摘要：運載和衛(wèi)星制造、空間通訊、空間導(dǎo)航、空間遙感等產(chǎn)業(yè)已基本成熟，并產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益;空間材料、空間制藥、農(nóng)作物空間育種、空間發(fā)電、月球和火星資源利用、地球外生存棲息空間和星際旅行等已出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)雛形，顯示出誘人的產(chǎn)業(yè)前景。

　　本文選自：《中國科技史雜志》主管單位：中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會，主辦單位：中國科學(xué)技術(shù)史學(xué)會中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所，創(chuàng)刊時間：1980-05-01，出版周期：季刊，國內(nèi)刊號：11-5254/N，國際刊號：1673-1441，郵發(fā)代號：82-323。本刊是國內(nèi)唯一系統(tǒng)匯集中國科技史料的大型學(xué)術(shù)期刊。主要刊載內(nèi)容：中國各歷史時期科技發(fā)展的第一手史料，特別是近代珍貴的科技文獻(xiàn)的實錄、科學(xué)家自傳、回憶錄和訪談錄等。中國科技史綜述：著名科學(xué)家、發(fā)明家、經(jīng)驗教訓(xùn)、創(chuàng)業(yè)史片斷、主要著述、有意義的趣聞軼事等;某一學(xué)科或某一重要科技創(chuàng)立和發(fā)展過程;重要科技社團(tuán)和科研機(jī)構(gòu)的沿革;科技教育組織、科技人才的培養(yǎng)與科學(xué)技術(shù)交流，先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、改進(jìn)和創(chuàng)新，科學(xué)思想的傳播和吸收等;科技書刊出版史等。中國科技史資料的考證。

　　宇宙的起源與演化是自然科學(xué)重大基本問題之一。宇宙探索將極大地拓寬人類的視野，真正實現(xiàn)人類飛出地球遠(yuǎn)古夢想，賦予人類宇宙生存觀以新的哲學(xué)意義。它不僅能夠極大地提高人類認(rèn)識地球、征服太空的自信心，樹立起人類的尊嚴(yán)，而且通過探索，將研究開發(fā)和驗證一批先進(jìn)的航空航天及其相關(guān)技術(shù)，從而帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　為了實現(xiàn)跨出地球的夢想，關(guān)鍵就在于運載和衛(wèi)星制造，由此產(chǎn)生了運載和衛(wèi)星制造業(yè)。經(jīng)過40余年的發(fā)展，目前在空間運行的飛行器有6000多個，各國在該領(lǐng)域創(chuàng)造了成千上萬個就業(yè)機(jī)會。從1996-2000年，全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)(包括衛(wèi)星制造、發(fā)射服務(wù)、地面設(shè)備制造和衛(wèi)星運營服務(wù)等4個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域)收入從1996年的450億美元逐年遞增到2000年的832億美元，年均增長達(dá)17%，總收入達(dá)3209億美。據(jù)日本對2000年到2020年衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)業(yè)的市場預(yù)測：2005年全球市場為240億美元，日本為8.1億美元;2020年全球市場為730億美元，日本為23.6億美元。可見，空間產(chǎn)業(yè)市場容量巨大，前景非常廣闊。

　　空間通訊已成為全球經(jīng)濟(jì)和社會活動中最為有力的工具。通過它提供服務(wù)所涉及的領(lǐng)域有：金融、移動通訊、廣播、電視、娛樂、家庭直播、電視教育等。由于空間通訊技術(shù)的發(fā)展，使得世界各個角落人們聯(lián)系日趨容易，地球才真正成為了“村”。由于空間通訊而大大改變了人們的生活和思維方式。

　　世界大公司在空間技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的投資主要集中在空間通訊方面。到1999年底，全球有48家衛(wèi)星通信公司在運營約200顆商用通信衛(wèi)星，擁有5981個轉(zhuǎn)發(fā)器，商業(yè)競爭的十分激烈。預(yù)計2000-2009年，全世界將發(fā)射約200顆商用通信衛(wèi)星，衛(wèi)星通信地面設(shè)備市場在2006年將達(dá)到460億美元。全世界大約160個國家與地區(qū)建立了約900個衛(wèi)星通訊地面接收站，我國建有衛(wèi)星通信主站15座，各類衛(wèi)星小站2萬多個。通過衛(wèi)星組成了全球通訊網(wǎng)，全球范圍內(nèi)的電視傳播和60%的跨洋通訊全部由空間通訊來擔(dān)任。預(yù)計21世紀(jì)初，全世界計劃發(fā)射的衛(wèi)星將超過1000顆，這些衛(wèi)星將更先進(jìn)、更實用，其中通信衛(wèi)星、全球定位衛(wèi)星和地球資源衛(wèi)星被認(rèn)為最具商業(yè)發(fā)展前途。

