應用　無(wú)處不在

“航天科技早已應用于生活的方方面面，這是航天要達到的很多目標中的一個(gè)，航天要造福于人，要為人類(lèi)服務(wù)。”中國宇航學(xué)會(huì )副理事長(cháng)兼秘書(shū)長(cháng)楊俊華說(shuō)，“比如醫療CT機，就是在深空探測，在人類(lèi)征服太空的過(guò)程中提出來(lái)的。中國近年來(lái)開(kāi)發(fā)使用的1100多種新材料中，80%是在航天技術(shù)的牽引下完成的。”

航天技術(shù)已用于我們的食品、服裝和通訊。尿不濕、方便面蔬菜包、脫水果干、運動(dòng)鞋和衛星電視、衛星導航……這些老百姓經(jīng)常使用的東西，就是液氣分離、食品脫水、衛星通訊等高端的航天科技成果應用到生活中的產(chǎn)品。

航天技術(shù)已用于防災、減災等人工影響天氣的手段，以及氣象探測市場(chǎng)。2008年北京奧運會(huì )開(kāi)幕式，由中國航天科技集團公司第四研究院提供的、運用航天固體動(dòng)力技術(shù)生產(chǎn)的火箭彈成功將暴雨攔截城外。2011年，我國長(cháng)江中下游地區發(fā)生60年不遇的大旱，為了緩解旱情，國家實(shí)施了大規模的人工降雨作業(yè)，航天四院提供的增雨防雹火箭再次“發(fā)威”，立下汗馬功勞。

航天技術(shù)已用于制造各種服務(wù)于日常生活的儀器設備。辦公室、賓館和家庭廚房的煙霧報警器，原是為了檢測太空站里的煙霧和有毒氣體而研制；醫院里的ICU(重癥監護室)源自阿波羅載人登月成就，由航天員訓練時(shí)監測各項生命體征的實(shí)驗室演變而成；育嬰箱、心臟起搏器、太陽(yáng)能熱水器等，都是太空活動(dòng)帶來(lái)的成果。

航天技術(shù)的突破，不僅使我們造出了以往所沒(méi)有的民用產(chǎn)品，還因其對品質(zhì)要求的嚴苛性，讓已有的民用產(chǎn)品更加精益求精。

例如，乘坐神舟九號飛船的不僅有3位航天員，還搭載有用于保存醫學(xué)試劑的航天冰箱，提供這種冰箱的海爾集團，使中國成為繼美、俄之后第三個(gè)獨立掌握航天冰箱技術(shù)的國家。

“與大家日常使用的冰箱比，航天冰箱在失重環(huán)境下運行，制冷、電控及結構3大方面有較大區別。”海爾航天冰箱研發(fā)團隊牽頭人劉承黨透露，由海爾研制的航天冰箱高效換熱，比設計要求節能25%；冰箱具備蓄能功能，在斷電情況下也可以恒溫10小時(shí)以上；在85攝氏度高溫和85%的濕度條件下，電控依然可靠；利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，神九地面控制中心能監控冰箱的溫度、電壓，也可以遠程開(kāi)關(guān)冰箱，“從技術(shù)和成本兩方面考慮，航天冰箱技術(shù)短期內不會(huì )全部用于民用冰箱，因為成本太高。不過(guò)，遠程控制、電控保護、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、蓄能功能及高效隔熱材料，均已經(jīng)用于海爾的冰箱產(chǎn)品中。”

產(chǎn)業(yè)　蓬勃發(fā)展

航天產(chǎn)業(yè)的成果不僅已廣泛進(jìn)入我們的生活，它對經(jīng)濟的影響也十分巨大。在所有行業(yè)中，航天產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈最長(cháng)。從能源、鋼鐵、新材料、電子及通信等行業(yè)，再到航天服裝涉及的紡織、服裝加工，航天食品涉及的農產(chǎn)品、食品加工等，航天產(chǎn)業(yè)幾乎涵蓋了生活中的各個(gè)領(lǐng)域。

神舟九號返回時(shí)，航天員把天宮一號上搭載的、經(jīng)過(guò)太空育種的珙桐、普陀鵝耳櫪、望天樹(shù)、大樹(shù)杜鵑等4種瀕危植物種子帶回地面，因此太空育種再次受到人們的關(guān)注。

