没有国界和归属的特殊资源

第二节 没有国界和归属的特殊资源

我们通常所说的资源,是指人类的生产资料和生活资料,它来自人类所处的地球,而资源数量和质量以及如何配置,将关系到国家兴衰、民族存亡、人类生存。资源是人类社会生生不息、破浪向前最重要的基础和保证。

提起资源,人们通常会认为资源是那些能感觉到的、有形的、可以利用的物质,如矿产资源、水资源、土地资源、动植物资源、核能资源、空气、太阳光等等。人类进入了地球轨道和外层空间后,对许多未知领域的认识产生了跨越,资源的观念也发生了变化,资源已由最初的具有某种形态,扩展为某种环境和条件。在人类新进入的第四环境中,蕴藏着极其宝贵的资源,仅就地球引力和人造地球卫星作用范围这一最小的外空领域看,现已探明可供利用和开发的空间资源大致有:航天器相对于地球表面的高远位置资源、高真空和高洁净资源、微重力环境资源、太阳能资源、强宇宙粒子射线资源、月球及其他行星资源。科学家认为,这些资源在地球上无法找到,看不到,摸不到,甚至感觉不到,非常丰富和有利用价值,对其中任何一项资源进行开发和利用,都会给人类带来巨大的利益。

高远的位置资源。据科学研究发现,站在地面上即使天气再好,视野再开阔,充其量也只能看到几十公里的地方。如果乘飞机,能看到方圆数十公里,甚至数百公里的地方。假如站在珠穆朗玛峰上,就可以看到0.07%的地球表面。而在离地球200公里轨道上运行的人造卫星,则可以看到14%的地球表面,在距地面35786公里的地球静止轨道上运行的航天器,则可以看到1/3以上的地球表面。

在地面上,因为受建筑物、山体等障碍物的遮挡,声波、电波的传播都将受到影响,所以电视转播塔、无线电发射架都要建得非常高,有的还建在高层建筑物的上边或山顶上。从中,我们不难看出高远的位置其实是一种资源。

航天器按天体力学规律和特定的轨道环绕地球运行,由于其位置高、速度快、耗能少,可以快速大范围覆盖地球表面,从而达到通信、遥感、定位的目的。今天,人类利用航天器相对于地球表面的高度这一十分重要的资源,发射了通信、气象、导航等各类应用卫星,这些卫星高高在上,不受建筑物、山体等障碍物的遮挡,使声波、电波的传播畅通无阻,为人类提供了无与伦比的通信、气象观测、导航定位、对地观测等各种服务,极大地提高了人类的生活质量,推动了人类社会的进程。

高真空环境资源。我们每天呼吸的空气密度,随海拔的升高而减小,到达100公里以上的高度就逐渐成为真空。在地面上,如果我们把一个密封的大罐子里的空气抽空,也会变成真空,但是这种人为的真空环境,与空间真空环境相差极远。在空间这个硕大的“真空罐”里,没有氧和其他气体的存在,生命无法存活。动物进入这个环境里,由于没有大气压,体内外的压力差会使体内的液体沸腾、汽化,而迅速蒸发掉。另外,空间真空环境不仅体积硕大、纯净无污染,还具有无限大的抽气能力,这种环境是一种非常有用、极其宝贵的资源。

辐射环境资源。我们所居住的地球,被厚厚的大气层包裹着,这团大气如同一张天幕,阻挡了部分太阳光,这张天幕被物理学家称为大气阻尼。宇宙空间充满着各种强烈的辐射,如银河宇宙线、宇宙射线辐射、太阳电磁辐射、太阳宇宙线和太阳风等,还充满着能量和引力场。由于没有大气阻尼,宇宙射线可以自由自在地在里边穿行,因此,宇宙射线几乎没有什么损失。科学研究已经发现,地球轨道上的太阳辐射密度为每平方米1.4千瓦,是地面上的两倍。宇宙射线辐射也比地面大得多,而且是全谱的。由于大气阻尼,宇宙高能重粒子到地面几乎绝迹,而在宇宙空间却极其丰富。这种辐射环境是一种地面无法模拟的宝贵资源。比如,这种环境将使种子、微生物以及各种细胞等生物的遗传密码,在排列上发生变化,可能从中产生更有价值的新物质。

失重和微重力环境资源。地球或其他天体的引力称为“重力”。物体离地球越远,重力就越小。物体在重力作用下,施加给与其接触的其他物体的力称为“重量”。失重,指物体失去重量,而不是失去重力。凡物体只受重力作用时,就出现失重。例如,在地面上,若不考虑空气阻力,物体一旦抛出,它在上升和下降过程中,只受到重力作用,这时物体就失重了。航天器在太空中飞行时,只受地球、月球、行星、太阳等天体的引力作用,在这种情况下,航天器及其内部的物体相互之间没有拉、压等作用力,即处于失重状态。

