人造卫星如何改变人类文明?

郑渝川 | 2023-11-06
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地球只有一个天然卫星月球。但从20世纪中期开始,月球开始有了许多人造的伙伴,如各国发射的气象卫星、通信卫星、导航卫星、国防卫星等,也在距地球不同的高度围绕地球旋转,并以其不同的功能开始改变人类文明,成为几十亿地球人的生活密不可分的一部分。

20世纪50年代,美苏展开太空争霸。苏联太空工程师谢尔盖·科罗廖夫成为1957年发射“斯普特尼克1号”的功臣。苏联还紧锣密鼓地又发射了“斯普特尼克2号”,该卫星成为世界上第一个生物太空飞行器,包括多舱室、装载无线电发射器、遥感勘测系统、程序单元、舱室蓄热、温控系统,搭载了一只混种犬。

受此影响,美国政府开始重新部署类似于二战期间的曼哈顿计划的太空科技行动方案。时任总统艾森豪威尔推动了这项方案获得通过。

美国科普作家、科学记者克里斯托弗·万杰克曾在《太空居民:人类将如何在无垠宇宙中定居》一书(社会科学文献出版社2021年出版)中提出,苏美展开的太空竞赛期间,获得领先优势的一直是苏联,而美国处于追赶。苏联是第一个制造出洲际导弹和运载火箭的国家,第一个将卫星融入轨道,第一个把动物送入轨道,第一个发射了逃离地球引力的航空器,第一个完成与太空的数据通信,第一个将航天器送入日心轨道,第一个将人造物体发射到月球上,还第一个对月球背面进行了拍摄、向金星发射探测器、将双人送入轨道、在月球上软着陆、在太空完成轨道交会对接、到达另一个行星表现(金星)。相比之下,美国在太空竞赛期间获得的第一仅仅包括人类首次登月,第一颗地球同步卫星等。但因为登月事件的明星效应,所以很多人就得出了完全脱离事实的判断。

美国科技作家、亚利桑那大学核工程博士、洛林斯学院物理学兼职教授约瑟夫·A.安吉洛所著的《插图本人造卫星简史》一书为读者图文并茂地叙述了美苏争霸促成的太空时代的到来,介绍了在这一过程中发挥了关键作用的科学家(如谢尔盖、科罗廖夫,冯·布劳恩),卫星的构造和运行原理,然后再转向对各种类型卫星的介绍。这本书的一大特色就在于,穿插卫星功能、类型的叙述,用通俗易懂的语言阐解了相关的科学原理,有益于科学爱好者尤其是广大青少年通过阅读激发对于航空航天的兴趣。

之所以说卫星的投用深刻地改变了人类文明,就是因为这种最初旨在显现美苏两国国力竞争的科技应用,广泛被应用于与普通人生活息息相关的天气预报、通讯、导航、环境监测等方面。如《插图本人造卫星简史》书中所说,在太空时代到来之前,气象观测基本上局限于陆地表面,人们很难真正意义上监测陆地上的人口稀少地区、广袤高原等地区的气候,更难以对大洋天气形成检测。这意味着,诸如远洋航行就面临着不可知、不确定的气候风险,相应加大了国际贸易的(保险和防灾)成本。而在气象卫星投用以后,可操作的气象卫星帮助人们更好地完成了对陆地和海洋天气状况的了解,并基于详实数据开始形成较为准确的规律探索,再加上卫星上的照相机的捕捉,就使得极端天气风险能够较为及时、准确地被捕捉。

现代人造地球同步通信卫星,最终推动迈向了信息革命。《插图本人造卫星简史》书中详细介绍了通信卫星是如何破解卫星与地面无线电信号的稳定接收难题,并在那之后快速进入商业领域带动了巨大发展。与之相关的卫星导航,使得全球各地的民众可以在车辆装载GPS系统,以确保准确行驶,而消防车、急救车、救援车的援救能力也大为增强。还有,借助卫星导航,准确的地图测绘成为可能。

有趣的是,也正是因为有了通信卫星,电视节目包括综艺、娱乐和体育节目可以实现一个国家全国甚至全球直播,从而推动产生了全球性的娱乐产业和体育产业,推动全球范围内娱乐趣味、审美喜好走向趋同化,梅西、C罗因而具备了成为全球体育偶像的可能。

《插图本人造卫星简史》

书名:《插图本人造卫星简史》

作者:(美)约瑟夫·A.安吉洛

译者:龙志超、王欢

出版社:上海科学技术文献出版社

出版日期:2023年9月

 

 

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