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移除书签未来太空篇
观测地球和宇宙
空间站在离地面几百千米到几百万米的高空飞行，脱离了地球大气层的束缚。从这里观测太阳、月亮和星星，没有大气的折射、散射和吸收的干扰，也不受刮风和下雨的影响，因此，在空间站上建立起一个天文台，天文学家可以长期在这里工作。这将使天文学的研究进入一个崭新的阶段。
美国和前苏联从空间时代一开始，就利用空间观测地球。近30年来，它们利用载人空间飞行获得了大量有用的科学资料，拍摄了几千万幅地球照片。如果今后在永久空间站上放上光学、雷达以及先进遥感器，宇航员在站上及时进行分析研究、处理获得的数据，加以筛选，去伪存真，比不载人卫星具有更大优点。特8U是在空间站上安放大型雷达天线，不受天气阴雨、云及昼夜的影响，由人操作，使人机结合，对地球观测能获取最大效果。宇航员或科学家利用天文望远镜观测宇宙，从而摆脱了地球大气的扰动，使科学家更能了解宇宙的奥秘。一位欧空局官员在谈及如何利用空间站时说：“必须有飞行机会，一位科学家才能成为空间站的用户，否则他只是一位科学家。”空间站的时代能让更多科学家登上空间站进行研究工作。
空间站在绕地球的轨道上飞行，大约一个半小时绕地球一周。因此，从空间站上可以监视气象变化，探测大气和水的污染，发现森林火灾和勘探地球资源，并且可以操纵空间站上的大型照相机准确地拍摄地面的军事目标。
“空间实验室”
人在“空间实验室”里确实能进行许许多多科学实验，开拓新技术。根据美国“空间实验室”、前苏联“礼炮”站与“和平”站、美与前苏联“阿波罗一联盟”对接飞行以及三次欧洲“空间实验室”飞行经验，证明了“空间实验室”的优越性。例如，1987年前苏联宇航员在“和平”站上做了600次天体物理和130次地球物理观测、100项技术和80次日力观测实验，主要致力于砷化镓、电泳以及合金实验研究。在地球上由于受到重力影响，无法获得高纯度、高质量理想产品。在空间实验室里，空间环境无沉淀和对流，在无重力下，液体自由浮动为获取高纯度、高质量的理想产品提供了条件。只有在永久空间站出现后，才能从实验发展成为空间产品。美国“自由”号空间站上有美国实验舱、日本实验舱以及欧空局的实验舱，将进行大量的科学实验、生产实验。然而，前苏联“和平”站从1986年2月进入太空后，由于准备条件不充分，未能充分发挥它的作用。1989年犀月，前苏联星城宇航员培训中心主任沙塔洛夫中将（前宇航员）说：“宇航员在‘和平’站上的大部分时间是修理出故障的仪器，无时间从事空间实验研究。”前苏联虽拥有长期飞行的“礼炮”号站与“和平”号站，但利用率不高，未获得像欧洲“空间实验室”短暂飞行的成就。
制造新材料
空间站是生产地面生产不出来的新材料、新合金以及材料加工的理想环境。1974年，美国社会学家格·亨利·斯坦认为，空间飞行的发展和空间环境的利用将可能导致第三次工业革命。尽管他言之过早，但失重空间环境却是一个“黄金王国”。微重力和理想真空的空间环境能生产出令人感兴趣的产品，空间有效加工能降低成本。如空间生产最简单的产品是硅片，而在地面生产则成本高、效率低、质量差。据1990年7月前苏联估计，索洛沃夫和瓦连京两宇航员在“和平”站上6个月生产新药品蛋白100千克，价值1.05亿卢布，只花了8000万卢布成本费，获利润2500万卢布。此外，2名宇航员研究了在失重环境中生产玻璃、金属合金以及半导体材料的商用价值。另据美国汤普森、拉莫·伍尔德里奇公司估计，每年在空间生产的20吨新材料的产值达到4.04亿美元。若在空间生产光纤，每千克就可比地面节省6万美元。
空间站的特殊环境为人类在空间加工材料开辟了新的途径。例如：制造新型泡沫金属。泡沫塑料出现以后，人们很自然会想，能否制造一种像泡沫塑料一样的泡沫金属呢？要想制造泡沫金属，首先需要把金属熔化，然后再往熔化了的金属内部充气体，再使这种充气的金属冷却。但是，由于地面重力的影响，金属在冷凝过程中往往就把气体挤出。所以在地面上无法制造出泡沫金属。在空间站上，一切东西包括金属和气体都失去了重量，这样，人们充到熔化了的金属内部的气体就不会被挤出来。因此，在空间站上很容易制造出轻如泡沫坚如钢的新型泡沫金属。此外，在空间站上还可以制造理想滚珠，进行均匀焊接，生产完美晶体等等。
太空材料的热稳定性
温度之升高对布料的强度、伸长率和弹性有影响。随着温度的上升，大多数材料的强度都会降低。表明材料在温度上升时其性状变化的重要指标就是热稳定性。加热到热稳定温度以下的材料冷却后可恢复至初始状态。
因此，热稳定性描述的乃是一种极限温度，它在很长的时间内不致对材料性能产生重大影响。
在低温下，不同的纤维稳定性也各异。天然纤维与人造纤维经受瞬时温度的性能都不错。合成纤维则低温稳定性较差。例如，用人造纤维制造的粘胶纱线，在-50℃低温下其断裂载荷增加30％。
空间医学试验
空间站上的一切都处于失重状态。空间站上的人和动物都失去了重量。长期失重对人的生理有什么影响？人能否在长期失重的条件下生活和工作？这些问题不仅关系到空间站的发展前途，而且也影响到今后的星际飞行。因此过去发射的几个空间站都无一例外地进行了空间医学试验。例如美国的“天空实验室”里用自行车功量计试验宇航员在失重状态下的工作能力，用下身负压试验研究失重对人体的影响。所谓自行车功量计，就是宇航员爬到固定在“天空实验室”地板上的自行车上，然后按规定速度踩蹬自行车，同时记录宇航员的心率、血压和呼吸等生理指标，以此考察宇航员的工作能力。下身负压试验，就是用一个外形像汽油桶似的装置套住宇航员的下半身，然后开动真空泵，降低桶里压力，这样宇航员下身周围的压力就低于上身周围的压力，上身血液就流向下肢，以此来模拟宇航员返回地面后由于重力的作用血液往下流动的情况。
