基本介紹
- 中文名：太空學
- 外文名：Space Science
- 研究範圍：地球大氣圈以外的宇宙空間
- 教科書：太空學概論
太空學產生原因,研究範圍,太空學研究中遇到的問題,宇宙開發中的軍事化問題,宇宙開發中的殖民化問題,宇宙開發中的污染問題,套用,太空站,太空國家計畫,太空行走,
太空學產生原因
自從20世紀中葉航天技術誕生以來，以美國、蘇俄為主要力量，經過50年代實驗探索階段、60年代套用研究與實現載人飛行階段，70年代首先達到衛星系統的商業化、軍事化套用，進入80年代後，西歐、日本、中國、印度先後建立起獨立的航天產業，參與航天活動的國家也越來越多。
資源枯竭、環境惡化、人口激增，是當今人類面臨的三大全球性問題，而作為一種綜合性的高新技術，航天技術則可能成為解決上述問題的重要手段，航天太空研究開始。大規模開發空間寶貴資源，讓太空資源造福人類，也已成為世界上各航天國家航天活動的主旋律。當前，航天技術已廣泛套用於國民經濟、科學研究和國防的許多方面，並且促進了天文、地質、氣象、通信廣播、偵察等許多事業的重大進步，在人類生活中產生了非常深遠的影響。誰也無法否認航天技術確實已經深入到了普通人的日常生活中。
研究範圍
太空是指地球大氣層以外的宇宙空間，大氣層空間以外的整個空間。太空學是研究在太空這一範圍內的物理類、生物類、化學類、醫學類和哲學類等學科信息。
主要套用於太空探測。
太空學研究中遇到的問題
人類對太空開發和探索的航天活動深刻地影響著我們的生活，隨著人類對宇宙空間的開發，宇宙環境的破壞也越來越嚴重，這一開發活動對傳統的倫理道德提出了新的挑戰。同時，我們也要看到航天技術的套用會涉及到許多倫理道德問題。2000年7月10日由聯合國教科文組織和歐洲航天局聯合起草的《太空政策倫理報告》在巴黎與公眾正式見面。這份報告較為全面地探討了有關太空開發探索的倫理學問題，強調太空應該成為整個人類的共同財產，所有太空活動都應該在嚴格的法律約束和保護下有序地進行。概括地說，宇宙開發中存在的倫理問題主要表現在以下幾個方面。
宇宙開發中的軍事化問題
和平利用太空一直是人類的一個美麗夢想。自從有了能夠重返大氣層的火箭乃至太空飛行器後，幾十年來人們為著這個偉大的事業一直奮鬥不息，取得了很大的成就。但另人遺憾的是，從人類發射第一枚火箭、第一顆衛星、第一艘宇宙飛船、第一個空間站起，就決不是純粹科學、和平用途的，始終帶有濃厚的軍備競賽色彩。而現在，太空軍事化已成為事實，成了懸在人類頭頂上的可怕的“達摩
克利斯劍”。目前，太空軍事化的態勢越來越嚴重，太空軍事布署越來越具備實戰化能力。而另一方面，人類和平利用外太空的勢頭反而衰減了。這種反常的情況，對國際安全、人類和平事業構成了很大威脅，需要引起國際社會更多的關切。
一些已開發國家尤其是美國，在其強大的經濟作後盾的基礎上，狂熱的發展太空武器，制定太空計畫。典型的就是過去的“星球大戰”、現在的國家戰略防禦系統和戰區防禦系統，其目的旨在控制太空，甚至於控制全球。美國的太空軍事計畫必然進一步刺激其他國家。實際上，俄羅斯是當然的首當其衝者，儘管上世紀50年代末的蘇聯是飛彈防禦系統的始作俑者。2004年3月，時任俄羅斯國防部長的謝爾蓋·伊萬諾夫宣布，俄羅斯將建立有空軍、海軍、航天兵和防空兵力參與的國家空天防禦系統。此舉表明俄軍正加緊打造集空中與空間作戰一體化的防禦體系，以應對未來大規模空天戰爭。日本也不甘寂寞，完全越出其和平憲法和專守防禦原則而大搞“星球大戰之子”計畫。法國、印度、以色列等國也紛紛加快空間技術的發展步伐。印度、韓國也都在為各自的衛星監測系統摩拳擦掌。有報告認為，到2025年，大部分戰爭可能不是攻占領土，甚至不發生在地球表面，而是發生在太空。誰能控制太空，誰就能取得優勢。
實際上，太空軍事化不是一個新的倫理問題。早在上世紀50年代後期，美蘇就展開了太空競賽，以奪取太空優勢來為軍事服務。進入新世紀以來，作為唯一超級大國的美國又提出要“控制空間”。那么，太空的誘惑力究竟在哪呢?
