造加工標準規范,建立數控技術制造加工的良好工作環境以及裝設合適的數控技術制造加工空間。只有真正重視數控技術的優勢和特點,才可進一步增加數控技術的應用范圍,進而實現數控技術在機械制造和加工行業的實際價值。同時也需要對機械加工人員進行相應的技術培訓,增強機械加工人員的數控技術以及機械加工質量和加工效率。

2.加強自動編程的使用

在傳統的機械制造和加工流程,機械加工人員根據零部件的制造圖樣人工編寫相應的加工程序和工藝流程。人工編程效率低下,同時制造圖樣實際分析過程易出現人為失誤,這限制著機械制造和加工行業發展。如果采用數控技術,利用計算機編程取代人工編程,這既縮短零部件加工時間,保證零部件的制造和加工質量,優化各種資源配置以及降低制造和加工成本。

3.完善數控機床經濟型改造

使用較為先進的經濟型數控機床是提高數控技術的實際應用的重要前提之一,這種數控機床可以是原有數控機床進行經濟型改造,也可以是采用新技術制造的經濟型數控機床。經濟型數控機床的使用是面對全球機械制造和加工行業沖擊的強烈需求,同時也是我國新時期機械制造和加工的實際要求,這種機床應在降低零部件制造加工成本的前提下,保證數控機床的強穩定性和高工作效率,提高零部件制造加工水平以及促進機械制造和加工行業的不斷發展。

4.提高數控技術的智能化

隨著數控技術在機械制造和加工行業應用范圍的不斷擴大,這對數控設備和數控技術有更高的技術要求,而數控技術的智能化是很重要的技術要求之一。數控技術的智能化可以有效提高零部件制造加工效率,并對制造和加工過程進行實時監控以及降低加工操作難度,其也可降低加工人員勞動強度和縮短加工時間。

三、數控技術的應用情況

最早引入數控技術是機械制造和加工行業,由于數控技術其自身的優勢和特點,其在機械制造和加工行業中的應用已包括我國相關行業的各個方面,如汽車工業、機床設備、煤礦機械設備和航天工業等各領域。隨著我國企業對數控技術的重視程度的逐漸增加,其應用范圍也在不斷擴大。

1.汽車工業

隨著汽車工業的發展和汽車功能需求的提高,這也對數控技術控制程度要求也隨之提高。在汽車產量和零部件精度的實際需求下,數控技術已廣泛應用在汽車工業中的各個環節,隨著數控技術的不斷發展和應用規模的擴大,數控技術加快汽車工業的深入發展,并促使汽車功能的多樣化和便捷程度。依靠現代數控技術的不斷優化改進,當前很多汽車公司的生產已采用無人自動化生產線,如自動化車身前板生產線。這種生產線由數控技術和自動化技術協調工作,無需工作人員進行制造加工作業,提高零部件的制造加工精度,并有效加快焊接速度和實現標準化焊接。

2.機床設備

數控技術是機械技術、電氣技術、計算機技術、自動化技術、電子技術以及信息技術的交叉結合產物。而數控機床是數控技術的有效載體,其是一種機電一體化產品,因此數控技術的研發和配套的數控機床的開發利用是機床設備領域研究開發的熱點項目,其在世界范圍內也受到重視,因此也促進機床設備的不斷發展。數控機床的制造使用是機械和電子技術一體化的實際體現,其具有傳統機床不具備的特點,如強適應性、高精度、低勞動強度、質量穩定、低成本和高靈活性等??捎糜诓煌悴考庸ぃ绕涫菍Y構復雜且精度要求較高的零部件,數控機床有利于實現生產加工管理的現代化發展。同時其技術含量高,可進行零部件的柔性自動加工。

3.煤礦機械設備

煤炭資源是我國能源結構的重要組成部分,而煤炭資源的開發需要配套的煤礦機械設備,而煤礦機械設備是否利用數控技術以及利用的程度都會對煤炭產量有很大影響。而實際生產過程中,采用數控技術的優勢在于降低煤礦開采過程的投資風險和人身安全風險,同時也可提高煤礦開采效率。特別是我國經濟高速發展,也相應的提高煤炭資源的需求量,目前我國有很多煤礦企業已采用數控技術對煤礦機械設備進行控制。

4.航天工業

航天技術是世界尖端科技之一,其科技含量相當高,航天技術是國家綜合國力的體現,同時可以促進本國科技水平的發展和相應配套設備的開發。而數控技術在航天工業中應用較為廣泛,特別是關鍵技術和特殊質量要求的零部件,必須采用數控技術才能保證零部件的精度和質量要求。如高速切削技術,其切削過程產熱少,切削力小以致零件的基本不變形,若將高速切削引入航天工業,就必須利用數控技術對高速切削進行嚴格控制,才能滿足相應的航天制造和加工要求。

四、數控技術的未來發展方向

數控技術的發展前景,可以歸納為以下三個方面:首先要進行數控技術創新,這種數控技術創新體現為完善數控技術研發體系,并做好相關機床和數控系統的開發制造工作。培養高素質的專業數控技術人才和技術人員的創新意識,支持機床行業提升技術創新能力和開發新產品。同時也需做好數控功能部件的專業化和標準化生產,確保根據相關技術要求進行數控機床的模塊化制造。建立數控技術和數控設備交流服務平臺,及時交換相關技術設備開發信息和組織攻關關鍵技術,這有利于推動機床行業智能化和自動化水平的發展。其次是系統性發展數控技術,數控技術的開發應用需形成完整的系統性體系,其應根據我國行業的實際需求出發,堅持技術創新、數控技術支持和服務水平,以商品化和市場化為基本目的。最后是提高數控技術支持和服務水平,數控技術及其設備是機械制造和加工行業的基礎,而建造的數控設備是否能抵抗全球相關行業的沖擊,很大程度上是由數控技術支持和服務水平所決定。因此建立其數控技術支持和服務為基本出發點的保障體系,可以有效實現傳統產業的改造,又可獲得良好的經濟收益。

五、結語

通過本文對數控技術的定義及其對機械加工領域的應用價值的闡述,以及數控技術應用要點、機械制造行業中的實際應用情況以及數控技術的發展前景的分析來看。數控技術是機械制造和加工的核心基礎技術,其具有巨大的應用價值。在面臨全球機械制造和加工行業的沖擊,提高數控技術在行業中的應用范圍和應用程度,可以有效提高我國相關行業競爭力,進而提高整個行業的發展水平和促進國民經濟的不斷發展。

參考文獻:

[1]李學佳,楊杰,陳永銀,劉亞剛.淺析機械自動化技術的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2013,(23).

篇3

航天技術的特點是飛行器必須依靠本身具有的速度掙脫地球或太陽的強大引力而能在極高真空的宇宙空間以類似于自然天體的運動規律飛行。為此,首先要研制具有巨大推力的運載火箭。

從古代火箭到現代火箭

原始火箭是中國人發明的,并于12世紀就在戰爭中予以使用。明代茅元儀編著的《武備志》中就記載了靠火藥產生噴氣推動前進的火箭。雖然其結構簡單,但卻具備了自主飛行的特點。由于火箭不依賴空氣工作,故而可發展成為既能沖出大氣層又能在太空中飛行的動力裝置。盡管古代火箭產生的推力很小,飛行高度有限,但是它所體現的基本工作原理卻一直沿襲至今。

20世紀初期,經俄國科學家齊奧爾科夫斯基、美國科學家戈達德和德國科學家奧伯特的努力,闡明了利用火箭能夠開展航天活動的基本理論,從而奠定了現代火箭問世的基礎。他們三人因此而同被稱為現代航天學奠基人和先驅者。戈達德還于1926年3月16日成功地點燃了歷史上第一枚液體火箭,成為液體火箭的實際創始人。德國于1942年10月3日成功地進行了A-4火箭的發射試驗,隨后將其更名為V-2火箭并投入作戰使用。V-2是單級液體火箭,推進劑為液氧和酒精,推力達26.5噸,最大射程320千米。它雖未能挽救希特勒徹底覆滅的命運,但對現代大型火箭的發展起到了繼往開來的作用。德國戰敗后,美國和蘇聯分別繳獲了V-2火箭實物、部分科研人員與設備資料,為各自后來迅速發展火箭技術創造了有利條件。世界上發射航天器的運載火箭,也是這兩個國家首先研制出來的。

火箭的級數與速度

運載火箭只有使航天器達到一定的速度后才算完成發射任務。根據航天器遨游太空的區域不同,這個速度亦有大小不同的區別??茖W家們將其分別稱為第一、第二、第三宇宙速度。

第一宇宙速度為7.9千米/秒,是人造航天器在太空沿地球表面作圓周運動時必須具備的速度,也叫環繞速度。第二宇宙速度為11.2千米/秒,是人造航天器能沿一條拋物線脫離地球的引力場而圍繞太陽運行必須具備的速度,亦稱逃逸速度。第三宇宙速度為16.7千米/秒,是從地面發射人造航天器,飛出太陽系到浩瀚的銀河系中漫游所需要的最小速度。地面發射的航天器在充分利用地球公轉速度情況下獲得這一速度后即可沿雙曲線軌道飛離地球,在太陽引力作用下運行。它相對太陽的軌道是一條拋物線,最后將飛離太陽系。

就現代火箭發動機的性能和結構水平來說,單級火箭所能達到的飛行速度不超過每秒6千米,還不能把航天器送上太空。為了達到和超越第一宇宙速度,需用多級火箭。

多級火箭由兩級以上的火箭組成,每級火箭可獨立工作。從結構上來說,多級火箭可采用軸向串聯、橫向捆綁并聯以及串并聯共用三種形式。由于隨著級數的增加,運載火箭變得更為復雜,致使其可靠性下降,因此常用的運載火箭多為2~4級。發射載人航天器的火箭,對其可靠性要求更高,一般為2~2.5級。所謂2.5級火箭,就是在兩級串聯火箭的第一級周圍再捆綁幾個助推器,以增加起飛推力。進行發射時,助推器雖然和第―級火箭基本上同時點火,但其先工作完畢并脫離,故稱為半級火箭。

發射航天器時,垂直豎立在發射架旁的多級運載火箭,點火后逐級工作、熄火并被拋掉,每一級都使火箭的飛行速度增加+數值,直到末級火箭脫離,將有效載荷增至所需速度并送入預定軌道運行為止。截至目前,人類研制的多種運載火箭已分別成功發射了具有不同宇宙速度的近7000個航天器。

名目繁多的現代火箭

現代火箭的優勢在于它具有多種用途,可以裝載不同的有效載荷。當火箭頂端裝載航天器時,就被稱為運載火箭;當火箭頂端裝載戰斗部時,就成為了導彈;當火箭頂端儀器艙內裝載探空裝置,用來探測大氣層有關參數時,就一并稱為探空火箭。

鑒于現代火箭名目繁多,通常根據級數多少、有無控制、能源種類、用途不同來進行分類。按照有無控制,可分為無控火箭和有控火箭。航天活動和導彈都使用有控火箭;按照能源種類,可分為化學能火箭、電火箭、核火箭、太陽能火箭和光子火箭。化學能火箭就是依靠自身攜帶的燃料即燃燒劑和氧化劑的化學反應釋放熱能工作的火箭。它又可分為固體、液體、固液混合三種火箭,是目前使用最多的航天動力裝置。電火箭、核火箭和太陽能火箭又統稱為非化學能火箭。個別的電火箭和核火箭已在航天器上使用。太陽能火箭尚處于研制階段。至于光子火箭,也屬于非化學能火箭,目前仍處于探索階段。