宇航员在空间站里，用不着像在飞船里那样老是坐在椅子上。空间站比飞船大得多，它为宇航员提供了自由活动的天地。宇航员在这种失重的天地里生活，十分新奇而有趣。但是，宇航员的一切行动都得小心翼翼。
宇航员在空间站里行走，只要往地板上轻轻广蹬，就会像羽毛一样缓缓地向天花板飞去，然后轻轻地撞到天花板上。这个很轻的撞击，又会把宇航员推回地板，宇航员澍地板的撞击，又使他飞向天花板。就这样，宇航员在天花板粕地板之间没完没了地飞来飞去，直到他抓住固定在舱壁上的一个什么东西为止。为了使宇航员在空间站里行走不飞起来，必须采取特殊的措施。例如，美国“天空实验室”的地板、天花板和隔板都做有三角形的网眼。在宇航员的鞋底上装有V形法兰盘。宇航员在地板、天花板和隔板上行走，把V形法兰盘插入三角形网眼里；然后稍稍转动一下，鞋底就固定住了。当他要迈步前进的时候，先把一只脚转动一下，把鞋子从三角形网眼里拔出，然后插入前面的三角形网眼里，再稍稍转动一下。接着以同样的步骤拔出另一只脚再往前挪一步，这样一步一步稳稳地前进。
宇航员在空间站里吃东西和飞船里一样，也得格外小心。在失重状态下，水瓶子里的水无法倒进杯子里，杯子里的水也很难喝到嘴里。只要稍稍碰一下杯子，水就会变成水珠子飞走。因此，宇航员喝水得用特殊的水龙头把水喷进嘴里去。
宇航员在空间站里洗澡也和地面不一样。宇航员走进浴室，首先得拉起一个圆柱形的口袋把淋浴喷头和身体围起来，然后再扭开淋浴喷头进行冲洗。这样飞浅的水珠就被口袋挡住，而不致于在舱里到处乱飞。
在没有重力的环境里，宇航员不管是睡在硬板床上还是弹簧床上，或者用绳子吊在梁上都一样。在空间站的卧室里，壁上挂着一个个睡袋，宇航员要睡觉的时候，就钻进口袋，把头和两只手露在睡袋外面，可以感到像睡到弹簧床上一样的舒服。
宇航员在空间站里大小便也得十分小心。一不小心，大小便也会飞散开来。所以大小便也必须进入特殊的厕所间。
观测和监视地球环境
人在空间站上借助高分辨率望远镜观测地球，或用望远镜式镜头对地球拍照，取代自动化遥感卫星。由人观察地球，若发生森林火灾，不仅可指出发生地，还可将蔓延方向指示给飞机、直升飞机以及陆基灭火队，只是要受到空间站轨道运行周期的限制。
回收、修理、发射卫星
空间站一个最大用途是由宇航员回收卫星，并予以修理和重新发射。美国航天飞机已进行了4次这样的工作。空间站寿命长，不仅把地面发射卫星工作移到空间，而且能把造价昂贵的过期卫星或故障卫星回收，这样将大大延长卫星寿命。美航宇局正在研制可以飞出站很远的机动飞行器，以便回收降轨的静止卫星，并给卫星加燃，相当于中途加油站，进而从空间站向月球和火星发射载人宇宙飞船。美国国际“自由”号空间站设计时已考虑到它的飞行器空间起飞站。
空间维修是随着载人航天技术的成熟而出现的一种特殊勤务活动。其应用范围十分广泛，如对各种航天器和航天设施进行回收、修复、更换部件、补充燃料等。空间维修要求有很高的技术保证，首先要有长时间在空间停留的载人航天器，就目前而言，还只有航天飞机和航天站；其次被维修的航天器要适合空间维修，目前，这样的航天器采用先进的舱体化设计，即把航天器按功能分为若干个标准舱，便于拆卸，此外，要有地面控制的密切配合。由此可见，空间维修的实施既是一项复杂的系统工程，也是空间高科技水平的集中体现。
空间太阳能发电站
人口膨胀、能源危机、环境污染是当前人类面临的三大难题。石油、煤炭、天然气等燃料，已经日趋贫乏了，有些科学家悲观地估计，到公元2000年之际，这些燃料将接近枯竭。尽管各国正在千方百计地挖掘、开发新的燃料资源，但资源是有限的，因此探索新一代的能源，实际上已经被提到议事日程上来了。那么这新一代的能源又是什么呢？目前科学家们有两种设想，一种是原子能发电。但应用这一能源存在放射性废物的安全保管问题，弄不好就会招致灭绝生物的大灾难，当然也包括人类在内，因而这条途径使人望而生畏。另一种是向光芒四射的太阳要能量。
我们知道，太阳以光的形式，向宇宙空间源源不断地辐射能量，每秒就相当于将550万吨原煤的热能运送给地球，然而这只占太阳辐射能的二十二亿分之一。就是这二十二亿分之一的能量，也只有64％莱到了地面，其余的全被无情的大气吞掉了，你想想看，这是多么可惜呀！如果能在太空兴建太阳能电站，把太阳能最大限度地转换成电能，然后再输送回大地，这该是多么理想而又具有巨大的实际意义呀！
1968年美国工程师彼得·格拉塞尔，提出了在空间建立太阳能电站的大胆设想，一时间舆论为之哗然，有人讥笑说，这只不过是一个美妙的幻想。然而事隔不久，波音公司却公布了卫星太阳能电站的第一个设计，此后具体方案接二连三地提了出来。美、日、前联邦德国等一些国家，十分重视太阳能电站的研究，多年以来，在进行了一系列可行性论证的基础上，目前已经转入工程论证和实验研究阶段。美国能源部和宇航局组织了25个科研工业组织，对设计方案、空间技术、微波技术和低成本太阳电池生产工艺等，进行了广泛的实验研究，并发表了数十篇极有教益的研究报告。
