太空资源给人类的恩惠
航天器技术的发展、空间资源的利用，为人类社会的发展提供了强大的推动力。纵观航天器技术的发展史我们可以发现，航天器技术的每一次重大突破，都会引起人类社会生产力的深刻变革和巨大进步。半个多世纪以来，航天器技术的发展日益渗透于经济和社会生活各个领域，成为推动现代生产力发展的最活跃的因素。
几十年来，空间位置资源和环境资源的开发利用方兴未艾，推动了人类社会的发展，提高了人类的生活质量。特别是空间站的出现，为人类开展太空环境研究和科学实验、开发利用太空环境，提供了平台。40多年来，人类借助空间站这个“太空村庄”，开展了材料加工、生物技术、失重科学、太空医学、生命科学、工程技术实验等全方位的科学实验与研究工作。40多年来的空间研究向人们传递着这样一个信息，外空资源是发展研究新材料、新工艺、新的具有更高价值的微生物制品如单克隆抗体、干扰素、疫苗、激素等的理想场所。因此，可以认为，外部空间环境是人类赖以生存和发展的宝贵资源。一场认识和开发空间资源的活动，必将在这片没有国界、没有归属、为人类共享的田野里展开。
1.高远位置资源推动人类社会发展
迄今，人类对太空高远位置资源的利用成效最为卓著。利用高远位置资源，人类发射广播通信、导航定位、气象预报、资源勘测、对地观测、海洋探查等各类应用卫星，为人类社会提供了前所未有的强大推动力，极大地提高了人类的生活质量。
人们高兴地看到，在短短几十年内，随着各类应用卫星、载人飞船和航天飞机的发射，空间资源开发及应用取得了累累硕果。当今，航天器技术的发展、空间资源的利用，已成为一个国家综合国力和科学技术发展水平的重要标志。
应用卫星按用途可分为通信卫星、气象卫星、导航卫星、测地卫星、地球资源卫星、侦察卫星等。按服务领域又可分为军用卫星和民用卫星等。在各类航天器中，应用卫星是直接为国民经济、军事需要、社会生活和文化教育等服务的人造卫星。在发射升空的航天器中，应用卫星发射次数最多，应用最为广泛，应用效益最为明显，对经济、社会和国家安全的影响和渗透力是巨大而深远的，它几乎延伸和渗透到了经济、社会、军事和普通百姓日常生活中的每一个领域，并给其他传统产业部门和商业部门带来了越来越多的商机，同时对电信、交通运输和农业等传统产业的升级改造也提供了新的技术和创新手段，成为经济增长和社会进步的重要驱动力。应用卫星已经从实验室走向实际应用，从最初主要为军事和政府部门服务，逐步走向为国民经济和大众消费者或商务人员服务，且对世界经济、军事和社会发展形成了巨大的推动力。 目前，卫星通信已经实现了产业化，卫星遥感和卫星导航的产业化也初步形成。
在各类应用卫星中，对地遥感卫星发射数量最多。对地遥感卫星主要是利用卫星上所装载的遥感器，对地球表面和低层大气进行光学或电子探测遥感，从而获取人们感兴趣的信息的卫星。这类卫星都利用卫星上的各种遥感仪器，如可见光相机、红外相机、多光谱扫描仪、微波辐射计、高度计、合成孔径雷达等来观察地球，所以又常称为“遥感卫星”。根据用途不同，遥感卫星可分为气象卫星、资源卫星和军事侦察卫星等。根据数据采集和传输方式不同，又可以分为数据传输型遥感卫星和返回式遥感卫星。
遥感卫星发射成功后，人类应用卫星遥感技术监测森林砍伐、森林再造、土地使用变化情况，研究水涝和盐化、沙漠化、海岸线动态、干旱和农产品估算，评估和开发水资源、自然资源勘探、污染监测和更新地图等，从而解决了用常规手段无法观测或观测不足的难题，不仅大大提高了效率，而且大大提高了观测精度、范围和准确性。