用于航天發射的運載火箭,都是由箭體結構、動力裝置、飛行控制系統、有效載荷艙和電源構成的。迄今,各國已經和正在使用的運載火箭主要有:俄羅斯的東方號、上升號、聯盟號、質子號、宇宙號、天頂號和能源號;美國的雷神系列、宇宙神系列、德爾塔系列、大力神系列、土星號系列;中國的號系列;歐洲空間局的歐里安系列;日本的H-1系列、H-2系列等。

火箭推力的比拼

在已經問世的所有火箭中,以美國土星號系列火箭中發射阿波羅號載人登月飛船的土星5號推力最大。土星5號為三級液體火箭,第一級總推力達3400噸,第二級真空總推力達521噸,第三級真空推力高達102噸,全箭長110.6米,最大直徑10.1米,起飛重量2930噸,低軌道運載能力為127噸,逃逸軌道運載能力為48.8噸。從1967年9月到1972年7月,土星5號進行了多次發射試驗,其中有7次是載人登月飛行,先后將12名航天員送上月球。1973年5月14日,美國用土星5號火箭成功發射了試驗性空間站――天空實驗室,讓其在435千米的近圓軌道上運行。同年又用土星5號火箭發射了3艘阿波羅號載人飛船先后與之對接。

自2001年8月以來,日本、美國、歐空局已陸續試驗成功或實用發射了H-2A、德爾塔4型、歐里安5改進型火箭,并還要在此基礎上分別發展成為多種型號的系列型運載火箭 ,其地球同步轉移軌道最高運載能力將依次達到9.5噸、13.3噸、12噸。與此同時,我國也在研制新一代的名為五號、六號和七號的運載火箭,將形成高、低軌道火箭系列。其中,五號火箭地球同步轉移軌道最高運載能力將達到14噸,近地軌道最高運載能力將達到25噸。這3種運載火箭有望在未來5年實現首飛。

優點突出的“冷火箭”

包括我國在內的各國新一代大推力運載火箭都是以液氫、液氧和煤油、液氧等液體為推進劑的。由于液氫沸點為零下253℃,液氧沸點為零下183℃,其極低的溫度給生產、貯存、運輸和使用帶來眾多技術難題,但因其單位質量所產生的推力值即比沖較高,燃燒后的生成物是無毒無污染的水蒸氣,故被世界各國視為一種重要的推進劑而采用,并將這種火箭稱為低溫高能運載火箭,簡稱為冷火箭。

篇4

關鍵詞:CGCS2000; 轉換參數;七參數轉換模型

1、引言

隨著科技的進步,特別是GPS技術和新的大地測量技術的發展,原有的北京54、西安80坐標系都不是基于以地球質量中心為原點的坐標系統,已不能適應新時期國民經濟和科學發展的需要以及我國建設地理空間信息框架等各個行業的需求。

2、2000國家坐標系簡介

以地球質量中心為原點的地心大地坐標系,是當今空間時代全球通用的基本大地坐標系。以空間技術為基礎的地心大地坐標系,是我國新一代大地坐標系的適宜選擇。地心大地坐標系可以滿足大地測量、地球物理、天文、導航和航天應用以及經濟、社會發展的廣泛需求。

2.1采用地心坐標系的優點

采用地心坐標系有助于利用空間測量技術,有利于充分享用空間技術的成果;②使用地心坐標系有助于促進航天技術與武器應用的發展;③采用地心坐標系有助于推動大地測量以至整個測繪科技的發展;④采用地心坐標系有利于地球空間信息產業及地球動力學、地球物理學和地震學的研究;⑤使用地心坐標系有助于推動衛星導航產業,進而推動陸地、海洋和空中交通運輸業的發展;⑥使用地心坐標系,有利于統一世界大地基準,進而有利于我國參與經濟全球化及國際競爭,有利于社會的可持續發展。

2.22000國家大地坐標系的定義

CGCS 2000是一種協議地球坐標系。在國家測繪局的“現有測繪成果轉換到2000國家大地坐標系技術指南”(以下簡稱“指南”)中,對2000國家大地坐標系有完整的定義。即“2000國家大地坐標系的原點為包括海洋和大氣的整個地球的質量中心;2000國家大地坐標系的Z軸由原點指向歷元2000.0的地球參考極的方向,該歷元的指向由國際時間局給定的歷元為1984.0的初始指向推算,定向的時間演化保證相對于地殼不產生殘余的全球旋轉,軸由原點指向格林尼治參考子午線與地球赤道面(歷元2000.0)的交點,軸與軸、軸構成右手正交坐標系。

3、從地方坐標系到CGCS2000坐標系的坐標轉換實現

3.1數值變換

數值變換又稱為多項式變換,它是一種較為通用的坐標變換方法,可以應用于任意兩種坐標系之間的變換。它是地圖數字化中物理坐標與用戶坐標轉換的基礎,也是地圖投影變換常用的方法之一。其基本原理是根據已知的若干控制點坐標,利用最小二乘法,反解兩個坐標系之間的關系多項式,從而建立其轉換模型。顯然,數值變換的關鍵是已知控制點的數量和質量,其前提是我們必須同時獲得這些控制點在欲轉換的兩個坐標系中的坐標值。也就是說,如果要通過數值變換將1980西安坐標系的地圖轉換為2000國家坐標系的地圖坐標,那么我們就必須得到若干既有1980西安坐標又有2000國家坐標的控制點資料。事實上,這種控制點數據一般是很難獲取的。因此數值變換法的應用受到了一定的制約。

3.2轉換參數計算

采用七參數轉換的方法需要轉換前后若干組公共控制點計算準確的轉換參數。轉換參數的計算步驟如下:

1)選擇已知CGCS 2000坐標和地方坐標系坐標的控制點若干組;

2)將西安80坐標(X80,Y80,Z80)利用高斯反算求得大地坐標(B2000,L2000,H2000);

3)根據2000橢球體參數,將大地坐標(B2000,L2000,H2000)轉化為空間直角坐標(XT,YT,ZT);

4)已知公共點的地方坐標系的大地坐標,根據地方坐標系采用的橢球體參數,將其轉換為空間直角坐標,與步驟2)類似;

5)根據公共點在CGCS 2000和地方坐標系下的空間直角坐標,通過采用七參數轉換模型,求得轉換的七參數。

由于當前控制點的坐標一般采用高斯平面坐標表示,在建立上述數學模型進行轉換前,需要先將高斯平面坐標表示的控制點經高斯坐標反算轉換成大地坐標,再轉換到空間直角坐標。這些轉換是在相同的橢球體基準面上進行的,沒有精度損失。假設某點的大地坐標為(BL)T,大地高為h,則由大地坐標轉換到空間直角坐標(XYZ)T的計算公式為

式中,N為相應的卯酉圈曲率半徑,計算方法: ,e為橢球第一偏心率。

3.3平移變換

平移變換是基于模擬地圖的關于1980坐標系、2000坐標系之間的一種變換方法。為了盡快進行全國范圍地形圖的更新,國家測繪局大地測量數據處理中心根據理論推算制作了新舊地形圖高斯平面坐標改正用表。改正用表中的改正值以分幅地形圖為單位,忽略圖內差異以圖幅左下角的改正值作為整幅圖的改正量。因此,所謂的改正就是圖幅的平移。對于紙張圖來說,平移量的差異(改正值不同)并不影響相鄰圖幅的拼接,其中的縫隙可以被比例尺所掩蓋。但對于數字地圖、GIS來講,這種縫隙顯然是不可忽略的。

4、結束語

篇5

關鍵詞:技術藝術;技術美學

中圖分類號:J05 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2013)14-0048-02

一、什么是技術藝術

(一)藝術的構成

任何一件藝術品,大體上由兩部分組成:一是物質基礎,包括材質、工具和技法。二是創作意圖,包括創意、構思和內涵①。前者屬于技術范疇,后者屬于精神范疇。馬克思歷史唯物論的觀點也認為,物質第一性而精神第二性,沒有物質,也就沒有精神。這一規律同樣適用于藝術的創造,形式是第一性的,物質的。內容是第二性的,是精神的。所以,我們在欣賞藝術作品時,體會到它內在的精神,欣賞者因為體察藝術作品的精神內涵,才會內心產生審美。

以我國的古代建筑為例,材質上來講,對比中外建筑的不同材質,中國建筑數千年來,始終以木為主要構材,究其原因之一為,匠人對石質力學缺乏了解。石性強于壓力,而張力、曲力、彈力至弱,與木性相反,我國古來雖不乏用石之哲匠,但此類石建筑之崩壞者最多。②不同的藝術形態采用不同的創作工具。音樂和建筑一樣,也建立在藝術家能自由組織和變化的數學關系之上③。我國的水墨畫以水筆作工具;西方的油畫以油彩筆作工具,藝術家們利用自己的創造精神,在歷史上留下了豐富多彩的藝術作品。

技法是藝術家創造藝術品的不同技藝。不同藝術形態的技術創造技法不同。例如,雕塑的創作有手工法、減削法等,而水墨畫則有線條、留白等不同技法。同一藝術形態在不同歷史發展階段的創作技法也不同。還以我國的古代建筑為例:建筑之術,師徒傳授,不重書籍。建筑在我國素稱為匠學,非士大夫之事,概建筑之術,已幀繁復,非受實際訓練,畢生役其事者,無能為力,非若其他文藝,為士人子弟茶余酒后所得而兼也。④在現代社會,我們進行建筑創作時,更多的是運用高科技,采用一套完整、科學的建筑方法,創作出具有統一、均衡、比例、風格等多姿多彩的建筑藝術。

(二)人類藝術史的重新劃分

建筑在我國素稱為匠學,非士大夫之事;工匠和藝術家最大的區別在于:工匠強調物質的精準,藝術家強調在物質以外,還有別的東西,這個別的東西就是指觀念、思想、情感。

藝術和技術兩者可以說本是同源,我國古時的“六藝”:樂、禮、書、射、術、御等,其中六藝并非指的是“藝”,其實指的是“術”。其實,技術包含很多的藝術,藝術中包含很多的技術

把科學藝術分解來看,他們相對應的圖示應該是:

人類當前生活在技術時代,高科技時代。同時高科技迅速的進入美學,創新了技術美學的觀念。以高科的介入為分界點,我們可以把藝術這條長河分成下圖的兩個階段:

在藝術譜系的長河中,音樂、舞蹈、建筑、雕塑、詩歌、戲劇被稱之為傳統藝術?,F代藝術就包括:攝影藝術、電影藝術、電視藝術、數字藝術。我們的人類藝術史分為兩個階段:傳統的人工藝術和現代的技術藝術。

傳統藝術追求的是真,它以真為美,追求韻味和感悟,體現創作者的個性,包含個性美,技術藝術追求的是幻,是視覺刺激和震撼,是虛擬的美,它是數字科技下創造的復制美。

二、技術美學

(一)技術本身的美

美的本質是什么?我們認為完整的、和諧的、給人帶來愉悅感的作品都是美的。美具有形象可感的、尺度的完整性、形勢與內容的統一的特點。

丹納說過科學能夠為藝術提供幫助。首先,科學自身的美??茖W是理論,技術是實踐,科學本身就是美的,就是對美的追求。其次,技術藝術的美。攝影藝術,電視藝術被我們重新劃分為現代的技術藝術,他們創作了豐富多彩的現代藝術形態,創造了電影藝術和電視藝術,拓寬了我們的精神世界。最后,技術具有多元的美,例如設計與產品,現代工藝美學得到極大的發展,并且融入到我們的現代化生活,喬布斯蘋果公司生產的電腦和手機,已時刻在影響我們的生活方式。