　　衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)主要包括：衛(wèi)星固定通信，衛(wèi)星移動通信，衛(wèi)星電視直播/衛(wèi)星數(shù)字音頻廣播和衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)接入等4個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航是衛(wèi)星技術(shù)又一個成功的應(yīng)用，由此形成了一個全球性的涉及諸多行業(yè)、軍民通用的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。現(xiàn)在幾乎所有民用和軍用飛機(jī)，部分船、汽車使用了美國全球定位系統(tǒng)(GPS)的導(dǎo)航接收設(shè)備;衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用領(lǐng)域還包括野外考察、測繪、地球板塊運動、大地水準(zhǔn)、洪水水位、海洋升降監(jiān)測、通訊網(wǎng)時間同步等一切需要利用位置、速度和時間參數(shù)的科學(xué)、工程和社會活動。

　　空間遙感是繼衛(wèi)星通信和衛(wèi)星導(dǎo)航后的第三個應(yīng)用領(lǐng)域。目前在地球周圍運行的對地遙感衛(wèi)星包括氣象、資源、測繪、海洋、環(huán)境監(jiān)測等衛(wèi)星。它們不斷送回大氣、海洋和陸地資源的圖像和數(shù)據(jù)，為氣象預(yù)報、農(nóng)林管理、海洋漁業(yè)、資源勘測、災(zāi)害監(jiān)測提供了大量人類日常生活不可或缺的信息。

　　目前對地遙感波段包括電磁波的絕大部分波段，其產(chǎn)品包括可視、紅外、微波等波段的圖像和數(shù)據(jù)。據(jù)國外報價，每平方公里衛(wèi)星影像的價格為30-40美元。另據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，全球遙感和地理信息系統(tǒng)年產(chǎn)值已達(dá)40-50億美元。

　　根據(jù)有關(guān)計算，美國應(yīng)用氣象衛(wèi)星使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和減少災(zāi)害損失，每年獲益20億美元，投入產(chǎn)出比值為1:7，前蘇聯(lián)該值為1:10。

　　利用遙感技術(shù)對農(nóng)作物估產(chǎn)已取得滿意結(jié)果。從20世紀(jì)80年代中期開始，中國先后選擇了冬小麥、玉米及水稻等主要農(nóng)作物進(jìn)行產(chǎn)量和面積預(yù)報。在進(jìn)行省級(或地區(qū)級)大面積的估產(chǎn)中，小麥估產(chǎn)精度優(yōu)于95%，玉米優(yōu)于90%，水稻優(yōu)于85%。

　　中國氣象部門利用本國和國際氣象衛(wèi)星對沿海強(qiáng)臺風(fēng)的預(yù)報，已經(jīng)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，如1981-1987年間的幾次臺風(fēng)和洪水的準(zhǔn)確預(yù)報就減少損失幾十億元。

　　21世紀(jì)空間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)將以更加迅猛的速度發(fā)展，除上述四大相對成熟產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前發(fā)展外，以下四個領(lǐng)域?qū)⒂赡壳熬邆洚a(chǎn)業(yè)雛形發(fā)展成為成熟的產(chǎn)業(yè)。

　　利用外層空間的微重力、超高真空和超潔凈等特殊環(huán)境，進(jìn)行材料加工和制藥，已經(jīng)顯示出巨大的商業(yè)前景。它將使人類能夠在21世紀(jì)初生產(chǎn)許多產(chǎn)品，如超純材料、新的藥品和農(nóng)產(chǎn)品，下一步將要突破的是規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)和工藝。

　　在空間進(jìn)行在地面無法制造的用混合金屬、偏晶合金和復(fù)合材料制備、生長摻雜分布更均勻、化學(xué)配比更加正確和晶體結(jié)構(gòu)更加完美的單晶材料，已進(jìn)行多次空間試驗，并獲得了滿意結(jié)果。在空間進(jìn)行大尺度蛋白質(zhì)晶體以及高效率地提純高純生物制品，有制藥前景的動、植物細(xì)胞的生長、代謝、合成及分泌生物活性物質(zhì)的影響等空間試驗也開展了多次，同樣獲得了滿意的結(jié)果。