首先，太空資源豐富，可有效地解決地球資源危機問題。以月球為例，其上儲藏有豐富的氦-3可滿足世界能源幾百年甚至上千年的需要。其次，航天技術的發展能帶來壓倒性的軍事優勢。比如，載人航天可用來偵察和監視地面目標，部署和修理軍事衛星，攔截和摧毀敵人的衛星和飛彈，協助指揮和控制地面軍事力量，作為特殊武器試驗場等。
現代戰爭沒有勝利者，只有失敗者或受害者。歷史也表明，戰爭的破壞是巨大的，它昭示人類，如果繼續戰爭，可能大家同歸而盡。道德和事實告訴我們，必須堅決禁止戰爭，力爭和平。
宇宙開發中的殖民化問題
21世紀將是人類向太陽系空間突飛猛進的世紀。2004年1月14日，美國總統布希宣布，美國太空人將最早於2015年重返月球，並將太空人送往火星及其他星
球。布希說，空間探索研究為美國帶來切身利益，空間正成為綜合國力增長源，是正在出現的極其重要的國家利益區域。科學家指出，月球上約100萬噸的氦-3同位素是一種幾乎完美的燃料：效果好、無污染，完全不會造成放射性物質，並且足夠人類使用數千年。“如果能獨占這些能源，美國基本上可以主導能源價格。”
目前，太空還是一個未劃界區域，誰能搶先一步，誰就能獲得更多利益。美國要重返月球、積極探索火星，目的正在於此。據英國《星期日電訊報》6月8日披露，美國計畫將所有的全球定位系統衛星都部署在太空中，組建一支規模龐大的太空艦隊，用於攻擊和破壞敵對國家的衛星。與此同時，美國還計畫發射“軍事太空飛船”。這些裝備先進的飛船既是美國太空設施的保鏢，又充當美國的太空憲兵，使美國達到徹底控制太空的目的。
據悉，美國負責間諜衛星的情治單位一一美國國家偵察辦公室，將具體實施這項新的“星球大戰”計畫。這一計畫被命名為“否決”，即指在沒有徵得美國同意的情況下，任何國家都不能將太空用於軍事目的，美國的任何盟友和敵國都無法使用由美國牢牢控制的太空資源。美國太空指揮部和國家偵察辦公室的內部報告顯示，根據這項計畫，近地球軌道，包括從地球到月球的廣大太空空間都將被列入美國的管轄範圍。
這些事實提出了一個倫理問題:人類利用新技術開拓新領域，走進新疆界，是否同殖民時代一樣，“我首先走到哪裡，哪裡便是我的領土”。憑藉本國先進的科學技術來支配一切顯然就是物質掠奪欲、財富占有觀和勢力範圍論的無度膨脹的具體表現，這種行徑無疑是霸權主義和強權政治的表現。它阻礙了其他國家開發和利用太空資源來發展本國經濟、造福國民的進程，它進一步擴大了技術先進國家和落後國家的貧富差距，勢必會引起其他國家的不滿於對抗。這嚴重的破壞了人類的和平，終將會成為人類災難之源。但是在21世紀，殖民地倫理已經不適用了。因為空間資源是全人類的共同財富，她不應該為某個國家或某些團體所單獨擁有。
宇宙開發中的污染問題
人類向宇宙空間發射的各種太空飛行器，固然有十分重大的科研和套用價值，但是不可避免地會產生空間垃圾。這嚴重威脅到人類對太空的和平利用。
1957年10月4日，前蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星，揭開了人類空間時代的序幕，同時也為太空送去了第一批垃圾。當時，太空人完成飛行任務，把衛星的裝載艙、備用艙、儀器設備及其他遺棄物都留在了衛星軌道上。此後，隨著人類太空史上的一次次壯舉，太空垃圾與日俱增。