值得指出的是:工藝美術是技術美學的外部呈現,并未達到精神層次,只是外部層次的美,為實用而非審美,而未達到精神的美,是物質的美而非精神層面的美。也就是說工藝美術,并不是技術美學最核心的范疇。

(二)技術美學

人類生存的兩個世界一個是物質世界,另一個是精神世界。物質讓我們得以生存,而精神世界關乎我們內心。科學與藝術是兩個概念??茖W屬于知識范疇,科學的本質就是對物質的認知,科學求真,是對理性的認知。技術這個詞是來源于古希臘,是工具的范疇,把科學原理運用到實踐中,是物質的裝置。科技是科學技術的合稱,科學是原理理論,技術是實踐。

科技既包括理論原理也包括實踐,兩者相互作用。人類先有科學后有技術,技術是科學的產兒和工具。高科技是高新技術的簡稱,是高端的新潮的科學技術。它是指現代技術,例如,核技術、航天技術、激光技術和信息技術等。

我們可以把它們相對應的關系進行如下處理:

藝術本身并不美,藝術的責任和義務是創造美??萍济朗且驗橛辛舜思夹g才有此藝術。自然科學和社會人文科學如何結合是美學進步的必由之路。

而隨著社會科技的發展,我們的技術藝術生活正在被前所未有的擴展了,許多數碼產品或電子產品已經是技術美學與藝術美學的完美結合,并且具有簡單優雅的美學風格??梢哉f人類已經進入一個技術的世界。

技術本身含有文化的含義,不是僅有工具的目的。第一次工業革命出現了蒸汽機,人類開始步入了機器時代。第二次工業革命,在19世紀末人類發明了電,我們步入電氣化時代。第三次工業革命在20世紀60、70年代人類進入了電子時代,核技術,電子計算機,航天技術發展迅速,人類進入了信息時代。

藝術與美學是對人類精神世界的關注。藝術最初來源于技藝,后來才逐步提升到思想、感情的領域。例如工藝品只是屬于技藝的領域而沒有到達精神的領域。工藝美學是屬于技藝的,而非藝術品,它只是停止于應用而未進入精神領域。

(三)技術與美學

在西方,法國作家福樓拜較早的提出了技術美學,他說:越往前進,藝術越要科學化,同時科學也要藝術化;兩者在塔底分手,在塔頂會合。⑤

技術美學應該如何定義呢?有學者定義為:技術美學,是由科學原理、技術手段、和藝術規律所創造的、與傳統藝術一脈相承的攝影藝術、電影藝術、電視藝術、數字藝術等現代藝術所體現的藝術規范和審美價值⑥。

其實,技術美學的藝術構成,技術沒有一天離開藝術、藝術也沒有一天離開技術,兩者是一對孿生姐妹,達成共識。藝術中有科學,科學中有藝術,但兩者有著鮮明的本質和內涵。其中藝術屬于個別的事業,關注人類精神,形象的描述世界;科學屬于整體事業,是關注物質的,抽象的描述世界。

當我們清楚的界定好技術藝術后,可以看到藝術始終貫穿著技術,我們可把技術美學分成以下幾個形態:一、自然技術美學,它具有審美價值,它需要欣賞者獨具慧眼,對審美進行自由選擇,屬于無意而為之。大自然中的許多美被有藝術眼光之人發現,大自然具有審美價值,供人審美,自然里的美景是自然物質的客觀存在,它們本身具有隱喻的審美價值。二、融合技術美學,它的涵蓋性很強,技術在其中得以隱退,具有獨立的藝術品格。我國傳統藝術都是如此,如繪畫,技術隱含其中,不顯山不露水,它講究構圖、結構、以及平衡等,強調它的和諧統一美。三、介入技術美學,它是指技術本身的美、技術裝置的美、技術又可以創造美?!敖槿搿本褪羌夹g的介入,完全成為技術制品技術美學的審美特征:技術本身的美、技術裝置的美、技術創造的美。

它的基本模式為:物質――中介――精神

現代技術美學極其重物質,可以說沒有現代物質,就沒有現代藝術。先有技術背景,才會有相應的技術藝術。人類使得新的物質不斷被創造,才會有新的技術不斷發生。現代技術美學更是擴展了人類的想象力,科技成為藝術創造的基本動力,突破了傳統藝術對想象力的束縛;數字藝術的虛擬性創造了亦真亦幻的視覺世界,我們完全進入了一個讀圖的時代,一個造夢的時代。

總之,技術藝術是技術制造的藝術,技術美學是技術藝術創造的美,我們已經進入了一個現代技術藝術的文化語境,技術藝術豐富著我們的藝術世界,在藝術的長河中,各類技術藝術在不同的歷史時期,綻放各自的魅力,高科技的介入使技術藝術、技術美學滲透到我們的日常生活、后現代生活。因為技術始終存在于藝術之中,兩者始終相依,這也要求我們要準確適當的運用技術,只有這樣才能達到藝術創造的“無法而法,此為大法”。

注釋:

①高鑫.技術美學研究.載《現代傳播》2011年第2期,總第175期.

②梁思成.中國建筑史.生活?讀書?新知三聯書店,2011年1月北京第一版,第8頁.

③[法]丹納著.傅雷譯.藝術哲學.江蘇文藝出版社,第36頁.

④梁思成.中國建筑史.生活?讀書?新知三聯書店,2011年1月北京第一版,第10頁.

篇6

關鍵詞環境試驗;試驗流程;技術風險

引言

由于航天器具有系統復雜、研制周期長、成本高、生產數量少、發射后故障無法直接維修等特點,決定了發射前必須進行系統的環境試驗驗證。航天器環境試驗是涉及設施、設備、人員、文件、材料、工具及軟件在內的復雜大任務,具有試驗類型繁多、技術復雜、集成度高、影響大、涉及部門人員多、指揮操作流程復雜等特點。因此,航天器系統風險因素多,系統內任何一個因素出現意外都可能會導致問題的發生[1]。航天器環境試驗對驗證航天產品的設計和制造質量起著重要作用。從風險管理的角度,一方面環境試驗是減輕航天產品研制風險的有效措施,另一方面環境試驗本身又會帶來一定的風險。這些風險既包括費用、進度的風險,又有技術上的風險。因此,在環境試驗過程中應采取各種措施來減少或消除可能發生的風險,用系統的方法開展風險管理,確保試驗成功。

1風險管理概況

1.1國內外風險管理

國內外對風險有各種不同的定義,但都包含了兩個共同的特性:首先,它具有不確定性,即它的發生有一定的概率;其次,它會帶來不希望有的后果或損失[2]。國外從20世紀90年代初就在一些型號研制中開始制定風險管理計劃。美國國家航空航天局(NASA)在1998年4月NPG7120.5A《型號計劃和項目的管理過程與要求》[3],在“風險管理”章節中對風險管理的目的、要求和方法作了較詳細的規定。2002年4月NASA又頒布了NPG8000.4《風險管理程序和指南》,詳細規定了整個風險管理過程的實施。歐洲空間標準化合作組織(ECSS)也制定了風險管理的相關標準ECSS-M-00-03《空間項目管理:風險管理》。國外的風險管理工作已形成了一整套較系統的做法。盡管中國有關風險管理研究起步較晚,但進展較快,取得了不少成果,但主要是針對研制風險管理和風險評估方法的應用研究,對試驗風險管理研究較少。

1.2風險分類

NASA將新研航天產品研制風險分為技術風險、環境風險、安全性風險、費用風險和進度風險等5類風險;美國國防部將裝備型號研制風險歸納為技術風險、費用風險和進度風險。技術風險直接來源于設計、制造、試驗驗證、操作及團隊人員的技術能力,可能由“技術狀態變更”而引發,也可能由個別設備(或軟件)未能達到預期的性能指標要求而引發。隨著項目技術復雜程度的不斷增加,必然要更多地采用最新的科技成果,所采用的新技術、新材料和新工藝等均可能成為技術風險的風險源。

2環境試驗流程和技術風險管理流程

2.1環境試驗流程

環境試驗流程(簡稱試驗流程),一般是指試驗順序。從試驗項目開始至結束,試驗流程一般分為準備、實施和總結3個階段。各階段的工作項目如表1所示。

2.2技術風險管理流程

技術風險管理作為一項重要的產品保證活動,應明確各級責任,配備必要的資源,并充分發揮專業機構和同行專家的作用,按照策劃、識別、評價、應對、監控的步驟,開展各階段的技術風險分析與控制工作,并在研制過程中的各階段迭代進行、逐級落實。風險管理流程如圖1所示。技術風險管理工作應有序開展,一般步驟如下。1)風險策劃:提出風險管理的相關要求。2)風險識別:對過程中不確定的問題形成風險項目。3)風險評價:采用系統的方法對風險項目進行分析,確定影響程度。4)風險應對:依據風險影響程度制定風險應對方案和措施。5)風險監控:對風險應對措施和實施效果進行跟蹤。

2.3試驗流程與技術風險管理流程的關系

試驗流程與試驗技術風險管理流程是不同的,在試驗任務的實施中,試驗流程的不同階段與試驗風險管理流程的對應關系如圖2所示。圖1風險管理流程示意圖圖2試驗流程與技術風險管理流程的關系在試驗的準備階段,主要針對試驗任務的特點,對試驗風險進行策劃、風險項目的識別和評價。在這一階段,結合試驗設計,在進行試驗設計過程中,對試驗風險源、試驗難點和關鍵點,開展試驗過程技術風險項目分析,同時對技術風險項目開展定性或定量評價工作,確定技術風險項目后果嚴重性、發生可能性及風險綜合等級,提出并制定能夠消除、降低、轉移或接受的有效應對措施,確保風險應對措施充分、有效和合理。必要時分解各項技術風險措施,并在試驗實施相關文件中進行落實,制定具體可行的落實計劃。在試驗實施階段,根據風險應對中給出的各項措施,在試驗過程的相應環節中進行關注,并對風險應對措施及實施效果進行監控,全面收集和掌握技術風險項目的狀態信息。在試驗總結階段,對風險管理流程的記錄進行整理,編寫必要的風險管理報告。

3環境試驗技術風險管理

環境試驗具有明顯的階段性特征,每一階段都由若干過程構成,從過程角度對試驗風險事件及產生原因進行分析,使試驗人員對風險的認識更加直觀。按試驗階段順序進行風險分析,以確定試驗不同階段的風險及其危害。

3.1試驗準備階段

試驗準備階段是從正式接受任務開始到參試產品進場。試驗準備階段的主要技術風險及影響表現為以下方面。1)試驗大綱及試驗方案制定。如對被試產品考核不充分、方案不完整。2)試驗方法研究。如試驗方法未進行先期研究或研究不充分。3)試驗技術保障條件建設。如各類試驗儀器設備維護保養不善。

3.2試驗實施階段

試驗實施階段是從被試裝備正式交接到現場試驗全部結束。試驗實施階段主要風險及影響表現為以下方面。1)被試產品交接及狀態控制。如狀態更改未進行論證及閉環。2)現場試驗實施。如試驗流程未經演練或演練不充分,重要參數測試未采用備份設備;未按程序操作或誤操作造成設備故障或損壞,故障報告不及時造成時機延誤或決策失誤,未制定試驗異常情況或故障處理預案。3)現場試驗技術保障。如現場試驗過程中技術保障、通信保障不周密。3.3試驗總結階段試驗總結階段是從試驗結束到試驗總結報告正式發出。該階段主要風險及影響表現為以下方面。1)試驗結果分析與評價。如試驗數據不足或分析不透徹。2)試驗結論與建議。如對試驗故障處理結果未予以跟蹤或反饋。3)試驗記錄歸檔。如原始試驗記錄不翔實、不完整。