太阳能电站的工作原理是怎样的呢？根据格拉塞尔的设想，波音公司设计了一个500万千瓦的太阳能电站，电站设在地球静止轨道上，日照时间不受黑天白昼以及气象变化的影响，所以它比在地面上的日照时间要长6～15倍，日照强度也要强2倍。电站采用光电转换的太阳电池。这种转换比其他的形式（如热电转换）更为简单，也更容易在空间生产和维修。太阳能电池帆板上装有140亿个太阳电池，旁边的反射镜将阳光聚集在太阳电池上，使入射的光进一步增强，太阳电池将太阳能转换为直流电，微波管又将直流电变成微波能量，最后由相控阵天线发射到地面接收站，并把它转换成普通电网的电能。
当然无可讳言，实现空间太阳能电站是一项极其庞大而艰苦的空间活动，它要在空间构造一座小城镇那样大小的庞然大物，不用说SU的，仅在工程上就面临着严重挑战。
首先是能量转换问题。电站的太阳电池帆板结构庞大，总重12400吨，中心旋转轴的直径达100米，而旋转起来要非常稳定和准确。如此大的构件，在地面上建造是不可想像的，只能在空间工厂中加工制造。根据计算，太阳电池的数量需要140亿个呢！因此，电站成败的关键，归结为解决太阳电池的生产能力和巨额的生产费用。近五年来，美国对单晶硅和多晶硅的生产技术正在加紧研究，力图尽快满足电站的要求。另外，太阳电池的空间生产亦在积极研究之中，这项技术一旦实现，就为建立电站铺平了道路。
第二是能量空间微波传输的问题。将太阳电池帆板所产生的直流功率转换成微波功率时，要采用数百万个大功率微波管。不过目前美国的生产能力基本上可以满足建立电站的要求，这当然是令人乐观的。不过在这个环节中，还有发射天线和地面接收天线的制造问题需要加以解决。
发射天线是直径为1千米的圆形相控阵天线，天线的子阵阵面为20平方米，天线的指向要十分精确。这种天线目前正处在论证阶段，到投入生产还有一段路程。
地面接收天线也非同一般，它是一个长14千米、宽10千米的偶极子天线阵，接收的微波经过专门设备整流后再投入电网。已经做过的模拟实验表明，接收和整流效率为82％。
第三是空间生产和轨道搬运。美国宇航局和格鲁曼公司研究了两种电站组装方法。一是低轨道组装，即先在低轨道上建立一个700人左右的空间工厂，桁架结构和太阳电池均在这工厂生产和组装，整个电站装配完毕后，再用电力推动系统将它送到地球静止轨道上去。第二是静止轨道组装法。这就需要工厂设在静止轨道上，人员和器材经低轨道过渡到静止轨道工厂中，最终在那里制造并组装。这两种方案都在实验之中，一旦实验成功就又扫除了一个大拦路虎。
一座太阳能电站需要建筑材料10万吨左右，空间作业人员数百人，怎样把这么多的人员和物资送到宇宙太空呢？根据上面介绍的两种组装方法，将分别采用不同的运载工具。对于低轨道方案来说，早期设想用单级火箭和航天飞机运输，运载量为70～200吨。现在设想用两级火箭推进的有翼飞行器——空间运输船。它的起飞重量为11000吨，载重量已经相当可观，每次可以将4000至4500吨的大批物资，送达施工现场。如此计算，空间运输船只要往返22次左右，即能把建造一座电站的器材全部运送完毕。而由低轨道向高轨道转送阶段，将采用离子火箭发动机或化学推进剂工作的轨道运输船。
综上所述，太阳能电站的建立，尽管还有不少问题需要解决，但是，可以满有信心地说，前景是美好的。按照美国宇航局的计划，目前主要是在地面试验装配办法，这一阶段后期要发射一颗实验性的发电卫星；第二阶段要发射一颗发电能力为20～50万千瓦的样星，这一阶段可望在近期完成；第三阶段为全面实施阶段，计划到公元2014年建造印个500万千瓦的卫星电站，公元2050年将突破100个大关。波音公司研究部负责人C.R.伍德科克乐观地预言：“在遥远的未来，围绕地球将有数百个卫星电站来满足人类对能源的要求。”
浮空器是人类跨入太空的跳板
一艘巨大的圆形热空气飞艇高高地飘浮在地球上空。利用太阳能，它能停留在高空，还能作机动飞行，甚至通过微波直接把能量传到地面上来。它宽1.6公里左右，能在26公里高的同温层里停留不动。
上述浮空器是富兰克林研究中心的奥克里斯和索勃曼设想的。他们估计，这台太阳能同温层平台就能产生1000兆瓦电力，其中至少有100兆瓦电力能够到达地面上的微波接收站以供使用。
这个太阳能同温层平台还能进行天气观测，并能把大多数天文设备带出阻挡视线的大气层。先进的空间研究项目也可以把它作为发射台从这里把硬件用传统的火箭发射到轨道中去。太阳能同温层平台可以载人，也可不载人，如果载人，乘员则生活在球体内部的密封生活区内，需要获得供给品时把浮空器降低到普通飞艇可以到达的高度即可。
太阳能同温层平台的结构是半刚性的，球形的外壳内外都有一层塑料薄膜，球壳的下面一半镀以金属。这个浮空器的直径可小到200米左右。强烈的太阳光将会把球内空气加热到26℃，而球外面的空气温却只有-40℃，内外温差很大。于是平台就上升，悬浮在地球上某个地点的上空而不需要消耗燃料——这对普通飞机来说是不可能的，灵巧的人造卫星能够做到这一点，但必须先把它们用动力推进到极高的轨道之中，才有可能。
这个浮空器的上半球能采得太阳光的热量，又能防止红外辐射逃逸，以免热量分散。球体里面有一个抛物面反射器，把太阳光的辐射能聚焦到一台锅炉发电机组。这台装置每天工作8小时，每天输出电力6000兆瓦小时。晚上，球体转动180度，使镀有金属的半个球朝上，防止内部的热量辐射到太空中去。太阳能同温层平台以压缩氢或压缩氧的形式利用白天贮存的能量。