國家航天工業(yè)總公司于2011年1月在山東省濟寧市建立了中國金鄉大蒜航天育種實(shí)驗基地，發(fā)展以金鄉大蒜為主導產(chǎn)業(yè)的特色農業(yè)。“大蒜屬于無(wú)性繁殖作物，利用常規的選育方法很難培育出新的品種，而采用航天育種誘變技術(shù)，將很好地改變這一現狀。”中國航天科技集團公司航天育種研究中心副主任、研究員欽天鈞說(shuō)，“金鄉的優(yōu)良品種已經(jīng)在神舟八號飛船上進(jìn)行了搭載，可以培育出擁有自主知識產(chǎn)權的新品種。”

從1987年首次利用返回式衛星成功進(jìn)行水稻和青椒等農作物種子的搭載實(shí)驗算起，截至2011年，我國已擁有經(jīng)過(guò)航天搭載的農作物供給9大類(lèi)393個(gè)品系，異變育種品種8000多個(gè)。初步建成航天育種資源庫，選育成功并通過(guò)國家或省級鑒定的新品種達到70多個(gè)，航天育種推廣種植基地100多個(gè)，推廣種植面積累計將近2000萬(wàn)畝。

說(shuō)起航天產(chǎn)業(yè)，不能不提起我國航天的兩大巨頭——航天科技集團和航天科工集團。兩大航天集團的發(fā)展近來(lái)十分搶眼。

2011年航天科技集團實(shí)現營(yíng)業(yè)收入超過(guò)1000億元，資產(chǎn)總額首次突破2000億元。中國航天科技集團公司副總經(jīng)理袁潔說(shuō)，“集團公司通過(guò)大力發(fā)展衛星應用、信息技術(shù)、新材料與新能源、航天特種技術(shù)應用、特種車(chē)輛及零部件、空間生物等重點(diǎn)領(lǐng)域，正將航天技術(shù)服務(wù)廣泛地運用到經(jīng)濟建設和人民生活之中。”

航天科工集團的民用業(yè)務(wù)也增長(cháng)迅速，2011年航天科工集團收入和凈利增速均達到了20%以上，民用業(yè)務(wù)收入占集團總收入的70%以上。

雖然航天工業(yè)目前由國有企業(yè)主導，但很多高科技民營(yíng)企業(yè)也參與其中。隨著(zhù)一些民營(yíng)高科技企業(yè)的發(fā)展壯大，以及航天技術(shù)民用，航天工業(yè)正出現民企與國企共同發(fā)展的格局，一批涉足其中的民企得以受益。

航天技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)的高附加值，對傳統產(chǎn)業(yè)的改造以及對其他產(chǎn)業(yè)的滲透性與交叉融合性等，可直接帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益。國內外的多家研究機構采用不同模型與方法計算航天產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與社會(huì )效益比，得出結論認為，政府在航天領(lǐng)域的投入產(chǎn)出比為1:7至1:14之間。這意味著(zhù)每投入航天領(lǐng)域1美元，未來(lái)得到的回報就為7美元至14美元。

當前，全球航天產(chǎn)業(yè)增長(cháng)速度為10%左右，高于GDP增速1倍以上。我國航天產(chǎn)業(yè)近5年的增長(cháng)速度為25%，也遠高于同期GDP的增長(cháng)。中國航天科技集團公司系統科學(xué)與工程研究院院長(cháng)王崑聲介紹，目前我國已有2000多項航天技術(shù)成果移植到國民經(jīng)濟各個(gè)部門(mén)，民用航天產(chǎn)值已占據航天總產(chǎn)值的一半，投入產(chǎn)出比高達1∶10。

目前，我國航天產(chǎn)業(yè)已形成了以基地為中心、輻射周邊的發(fā)展模式。根據中國航天科技工業(yè)新體系建設規劃，形成了北京、上海、陜西、四川、天津、內蒙古、香港（深圳）、海南8大航天產(chǎn)業(yè)基地，其中尚在建設的基地為北京、四川、天津、海南。建成后，將提供數萬(wàn)人的就業(yè)機會(huì )，創(chuàng )造的產(chǎn)值也將達上千億元。

探索　永不停止

航天已經(jīng)為生活帶來(lái)很多便利，航天正在為經(jīng)濟帶來(lái)更強動(dòng)力，但我們關(guān)注現實(shí)的同時(shí)，也不能忘記遠眺未來(lái)，因為航天畢竟是一個(gè)探索未知的事業(yè)。