4環境試驗技術風險管理實例

4.1試驗概況

某深空探測器真空熱試驗技術難度大、周期長、接口單位多、耗資大,且應用了很多新技術,試驗中存在很多重大風險。1)試驗工裝新。依據試驗工況要求,相應的紅外籠應具備在試驗過程中的可移動功能,必須確保紅外籠在移動期間的可靠性和安全性。2)試驗工況復雜。復雜工況多,熱流控制模式多樣,特別是動力下降段瞬態工況的復雜工況,需各方協同配合,開展模擬和配合演練。3)試驗設備使用多且長時間運行。試驗周期長、同時溫度測點數量近千個、種類多、使用電源多、電纜和數采儀器多、大量測試資源的投入和使用對試驗測控系統的穩定運行提出了嚴格要求。

4.2試驗技術風險管理實踐

針對某深空探測器真空熱試驗,開展了技術風險的專項管理工作。針對技術難點,開展了試驗過程的風險分析與控制工作,對試驗工裝的設計和加工、試驗吊裝過程、試驗紅外籠反復移動、試驗設備長時間運行等進行了深入的風險分析,對識別出的風險項目,制定了針對性的應對措施,并在試驗過程中對風險應對措施及實施效果進行監控。其中,以試驗準備階段和實施階段為重點開展的技術風險管理工作如表2所示。

5結束語

隨著航天技術的不斷發展,環境試驗呈現出任務密度大、技術含量高、任務種類多等特點,試驗中面臨很多不確定性,環境試驗的難度與風險也越來越大。加強技術風險管理的研究,不斷總結出風險管理流程、內容、方法和技術,采取切實有效措施控制試驗風險產生,是環境試驗任務順利完成的重要保證。結合環境試驗流程,進行規范的技術風險識別與控制工作,對各種存在的風險制定充分有效的措施來消除風險,形成一套系統化和制度化的風險管理方法,對指導環境試驗風險識別與控制工作具有重要的參考意義。

參考文獻

[1]史國棟,翟源景.航天試驗任務風險管理研究現狀分析[J].科技信息,2012(33):444-448.

[2]金恂叔.航天器的風險管理及其在環境試驗中的應用[J].航天器環境工程,2002(3):1-9.

篇7

[關鍵詞] 遙感;城市規劃;應用

Abstract: Urban Remote Sensing Information is one of the urban resources. This paper describes the methods and situation of application of the Remote Sensing Information in urban planning and management, analyses some practical questions, and previews its prospects.

Key words: Remote Sensing; urban planning; application

一、引言

遙感技術(Remote Sensing)是一門建立在空間科學、電子技術、光學、計算機技術、信息論等新的技術科學以及地球科學理論基礎上的綜合性技術,為現代前沿科學技術之一,具有宏觀、動態、綜合、快速、多層次、多時相的優勢。在新技術迅猛發展的今天,遙感技術伴隨著航空、航天技術的發展而不斷提高與完善,服務領域因之而不斷擴展,受到普遍重視,顯示出極其廣泛的應用價值、良好的經濟效益和巨大的生命力。

城市遙感信息是城市重要的信息資源之一,遙感技術在城市規劃與管理方面的應用目標可以歸納為:快速實現城市范圍國土資源與生態環境的多層次、全方位綜合調查,系統地研究城市資源與環境的空間分布規律及其相互聯系、相互制約的關系,按不同層次、不同內容編制系列基礎圖件,客觀、真實、系統地反映城市的建設成就和存在問題,為制定城市國民經濟和社會發展的中長期規劃、國土資源和生態環境的綜合整治規劃以及城市經濟可持續發展規劃提供科學依據。

二、遙感資料的制圖應用

1) 航天遙感制圖

所謂航天遙感是指以航天器為傳感器承載平臺的遙感技術。航天遙感實踐中,針對具體應用需求,選擇不同的傳感器如:成像雷達、多光譜掃描儀等,通過衛星地面站獲取合適的覆蓋范圍的最新的圖像數據,利用遙感圖像專業處理軟件對數據進行輻射校正、增強、融合、鑲嵌等處理,同時,借助應用區域現有較大比例尺的地形數據,對影像數據進行投影變換和幾何精糾正,并從地形圖上獲得境界、城市、居民點、山脈、河流、湖泊以及鐵路、公路等典型地貌地物信息和相應地名信息,進行相應的標注和整飾,制作數字正射影像圖。

當前,高分辨率衛星遙感技術的發展已經到了一個前所未有的高度,法國SPOT 5和美國IKNOS、QUICKBIRD衛星影像的地面分辨率分別達到2.5m、1m、0.61m,據估計,在未來兩年內,更高分辨率的衛星遙感影像將進入商業運行。這就使得衛星遙感技術突破了僅能進行定性分析的局限,而跨入定性和定量分析的新境界。因此,航天遙感制圖應用也更為活躍,展示出非常好的前景,不僅在國土資源調查、土地利用監測、城市規劃監測、重點風景名勝區監測中有了典型應用,而且,國家863計劃信息獲取與處理技術主題重大課題還開展了利用分辨率為0.61m的QUICKBIRD衛星影像進行城市大比例尺地形圖的更新研究。此外,高分辨率衛星遙感影像還可提供立體像對,可用于直接生成DEM數據,甚至可以進行大比例尺地形圖的獲取與更新測繪。

用于遙感影像處理的專業軟件如Erdas、PCI、ENVI、Er Mapper等都來自國外,軟件比較成熟,功能較多,并且有些軟件還將衛星傳感器的參數引入影像處理中,以提高精度。近幾年國產化遙感影像處理專業軟件相繼涌現,如ImageInfo、IRSA等,為遙感影像的廣泛應用提供了具有自主知識產權的、高性價比的實用工具。 2) 航空遙感制圖

所謂航空遙感是指以航空器如飛機、飛艇、熱氣球等為傳感器承載平臺的遙感技術。根據不同的應用目的,選用不同的傳感器:如:航空攝影機、多光譜掃描儀、熱紅外掃描儀、CCD像機等,獲取所需資料包括:航攝像片和掃描數據。其制圖應用一般包括兩大方面:

(1)攝影測量制圖

在測繪領域中,攝影測量學已經是一門從理論到實踐都非常成熟的學科。按照陳述彭院士主編的《遙感大辭典》給出的定義,攝影測量完全符合遙感的廣義定義,與狹義定義雖不夠貼切,但從總體上講,它具有遙感的諸多特征。在我國應用攝影測量的原理和方法測繪地形圖有相當長的歷史。目前,1:5000及其以下小比例尺地形圖的測繪,基本上都采用攝影測量方法施測。在城市測量方面,由于要求成圖比例尺較大,過去由于航測儀器及作業水平的局限一直徘徊于有關實驗,主要原因是,對于平面精度,只要工序控制完善尚能滿足要求,但高程精度難以滿足《城市測量規范》的要求。而近年來,計算機技術的發展給攝影測量制圖帶來了新的發展和變化,不僅在內業測圖儀器上實現由測繪線劃圖到直接測繪數字地形圖的轉化,而且誕生了拋開了傳統的攝影測量儀器設備,以軟件實現地形數據采集與處理的數字攝影測量技術,這無疑是攝影測量技術發展史上的一次革命。數字測繪成果既可以通過硬拷貝輸出獲得線劃圖件,又可以借助相關的編碼技術及格式轉換接口,直接為GIS提供基礎數據。

在我國測繪工作者的努力下,我國的數字攝影測量技術水平站在了世界先進的行列,這是中國測繪人可以引以為自豪的。與國外相關產品相比,具有我國自主知識產權的VirtuoZo NT和JX-4兩大數字攝影測量系統,性價比更為出色,近幾年迅速占領國內城市測繪的制高點,展示了極為廣闊的發展前景。目前,應用數字攝影測量技術進行城市大比例尺地形圖的測繪與更新,已經非常普遍,很多城市測繪部門已經形成了一定規模的生產能力。

實踐表明,應用攝影測量技術進行城市大范圍大比例尺空間基礎信息的獲取與更新,平面精度完全可以滿足規范要求,在高程精度方面需要進行特殊的處理(如鋪面水準實測)。與常規地面測量相比,其主要的優勢在于周期短、成本低。

(2)正射影像圖制作

正射影像圖是一種既具有地物注記、圖面可量測性等常規地形圖的特性又具有豐富直觀的影像信息的一種圖件,是將航攝像片的中心投影經過機械式的或數字式的糾正轉變為正射投影形式而生成的影像圖件。正射影像圖制作的優勢在于,生產周期短、成本低。

正射影像圖分為“常規正射影像圖”和“數字正射影像圖”兩大類,前者是通過影像拷貝和正射投影儀糾正工藝,以紙基或膠片基承載的平面型影像圖件。后者則是應用數字攝影測量技術和工藝制作的以數字形式存在的影像圖件,可以方便地輸出成紙基或膠片基圖件。目前,由于計算機技術和影像處理技術的發展,以數字形式存在的影像圖件在生產技術上日趨成熟并不斷完善,已經占據主導地位,并與方興未艾的城市 GIS 技術相得益彰,應用廣泛。特別是數字影像圖在色彩處理方面的優越性,使其更具應用價值。

利用正射影像圖勾繪地物圖形進行地形圖生產,就是曾經廣為應用的像片圖測圖,這種技術現在仍然有其生命力,2000年實施的“數字海淀城市智能管理信息系統”就是利用城市航空遙感制作的1:2000正射影像圖實現地物信息的勾繪并建立系統數據庫的。從2002年開始,北京市每年都進行航空攝影,并利用航攝資料制作大比例尺數字正射影像圖,逐漸積累將會形成一個記錄北京市城市年度變化的信息豐富影像圖庫。同時,由于城市基本地形和像控點數據變化較小,形成了有效的可持續利用的DEM和像控點庫,使正射影像圖生產更為經濟和快速。

在正射影像圖上疊加某些地形信息,如道路信息、房屋信息等,制作復合式正射影像地形圖,信息更為豐富,表現力更強,其在城市規劃與管理方面的應用更具直觀性。

三、遙感影像資料的規劃設計應用

城市大比例尺地形圖是城市規劃設計、管理中應用最為廣泛的一個圖種,而遙感影像圖在規劃設計中的應用仍然舉步維艱。1992年開展中德技術合作時,國內第一條完整的正射影像圖生產線在建設部建成,建設部曾發文推廣正射影像圖在城市規劃設計中的應用,但收效甚微。究其原因主要是,盡管城市大比例尺正射影像圖或影像地形圖對于城市規劃設計的輔助作用要優于線劃地形圖,但其在城市規劃設計及管理方面的應用沒有形成易操作的技術思路和方法,沒有充分地展示其功能特點和未來發展趨勢。1996年完成的建設部科研課題《廣州市大比例尺數字正射影像圖制作及在城市規劃中的應用》研究,應用航空攝影資料制作2054幅1:2000數字影像圖和504幅1:5000偽彩色數字影像圖,并建成區范圍調查、綠化覆蓋率調查、水系調查、重大違章建筑的監測等方面開展應用研究,取得了較好的效果,這是國內第一個大范圍大比例尺正射影像圖生產和應用的實例,是一次有益的、意義深遠的成功嘗試。

最近幾年,由于計算機技術以及數字正射影像圖生產技術的發展,數字正射影像圖在城市規劃設計、建設和管理中的應用日趨活躍,其特點正在被城市規劃行業認同并在應用實踐中得到進一步發掘,生產市場也日益擴大,城市在進行以基礎信息獲取與更新為目的的航攝時,一般都要求開展數字正射影像圖的制作。