太空漫步

航天器在太空飞行时,航天器及其内部的物体失去重量,这只是一种理想状况。实际上,它还会受到微小空气阻力作用。航天器内的物体并不都在航天器质心位置,有时航天器会旋转或航天器上携带的发动机工作会产生推力,在这些情况下,航天器及其内部的物体表现出有微小的重量或者产生微小的加速度,好像受到了微小重力的作用,这种作用力称为“微重力”。

人之所以能站在地球上而不会掉进茫茫太空,是由于地球引力的存在,有引力也就有了重量。而在绕地轨道上运行的航天器中的物体,既受到地球引力的作用,又受到惯性离心力的作用,这两种力达到平衡,等效于重力消失,只受到其他微小干扰力的作用,而处于微重力状态。此时,航天器里物体的重量,只有地面的十万分之一或百万分之一,流体中浮力基本消失,物体可悬浮空中飘忽不定。由引力引起的流体的自然对流基本消除,空气、水受热后,不会有上下对流的情况,液体也没有固定的水平面,扩散过程成为主要因素,比重不同的液体,可以在一起“和平共处”。不难想象,这种奇特环境,对新材料加工和微生物、细胞、蛋白质晶体的生长与培养是十分有利的。它将使微生物发生遗传变异,其结果不仅尺寸大小发生变化,而且纯度也高。因此,失重和微重力是一种宝贵的资源,可借以进行地面上难以进行的科学实验,用于新材料和昂贵药物的生产等。

月球及其他天体资源。地球是人类的生身之母,她孕育着人类,又以其博大的胸怀、丰富的资源哺育着人类从远古走来。今天,由于地球上人口数量急剧增加和对资源的盲目开采,人类加在地球母亲身上的负担越来越沉重了。地球上已经出现了资源的严重不足,有的资源已经或将要枯竭。然而,科学家们已经把目光投向了广袤的太空,放眼太空,那里有一片未开垦的“矿场”。 目前,科学研究已经知道,宇宙空间的许多行星上,都存在着大量的铁、硅等资源,特别是月球上的资源,人们对它早已不再陌生。据科学探测,月球岩土中富含地球上的全部化学元素和60余种矿藏。不仅如此,整个月球环境,对于人类来说也都是极其宝贵的资源。

测量月球岩尺寸

据科学探测发现,有的金属型小行星上含有极其丰富的铁、镍、铜等金属,有的还含有宝贵的贵金属和稀土元素。如1986年发现的“1986A”近地小行星被确认为一颗含有极其丰富的铁、镍以及微量贵金属的金属型小行星,犹如一座矿山。同时,其他行星、卫星和彗星上,也有丰富的物质资源和供科学研究的资源。即使是转瞬即逝的流星,也是可以利用的资源。

取之不尽的太阳能资源。在宇宙空间,由于没有地球大气对太阳光的反射、吸收和散射的影响,可以高效率地利用太阳能。据有关专家预测,到2020年世界人口很可能超过70亿,能源危机是影响人类生存与发展的大问题。据统计,仅对电能的需求,年增长率就大于2.5%,尤其是占人口80%的发展中国家需求更旺。而最有希望被开发利用的能源是太阳能,它可直接转变为电能,克服火力发电污染严重、消耗燃料、水力发电水源严重不足等难题。在太空中利用太阳能发电,可以在不需燃料、完全无污染、不需要架设输电线路的情况下,直接向空间站或航天飞机供电,也可向地面供电。

高、低温和大温差资源。在空间环境中,由于高真空绝热,被太阳直射的物体表面可以达到100摄氏度以上的高温,而背阴面则可以保持零下200摄氏度以下的低温。两者之间形成大的温差,而且非常稳定,这种环境也是一种宝贵的资源。

另外,宇宙本身蕴含着无穷的能源,冲出太阳系,在广阔的宇宙中,将会获取大量的如引力能、电磁能、基本粒子能、新星及超新星爆发的能量、类星体喷射的能量,黑洞、暗物质等取之不尽的资源,或许还有反物质的利用,等等。总之,太空是取之不尽的资源宝库。

太空资源还有一个显著的特征,就是没有国界,没有归属。几十年来的航天技术的发展和科学研究,向人们传递着这样一个信息,外层空间环境资源是人类社会赖以生存和发展的“富矿”。开发利用太空资源,不仅可以促进经济社会的发展,生产地球上所不能生产的材料、医药,提高人类的生活质量,还可以解决能源危机、环境恶化等一系列困扰人类社会发展的重要问题,从而使人类社会产生革命性的变化。