太空垃圾給航天事業的發展帶來了隱患，成為人造衛星和軌道空間站的潛在殺手，使太空人的安全受到嚴重威脅，成為人類更多地享受幸福的障礙。要知道，太空垃圾是以宇宙速度運行的。一顆迎面而來的直徑為0.5毫米的金屬微粒，足以戳穿密封的飛行服。在人類太空史上，太空垃圾造成的事故和災難屢見不鮮。據計算，目前太空軌道上每個飛行物發生災難性碰撞事件的幾率為3.7%，發生非災難性撞擊事件的可能性為20%。以此計算，今後將每5-10年可能發生一次太空垃圾與太空飛行器相撞事件，到2020年甚至將達到2年一次。
由大量廢棄的人造天體所形成的“太空垃圾”不僅直接危及宇宙航行的安全，而且還污染了宇宙空間，給人類帶來災難，也影響到地球環境，進一步加劇了生態危機。2011年9月下旬，美國“高層大氣研究衛星”殘骸墜落至地球表面已經搞得人心惶惶，緊隨其後發射之後未能按計畫變換軌道的俄羅斯“福布斯－土壤”火星探測器上載有的11噸有毒燃料的探測器，可能在未來墜回地球，其對生態環境的威脅不言而喻。
拋棄太空垃圾如同地球上亂扔垃圾一樣是不道德的行為，因為任何生存物都是有價值的和有生存權利的，破壞環境的行為會損害他人和其他生命的權利，這顯然是對人類的文明進步起著阻礙作用。我們要反對這種不道德的行為。防止太空污染的任務己經擺在人類的面前，這是一件不可束之高閣的事情。我們需關注這一問題，並做出實際努力。因此在發展航天技術和進行太空探索活動時需要有相應的倫理規則去規範人類的行為。太空倫理的興起和發展，反映了人類航天技術的套用迫切需要進行社會規範化控制的要求，也反映了人類與宇宙環境和諧相處、協同發展的意識和在有利於地球人類、生命、環境的前提下和平開發利用太空的意識的覺醒。
科學技術是一把雙刃劍，它可以造福於人類，也可以給人類帶來災難。它的發展一旦失去了倫理的引導，偏離了人的目的，必然損害人的利益，從而從某種程度上抵消科技發展的正面效益。宇航科學活動的基本倫理原則是什麼?它應該是對宇航科學的社會規範的倫理拓展。
針對人們在開發和探索太空過程中的以上典型性問題，人類在太空探索活動中，應遵守的太空倫理規範，主要有以下方面。
第一，各國應當公正公平地分配太空資源和宇航利益，堅決反對任何國家任何形式的太空殖民控制。
空間資源是全人類的共同財富，應當由各國人民公平分享。各國有權探索和利用外層空間，但不得據為已有。“我首先走到哪裡，哪裡便是我的領土。”這種殖民倫理顯然是違背人類倫理道德的。近年來，世界各國的航天熱持續升溫。在合作、競爭的新模式下，現在有70多個國家直接投入航天事業，有近170個國家套用航天技術。中國、歐洲、日本、印度的發展速度迅猛，逐漸開始打破美、俄兩個大國的空間獨霸局面。正是由於眾多國家的積極參與和投入，空間技術發展極為迅速，取得了輝煌的成就。有人預言，隨著人類探索太空奧秘的不斷深入，太空開發將是21世紀世界上最大的產業。諸如太空育種、太空能源、太空冶煉、太空製藥、太空醫院等等，都具有誘人的巨大價值和輝煌的發展前景。而世界各國特別是經濟強國誰也不甘落後，不願坐失良機。因此，在太空資源的所屬權和開發權問題上，人類必須引人太空倫理的原則和規範，來控制、約束諸如太空殖民控制之類的不道德行為。有鑒於此，世界各國都應該遵守1966年聯合國關於各國探索和利用包括月球和其他天體在內的外層空間活動原則的條約和1975年聯合國關於各國在月球和其他天體上活動的協定的規定，空間資源為全人類共同財富，應由各國人民公平分享，各國有權探索和利用外層空間，但不得據為己有。