太阳能同温层平台利用以氢为燃料的推进器，能以每小时高达48公里的速度作机动飞行。艇上人员的生活供应系统比绕轨道飞行的航天器所需要的来得简单，因为氧气可以从同温层浓缩取得。乘员不必穿笨重的宇航服，只需穿带降落伞的高空服就行了。
组织太空家庭不是梦
随着地球上人口的爆满，太空是一个极具诱惑力的生存空间，因此，人类决心征服宇宙，向太空移民。当美国航空航天局（NASA）发射的“克莱门汀”号探测器发现月球上有水，而“月球勘探者”号探测器进一步证实月球上确实有水后，人类加快了开发宇宙的步伐。美、日等国家已计划在月球上建立工厂、旅游基地和月球城，甚至在适当的时候向月球移民。特别是当1997年7月4日美国“火星探路者”号探测器成功地在火星上登陆后，美国提出了雄心勃勃的太空探测计划；在21世纪初，派遣一批太空人，用将近1000天的时间远征火星。
如此宏大的宇航事业，宇航员在太空飞行逗留的时间势必大大延长，于是，一个非常现实的问题提出来了：这大批的宇航员长期离开地球后也需要夫妻生活和养儿育女呀。那么，男女宇航员能否在太空组织家庭，甚至怀孕、分娩和养育下一代呢？
航天医学家认为，男女宇航员在太空组织家庭并养儿育女，是空间生命科学的一大难题，长期以来就受到科学家们的重视。最早研究这个问题的是前苏联。早在20世纪60年代，前苏联的生物卫星就曾送老鼠上天“结婚”，让雌鼠在太空怀孕、分娩，试验获得了成功。但是在太空失重的情况下，生育的幼鼠骨骼脆弱，容易折断，肌肉也松弛无力。后来，前苏联科学们专门设计了“离心增重器”，用使鼠笼高速旋转时产生的离心力来代替地心引力，并产生重力加速度，从而有效地克服了太空失重不良影响。
美国也在加紧这方面的试验研究工作，他们先后将雌雄袋鼠送上太空试验室，让它们在那儿“成家立业”。这些雌雄袋鼠如科学家期望的那样，能够在太空安然无恙地生活、怀孕、分娩，孕育出新的生命。
袋鼠是比较接近人类的哺乳动物，袋鼠上天“成家立业”试验成功地为人类在太空组织家庭探明了路子，但还不能说人类在太空组织家庭的一切问题都已妥善解决了，人类有自己的特殊情感和特殊需求。
例如，要让男女宇航员在太空组织家庭，要考虑女性能否像男性一样能适应长期的太空生活。实践证明，女宇航员经得起太空特殊环境的考验。1964年，前苏联的女宇航员捷列什尼科娃乘坐“东方-6号”宇宙飞船升空遨游，是妇女第一次飞往太空。1983年6月，萨莉·赖德升空遨游，成为美国第一位太空女宇航员。截止1997年，美国共有24名妇女在太空工作过，并有多人多次在太空执行任务。其中香农·露西德在“和平”号空间站上创造了女性在太空轨道上停留187天的新纪录。要特别提出的是，1992年，美国宇航员夫妇马克·李和德维斯还一同双双升空，完成了家庭式的太空飞行。
21世纪将是宇航事业大有作为的时代，宇航员太空之行将是漫长、寂寞和艰辛的，又由于女性同男性一样能胜任太空飞行的重任，美国和俄罗斯负责宇航事业的官员们宣称目前他们都在考虑让男女宇航员在太空谈情说爱和组织太空家庭的问题，许多宇航员也跃跃欲试，愿意率先上天组织太空家庭。美国宇航员福可尔已表示愿意出征火星，进行长达1000天的太空飞行，并且要求同太太一块去火星，谱写人类宇宙航行的新篇章。
但是，从空间生命科学的角度看，航天医学家认为：在太空中长期处于失重状态、大量的宇宙射线、高能粒子辐射和高真空高洁净环境的影响，不能排除对人体生育能力的影响。
话又说回来，男女宇航员在太空失重状态下，究竟能否组织家庭和怀孕、分娩呢？俄罗斯生物学家谢罗娃经过多年的研究认为，航天活动不影响生命的繁衍。美国科学家则持慎重态度，他们认为，人类生命科学的太空实验是空间生命科学的一次重大实践活动，不应仓促行事，要周密安排，何况还有许多困难需要克服呢。但是，他们相信，在本世纪初，随着航天事业的发展和世界各国航天活动的联合进行，定能加快人类空间生命科学事业的进展，当能保证宇航员在宇宙空间连续安全航行数年的长期生命保障系统研制成功之后，那时，男女宇航员在太空中工作、谈情说爱和繁衍后代是完全可能的。人类在太空组织家庭不再是遥远的梦！
“太空婴儿”呱呱诞生的时日，离我们不会太遥远！
2014
年——人类登陆火星
火星与我们居住的地球很相似。人类在登上月球之后，一直在探索登陆火星之路。近来，根据美国国家航空航天总署和有关研究机构所提供的资料显示：人类将于公元2014年登上火星。
负责研究的斯特福委员会在所递交的报告中指出：要登陆火星，需建立一座离地球460公里的永久太空站，这是登上火星的第一步。目前，美、日和加拿大等国正在合作实施建造“自由”号太空站的计划，该计划将为未来登陆火星作准备。科学家将在“自由”号太空站中测试，检验人类在长期失重状态下的生理机能变化和适应情况，并试验用以维持生命和封闭环境系统。目前，科学家所面临的任务十分繁重。其中之一就是研制能重复、循环使用的宇航员在登陆火星途中所需的水和空气的特殊设备。
以下是美国航空航天总署所拟定的登陆火星的日程表：
2003年，具有人工智能的机器人首先登陆火星，它们去那儿调查了火星的大气、气象、地形状况。
此外，还将发射数颗人造通信卫星，以连接地球与火星间的通信。
2005年，人类将在月球进行登陆火星的模拟实验，并启用一套与登陆火星时完全相同的另一套设备，同时将在月球上试验宇航员的居住舱和太空旅行车等设施。