太空實(shí)驗會(huì )制造出更加有效的藥物。

研究蛋白質(zhì)分子結構是國際醫學(xué)界的熱點(diǎn)。“近些年比較熱門(mén)的應用是生物制藥領(lǐng)域，因為很多病毒的外殼都是蛋白質(zhì)。在地球上，蛋白質(zhì)溶液和晶體受重力誘導的浮力對流的影響，晶體發(fā)育狀況不理想；在太空失重狀態(tài)下，晶體在蛋白質(zhì)溶液中長(cháng)大時(shí)不會(huì )下沉，它內部的分子排列更整齊有序。”中科院生物物理研究所研究員倉懷興告訴記者，他負責的空間生物大分子組裝與應用研究項目，是神八搭載的17項生命科學(xué)實(shí)驗中的一項，在神八帶著(zhù)晶體返回后，項目組目前正對其中兩種蛋白質(zhì)晶體進(jìn)行更深入的研究。

“我們正用儀器來(lái)解析晶體中的分子結構，已經(jīng)到納米量級。對雞蛋清溶解酶分子的分析，可用于研制治療口腔疾病和體表細菌感染的有效藥物。對痢疾桿菌四磷酸二腺苷酶分子結構的解析，有助于研制出治療痢疾的新藥。”倉懷興說(shuō)，“但這些還不是最重要的，最重要的是蛋白質(zhì)當中蘊藏著(zhù)生命密碼，利用蛋白質(zhì)上天的機會(huì )系統解讀這些生命密碼，會(huì )大大縮短目前平均10年左右的新藥研發(fā)周期。”

太空實(shí)驗也會(huì )為人類(lèi)更遠的征程奠定基礎。

“我們目前正在做高等植物在空間的代謝生物學(xué)研究。我們曾用神八搭載水稻種子，令其在太空中萌發(fā)，生長(cháng)成水稻幼苗。目前正在做深入的研究，研究空間飛行對水稻幼苗蛋白質(zhì)組學(xué)的影響，特別是與光合作用相關(guān)的代謝過(guò)程以及與光合能量傳遞相關(guān)的蛋白的影響，分析空間環(huán)境下植物光合系統的變化規律。這個(gè)實(shí)驗的最終結果還沒(méi)出來(lái)。”中科院植物研究所研究員溫曉剛說(shuō)。

“這類(lèi)實(shí)驗的最終目的，是為建立太空的受控生態(tài)生命保障系統服務(wù)，因為植物是食物和氧氣的供應者。”當食物產(chǎn)生、氧氣供給、二氧化碳去除和廢物再循環(huán)都變成現實(shí)，宇航員們長(cháng)期居住太空將不再是夢(mèng)想。溫曉剛說(shuō)，“未來(lái)有可能出現生長(cháng)各種適宜植物的太空農業(yè)基地，為人類(lèi)向宇宙深處的遠征奠定基礎。當然，這將是比較遙遠的事情。”

太空實(shí)驗也可能帶來(lái)革命性的技術(shù)突破。

中科院物理研究所的復合膠體晶體實(shí)驗正在天宮一號上進(jìn)行，通過(guò)地面實(shí)驗室與空間飛行器間的數據交互，研究員們可以遙控實(shí)驗過(guò)程、解讀實(shí)驗結果。由于復合膠體晶體由兩種不同粒徑的顆粒組成，大小不同的顆粒受重力影響不同，在地面上人們很難觀(guān)察到它們固有的結晶規律，而空間飛行器提供的微重力環(huán)境可解決這個(gè)瓶頸。

“目前，這項空間試驗已經(jīng)取得了一些很有價(jià)值的結果，但還需要進(jìn)行更仔細的分析才能將結果對外公布。”中科院物理研究所研究員潘明祥說(shuō)，“對膠體復合晶體這類(lèi)光子晶體的研究，有可能帶來(lái)光子計算機、高能量激光器等產(chǎn)品，也可能帶來(lái)現代通訊技術(shù)的革命性突破。”

“蛟龍”號成功下潛至7000米深度，創(chuàng )造了我國載人深潛新的歷史紀錄。下潛深度的突破也是深潛技術(shù)的突破，表明我國成功站在了世界載人深潛的第一梯隊。那么，“蛟龍”號在下潛深度上的突破，在深潛技術(shù)上的突破，將對哪些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)影響呢？

大洋油氣礦產(chǎn) 開(kāi)發(fā)成熱點(diǎn)

“蛟龍號成功突破7000米深度，標志著(zhù)我國具備了載人到達全球99.8%以上海洋深處進(jìn)行作業(yè)的能力，對于我國開(kāi)發(fā)利用深海的資源有著(zhù)重要的意義。”“蛟龍”號總設計師徐芑南告訴記者。