第二，開發太空的國家要有太空環保意識，堅決反對在太空拋棄垃圾的不道德行為。
大量增加的太空垃圾，污染了太空，也嚴重威脅人類航天的安全。二十年前人們還認為太空垃圾對航天的威脅是遙遠的事情，然而今天的近地空間已經變成了一個大型太空垃圾場。如今太空人已經在環繞地球的太空軌道中因不小心而丟下了10萬件不同尋常的太空垃圾。實際上，太空垃圾的存在對地球以及圍繞地球的人造衛星和空間站來說是非常危險的。美國宇航局曾報告說，太空中快速運動的直徑為幾個毫米的顆粒就可能穿透太空梭。在距離地面900公里軌道上運行的太空飛行器多是遙感衛星和通信衛星，更易受到太空垃圾損壞的太空梭的運行軌道要低得多。專家們擔心，這些金屬顆粒很可能在一段時間後運行到距離地面更近的地方。距離地面900公里的這些顆粒確實很令人擔憂。當地球軌道上廢棄人造衛星及其碎片的數量達到一定規模時，人類可能不得不停止一切航天活動，遺憾的是至今人們都沒有研製出有效回收處理太空垃圾的技術。為清除這些太空垃圾，必須制訂相關的國際法，對地球同步軌道廢棄衛星的處理作出嚴格規定。例如，美國國家宇航局的太空人曾經在俄羅斯的米爾空間站釋放了一盆生活垃圾，如牙膏、尿塊、糞塊。結果這些垃圾擊中了一顆印度尼西亞的人造衛星，那顆衛星被擊毀了。地面上的環境污染，尚能找到有效辦法進行治理，而對於空間碎片，目前人們也只有招架之功，而無還手之力。目前一些國家的有關部門正在密切跟蹤這些太空垃圾並計算其運行軌道，以保證載人飛船及人造衛星免遭這些垃圾的威脅。因此，隨意拋棄太空垃圾同在地球上隨意拋棄廢物一樣是個倫理道德問題，我們要堅決反對在太空拋棄垃圾的不道德行為。
第三，航天技術應當主要套用於人類的和平和安全，航天技術的發展與太空倫理的主要規範別是解決當今人類的可持續發展問題，堅決反對這個領域的軍備競賽和霸權主義。
當今，在人類的日常生活和工作中，到處都有航天技術的痕跡。廣播電視，天氣預報，洲際長話，船舶、飛機、車輛的定位導航，農業估產、資源調查等等，都離不開航天技術。我們相信，航天技術套用的領域和方面還會越來越多，對人類社會生活的影響還會越來越大。隨著前蘇聯解體和冷戰的結束，世界航天活動的總體格局已發生了巨大變化。各國航天，尤其載人航天活動的目標由追求政治、軍事威望逐步轉向追求經濟性和實用性。人們不會忘記，美蘇兩國出於軍事目的、軍事競賽，使航天技術走向異化。美蘇在五六十年代航天競爭的目的，多限於以航天技術上的優勢來實現政治上的競爭，也即在政治力量上僅具有象徵意義。60年代中期以後，由於航天技術的日漸成熟，套用開始，所以主要用於軍事領域，展開了兩國之間的軍用太空飛行器的較量。美蘇在七八十年代的競爭中，由於都不具備壓倒對方的絕對優勢，而是互有短長，同時這種競爭耗資巨大，可見，宇航活動的發展經歷了從技術競爭到政治競爭，直至後來的軍事競爭的過程。不過，這三種競爭，無論從時間上，還是從性質上，並非平分秋色，整體上具有濃厚的政治競爭性質，而實質上則更多地體現為軍事競爭。