2009年，对计划登陆火星的宇航员在月球轨道上进行考验，他们将在月球轨道上进行考验，他们将在月球轨道上度过4个月，然后在月球上再逗留1个月，如能安全返抵地球，就算通过了考验。
2012年将是火星离地球最近的时刻，届时，巨型火箭将把载有宇航员在火星上所需必要设施的太空站送上火星。尽管这一年是火星离地球最近的一年，但往返一趟最少也得需要500天。
2014年，6名宇航员将正式升空，在地球轨道上与登陆火星的航天飞机对话后，飞向火星，完成人类登陆火星的伟大使命。
21
世纪定居月球不是梦
美国航空航天局正式宣布，“月球勘探者”号无人驾驶探测器发回的初步数据显示，月球上存在水的可能性极大，这些水在月球上是以冰冻形式存在的。
“月球勘探者”号已发射升空，环绕月球运行只有2个月时间。根据“月球勘探者”号提供的最新数据，美国航空航天局对月球上有水这一结论给以相当的肯定。
科学家为何这么肯定
科学家们作出如此肯定的结论，是有充分的依据的。
“月球勘探者”号所携带的“中子分光仪”采集到大量数据表明，月球上是有水存在的。“中子分光仪”在探测对接触氢原子后失去大部分能量、移动速度放慢的中子数量进行分析，进而确定氢原子的数量，并以此发现了水源的踪迹。
探测的结果证实在月球的南北两极发现了显示水分子特征的数据信号。科学家根据这些证据对冰的数量，所处位置以及分布情况作了估计。
此外，基于特征明确，但信号又相对较弱的特点。科学家指出水分子或许并不完全集中在月球极地的冰层中，恐怕还存在于许多该区域中陨石撞击下的陨石坑内。
月球水的来源
科学家认为，月球上水的最初来源主要是陨石，以及主要由冰块构成的彗星落到月球表面时带来的。科学研究表明，过去20亿年间的陨石和彗星撞击会使水深入到月球表层浮土以下2米处，因此，目前在0.5米深度估算出的月球水量还需乘以4，得到4000万吨至12亿吨的数字，这是目前估算的月球上的总水量。
月球上的水之所以能在南北极留存下来，是因为月球极地区域不受太阳的照射，温度低、蒸发量小。据估计，水与月球表面浮土的混合比例为0.3％至1.0％，分布范围在月球北极介于1万至5万平方公里之间，在月球南极介于5000至2万平方公里之间。
定居月球不是梦
月球上发现水源，使人类未来定居月球的梦想又增加了些许可行性。一直在设想人类到月球表面居住的美国国家航空航天局做了这样的测算：这些水冰能供应1000户两口之家的居民享用一个多世纪……而且不需要循环使用。在太空旅行方面，冰中的氧和氢又是宇宙飞船主发动机燃料的主要部分。这些氧和氢可以作为探索宇宙的资源，同时，有可能将月球作为对火星及太阳系中其他星球进行探索的一个基地。
如果我们单纯从费用角度考虑，要从地球向月球输送人类生存所必需的生活用水，不足500克就需要耗费大约1万美元。而人均用水量一般每天需要35公斤，其费用可想而知。如果能在月球上“就地取材”，则费用可望降低到1／10。
美国国家航空航天局的科学家说，由于发现月球上有水，美国人可以短短的十年内在一座永久的月球基地上生活，并把月球基地作为向宇宙深处探险的火箭加油站。
到大气层外去观测红外线
盲人看不见周围世界，我们可以说，他们对可见光一无所知。可是人类在200年前，对红外光线也是一无所知。后来发现了太阳光中的红外线，人们很自然地想去探测来自遥远星星的红外线。但是，事情并没有那么简单。
地球的大气层主要由氮、氧、二氧化碳、氢、臭氧等成份组成，在接近地面的大气下层，还有大量的水汽。它们都要吸收红外线，特别是水汽、二氧化碳、臭氧会吸收掉大部分红外线，使来自天空的波长长于20微米以上的红外线不能到达地面。即使波长短的红外线，也被吸收得寥寥无几，剩下几条狭窄的“窗缝”。来自遥远天体的红外线又是那样微弱，因此要在红外波段研究天体，只有到大气层外去观测。但好在吸收和散射最严重的水汽和悬浮在空气中的烟尘粒子，都在地面附近。高度在5千米的大气层，其水汽含量只有地面的1/10，20千米以上几乎没有它们的踪迹了。所以我们可以利用飞机、气球、火箭，到几十千米的高空去进行红外天文观测。如果要将波长延长到几百微米，甚至1000微米，与微波无线电波“接轧”，那么就要到人造卫星或航天飞机上去观测。
前途光明的太空工业
高真空和微重力的宇宙空间可提供某些比地球环境优越得多的工艺技术条件，不同成分的物质可以很好地混合，熔融液体无轻重浮沉之别，不产生对流，可很好地利用表面张力等物质特性。根据这些得天独厚的条件，人们可以制造出非常均匀、高硬度、高强度的合金和复合材料，制取无缺陷的大块晶体，高纯度的光导纤维，没有辉纹的玻璃，细如蚕丝的金属丝，薄如蝉翼的金属膜，又轻又结实的泡沫合金，完全球体的滚珠和空心球，贵重和纯洁的药品等等。总之，失重、真空、无污染的宇宙空间，是人们进行工业开发名副其实的“天府之国”，可给人类带来巨大的经济效益。