在城市規劃設計、建設和管理中,為了更真實、直觀地了解城市的地形地貌及環境狀況,對數字高程模型和數字景觀模型等數據的需求也日益增多,利用遙感信息進行數字高程模型和數字景觀模型的生產,在技術上已經日臻完善。實踐中人們認識到,應用航空遙感信息進行生成數字高程模型(DEM)所需要平面坐標(X,Y)及高程(Z)的數據集的采集,比地面測繪或其它方式更為經濟和快速。作為模型化的城市現狀的表現形式,城市景觀模型對于總體規劃設計思想的形成以及把握城市建設和發展的方向,具有重要的作用。傳統的城市景觀模型是以紙板或其它材料制作的非數字式模型,要想做得逼真,費時費錢。應用數字攝影測量技術所具有的制作城市景觀數字模型的功能,在計算機上非常逼真地再現城市現狀,并可以多視角瀏覽,以輔助規劃設計與建設的參與者及決策者開展相關工作,毫無疑問,其基礎資料來源于各類遙感信息。

除此之外,近景攝影測量和三維激光掃描技術的遙感特征也應被正視,它們面向城市的現實目標體進行信息的獲取,對城市規劃、建設和管理的信息支持作用也是不可低估的,如文物保護測繪、城市標志性建筑和街區的三維建模等。

轉貼于 四、專題遙感調查與研究

城市規劃、建設和管理是一個長期的過程,是一個包括城市方方面面的系統工程,與城市的歷史、人文、地理環境以及經濟建設緊密相關,因此,通過對一些可能影響城市建設和發展的專門課題的調查與研究,獲得指導城市規劃與建設的決策的信息,有著巨大的社會效益和經濟效益,對于城市社會、經濟、環境等協調發展具有重要意義。

遙感圖像資料是地表光譜特征通過大氣層的傳播,被航空或航天傳感器接收記錄為光譜數據,或直接反映在感光介質上成為像片資料。不同的地表覆蓋,不同的地物特征,反映為遙感資料的不同色度值、亮度值,它們是地表反照率的函數,為計算機自動分類和準確的目視判讀提供了可能,從而提高調查工作的效率和效益。

衛星遙感信息覆蓋的范圍大,雖然其分辨率有限,但對于宏觀定性分析,有著重要的作用與價值。從七十年代中期開始,我國就利用陸地衛星像片開展區域地質調查以及土地資源調查?,F在衛星傳感器的種類很多,分辨率大大提高,其信息可應用于大范圍的區域規劃,尤其城市群的規劃建設,有巨大效益,應用遙感技術可以開展很多專題的調查研究,如:1)城市土地利用現狀調查;2)城市歷史變遷動態研究;3)城市水系調查;4)城市道路網絡調查;5)城市污染源分布調查;6)城市垃圾調查;7)城市熱島效應調查;8)城市綠化現狀調查;9)城市在建工地調查;10)城市舊城改造調查;11)城市防汛設施分布調查;12)城市違章建筑現狀調查等等。由具有遙感信息判讀經驗的技術人員,對包括衛星遙感影像、彩紅外影像、多光譜掃描影像以及歷史遙感影像等資料進行人工判讀識別,結合計算機模式識別與分類等專門技術提取相應的專題信息,然后進行實地調查核實,確定研究對象的性質、特征以及規模等。綜合各專題的調查研究,制作專題圖件,總結和分析城市建設的成就以及存在的問題,揭示城市資源與環境的空間分布規律及其相互聯系、相互制約的關系,提出對于城市可持續發展規劃與管理決策等有現實借鑒價值的建議。

國土資源部將土地利用動態遙感監測列入新一輪國土資源大調查“一項計劃、五項工程”中,對全國66個人口50萬以上的城市進行土地利用變化監測,其成果直接應用于國土資源調查、耕地保護、規劃和土地執法檢查、土地利用管理及檢查各地統計數據的可靠性,為土地管理的依法行政提供了真實可靠的信息支持。該項目最初是利用TM遙感數據,現在已經發展到利用分辨率為2.5m的SPOT 5衛星遙感數據,使監測信息更為準確,定量分析的置信水平更高。項目從1999年開始,目前仍在進行中。北京市于2001年開展了基于衛星遙感影像的土地利用詳細調查工作,摸清了城市土地利用現狀,為規劃和土地管理決策提供了可靠的依據。建設部于2002年底開展全國城市規劃監管和國家重點風景名勝區監管項目,也是利用2.5m、1m、0.61m等分辨率的衛星遙感數據與地形、規劃數據進行比對,發現和監管違法違規的建設活動,應用效果非常顯著。

五、遙感信息的GIS應用

GIS(地理信息系統,Geographic Information System)是一門新興的邊緣學科,是一個在計算機硬件、軟件和網絡支持下對空間信息進行預處理、輸入、存儲、查詢檢索、處理、分析、顯示和應用的技術體系,是一個在各個領域得到廣泛應用的智能化系統。從80年代初開始的二十年間,GIS在我國由探索到實際應用,經歷了一個成績輝煌的發展時期,在許多方面發揮了重要的作用。

我國的GIS研究和應用是以遙感為先導的,而且遙感技術和GIS技術同被列為數字時代的高新技術和核心技術。城市遙感信息是城市空間信息的一部分,也是城市GIS的研究對象。與矢量信息相比較,遙感信息的綜合、多層次、多時相、形象直觀的優點,可使GIS的分析、顯示和決策應用功能能夠得到更為生動的表達,其成果使多種層次的使用者如身臨其境。有學者預測,隨著城市信息化的推進,大量的城市GIS的建設與應用,對城市空間信息的需求將越來越多,人們將面臨巨大的信息獲取與更新的壓力。從技術、經濟等角度考慮,遙感技術將成為解決這一問題的最優的和最有發展前景的技術之一。

六、結語

目前,“數字地球”已經成為信息時代的戰略制高點,世界各國政府和有識之士正在付出巨大的關注和行動。作為對應策略,我國的“數字中國”規劃已經提上議事日程,而作為其重要的組成部分之一的“數字城市”的建設必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數字城市”的多源信息的一個重要的分支,與城市的其它信息相比,有其特點和應用優勢。遙感技術也是“數字城市”建設中的關鍵技術之一。遙感信息的獲取與處理技術隨著信息時代的到來正在高速發展,人們對遙感信息內在規律的了解也愈加深入,因此,遙感信息在城市領域的應用將越來越廣泛,必將推動“數字城市”乃至“數字中國”和“數字地球”的建設,對于提高城市建設的決策、規劃和管理水平,提高城市建設的環境、經濟、社會等的綜合效益,以及城市的可持續發展規劃將起到十分重要的作用。

轉貼于 [參考文獻]

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在兩次探月工程取得圓滿成功后,中國眾多航天核心專家開始把目光拓展到更為遙遠的太陽系行星、其他天體及行星際空間?!霸虑蚴俏覀兩羁仗剿鞯钠瘘c。”中國科學院院士、探月工程高級顧問歐陽自遠告訴記者,早在多年以前,在研究月球的同時,他就已經把自己的視野投向了火星。

與此同時,我國深空探測的相關時間表已經出爐:2013年探測火星,2015年探測金星,2025年實現首次載人登月。在這張時間表的背后,是中國深空探測領域的又一次提速。

“螢火一號”10月升空

“嫦娥一號”衛星的成功發射是我國航天測控能力實現了由近空探測向深空探測的重要轉變。對于深空的確切定義,目前國際宇航界仍時有爭論。1988年以前,在世界無線電行政會議制定的《無線電規則》中,把地球到月球的平均距離作為劃分“近空”和“深空”的分界線。隨著大推力運載火箭的出現,人類可以發射更遠距離的大橢圓軌道探測器,大橢圓軌道最遠點遠遠超過了月球距離。根據這些變化,世界無線電行政會議于1988年10月修改了深空分界線,把距離地球200萬公里作為新的深空分界線標準。

而依據我國2000年的《中國的航天》白皮書,深空探測是指對太陽系內除地球外的行星及其衛星、小行星、彗星等的探測,以及太陽系以外的銀河系乃至整個宇宙的探測。

但是目前在國內,月球探測依然被普遍當做是深空探測。從這個角度看,可以簡單地把“深空”理解為月球和月球以外的宇宙空間。

如今,中國的火星探測計劃漸行漸近。如果沒有意外,今年的10月,中國研制的首個火星探測器 “螢火一號” 將和俄羅斯的“福布斯-土壤”衛星一起,搭乘“天頂”號運載火箭從拜科努爾航天中心發射升空。

不過,這已經是一個被延遲的發射計劃。記者了解到,“螢火一號”原計劃于2009年10月隨俄羅斯的衛星升空,后因故該發射計劃推遲到了2011年的10月。俄羅斯方面的推遲發射也給中國方面帶來了損失,因為除了維護方面的成本,中國還不得不對一些系統進行更新。

除了與俄羅斯的合作項目以外,中國自主探測火星的行動已經悄然進行。雖然相關項目還沒有被國家正式立項,但是記者從中國空間技術研究院有關專家那里獲悉,該院以“嫦娥一號”衛星平臺為基礎,綜合應用月球探測一、二期工程技術,已經研究并提出了我國自主火星環繞探測的技術方案,目前正在開展相關技術攻關。據悉,我國自主火星探測器的科學載荷重量達100公斤以上,科學探測能力將大大提高。

中國科學院院士、嫦娥工程核心專家葉培建認為,我國已具備自主開展到達距地球約4億公里遠的火星進行探測的前提條件。此外,火星探測的部分關鍵技術先期已開展研究并有一定基礎,尤其是地面測控系統建設的64米大口徑天線完善了我國深空測控網,為火星探測任務的實施提供了基礎條件。因此他建議,我國需要盡快實施獨立自主的火星環繞探測。

而相關部門也已經開始著手建立探測火星專家組,此后,經過論證和立項工作后,探測火星將進入實際操作階段。

根據專家們的設想,我國探月與探測火星并不互相影響,兩者可同時進行。葉培建說,如果火星探測項目被國家盡快立項,最佳的發射時間應該在2013年,此時火星和地球距離最合適。

對此,《國際太空》雜志副主編、航天專家龐之浩解釋說,地球是太陽系從內到外的第三顆行星,火星是第四顆行星,它們的運行一個在里圈,一個在外圈,但是彼此之間距離遙遠,其最近的距離一般也在5500萬公里以上,為了節省探測器入軌或者登陸火星的飛行時間及能源消耗,需要選擇地球火星之間理想的飛行線路。

科學研究發現,由地球飛往太陽系其他行星,最經濟的軌道就是雙切軌道,即與地球軌道和目標行星軌道都相切的日心橢圓軌道,采用這種軌道可以很好地利用地球和其他行星的公轉運動。龐之浩說,探測器飛往火星其飛行線路要與地球外切,與火星內切,沿著最省能量軌道飛行,而這就要選擇合適的時間窗口。由于火星的直徑為地球的一半,自轉軸傾角、自轉周期和地球相近,公轉一周需要686.98天,幾乎是要花地球公轉一周兩倍的時間。計算發現,火星與地球每15~17年有一次最近的機會,每26個月,會有一次相對較近的機會。因此2013年就是一個好機會,如果錯過就要等到2016年。

深空探測計劃已經出爐

根據葉培建的設想,我國深空探測戰略是按月球探測、行星際探測兩大主線開展探測活動。目前我國深空探測的主要目標是月球,探月工程是我國向深空探測邁出的第一步,將在2020年前完成“繞”、“落”、“回”三個步驟,2025年我國將實現首次載人登月。而我國的行星際探測包括火星探測,大行星、小天體探測。