航天技術的發展將可能引發新一級的國際紛爭和軍備競賽。雖然發展航天技術應是和平利用空間資源，但也使人類爭奪的領域從陸地、海洋、天空擴展到外層太空。誰要是獲得控制太空的最後地位，誰就獲得了對地球的控制權。擁有制天權，就能夠暢通無阻地去揭示太空的奧秘，在開發和利用太空資源方面捷足先登，以增強本國的經濟實力、科技實力和軍事實力。從歷史來看，航天技術也是超級大國推行霸權政治的重要工具，而太空已經成為地面戰爭的另一個戰場。因此，我們要堅持航天技術開發和套用的造福人類的正確方向，堅決反對使航天技術走向異化。
第四，各國應當更重視航天活動的安全問題，儘可能避免各類航天安全事故。 在一個航天飛行幾乎被視為很平常的年代，人們很容易就忽視火箭旅行的危險和在地球外大氣層航行的危險。由於科學技術水平的限制和人為的失誤，全球致命航天事故已發生多起。至2003年2月1日，美國哥倫比亞號太空梭失事，7名太空人遇難止，人類在載人航天活動中發生事故6起，遇難人員22人。可見，人類探索太空的旅程充滿艱險，稍有不慎就會釀成安全事故。為了保證人在太空安全地工作與生活，航天科學家、工程師和醫學專家必須付出了辛勤的勞動，建立起嚴格的管理制度和操作規程，制訂出安全指標，要求操作者必須按規定的工作程式、精度、時間順序完成規定的操作和行為，切忌人為失誤的發生。載人航天初期發生的事故，無論大小都可以理解，因為任何一項科學事業都要付出代價的。但人為失誤所引起的事故應該倍受重視，這對還沒能把人送入太空的國家，以及頻繁發射載入太空飛行器的國家，都要付出更大的精力去預防事故的發生。當今，世界各國更加重視載人太空飛行器的可靠性和安全性設計。例如，我國在短短十幾年間載人航天工程就取得突破性進展。神箭揚威，神舟飛天，神舟工程碩果迭出。從1999年11月至今，我國已將7艘神舟飛船送上太空。7次發射，每次技術都有新的提高，其返回艙容器目前是世界上已有的近地軌道飛船中最先進者之一。
第五，由於太空倫理的全球性特徵，國際協調機制在解決相關倫理問題時的作用也愈顯突出。
由於太空探索是對外空的探索，相對於茫茫宇宙來說，地球可謂是滄海一粟，所以當其技術套用於地球時往往把地球作為一個整體來看待。因此與生物倫理、醫藥倫理所涉及的主要是健康和安全問題等不同，太空倫理涉及到的更多的是國際社會以及全人類所共同面對的問題，具有全球性的特徵。在一個國家發展航天技術和開展太空探索活動的過程中，面對全人類共同的遺產，稍有不慎，將會直接影響到將來的探索活動，損害下一代人的利益。同時由於其全球性特徵，加上太空雖然無窮，但資源也是有限的(比如近地軌道)，在此過程中也將必然會影響他國和他人的利益。
航天技術的發展應以為全人類謀福利為出發點，所以國際上討論的許多重大問題都與它有關，並成立了官方與民間的各種組織，聯合國還設立了外層空間委員會，以協調各國之間的航天活動，制定各類涉及空間活動的國際條約、法律和規定。
1998年聯合國教科文組織組建了世界科學知識與技術倫理委員會太空倫理一直是其研究和討論的主題之一。該委員會當前正致力於提高對於空間活動所引發的倫理問題的認識並進行這方面的教育，與聯合國太空事務辦公室和聯合國和平利用外層空間委員會之間建立起富有成效的協作和合作關係，協調實際的空間活動，以消除各國在此方面的差異，確保在開發和利用外層空間和相關技術時不忘尊重人權、自由和責任，促使空間倫理的內涵運用到各國空間計畫發展的每一個階段。