20多年来，人们利用各种航天器在宇宙空间飞行的机会，进行了大量广泛的宇宙工业开发实验，开辟了一个新兴的工业领域——宇宙工业。宇宙工业已在冶炼、焊接、材料加工、制药等方面取得了长足的进步。1973年，美国宇航员在“天空试验室”内，成功地进行了电子束焊割试验。1975年，美苏在“阿波罗-联盟号”宇宙飞船的对接飞行中，曾用.“宇宙多用电炉”进行了空间冶炼试验，使两种比重完全不同的金属熔化在一起，获得了地球上无法制造的铝钨合金。1979年9月至1960年前苏联在“礼炮6”号空间站上，曾进行了铝镁、铜。镓等金属混合实验，首次用液态镓浸渍多孔铜，获得超导体材料。据报道在“礼炮6”号上制造的锗单晶，经切片分析化验，杂质不均匀率由15％下降到2％，位错密度由1矿／厘米5下降到102/厘米2。在1982年4月16日发射人轨的“礼炮7”号空间站上，曾生产出第一批太空制造的优质单晶，重1.5千克，可用于电子计算机元器件的制造。美国也不甘落后，近几年的航天飞机飞行，除明显的军事目的之外，最重要的目标就是进行工业生产试验。1982年3月23日，“哥伦比亚”航天飞机在第3次飞行中，宇航员富勒顿试用电泳法从肾细胞中提取尿激素酶，这是一种能治疗脑溢血、血栓病的贵重药品，全世界每年需要700万克。试验获得成功，为血栓病等患者带来了福音。1983年11月28日，“哥伦比亚”号航天飞机第6次飞行时，在其携带发射的欧洲空间实验室内曾进行73项实验，如利用大功率的熔炉把地球上无法混合的铝锌熔化在一起，制造了一种强度高，比重小的海绵状铝锌合金。1984年11月，“发现”号航天飞机在为期8天的飞行中，宇航员利用失重环境生产出一种联结电脑和电话光导纤维的纯净有机晶体。据估计，能在太空条件下合成制造的合金和产品达400多种。美国宇航局开了一张太空生产清单，列举了35种目前可适合于太空生产的产品，其中电子仪器、特殊合金、药品等已有成熟工艺。据报道，空间生产的药物，1983年的销售额达120亿美元，相当于同年导弹、飞机、空间产品销售总额的18％。
随着宇宙工业的兴起，各种宇宙设备和工具制造亦在同步进行。目前已经设计制造用于空间的生产设备，主要有加热、太阳能、电子束、感应电炉、磁流体动力设备和电泳等装置。这些设备和装置根据航天器的空间尺寸和有效载荷有限的条件；具备微型化和重量轻的特点，并在安全性、可靠性、可控性上与其他随航系统取得一致。在“礼炮”6号和7号两个轨道站上使用过两套材料设备——“合金”和“晶体”。
“合金”设备是一个电炉，重约32千克，用于金属冶炼。它有3个加热区，高温区（1000～1100℃）、低温区（600～ 700℃），以及介于：这两者之间的线性温度梯度形成的梯度区。计算机可把温度控制在所需值的±5℃范围内。电炉装在轨道站后部对接过渡舱内，暴露在空间作业，这样可使冶炼的金属充分冷却。“合金”设备由轨道站供电，功率为300瓦。
试洋是用一种小盒包装的，每盒装有三支晶体安瓿，试验时将安瓿插入电炉加热室。加热室内的铜反射器可确保产生的热集中到试样上，同时还有助于炉壁温度保持在40％以下。试样材料经熔化、结晶、然后包装返回地面。宇航员使用“合金”电炉研究了熔融金属的扩散过程，金属合金材料的形成和密度的实际差异，以及超导体合金如钼、镉的形成等。
“晶体”设备是一种改进型电炉，重量为28千克，有比较复杂的电子控制器。宇航员可以从空间站间隔层操纵该电炉，因此不存在弱振动的扰动影响。“晶体”电炉能以4种不同方法加工材料：第一是气相升华；第二是化学气体传输；第三是高温运动溶解；第四是加热与结晶。它的炉温控制比“合金”电炉勤口严格，要求晶体生长规则而均匀。该电炉已被用于包括光学玻璃、半导体晶体和各种异乎寻常的金属合金等产品的生产。
首次在“礼炮7”号轨道站上试用的实验设备是PION，比较新式。PION用来研究热流和质量输运，采用一种叫做 KGA-2全息装置把数据记录在胶卷或录像磁带上。PION和美国天空实验室3号上微重力研究所采用的NASA流体实验系统极为类似。
前苏联共进行了1600多次材料加工实验，使用设备主要是上述3种。此外，已有近1000磅（453.6千克）研究产品返回地面，有些已在工业上得到应用。目前头等重要的是获得各道工序的物理知识，也就是有助于提高地面材料生产效益的知识。
前苏联曾声称，到90年代末，他们可以采用空间生产的半导材料体制造密度为每平方厘米100万个半导体元件的集成电路。这一成功可以使他们在空间材料生产中消耗的大量资金得到补偿。在“礼炮”6号和7号轨道站上的实验表明，空间生产的晶体，其原子结构同地面生产的比较，已有显著改善，其位错结构（结构缺陷测定）比地面实验室生产的要小。
空间加工材料的成功，将在电子设备的生产方面取得重大进展。前苏联空间材料加正机构的一位官员克里亚波夫说，未来的太空工厂将生产用厂电视设备、医疗设备以及高速数 字计算机的各种重要工业材料。前苏联空间计划专家詹姆斯·奥伯格指出，空间生产的材料还可以用来改进导弹制导系统的元件和红外跟踪装置。
在空间的微重力环境中，电泳分离效率要比地面上的高716倍，而产品纯度财比地面上的高4～5倍。尤其在1984年8月30日发射的“发现”号航天飞机上已生产出了可供临床试验的空间药品。
由于空间工业具有这样巨大的潜力，已引起许多国家工业界的重视，在美国已有53家私营公司正在考虑制定它们自己的经营计划。为了把更多的私营公司吸引到空间商业化的浪潮之中，1984年，7月印日，里根政府颁布了有关促进空间商业化活动的新政策，并在美宇航局内成立了一个协调空间商业应用的专门机构。