深海蘊藏著(zhù)豐富的油氣資源、礦產(chǎn)資源、生物及其基因資源。國際能源機構最新統計數字表明，海洋油氣總儲量的44%蘊藏在大于2000米的深水區，在水深超過(guò)500米的大陸坡區，已發(fā)現50多億噸油當量的油氣資源。有些資源只有深海才富有，比如分布在水深4000米至6000米海底，富含銅、鎳、鈷、錳等金屬的多金屬結核，具有商業(yè)開(kāi)發(fā)潛力的就達700億噸；還有在海底山表面的富鈷結殼、分布在大洋中脊和斷裂活動(dòng)帶的海底熱液硫化物。

海底生物資源也極其豐富。據2010年全球海洋生物普查公布的數據，海洋生物總量估計有百萬(wàn)種，大量未知的生物集中在深海。海底熱液區的溫度可以達到400攝氏度，壓力可以在50兆帕以上，生活在這里的生物，其基因和活性酶有特殊價(jià)值，目前已經(jīng)形成數十億美元的開(kāi)發(fā)規模。

中國大洋礦產(chǎn)資源研究開(kāi)發(fā)協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)金建才告訴記者，“蛟龍”號7000米深海測試成功，打開(kāi)了我國海洋新興戰略產(chǎn)業(yè)大門(mén)。今后，我國將在深海裝備制造業(yè)、深海油氣礦產(chǎn)勘探與開(kāi)發(fā)、深海生物基因技術(shù)3個(gè)方面重點(diǎn)拓展。

我國比較早地注重海洋礦產(chǎn)資源的勘探開(kāi)發(fā)。1991年大洋協(xié)會(huì )成立，拉開(kāi)了我國全面進(jìn)軍國際海底區域的序幕。2001年，我國在東太平洋獲得了7.5萬(wàn)平方公里多金屬結核資源勘探合同區。2011年，我國又在國際海底區域獲得了1萬(wàn)平方公里具有專(zhuān)屬勘探權的多金屬硫化物資源礦區，并在未來(lái)開(kāi)發(fā)該資源時(shí)享有優(yōu)先開(kāi)采權。“除了要進(jìn)行資源、環(huán)境調查與評價(jià)，我們也要為未來(lái)的商業(yè)開(kāi)采做好采礦、加工技術(shù)裝備及運輸系統的前期研發(fā)與試驗，開(kāi)展市場(chǎng)及商業(yè)前景預測等工作。”金建才說(shuō)。

中國社科院世界經(jīng)濟與政治研究所研究員徐小杰也對目前深海的勘探開(kāi)發(fā)前景非?？春?。他表示，近年來(lái)，我國一半的油氣儲量增長(cháng)來(lái)自于海上，油氣產(chǎn)量占整個(gè)海上油氣產(chǎn)量的比例也是不斷地增長(cháng)，預計到2020年，這一比例應該能提高到30%以上。這是一個(gè)非常重要的證明，未來(lái)規模性油氣資源的希望還是在深海。

深海開(kāi)采是一個(gè)多環(huán)節串聯(lián)的系統工程，在數千米水深、承受海流和風(fēng)浪流影響及海水腐蝕的環(huán)境下作業(yè)，作業(yè)條件惡劣，開(kāi)采難度很大，這就對開(kāi)發(fā)技術(shù)提出了很高的要求和需要較長(cháng)的周期。據國外的經(jīng)驗，深海開(kāi)采技術(shù)研究開(kāi)發(fā)周期需要15年至20年的時(shí)間，才能達到深海預開(kāi)采中間試驗的目標。盡管研制和開(kāi)發(fā)深海礦產(chǎn)資源技術(shù)困難重重，但海底礦產(chǎn)資源具有長(cháng)遠戰略意義，世界各國仍很重視這項技術(shù)及其配套技術(shù)系統地研制和開(kāi)發(fā)。國際上，深海采礦技術(shù)從1972年開(kāi)始研制，經(jīng)過(guò)30年的開(kāi)發(fā)研究，技術(shù)日趨成熟。迄今美國、日本、加拿大、德國、法國等已提出了多種開(kāi)采方案，諸如液壓提升式、氣壓提升式、鏈斗提升式，深潛器開(kāi)采等等。

深海裝備產(chǎn)業(yè)　潛力大

“蛟龍”號下潛深度不斷增加，證明我國深海探測的實(shí)力在增強。“有一點(diǎn)可以肯定，就是完成多金屬硫化物礦區的勘探任務(wù)，我們的技術(shù)能夠勝任。”金建才說(shuō)。