　　中國利用空間特殊環(huán)境進(jìn)行種子搭載試驗，培養(yǎng)了小麥、水稻等糧食作物新品系，在油料、棉花、花卉等經(jīng)濟(jì)作物方面也獲得了很好的變異品種。對回收的種子進(jìn)行種植，取得了可喜的結(jié)果，如糧食畝產(chǎn)可提高8%-20%，水稻蛋白質(zhì)含量可提高8%-12%。

　　美國民用空間技術(shù)規(guī)劃明確了開展和擴(kuò)展商業(yè)性空間工業(yè)的目標(biāo)。據(jù)有關(guān)資料介紹，美國目前已有20多種地面上難以制成的藥物在空間制成。美國國家航空航天局(NASA)建立了空間商業(yè)發(fā)展中心，與工業(yè)界簽署了多項促進(jìn)空間材料制備的協(xié)議。中國自1997年開始利用返回式衛(wèi)星進(jìn)行空間材料的制備，已經(jīng)完成了10多次的空間飛行實驗，進(jìn)行了諸如InSb晶體等一系列的生長實驗，取得了較好的實驗結(jié)果。

　　無論從地球上的能源消耗，還是從人類在外層空間停留或居住角度來考慮，能源獲取都是一個關(guān)鍵問題。利用空間資源來獲取能源，最有可能實現(xiàn)的是太陽能發(fā)電和等離子體發(fā)電。

　　由于外層空間沒有大氣對太陽光的反射和吸收，空間太陽能發(fā)電衛(wèi)星能接收到近于無損失的太陽輻射;在外層空間，由于不受天氣影響，日照時間長，因而在外層空間同樣面積一年內(nèi)可以利用的太陽能，相當(dāng)于地面的5倍多。如在空間中建造面積55平方公里的太陽電池陣，利用微波傳送電能到地面，就能直接為地面用戶輸送500萬千瓦的電力。

　　目前，美國、日本等已在計劃發(fā)射太陽能發(fā)電衛(wèi)星，在空間構(gòu)筑大型太陽能電池陣或太陽能收集器，用微波把所產(chǎn)生的巨大電能傳送到地面。

　　空間等離子體發(fā)電是利用系留衛(wèi)星來實現(xiàn)的一種發(fā)電形式。系留衛(wèi)星發(fā)電系統(tǒng)是利用航天飛機(jī)或衛(wèi)星帶動一根金屬導(dǎo)線切割地磁場進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)，可提供在軌飛行器的電能。它的核心部件是等離子體接觸器，它是一個與空間環(huán)境等離子體作交換電流的裝置。

　　1996年，美國和意大利聯(lián)合進(jìn)行了飛行試驗，從航天飛機(jī)上釋放了一條長19.7公里的導(dǎo)電系繩，產(chǎn)生了約1700瓦的功率。雖由于系繩斷裂，致使試驗中斷，卻已顯示了空間等離子體發(fā)電的巨大應(yīng)用前景。目前，美、加、意、德、日等國均有此類研制計劃，有的還進(jìn)行了有關(guān)飛行試驗。

　　月球具有豐富的礦產(chǎn)資源，月巖包含有地殼中含有的全部元素及約60種礦物，其中有6種礦物是地球上沒有的。如果進(jìn)展順利，人類可能在21世紀(jì)20年代實現(xiàn)月球采礦。月球土壤中豐富的He[,3]是核發(fā)電站的重要原料，以發(fā)電量大著稱，如25噸He[,3]發(fā)電量，足夠美國使用一年。

　　空間活動的日益增多，空間往返及空間飛行器技術(shù)的成熟，在外層空間或外星球建立永久性居住地成為可能。預(yù)計2015年，全世界人口達(dá)到75億左右，2050年達(dá)125億左右，地球顯然難以承受如此大的人口壓力，使得人類離開地球而生活在外層空間和外星球上成為一種選擇。美國計劃于2010年在月球建立永久基地，2050年建立月球城市，2020年實現(xiàn)人類首次登上火星。

　　國際空間站已成為迄今為止人類在太空部署的最大和最先進(jìn)的宇宙飛船，已擁有長駐居民，是通向人類居住地球外星球的一個里程碑。在空間站上的宇航員最長的逗留時間已經(jīng)超過了1年。人類可能在外層空間建造出許許多多漂浮的太空居留站，在月球建立永久基地的設(shè)想已經(jīng)提出了多年，并計劃以此為“跳板”向火星移民。

　　2002年，美國富商在支付了2000萬美元后，經(jīng)過培訓(xùn)，已經(jīng)在國際空間站的俄羅斯段進(jìn)行了太空旅行。俄羅斯開始研發(fā)更適合普通人乘坐和觀光的飛船。隨著通向宇宙空間的飛行器技術(shù)的飛速發(fā)展，會有越來越多的人愿意去體驗從太空中眺望地球、月球和其它行星那激動不已的心情，過一過在失重狀態(tài)下的太空生活。