由于太空工业的诱惑力，美国总统里根在1984年国情咨文中宣布，计划十年内建造一座永久载人空间站，该空间站包括一个科学实验室、一座空间工厂、一个向外层空间发射探测器的航天基地。初步拟定了109项科学实验和太空生产项目，常驻6～8人，届时将由航天飞机每隔半年往返一次，送去生产资料和生活资料，取回工业产品和探测资料。虽然由于各种原因，这个空间站的规模将缩小，建成时间要推迟，但太空生产迟早都会发展起来的，茫茫宇宙空间将出现一批“太空冶炼厂”、“太空焊接厂”、“太空制药厂”、“太空电厂”等等，市场也将有太空商品出售，人类将直接受益于宇宙空间。
未来太空战
太空战是指利用天基武器系统，以争夺制天权为目的的作战行动，是以地球的外层空间为战场所进行的攻与防的作战。它既包括作战双方天基武器系统之间的格斗，也包括天基武器系统对地面和空中目标的打击，以及从地面对天基系统发动的攻击。其目的就是剥夺对方对太空的使用权。
随着科学技术的发展，人类战争的领域范围不断扩展。从最初的陆地逐步发展到海洋，又从海洋发展到空中，再发展到外层空间。美军指出，天空和海洋是20世纪的战场，而太空将成为21世纪的战场。太空已成为现代化战争的战略制高点，在未来战争中，谁夺取了制天权，控制了太空，谁就可以进一步夺取制空权和制海权，并最终赢得战争的胜利。
随着军用航天技术的日益成熟，世界一些军事强国竞相将军事触角伸向太空，使太空成为继陆、海、空三维战场后的又一个崭新的战场。一种以宇宙空间为主要战场，以军用航天器为主要作战力量，以夺取空间控制权为主要目的的新的作战样式。
太空战场的开辟和建立，特别是天基作战平台和天基武器系统的不断发展与完善，催生了一支崭新的军种，那就是天军。早在20多年前，以美国和前前苏联为代表的一些发达国家，就在积极探讨建立天军的可能性和途径。
20世纪60年代初期，美国将原来主要用于对付远程战略轰炸机的北美防空司令部，扩展成为以对付洲际弹道导弹、潜射弹道导弹为主的防空防天系统，其作战区域由大气层扩展到外层空间，使空间监视、战略预警和攻击判定成为其主要任务。前前苏联也成立了空间防御司令部。这些组织机构的出现，可以看作是“天军”诞生的雏形。
20世纪80年代以后，天军的筹建活动进入了一个新的阶段。美国和苏联不仅组建了军事航天司令部，而且相继建立了一定规模的“天军”。如美国已拥有一个航天师、5架航天飞机和近百名航天员。而苏联也拥有数百名专门担负反导、防天任务的高级“航天士兵”。
从发展趋势上看，“天军”将成为未来太空战场的主力军，并可在夺取“制天权”的战争中发挥以下作用。
首先，“天军”可以遂行侦察、预警任务。军用卫星在太空执行侦察、预警等军事活动，只能机械地执行规定的程序，受自然因素影响较大。利用太空部队遂行侦察、探测等任务，则可根据太空战场的实际，随机分析判断情况，并适时进行处置。显然，利用太空部队执行太空侦察、探测、预警等作战任务，有着更大的优势。
其次，“天军”可以用来摧毁军用卫星、太空基地。军用卫星作为军队在太空中的“眼睛”、“耳朵”，对部队的军事行动有着巨大的支援作用。特别是以空间站和天基武器系统组成的作战平台，是太空作战赖以依托的“制高点”。夺取太空战场的主动权，必须首先着眼于摧毁对方的军用卫星和太空基地。而完成这一任务，太空部队具有绝对的优势。
另外，“天军”能够攻击地面军事目标。太空战场的重要使命是服务于地面战场，为地面作战创造更加有利的条件。由于太空部队能居高临下控制地面战场，特别是能准确控制和打击地面战场上的军事目标，对于推进地面战场的作战进程，取得作战胜利具有重要的作用。为此，未来太空战场，太空部队将成为运用太空武器装备对地面、海上和空中军事目标直接进行打击和破坏的主力。
此外，太空部队还将担负指挥、通信、导航以及搜集气象资料等多种军事任务。美国航天部队的一位将军曾说过，未来的太空部队，将同时承担太空战场和地面战场的双重作战任务。因此，太空部队将成为一支不容忽视的“两栖”作战力量。
自20世纪60年代以来，美国和苏联太空争霸了几十年，逐渐将陆海空战场扩展到外层空间，使战争的“时空观”发生了重大变化。由于太空战场上的军事活动不受地球、国界、天候等因素的影响，作战的双方可以在轨道机动能力允许的范围内采取全方位的作战行动，这就使作战达到了真正意义上的灵活度和协调性。
特别是在未来的信息化战争中，位于太空战场上的各种侦察、预警、通信卫星，将作为军队指挥自动化系统的核心部件，成为对方首先攻击的目标。作战双方为获得陆海空立体战场上的主动权，必将首先抢占太空战场这一“制高点”。
世界上一些军事大国，为了满足其政治、经济和军事利益的需要，决不会放弃对太空战场的争夺。特别是随着高新技术广泛运用于军事领域，军队增兵太空，争夺太空的能力极大地提高，实施太空作战已非难事。
因此，未来在太空战场上的争夺，将会突破以往单纯在技术兵器方面的较量，而重点运用太空部队，采取太空破袭、太空突击、太空封锁等战法，在广阔的外层空间进行军事大较量。届时，一场前所未有的太空大战将以崭新的面貌，出现在世界战争的舞台空天战场特征，是研究空天战的出发点和落脚点，是发展空天兵器、制定空天战略、组建空天部队的客观基础和理论依据。这是本世纪军事理论变革的重要问题之一。
太空战的特征
1．无接缝性
是指大气层、近地空间、深层空间是一个具有连续性的系统，其间不具有任何明显的分界面。人类战争的历史，造就了如今的陆军、海军和空军，这些军种主要是根据其作战的自然领域而划分的。在未来战争中，先进的中远程导弹弹道最高点可达数十至数百公里，在这种高度实施拦截，应属防天。