通信卫星是用途最为广泛的卫星。今天利用通信卫星架起的空间信息高速公路，使信息畅通无阻，使工商企业和整个社会处于一场革命之中。人们能充分利用信息，大大提高物质生产的效率，提高原材料和能源利用率，从而改变人类生产和生活方式。由通信卫星带来的通信革命使得可视电话、电视会议、电视购物、电视教学、在家中办公等一系列新生事物出现。利用通信卫星，人类实现了全球通信、电视转播等。通信卫星还成为信息传播的重要工具。利用通信卫星，人们已经把电视教育课程送往边远地区。通信卫星还可用于指导开展抢险救灾，极大地减少了灾害的损失。 目前，通信卫星在美、欧、日等发达国家实现了产业化和商业化，并在全球形成新兴产业。目前有300多颗通信卫星在轨工作，主要担负语音、视频和数据通信广播三大业务，全球运营商中使用卫星通信业务的公司约有40多家。
北斗导航卫星
气象卫星在进行天气预报、探测和跟踪台风、研究和监测地表以及海洋生物量等方面发挥了重要作用，还为洪涝灾害预警和赈灾等提供了及时的服务。据有关资料统计，人类依靠气象卫星每年避免天气灾害带来的损失达数千亿美元。
导航定位卫星不仅为飞机、船舶、公路铁路交通提供导航服务，还为搜索与救援进行准确定位。利用导航卫星建立天基交通系统，使航天、航空、航海、铁路、公路相结合，建立现代化的高速立体交通管制网络。卫星导航定位系统广泛应用于舰船、飞机、车辆，为交通安全与提高运输效率提供了有力的保障。
农业是人类生存的保证，提高农作物产量的根本出路在于依靠科技进步。进入21世纪，通信广播卫星、资源卫星、气象卫星、导航定位卫星在农业现代化中均获得了广泛应用。作物产量如何、有无病虫害、种植面积多少、旱涝情况等等，通过卫星一目了然。这些信息对指导作物种植面积、及时发现病虫害、确定产品价格，解决农业发展中出现的重大问题，以及推进高产、优质、高效农业的发展做出了新的贡献。
伴随着人类探索太空的征程，航天器技术的应用不仅给国民经济众多部门带来直接的经济效益，而且通过把航天活动中发展的新技术、新工艺、新材料等向国民经济各部门推广转移，带来了十分可观的间接经济效益。
国内外研究资料表明，应用卫星的投资效益比可达1∶14～1∶17，而对于发展中国家效益更大，因为这些国家的经济和技术发展水平较低，各部门采用传统技术的比重较大，利用航天器技术可以跨越某些传统的技术发展阶段，获得更大的经济效益。据有关研究机构预计，在今后十年内，世界各国将向太空发射2000多颗航天器，这些航天器所产生的经济效益将是十分可观的。
近地轨道空间站的建立，为在更广阔范围利用太空资源创造了条件，所产生的新的认识和新的技术，进一步加深了人类对太空环境的了解，推动了太空资源的开发利用和相关研究的深入。
2.到太空去“采矿”
除开发利用空间位置资源外，在空间环境资源的开发利用上，许多航天国家也进行了不懈的探索和尝试。对空间微重力环境的应用，特别是材料加工潜力的深入认识，形成了微重力流体力学、空间材料学、生命科学及生物技术体系。
进入20世纪后期，美国和俄罗斯为充分发挥其空间站技术的作用，尽最大可能扩大空间试验的机会，与此同时，在微重力试验领域还开展了广泛的国际合作，让欧洲、日本等国的科学家带着实验设备和项目到航天飞机或空间站上进行科学实验，取得了一批令人瞩目的成果，推动了相关科学领域的发展。
几十年来，科学家通过航天员利用太空失重环境，在难混合金、复合材料、功能材料的制造和加工工艺方面取得了重要成果。
在加工工艺方面，已取得的新工艺有皮壳工艺、无熔器加工工艺、电泳工艺等。这些工艺既进一步促进空间材料生产的发展，又为改进地面材料生产指明了方向。尤其是电泳工艺，可提高分离速度400～700倍，被认为是空间材料加工中最有经济效益的项目之一。
有资料称，苏联从1980年至1990年在空间站上进行了500多项材料加工实验，范围涉及金属和合金、光学材料、超导体、电子晶体、陶瓷和蛋白质晶体等，并首次在空间获得半导体晶体结构、超离子晶体、沸石晶体、胰岛素、干扰素等。从苏联进行的材料加工实验中科学家们发现，空间是发展半导体金属材料、新型工艺、复合材料和玻璃材料的理想场所。
在空间材料加工方面，已生产出了各种功能的材料。如导磁体、难混合金、复合材料等等。在和平号空间站，航天员拉出了直径5厘米的高纯度砷化镓晶体及一些新的合金材料。在太空中生产的泡沫金属多孔并且质地非常均匀，具有像钢一样的强度。