葉培建提出,到2015年,我國要掌握無大氣天體的環繞、著陸、巡視的技術,具備對火星的空間探測能力。另外,在實施火星環境等科學探測的同時,他提出,在2015年并行開展金星探測。

“到2020年,我國深空探測的發展目標是掌握月球取樣返回技術;具備在距地球約4億公里的有大氣天體的著陸和巡視能力;掌握行星借力飛行等關鍵技術。具體來說,包括月球探測三期工程;火星、金星和小天體多目標探測任務;建立月球基地任務;火星的著陸和巡視探測;金星環繞探測?!比~培建說,在此之后,到2030年,我國將具備對距地球約4億公里遠的天體的取樣返回能力,具備10億公里遠天體的探測能力,另外還將進行木星及更遠的探測,以及火星采樣返回。而要實現這一目標,中國目前需要建立專職管理機構。

探測器“剎車”面臨考驗

龐之浩說,深空探測是一種高風險的行動,其中在進行行星、小行星等其他目標的探測時,探測器入軌是最大的一個難題,從上個世紀50年代末以來,前蘇聯、美國、日本等國的一些探測器發射失敗有很多都是入軌困難造成的。

“發射的一些探測器要么就是飛過去了,要么就是撞上了?!饼嬛普f準確掌握探測器的制動時間非常重要,“踩剎車”必須恰到好處才行,早了、晚了或者太急都會出現無法挽回的后果。據了解50多年來,原蘇聯、俄羅斯、美國、日本和歐洲共計劃了40余次火星探測,其中2/3以失敗告終,這里面絕大部分都與“剎車”時間控制不當有很大的關系。

“因此,入軌控制技術的高低直接關系到深空探測器發射的成敗。近些年,美國發射火星探測器,最緊張的就是入軌那一段,我們的‘嫦娥一號’、‘嫦娥二號’發射也都是如此。”龐之浩說,在其他各類探測器的發射中,入軌控制依舊是一個核心問題。

目前我國正在加快進行深空探測網的建設,現在已經確定的有喀什、佳木斯和南美洲三個測控站,按照計劃安排,預計2012年建成國內深空探測網部分,2016年建成國外部分。這三個測控站建成以后,我國就能夠更好地進行深空探測了。以后無論是探測火星、金星還是其他的一些探測目標,深空探測科研人員就可以更好地進行跟蹤了。

中國還不算深空探測強國

中國科學院院士、中國地球空間雙星探測計劃首席科學家劉振興告訴記者,兩次月球探測活動的圓滿成功使我國突破了地球外天體環繞探測關鍵技術,研制了探測器、深空測控網、運載火箭等一系列功能單元,同時建立了基本配套的深空探測工程體系,為后續任務和深空探測奠定了堅實的物質和技術基礎,標志著中國已經進入了世界深空探測大國的行列,但是目前還算不上深空探測強國。

“只有將來其他國家所進行的火星等探測項目,我們也能夠獨立實施,并且還能夠實施其他國家還沒有進行的一些深空探測項目,才能有資格說我們進入了深空探測強國的行列?!眲⒄衽d說。

“在深空探測方面,我們只是一個后來者?!饼嬛普f,目前世界幾個航空大國或者機構的未來深空探測規劃已經涵蓋整個太陽系,既有以增強科學認知為主的科學探測活動,又有以擴大人類活動空間為最終目標的探索活動,其中月球、火星、金星成為這些國家和機構深空探測的重點。

目前,除了各大行星及矮行星以外,小行星和彗星也成了世界各航天大國和機構深空探測的重要目標,對此,龐之浩解釋說,小行星和彗星有可能保留宇宙起源時留下的一些物質,研究它們對探討宇宙和太陽系起源及演化、行星演化和地球科學都有重要的意義,另外研究小行星還有可能預防小行星撞地球。

其實,從上個世紀50年代末開始,前蘇聯和美國的探測觸角就已經延伸到了太陽系的很多角落,火星、金星等行星及小行星和其他一些天體上或者附近都留下了他們探測的足跡,并且50多年來,美國的深空探索一直在持續進行,其探索的足跡已經擴展到了太陽系各個行星及一些矮行星、小行星、彗星等多個區域,美國已經成為世界上首屈一指的深空探測強國。

龐之浩透露,現在火星已經是美國的重點探測目標。他告訴記者,火星是當前深空探索最為熱門的目標,除了美國以前成功發射、但是已經報廢的多個火星探測器,目前火星及火星軌道依舊活躍著地球以外行星上最多的探測器,數量達到五個,其中有三個軌道器,兩個著陸器。根據美國的計劃,他們將在2025年進行載人探測或者登小行星的行動,另外再以小行星為中轉站實施載人探測火星,大約在2035年,美國就會實施載人探測火星的行動,然后就是載人登火星。

“此外,美國2007年9月27日發射的‘黎明’號小行星探測器目前也正在奔赴小行星的路上。”龐之浩說,“黎明”號將遠赴火星和木星之間的小行星帶,探測灶神星和谷神星兩顆人類以前從未嘗試接觸的天體。而美國耗資約七億美元的“新地平線”號經過長達九年的太空之旅以后,將在2015年靠近冥王星,對其展開為期五個月的探測。這將是人類第一個造訪冥王星的探測器,專家們希望通過它揭開太陽系形成和演化之謎。

“繼承了前蘇聯深空探測遺產的俄羅斯正在謀劃著重新上路?!饼嬛普f,目前他們也提出了包括載人登火星在內雄心勃勃的深空探測計劃。另外,這些年歐洲空間局的深空探測也一直在持續推進中。甚至在深空探索方面,日本也走在了中國的前面。其“月亮女神”計劃也是繼幾十年前美國“阿波羅”號登月計劃之后世界上規模最大的月球探測計劃之一。另外,現在日本還對火星、金星和小行星等多個天體實施了探測計劃,雖然一些行動失敗,但他們的探測還在持續。“在這樣一種局面下,作為航天大國的中國加快進行深空探測已經成為一種必然?!饼嬛普f。

但是歐陽自遠也表示,中國的深空探測也必須謹慎、按部就班地進行,要根據我們的國力量力而行,在太陽系的范圍之內予以重點突破,不可盲目地一哄而上。而對于更為遙遠的宇宙空間,中國現在則根本沒有必要考慮用探測器探測的方案。因為人類目前掌握的航天技術還遠遠不能適應飛出太陽系的需要,即使探測器及飛船的速度可以達到光速,但到離太陽最近的恒星――比鄰星飛一個來回,仍需要近十年的時間,在銀河系轉一圈需要幾十萬年,要飛出銀河系到達最近的仙女座星系,就需要230多萬年,而要在宇宙中周游,則需要幾百億年的時間。

“太陽系以外實在是太遙遠了,在人類現有技術條件下,我們的探測器難以飛出太陽系,根本沒有辦法對太陽系以外的宇宙空間進行探測,這個任務只能交給天文儀器的觀測和天文學家們的猜想了?!睔W陽自遠說。

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關鍵詞:科學;技術;文明;科學主義

中圖分類號:J0-05 文獻標識碼:A文章編號:1005-5312(2010)19-0034-02

“科學”一詞的英文是science,它起源于拉丁文“知識、學問”。日本人把science譯為科學,即分類的知識、學問。十九世紀末,康有為引進并使用“科學”二字。此后,科學二字便在中國逐漸傳播開來。

“技術”一詞的英文為technology,其詞根techne來源于希臘語。在希臘語中技術的本義是對純藝術和實用技巧的論述, 是利用一切自然和人的力量來滿足人類需要的理智的技巧。

科學與技術是有區別的。科學強調“學”這一概念的,技術強調“術”這一概念 。朱維錚先生概括“學”與“術”這兩個概念的區別“學貴探索,術重實用”??茖W注重的是求得真知,既要得到真理,又強調追求真理的探索過程。技術側重實用性,它的目的是使用一些技巧來滿足人的需要。

雖然科學與技術的側重不同,但是它們從產生開始,就密不可分地聯系在一起。對美好生活的追求促使人類尋求能改善生活的技術,人類思考總結這些技術產生了科學知識,同時這些科學知識又成為提高技術的理論基礎。現代社會中技術是科學的后繼產物,技術成為科學的一部分,本文中將科學、技術這兩個概念合稱為“科學”,以便于論述。

一、科學與文明進程

科學的歷史的久遠程度與人類的歷史大概相同。大約在舊石器時代,原始人就在制造石器的過程中開始取得一些技術進步,到舊石器晚期各種技術的改進加快,這對文明的形成有重大作用。最初的科學是與人類生活相關聯的,所有文明最初形成時都必然要定居,而這需要有各種各樣的科學知識。

一兩萬年前,原始人發明了弓箭,捕獲動物的技術得到提高,獵物被圈養、馴化,人類由狩獵時代進入畜牧時代。鉆木取火的發明讓人類不再依賴天然火種,人類結束茹毛飲血的時代,更多的熟食使原始人生活質量得以改善。對火的運用又催生了其它技術,例如,制陶技術、冶煉技術。這些技術結束人類一萬多年遷徙不定的生活,人類進入五千年的文明史。

文明就是人在自然界把自己加以界定的一種概念和行為,并且要區分自己與自然界的不同。文明發生時必然有大量改造自然的科學活動。最初的科學與人類認識自然、改造自然的活動相關,這擺脫不了服務自身生活的目的。文明形成之初人類要耕種、定居需具備農業、畜牧業、城防等方面的科學知識。農業和畜牧業是人類迄今最重要的發明,科學對人類文明的建立有著莫大的功勞。

科學一直跟隨文明的進程而發展,同時科學革命改變文明的發展方向。中國古代有火藥、指南針、造紙術和印刷術這四大發明,沒有人能否認它們對文明的影響。火藥解決了游牧民族對農耕民族的威脅。宋代有專門生產火藥和火器的工廠,火器是當時抵御北方少數民族進攻中原的有效武器。北宋的“霹靂炮”、“震天雷”就在抗金戰爭中大顯威力。指南針把人類文明聯系在一起。指南針傳入歐洲,使哥倫布、達伽馬的遠洋航行成為可能,從而促進了15、16世紀大航海時代的到來,人類文明逐漸緊密聯系起來。紙和印刷術使知識得以普遍傳播,從而改變教育的面貌,加速了文明發展的腳步。

培根在《新工具》中寫道:“印刷術、火藥和指南針因為這三大發明首先在文學方面,其次在戰爭方面,再次在航海方面而改變了整個世界許多事物的面貌和狀態,并由此產生無數變化,以致似乎沒有任何帝國、任何派別、任何名人能比這些技術發明對人類發展產生更大的動力和影響?!迸喔@段話說明科學革命使得文明發生了變異。隨著17、18世紀科學革命的加速,西方逐漸進入現代文明時期。

二、科學主義與現代文明

從18到20世紀,科學主義范式出現。尤根?哈馬貝斯認為“‘科學主義’或‘唯科學論’,就是科學對自己的信任,即堅信,我們不再把科學理解成為一種可能認識的形式,而是把它與知識等同起來。”現代科學的文化效應使得科學家們成為人類唯一的公認立法者,任何學說、觀點、立場如果和科學及其方法論不一致就會被宣判為迷信??茖W決定論占據了人的思想領域,成為一些現代人的信仰。

科學主義與科學精神不同??茖W精神強調實事求是,科學主義中的則將科學意識形態化,它與科學的社會應用價值緊密聯系在一起。認為科學能解決一起問題,是一種科學萬能論。而將科學絕對化、信仰化會對人類文明造成莫大危害。