人類只有一個太空，浩瀚而美麗。隨著人類對太空環保的重視，太空垃圾必將得到治理，那時人類將重新獲得一個美麗而清潔的宇宙太空，宇宙遨遊將美麗而浪漫。空間也是人類活動的最後的疆域，我們需要認識空間環境，開發空間環境，利用空間環境為人類造福，同時我們也需要為子孫後代保護好空間環境，給他們留下一個潔淨的空間。
套用
太空站
1971年4月19日，原蘇聯拜科努爾太空中心向太空發射了"禮炮號"軌道太空站，這是人類建立的第一個太空站，它實際上是一個太空實驗室。緊隨其後，美國於1973年5月14日用土星5號運載火箭發射了一個太空站。此後，又有更先進的"和平號"和 "阿爾法"國際空間站發射升空。太空站的建立，使人們離太空更近了，在太空停留的時間更長了。
1998年11月國際空間站的第一個部件曙光號功能貨艙發射升空，隨後陸續發射的模組對其逐漸進行擴充。它由多個國家分工建造、聯合運用，成為國際合作進行太空開發的標誌。自2000年11月之後，國際空間站上就保持至少三名乘員至今。
中國在2011年9月29日發射了首個小型試驗性空間站天宮一號，中國也成為繼蘇聯（俄羅斯）和美國後第3個能夠獨立發射空間站的國家。天宮一號將分別與隨後發射的神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接，從而建立第一個中國空間實驗室。
2016年9月15日，中國天宮二號空間實驗室由長征二號FT2火箭發射，天宮二號是我國第
一個真正意義上的太空實驗室，設計在軌壽命兩年，為滿足中期駐留需要，對載人宜居環境進行了重大改善，具備支持兩名航天員在軌工作、生活30天的能力。
2015年4月，美國“聯合太空結構”公司計畫建造一座新型空間站。在設計上，這座新空間站呈蘑菇形，將環繞垂直軸旋轉，每分鐘旋轉4.22周，以形成人造重力。完工後的“太空蘑菇”直徑將達到約100米，長約400米。建造這樣一座大型結構需要大約30年時間，成本接近約3000億美元。
太空國家計畫
2016年10月12日星期三，巴黎，一個由研究人員、工程師、律師和企業家組成的國際集團宣布在太空中建立了一個國家，並以挪威神話中奧丁神統治的天空命名。
雖然Asgardia還沒有任何土地，但它已經開始招收公民。任何人都可以申請成為這個國家的公民。目前，Asgardia還在網上徵集國旗、國徽和國歌。
Asgardia背後的航天專家團隊來自世界各地，包括加拿大、羅馬尼亞、俄羅斯和美國。按照建國計畫，他們首先將在18個月內，即2017年發射一顆機器人衛星，以紀念人類首顆人造衛星（俄羅斯製造）升天60周年。然後，他們將在太空中建立一個永久性的空間站（大約容納10萬人）。人們將在這個空間站上生活、工作並建立自己的法規。
按照Asgardia的計畫，他們將進行太空採礦並同時“將民主撒向太空”。
此外，這些創始人們還有一個終極目標——建立一個人類最先進的“地球護盾”，以保護“地上”的所有生靈免於來自“天上”的傷害，其中包括太空碎片、日冕物質噴射和小行星碰撞等。