　　在空間產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初期，投資行為屬國家行為，主要目標(biāo)是國家安全和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中重大基礎(chǔ)問題，如軍用偵察衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和遙感衛(wèi)星的發(fā)展。隨著技術(shù)的成熟和市場潛力的顯現(xiàn)，一些公司開始投資，就像對因特網(wǎng)的前身ARPANET和人類基因組計劃的投資，先由國家啟動然后市場跟進(jìn)一樣。

　　為了發(fā)展空間事業(yè)，必然要求鋼鐵、冶金、電子、材料、計算機(jī)、能源化工、元器件等多種行業(yè)的大力發(fā)展。據(jù)美國空間專家估計，美國空間科技上每投資1個美元，將會在提供就業(yè)機(jī)會和經(jīng)濟(jì)增長上獲得14個美元的回報。生產(chǎn)函數(shù)理論計算表明，美國國家航空航天局(NASA)從1975-1984年增加經(jīng)費10億美元，使國民經(jīng)濟(jì)總值增加830億美元(1)。我國有關(guān)科技人員在分析了我國航天事業(yè)的發(fā)展中，得出了1:17的航天經(jīng)濟(jì)績效作用(3)。

　　空間技術(shù)的發(fā)展推動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;空間技術(shù)的應(yīng)用帶動了許多新型產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。許多的空間技術(shù)應(yīng)用在地面有關(guān)產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生了巨大經(jīng)濟(jì)效益，據(jù)美國統(tǒng)計，約有10%的投資會帶來一系列產(chǎn)生商業(yè)效益的副產(chǎn)品技術(shù)在國家其它經(jīng)濟(jì)行業(yè)的應(yīng)用。以哈勃望遠(yuǎn)鏡為例，將其CCD技術(shù)應(yīng)用到人體胸部組織檢查上，避免使用現(xiàn)有的外科手術(shù)，不但減輕了病人的痛苦，也使檢查更加清晰和有效，同時也產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。用外科手術(shù)的方式進(jìn)行胸部組織檢查大約花費是幾千美元，而用CCD成像檢查只需幾百美元。

　　從空間技術(shù)發(fā)展的歷史很容易了解到，這種相關(guān)技術(shù)的轉(zhuǎn)移和在其它行業(yè)的應(yīng)用，完全可以由企業(yè)或公司來投資并運作，且能夠產(chǎn)生高額回報。如中國利用火箭發(fā)動機(jī)高溫密封技術(shù)研制生產(chǎn)的特殊閥門新產(chǎn)品，為燕山、大慶、齊魯、揚子、上海、天津等石化企業(yè)引進(jìn)的生產(chǎn)線提供配套，節(jié)約了數(shù)千萬美元的外匯。

　　空間活動是指人類為進(jìn)入和利用“空間”而開展的各種活動。在短短的40余年的發(fā)展過程中，空間活動全面滲透到國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和人民生活的各個方面，孕育和發(fā)展了許許多多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，是名副其實的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)祥地。空間產(chǎn)業(yè)具備已形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的所有特性，如高倡議性、高創(chuàng)新性、高增值性、高滲透性、高投入性、高風(fēng)險性和高競爭性。

　　隨著我國加入WTO，我國空間高技術(shù)產(chǎn)業(yè)將面臨著更多的商業(yè)機(jī)會和巨大的商業(yè)前景，同時也面臨許多意想不到的競爭環(huán)境。因而，汲取國內(nèi)外空間產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗，建立在社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下的我國空間產(chǎn)業(yè)的政策、法規(guī)、資本運作、產(chǎn)業(yè)促進(jìn)機(jī)制和現(xiàn)代企業(yè)的體制機(jī)制已經(jīng)是擺在我們面前的現(xiàn)實問題了。

　　國際空間發(fā)達(dá)國家大多已建立起比較完善的空間技術(shù)轉(zhuǎn)移與產(chǎn)業(yè)促進(jìn)政策。如美國在1958年就制定了“國家航空航天法”，以法律形式明確了NASA在技術(shù)轉(zhuǎn)移中的任務(wù)和職責(zé)。我國尚未形成對空間產(chǎn)業(yè)一系列的法律、政策和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)機(jī)制，空間技術(shù)開發(fā)、利用和轉(zhuǎn)移的管理機(jī)制還需要進(jìn)一步完善，以形成良好和有效的宏觀政策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。