首先是濫用科學會使人類賴以生存的環境損失慘重。

人類濫用科學致使自然環境遭受到破壞,以石油污染為例,近四十年來因為各種原因流入海洋的石油及其制品至少有1000萬噸,石油在海面上形成的油膜導致海水缺氧、海內生物畸形、死亡,破壞海洋生態平衡。又如因科學發展研制出的化肥、油漆、洗滌劑、殺蟲劑等會對土地、水源、空氣造成污染,這會加速人類文明的滅絕。有專家認為,可能在今后20一30年中,地球上有四分之一生物將處于嚴重的滅絕危險之中?,F在乎均每年有一個物種消失,有許多物種甚至在被人記錄之前就己消失。這與使用科學強行改造自然有莫大的干系。

科學支持下的戰爭也對環境造成巨大破壞。一戰中大量飛機、槍支、軍艦的運用使這場戰爭橫掃世界,造成大約一千萬人死亡,兩千萬人受傷。二戰中原子彈在日本長崎、廣島的投放使十五萬人化為灰燼,成千上萬人遭受核輻射。

主觀上預設科學的絕對真理性,使得人毫無保留地去濫用科學去改造自然,造成人類生存環境破壞。破壞之后又堅信科學能解決一切問題,這種盲目樂觀并不會有利于問題解決。

其次,科學進步與人的價值缺失有一定關系。

科學在現代社會的應用中滲透到社會經濟、文化、生活的各個方面,它給人類帶來巨大的物質財富和便捷的生活的同時,也使人的價值屬性越來越模糊。在馬克思看來科學的力量使人的屬性對像化、異化,人的物質生產與精神生產及其產品變成異己力量,反過來統治人。人被機器隔離開來,個人越來越孤立,只能被動地適應社會。在現代社會中“科學憑借它的方法和概念,已經設計并促成了一個領域,在這個領域中對自然的統治和對人的統治仍是聯系在一起的――這種聯系對這整個領域來說超于成為命定的。”馬爾庫塞認為人們關注科學而不注重人的價值,科學站在人的對立面統治著人。

人的自然存在的屬性也受到威脅。人類基因圖紙正在測繪中,在不久的將來人類可以修復基因缺陷而達到治療很多疑難雜癥的效果。根據這一理論,人類可以活得更長甚至長生不老。但基因工程在造福人類同時也挑戰人的道德、倫理觀念。它有可能改變人的物種,人類的基因如果一代又一代修改下去,人類將改變自己的生物特征,將來的“人”或許是與現在的人類是完全不同的兩種生物。

同樣,人類的克隆技術也挑戰人自身的社會屬性。1997年一項關于克隆人的調查中,被調查者中有23%的人表示愿意被克隆??寺∪说降姿闳诉€是物掀起一場激烈爭論。有的認為克隆人是物,可以用于提供醫療器官,但這會有失殘忍;有的認為克隆人是人,他具有人的生理特征,但克隆人從法律、倫理、道德方面上又沒有清晰的界定??寺〖夹g使得以及人的定義被物化,人或許會定義成一個一個DNA構成的系統。

科學的發展還會使一部分人控制另一部分人,人的自由性減弱。比如轉基因的農作物雖然產量很高,但轉基因作物不能收獲種子用來再種植,種子只能在相應的種子公司購買。科學成果掌握在一部分人手里,需要的人必須付出代價才能獲得這些成果的使用權。一部分人被另一部分人所控制,人的自由性喪失,科技陷入原教旨主義。

三、科學與人文

科學起源于公元前的古希臘社會。科學從產生起就與哲學有密不可分的關系。在希臘人看來當時的科學是哲學的一個分支或部分,“哲學”本身也是一種“科學”,它的題材是自然,是推究事物是怎么構造的和進行變化的。比如亞里士多德的物理學、天文學、生物學等科學理論曾長期統治西方世界一直到中世紀末期,其作用和影響并不比他的哲學在歷史上的影響小。

啟蒙運動早期很多科學家都相信他們的工作屬于“哲學”范疇,比如牛頓的物理學名著叫做《自然哲學的數學原理》。在中世紀“科學”與“哲學”并肩打敗了神學。伴隨著勝利,現代科學開始崛起,它在知識領域和社會生活領域取得巨大成功。17世紀到18世紀中葉,隨著牛頓力學的廣泛接受,科學逐漸取代宗教的權威地位。19世紀以后,科學在認識自然、改造自然的過程中發揮了巨大作用,此后科學的崇高地位奠定。

科學被認為是客觀的、精確的,完全排除了主觀不確定性,而在人類認識自然體系中具有絕對真理性。這種絕對真理性也對社會科學產生了重大影響,比如馬克思用機械論來表達他的理論,弗洛伊德的精神分析學是運用科學研究方法的一門學科。

當然將科學研究方法應用于人文學科一定程度上增加人文學科知識的準確度和可操作性。但是科學技術的擴張使得人文學科的領地越來越小,科技與人文學科的分裂使得文理科發展不對稱,造成科學與人文學科的疏遠。

這種疏遠使得科學和人文對立,使人成為單向度的人。科學的統治地位使人文發展不良,導致人文學科異化,使人文屈服與科學。

現今社會中“科學技術是第一生產力”的口號就是盲目推崇科學、貶低人文的產物,它將科學置于最高的地位,卻不知“技術的解放力量――物的工具化――變成自由的枷鎖:人的工具化?!笨茖W和人文像是文明的左右腳,用科學至上的眼光來對待文明,將會使人文萎縮,最終會導致文明的殘缺。

四、結語

從洪荒時代到網絡時代科學技術始終伴隨著人類文明的腳步,從最初的制造弓箭到如今的核技術、航天技術,科學豐富了人類的物質生活,推動了文明的進程。伴隨著現代科學的崛起,科學給文明帶來新鮮活力的同時也造成環境破壞、人的屬性受到挑戰等等弊端。科學主義誕生,科學這一新信仰束縛了人的自由,沖擊了人的道德、倫理觀念,使科學與人文疏遠,如果任其發展或許將來某天會導致文明的缺失。正視科學的地位,將科學與人文融合,文明的腳步才能健康穩健地走下去。

參考文獻:

[1]赫伯特?馬爾庫塞.單向度的人[M].張峰等譯.重慶:重慶出版社,1988.

篇10

關鍵詞:亞軌道旅游;法律性質;法律適用

中圖分類號:DF4 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2011)05-0154-03

亞軌道旅游作為一項新興活動,具有廣闊的發展前景,很可能會在不久的將來成為利潤豐厚的產業。但是,國內外有關亞軌道旅游的相關法律建設方面基本上還是空白,因此有必要深入研究亞軌道旅游所帶來的法律問題,這對促進亞軌道旅游事業發展具有重要意義。

一、亞軌道旅游簡介

進入新世紀以來,依靠日益成熟的航空、航天技術的支撐,人類開始實現太空旅游的夢想。隨著2001年美國富翁Dennis Tito和2002年巴西富翁Mike Shuttleworth相繼以2 000萬美元的天價向空間站實現個人太空旅游以后,渴望親身體驗和操作太空旅游的個人與公司一直不乏其例。但由于以空間站為目的地的太空旅游費用昂貴,人們開始將目光投向亞軌道旅游。

(一)太空旅游種類

廣義太空旅游包括近太空旅游和狹義的太空旅游。其中,近太空旅游包括拋物線旅游、大氣高層旅游、亞軌道旅游,狹義的太空旅游則僅指軌道旅游。

1.拋物線旅游。拋物線旅游采用類似彈道的飛行軌跡,只能讓游客體驗約半分鐘的失重感覺,航天員在訓練時通常采用這種方法。

2.大氣高層旅游。運載器在大氣層高處(距地面約50―85km高度)飛行,能讓游客體驗身處極高空的感覺。

3.亞軌道旅游。亞軌道旅游是指通過亞軌道游覽飛機運送游客,離開地球表面, 最高到達距離地面大約100公里處,隨后返回地面的一種商業飛行行為。當運載器到達最高高度時,空氣稀薄,受地球引力較小,其飛行速度小于第一宇宙速度,不能像人造衛星那樣圍繞地球軌道飛行,故稱亞軌道飛行。在這種空間環境下,游客可以觀賞美麗的地球,體驗失重狀態。

4.軌道旅游。軌道旅游是真正意義上的太空旅游,指地球軌道、行星軌道及更遠的旅游。

(二)亞軌道旅游的發展現狀與前景

目前已有英國維珍集團(Virgin Group)①下屬的維珍銀河公司(Virgin Galactic)專門為富人們提供亞軌道空間旅行?!疤沾?號”(SpaceShip One,SS1)和“太空船2號”(SpaceShip Two,SS2)即為此公司專為亞軌道旅游研制的運載器?!疤沾?號”于2004年7月21日在美國升空,是世界上第一艘為近地空間游覽而研制開發的亞軌道游覽飛機。2008年7月28日,維珍銀河公司已向外界展示了“太空船2號”。該公司預計試飛將持續到2011年,商業飛行預定從2012年開始,迄今已吸引了330多人參與訂票。甚至微軟公司總裁比爾?蓋茨也決定加入亞軌道旅游行列,并且已經在積極地接受失重訓練;科學家霍金也表示將搭乘維珍銀河公司的亞軌道游覽飛機。另外,據相關報道,歐洲航空航天防務公司(EADS: European Aeronautic Defence & Space Company)也準備在2012年開始進行亞軌道太空旅游飛行。俄羅斯、日本也正在進行亞軌道游覽飛機的研制及將其投入使用的前期準備工作。據歐洲航空航天防務公司預計,到2020年全球太空旅游人次將達到20萬,而亞軌道游覽旅游能占有1/3的市場份額。由此可見,亞軌道旅游的受關注程度及其廣闊的發展前景。

(三)亞軌道旅游的運輸工具――亞軌道游覽飛機

亞軌道游覽飛機是實現亞軌道旅游的主要運載工具,基本原理與空間飛機相同,包括單級和雙級二種,可以重復使用。雙級式亞軌道游覽飛機包括運載機和軌道機。運載機負責把軌道機由地面機場帶到萬米高空,然后將其釋放;軌道機則繼續加速爬升至大氣高層,進入亞軌道,完成游覽后再返回地面機場。單級式亞軌道游覽飛機則兼有運載機和軌道機的雙重功能,能夠單機獨立完成上述任務,是比較理想的亞軌道游覽飛機,但是其技術難度高于雙級式,造價也高于純軌道機。

鑒于目前只有雙級式亞軌道游覽飛機試飛成功,且與雙級機相比,單級式亞軌道游覽飛機成本過高,不宜進行商業利用,本文僅探討雙級機為運載工具的亞軌道旅游活動問題。以下僅以維珍銀河公司的“太空船2號”為例?!疤沾?號”由“白騎士2號”(WhiteKnight Two)運載機與“太空船2號”軌道機組成母子系統,其自帶l臺火箭發動機為動力裝置,用于脫離運載母機后的加速與爬升。母子機只有在起飛和巡航時組合在一起,在經過空中分離――發射后去執行任務,隨后才各自返回機場。在執行飛行任務時,“白騎士2號”運載機將“太空船2號”軌道機攜帶至15.2公里高空并投放,然后“太空船2號”將繼續爬升至100公里左右高空作亞軌道飛行,最后該機以滑翔方式返航。了解亞軌道游覽飛機的構造及其飛行原理對于界定亞軌道游覽飛機法律性質及解決亞軌道旅游活動過程中可能產生的相關法律問題是至關重要的。