在金建才看來(lái)，深海技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)深海資源的勘探開(kāi)發(fā)；深海資源的勘探開(kāi)發(fā)，必然要求深海裝備的發(fā)展配套，這是一個(gè)產(chǎn)業(yè)需求鏈的邏輯延伸。中國工程院院士金翔龍認為，從世界海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軌跡來(lái)看，圍繞海上油氣開(kāi)采的海工裝備業(yè)最有發(fā)展潛力。

不過(guò)，“在整個(gè)大洋工作這個(gè)面上，蛟龍號潛水器只是一個(gè)很重要的點(diǎn)。”金建才介紹說(shuō)，其實(shí)深海技術(shù)裝備是個(gè)體系，我們有通用的技術(shù)裝備，也有專(zhuān)用的技術(shù)裝備。我們會(huì )根據不同的需要，應用不同的技術(shù)裝備，在多金屬硫化物礦區申請準備過(guò)程中，深海運載設備系列發(fā)揮重要作用的是帶纜遙控機器人。“什么樣的設備能發(fā)揮什么作用，裝備研制人員也有不同的看法，我認為各種設備是互為補充的。但有一點(diǎn)很清楚，就是我們礦區申請獲準，將為各種深海裝備提供一個(gè)廣闊的應用場(chǎng)所。”

當前，隨著(zhù)我國走向海洋油氣時(shí)代的步伐不斷加速，海洋工程裝備制造業(yè)捷報頻傳。2010年2月，我國自行建造的3000米深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”順利出塢；5月，我國首臺海洋鉆井隔水管裝置亮相美國OTC國際石油展；5月，我國自主設計和建造的亞洲第一艘3000米深水鋪管起重船“海洋石油201”順利出塢。國家海洋技術(shù)中心專(zhuān)家表示，適合于深水油氣開(kāi)發(fā)的新型平臺、多功能浮式生產(chǎn)儲油裝置、水下生產(chǎn)系統，是目前世界上深水油氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵重大技術(shù)裝備和發(fā)展熱點(diǎn)。

此外，發(fā)展深海技術(shù)可以帶動(dòng)材料、水聲通訊等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。“蛟龍”號是多種高科技、先進(jìn)材料的集成：其外殼由直徑微小的空心玻璃微珠和環(huán)氧樹(shù)脂制造而成，載人艙采用的是鈦合金材料，能承受高壓、抗腐蝕，并且具有彈性；其外層采用了高性能的海洋重防腐涂料。據徐芑南介紹，深海載人潛水器技術(shù)涉及冶金、機械加工、特殊結構制造、水下定位、水下通訊、新材料、電子電力、自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域。“蛟龍”號的成功海試，也為這些產(chǎn)業(yè)帶了良好的發(fā)展機遇。

深海搶險救撈　作用獨特

除了開(kāi)發(fā)深海資源，“蛟龍”號還與人們的生活有著(zhù)密切關(guān)系。如布放海底地震儀、海底電磁儀和潛標錨系等，甚至在海底觀(guān)測網(wǎng)絡(luò )的建設和維護工作中也缺少不了載人潛水器。

國際上有不少載人潛水器的典型應用。比如，3艘美國的“南魚(yú)座”號潛水器依靠潛水器上的機械手，花費了一年時(shí)間把沉沒(méi)于750米水深海底的120條魚(yú)雷打撈出水。1970年，美國的“深探”潛水器把墜落在太平洋1037米水深的一架海軍飛機打撈出水。

據國家深?；毓芾碇行闹魅蝿⒈ＨA介紹，“蛟龍”號在海底救撈方面有其他任何技術(shù)裝備無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，無(wú)論沉船打撈、飛機黑匣子搜索，還是危險品打撈等，載人潛水器都有突出的表現。其次是能夠進(jìn)行海底搶險，包括工程搶險和人員搶險等。如果跨洋通訊光纜突發(fā)故障斷裂，故障點(diǎn)在哪里？重要的海底輸油管道、輸氣管道破裂或是斷裂，如何搶修？業(yè)務(wù)化運行后的“蛟龍”號將在這些方面發(fā)揮不可替代的作用。

國家海洋局局長(cháng)劉賜貴說(shuō)，“我們將在未來(lái)3年至5年開(kāi)展蛟龍號試驗性應用。通過(guò)試驗性應用航次，逐步形成蛟龍號的業(yè)務(wù)化運行能力，培養出一支專(zhuān)業(yè)化和職業(yè)化的應用隊伍。”