在太空已经出现了许多在地面不可能进行的加工工艺，今后的发展前景将是非常广阔的。比如，使用向熔融金属中注入气体的方法，可以制造在地面上无法制造的无缝空心滚珠，这种滚珠壁厚异常均匀，各项性能一致性极好。用这种滚珠制成的轴承精度高，使用寿命比实心滚珠轴承长4～7倍。此外，还可以采用黏结铸造法和无容器铸造法生产特殊形状制件和高温合金制件。此外，用黏结铸造法还可以生产夹层金属，在一层金属上黏结另一层金属。
经过40多年的探索和发展，空间生长砷化镓晶体已成为最有希望的商品。在微重力流体科学方面，通过对当代物理学许多前沿理论、实践课题的研究，如临界点现象、表面行为、液滴燃烧、颗粒云等，揭示出许多新的规律，一些新兴产业由此应运而生。
3.生命科学与生物技术实验的“温床”
几十年来，航天员还在太空中进行了一系列生物学实验，主要是对生物体物质、能量循环及调节研究的生物圈研究，利用微重力促进生命进程研究及对微重力环境如何影响地球上生物机体的形成、功能与行为研究的重量生物学研究，对暴露在空间高能环境中的生物体损伤与防护研究的辐射生物学研究等。
科学研究发现，在空间站的失重环境中，能够生产出足够大的高品质蛋白质晶体，为深入研究蛋白质结构及其功能创造了良好的条件。在和平号太空站上获得的蛋白质晶体品质很高，纯度比地面生产的蛋白质晶体高10倍。
在空间站里，还进行了生物体培养。在空间微重力条件下，进行生物体组织培养，可以避免地面重力条件所造成的对流和沉淀作用，可以获得比地面条件下更好的效果。该项实验不仅有助于加深人们对空间环境适应情况的研究，而且作为未来在空间站或外星建立动植物养殖场的可行性研究的重要组成部分，将对人类未来实现向空间移民计划的可能性产生深远的影响，也给利用空间环境进行药物学研究带来新的生机。
在空间生物学及生命科学研究上，研究人员发现了微重力环境对生物生长特性性状以及植物种子遗传基因改变有较大影响。从而，可望为植物改良品种找出捷径。
在生物材料加工方面，科学家已分离出地面很难分离的哺乳动物特化细胞和蛋白质，其纯度比地面高4～5倍，速度提高400～700倍。这些成果给药物学研究带来了新的生机，一些地面不能制造和提纯的药物，在空间可以完成。
今天，微生物的生长代谢研究由地面拓展到空间，由此而发展起来的微生物技术已广泛用于药物合成、医学研究领域。美国已利用航天飞机在空间生产出产量大、纯度高的尿激酶等贵重药物。空间特殊的环境，为人类生产生物制剂指明了新的发展前景。
提纯是影响药物生产的重大问题。目前，药物提纯广泛应用电泳法。在地面，由于重力作用，出现一些严重妨碍电泳正常进行的现象，使许多已经研究出的药物因达不到所需的纯度或成本太高而无法推广应用。
在空间站里进行的太空电泳实验表明，太空电泳分离效率比地面高400～800倍。太空制造一个月的产量，大约等于地面制造30年至60年的产量，产品纯度比地面的高4～5倍，从而有可能使药物成本大幅度下降。
航天医学实验也取得了大量的成果，了解到许多我们此前所未曾了解的东西。经过长期载人航天的试验，我们了解了太空环境将对航天员产生怎样的影响和怎样减小这些影响，证明了长期在地球外“村庄”生活的可行性。在和平号空间站上，苏联航天员波利亚科夫创造了连续太空飞行439天这一目前最长的太空飞行记录。在返回地面的过程中，这位医生出身的航天员，在不需要别人搀扶的情况下，自己从飞船返回舱走了出来，第二天就到湖边散步去了。他的这个世界纪录证明，虽然长期太空飞行，会出现体内钙流失、骨质疏松等问题，但只要坚持锻炼，就能有效地抵消许多失重环境的不利影响。这一成果，将对长期在太空飞行，甚至飞往其他星球提供了科学依据。
上述实验不仅对推动航天医学的发展具有重要意义，而且为未来在空间站或外星上建立长期居住基地，对付空间环境对航天员身体的影响，实现自给自足的生活，做了理论上和技术上的准备。