二、亞軌道旅游活動的法律性質

按人類的活動所處的空間不同分為航空活動和外層空間活動,針對兩種活動應予適用的法律不同。要解決亞軌道旅游適用何種法律這一問題,應先明確進行亞軌道旅游活動的空間范圍。亞軌道旅游與另外三種太空旅游相比,具有明顯的特殊性,不能簡單地將其歸為空氣空間活動或是外層空間活動。

國際民航組織(ICAO)就亞軌道飛行的相關問題召開過專門會議。鑒于亞軌道旅游的發展形勢,2005年國際民航組織理事會在其第174屆會議的第13次會議期間批準了將“亞軌道飛行概念”項目納入其第175屆會議的工作計劃(C-DEC 174/13)中。并鑒于商業部門越來越多地參與這一領域,而且對旅客有潛在影響,理事會就此種飛行是否屬于《國際民用航空公約》(芝加哥,1944)的范圍交換了意見。①據國際民航組織對亞軌道飛行的定義,“亞軌道飛行是在一種非常高的高度上的飛行,它不涉及將運載工具送入軌道。”“亞軌道航跡”在美國立法②中被定義為:“發射運載工具,運載工具的返回或其任何部分的國際飛行軌道的真空瞬時沖擊點不離開地球表面?!钡菍τ谂袛鄟嗆壍里w行是否到達外層空間這一問題,上述定義均過于模糊。

目前,學界對于如何確定某一空間活動是否屬于外空活動,主要有二種觀點。一是空間論,即先定義外層空間,然后根據一項活動是否在外層空間進行來確定其是否是外空活動;二是功能論,即根據一項活動的目的和功能來確定其是否屬于外空活動。以下即通過“空間論”和“功能論”兩種觀點,對亞軌道旅游活動性質進行分析。

(一)空間論

亞軌道旅游活動的空間范圍比較特殊,它涉及到長期以來爭議未決的空氣空間與外層空間的劃界問題。盡管目前多數觀點是以100到110公里高度作為外層空間和空氣空間的分界,但并非被所有國家接受。聯合國和平利用外層空間委員會(UNCOPUOS)從1962年便開始了關于外層空間定義和界限的討論,但到目前為止沒有達成任何決議??梢?,外層空間仍是一個無法明確的概念,通過劃定絕對高度區分空氣空間與外層空間進而判斷亞軌道旅游是否屬于外層空間活動的方法并不可行。

(二)功能論

關于空氣空間與外層空間的劃界問題,絕大多數國家普遍認同由美國航天權威馮卡門提出的“卡門線”理論,依據航空器功能,即飛行的空氣動力學特征和其依賴的動力作用,以離心力取代空氣作為飛行動力的地方作為劃分的界限,主張空氣空間與外層空間的界限在海平面以上84公里左右。但實際上,雖然絕大多數國家接受、認可此理論,但是對劃界的具體高度標準,尤其是海平面以上80-110公里的法律地位問題仍存在廣泛爭議。

從功能分析,亞軌道飛行過程中,在運載機與軌道機分離前,其動力支持與一般的航空活動無異。在運載機與軌道機分離后,軌道機通過火箭推動繼續上升的動力方式與通常的航空飛行借助空氣動力進行飛行的動力方式有著本質的區別。但以維珍銀河公司實踐為例,“太空船2號”飛行全程共2.5小時,大部分時間是在100公里以下的空氣空間,在110公里以上的時間十分短暫,分離后以火箭為動力的飛行只是亞軌道飛行中的一個短暫階段,以此將亞軌道飛行整體歸類為外空活動,并不合適。而將亞軌道飛行整體歸類為航空活動,就忽視了運載機與軌道機分離后火箭為動力的飛行階段,也有欠妥之處。

因此,筆者認為,可以將亞軌道飛行過程以運載機與軌道機的分離時間為結點分為兩個階段,分離前的飛行階段按航空活動對待,分離后的飛行階段按外空活動對待。

三、亞軌道旅游活動中的具體法律適用

(一)亞軌道運輸工具的法律地位

關于亞軌道旅游活動,尤其是在海平面以上80-110公里區域內的飛行活動,具體適用航空法還是外空法,可以通過分析亞軌道飛行器的法律地位加以具體明確。雙級式亞軌道旅游運輸工具的兩個組成部分,即運載機與軌道機的法律地位應當進行區分。

1.運載機的法律地位。根據《芝加哥公約》(《國際民用航空公約》)附件的規定,航空器是指大氣層中靠空氣反作用力作支撐的任何機器。運載機屬于“航空器”,而無論與軌道機分離與否,因其不涉及火箭動力問題,并滿足航空器定義的各種因素,所以應將運載機納入航空法的適用范圍,在登記、適航證、駕駛員執照的頒發和操作要求等方面均適用《芝加哥公約》的規定。

2.軌道機的法律地位。與運載機相比,軌道機的法律地位界定則比較復雜。軌道機與運載機分離前的階段,軌道機應與運載機視為一個運輸工具整體,或者說軌道機是運載機的一部分,屬于航空器。而分離后,以火箭推動力繼續上升飛行的活動,可以看做是從與運載機分離的空氣空間的高度上進行的軌道機發射行為。雖然《外空條約》對“外空物體”沒有明確的規定,但通常“外空物體”是被發射或意圖發射到外層空間的物體,這又涉及到了前面討論的關于空氣空間與外層空間的劃界問題,尤其在亞軌道飛行的第二階段,軌道機在與運載機分離后,上升到了海平面以上80―110公里的爭議區域內。對此區域內軌道機的法律地位的界定問題上,軌道機的飛行目的是決定性的因素,為使旅客感受失重,軌道機是以離開“空氣空間”到達“外層空間”為目的而繼續飛行的,雖然客觀上其可能只是剛剛到達界線邊緣,但是綜合考慮此階段飛行中軌道機的動力形式與飛行目的,應將與運載機分離后的軌道機界定為“外空物體”。雖然,軌道機隨后返回地面是借助空氣動力,但是僅以此將其界定為“航空器”的做法,并不合適。

(二) 亞軌道旅游活動中的許可和登記制度

1.亞軌道旅游中的許可制度。運載機與軌道機相互分離之前可以看做一個“航空器”整體,無論是適用國際航空法還是國內航空法的規定,航空器都需要國家的授權許可,方可運營。目前,國際及國內航空法對航空器的許可制度已經做出了全面、詳細的規定,這些規定可以適用于分離前的整個亞軌道運輸工具。

軌道機與運載機分離后,軌道機的許可制度應依據外空法。目前,國際外空法對空間飛行包括太空游客的授權沒有具體規定,大多數國家國內外空立法也是如此。據《外空條約》第6條規定,各締約國有義務授權并不斷監督其國家外空活動。各國應將此義務在其國內外空立法中予以體現,為本國外空私人活動設立許可制度,包括對軌道機的認證。目前,澳大利亞、歐洲、德國、俄羅斯和美國的國內外空立法中均有這樣的制度規定。美國是這一制度進行國內立法的典范,其已經為許可制度建立了一個相當完善的法律框架,具體規定在1998年《商業外空發射法案》、2004年《商業外空發射修正法案》及2005年《帶飛行機組的商業亞軌道反復使用的發射運載工具的運行指導方針草案》和《攜帶太空飛行參與者的商業亞軌道反復使用的發射運載工具的運行指導方針草案》①中。美國國內立法的相關規定,尤其是其提出的某些最低要求,確立的信息告知義務,以及培訓和保障措施尤其重要,可為各國國內立法所借鑒。

2.亞軌道運輸工具的登記問題。國家法律制度能夠適用于航空器或空間物體取決于該航空器或空間物體登記,登記對一國得以行使管轄權和控制來說至關重要。軌道機在與運載機分離前,應當看成是運載機的一部分,與運載機一并登記。《芝加哥公約》第17條至第21條及附件7對航空器的登記進行了全面和詳細的規定。

與運載機分離后,軌道機作為“空間物體”,根據《登記公約》第2條的規定進行登記,當有多個發射國時,各國應共同決定由哪一國對軌道機進行登記??梢詫⑦\載機與軌道機相互分離之時,即軌道機脫離運載機并以火箭動力繼續飛行的時刻作為“發射”的時刻,此時開始才將軌道機的登記視為空間物體登記,避免了可能因雙重登記而產生管轄沖突的情形。自分離時起,航空器(分離前的運載機)登記國成為軌道機的“發射國”。根據《外空條約》第8條的規定,此登記國對軌道機及其所載人員保有管轄權和控制權。

(三)亞軌道旅游活動中損害賠償責任的認定

責任事項是亞軌道旅游經營者最為關心的問題,他們需要以此評估潛在的金融風險。在責任方面,亞軌道空間游客是自愿冒險參與亞軌道飛行,他們與亞軌道空間飛行的組織者和承運人之間形成合同關系,而第三者本身并未參與亞軌道飛行活動。因此,乘客責任與“第三者責任”必須加以區別。

1.乘客責任。對乘客的責任是亞軌道旅游中頗受關注的問題。航空器中發生損害的乘客賠償責任問題,適用《蒙特利爾公約》。公約第21條規定:不管有無過錯,承運人必須對乘客的人身傷亡承擔賠償10萬特別提款權,承運人不得免除或者限制其責任。如果乘客的人身傷亡是由承運人的過錯造成的,則承運人承擔的責任無限制。但10萬提款權以上的賠償責任在下述情況下可以免除:損失不是由于承運人或者其受雇人、人的過失或者其他不當行為、不作為造成的;損失完全是由第三人的過失或者其他不當作為、不作為造成的。

運載機與軌道機分離后,乘客責任應適用外層空間法。已有的《責任公約》第1條規定了由發射國承擔責任,第2條和第3條分別規定了絕對責任和過失責任。但據《責任公約》第7條,乘客極有可能為“發射國國民”、“參加操作的外國國民”或是“被邀請參加外空活動的人”而導致公約規定對其無法適用。另外,亞軌道旅游中亞軌道飛行的乘客是自愿并主動參與到亞軌道飛行中,使自己處在一個較高風險的環境下。在這種背景下,要求發射國對其空間物體造成損害而對乘客承擔絕對責任并不恰當。

雖然乘客賠償責任問題不能適用《責任公約》,但可依據相關國內法予以確定,即乘客通過與亞軌道飛行組織者、承運人之間的合同主張賠償責任,或依據國內法律中關于侵權責任及刑事責任的規定主張賠償。

2.第三方責任。運載機與軌道機分離前均適用航空法,此階段第三方責任可以適用1952年《羅馬公約》,1978年《蒙特利爾議定書》及2009年國際航空法外交會議上通過的《關于航空器對第三方造成損害的賠償的公約》和《關于因涉及航空器的非法干擾行為而導致對第三方造成損害的賠償的公約》中規定的運營人的“雙梯度責任”和“限額賠償責任”。

運載機與軌道機分離后,適用《責任公約》第2條、第3條規定的“絕對責任”與“過失責任”。但值得注意的是,《責任公約》第7條規定“該公約不適用于對發射國國民造成的損害”,因此,發射國的國民只能依據國內法獲得賠償?!敦熑喂s》規定由發射國承擔責任,而非造成損害的個人或實體,所以如果國內法有相關規定,發射國承擔責任后,可以向其本國造成損害的個人或實體進行追償。

參考文獻:

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[4] Stephan Hobe, Legal Aspects of Space Tourism, Conference on Security and Risk Management in a New Space Era: Military, Commercial, and Tourism Dimensions[C], Nebraska Law Review, 2007:441-446.