但是，多弹头分导导弹进入大气层后，其弹头又可以用超高速巡航导弹的方式机动飞向目标，在这种情况下实施拦截，又应属于防空。可见，由于空天之间的无接缝性，防空与防天之间也是不可分割的。
不仅如此，由于既可在大气层利用空气动力飞行，又可跃升到近地空间作惯性运动的空天飞行器的研制开发，以及利用航空器作为作战平台发射航天器，已在技术上日臻完善和付诸实用，航空与航天之间更变得很难分割。
2．无边缘性
从理论上是指空天战场遍及整个宇宙空间。因为目前的研究成果证明宇宙是无穷尽的，所以空天战场是无边缘的。它的范围将随着人类空间科技的发展而延伸。
托夫勒指出：“谁控制了环地太空，谁就控制了地球；谁控制了月球，谁就控制了环地球太空。”
俄罗斯军事理论家则明确地把目前的空天战场，分为近地空间战区和月球空间战区。英国的大数学家罗素预言：“当月球，也许还有火星和金星，能够被用来作为发动攻击的基地时，预料毁灭的能力将有突然的增进。”
发达国家在深层空间的竞争一直十分激烈。早在20世纪70年代，苏联和美国都发射了火星探测器。近年欧洲也发 射了火星探测器。至于更远的空间，美国30多年前发射的探测器，现在已接近太阳系的边缘，估计再过7-21年即可飞出太阳系。为了提高飞行器在空天战场的运动速度，目前正在研究核技术、等离子体技术在飞行器动力装置中的应用，估计今后会大大缩短飞行器在空天战场上的飞行时间。
如果宇宙中真的像霍金所设想的存在“虫洞”（或称蠕虫洞）的话，则飞行器通过“虫洞”的运动，将变得无法想像，空天战场更将成为一个真正的时空战场。
3．无静止性
是指空天战场中的所有飞行器，无论进攻还是防守，都必须处于不断的运动状态。因为在宇宙中没有任何东西是静止的。为了取得在空天战场的优势，不少军事理论家又对1764年法国数学家拉格朗日研究的“地——月系统”的五个天平动点（L1-L5）发生了浓厚的兴趣。尤其是L4和L5，这两点都处在月球绕地球旋转的轨道上，L4在月球前面，L5在月球后面。
它们与月球、地球分别构成两个动态等边三角形，是地——月系统的两个动能和势能均为最小值的奇点。因此，在拉格朗日平衡点L4、L5上，或围绕L4、L5建设宇宙城（太空堡垒），节省能源，稳定性好。难怪托夫勒又指出：“谁控制了L4和L5，谁就控制了地球——月球体系。”
空天战场的无静止性，决定了空天战必须是彻头彻尾的运动战或超运动战。毛泽东认为，所谓运动战，就是“在长的战线和大的战区上面，从事于战役和战斗上的外线的速决的进攻战的形式”。
当然，也不排除“运动性的防御”。因此，为了获得进攻或防御的优势，空天战中的飞行器，必须具有良好的变轨和机动能力。
4．无确定性
主要是指飞行器、星体等在空天战场中的运动，从力学角度上来看，属于多体运动，其运动规律可以用确定性方程描述，但是其解却可能是不确定的，即可能出现混沌态。此外，从更深的层面上分析，构成空天战场的各种物质及其运动规律，如暗物质、暗能量、反物质、各种场、各种粒子等等，都很难确定。更不要说星体、星系的生成、演化、爆炸、塌坍、毁灭的过程了。就连地球大气层中的气象变化，大气的运动，也都具有不确定性。
现代混沌理论最早的实例，就是美国气象学家洛伦兹1963年计算大气运动方程时所得出的不确定解。从天体力学理论知道，二体运动问题，不仅可以用确定性方程表示，而且必然具有确定性的解。三体以上的运动则虽然能用确定性方程来表述，但可能不具有确定性的解。例如，一个人造卫星（或宇宙飞船）在地球与月球之间运动，地球和月球对它都有引力作用，当它处于两个引力大小相等、方向相反的位置时，其运动是不确定性的。
未来最基本的空战也是三体运动，即攻击机、目标机和空——空导弹。星体（包括人造卫星或飞船）之间的运动就更复杂了，属于多体运动。太阳系就是一个十体运动系统。星体的轨道，都存在着不确定性的摄动。
为了解决此类问题，在空天战中应建立一条原则，即：在攻击过程中必须将多体问题转化为多个二体问题，以避免多体运动的不确定性。目前主要有两种办法：一是攻击器在接近目标时，具有自寻的功能（如利用红外技术），使攻击过程后段变成自寻的攻击器与目标的二体运动。另一个是采用“零飞行时间”的攻击器（如利用强激光束），由于攻击器的运动时间勿需考虑，整个攻击过程中，只是发射平台与目标的二体运动。
空天战场是科学技术与军事理论 发展的必然产物，目前尚在“草色遥看近却无”的境界里。随着未来战争的实践，定会尽快清晰和发展起来。
太空战的出现
人类的战争经历了冷兵器时代、热兵器时代、机械化时代、核武器时代，现正处于向核威慑下的信息化非接触战争时代转化时期。以信息技术为主导的新军事革命，大大地加快了这种转化的速度，而航天科学技术的发展，又为太空力量的发展和太空战提供了客观物质基础。
近期的几场局部战争中，各种侦察监视、通信、气象、导航卫星为战争提供了信息支援，对战争的进程、结局发挥了十分重要的作用，也预示着太空战将成为新的作战样式。
浩瀚的太空战场无边无际，太空作战力量在太空战场中可不受领土、领海、领空的限制，也不受地形条件、气象条件的制约，在轨道机动能力允许的范围内，进行真正“全天候、全方位”的机动作战。所有这些，都是建立在夺取了制太空权的基础上。
没有制太空权，只能“望天兴叹”，难以充分发挥太空武器的威力。太空可作为连续通信、侦察、预警、导航、指挥与控制的基地，确保作战信息的获取、传输、处理可以顺利进行。
拥有了制太空权，有利于支援和保障“地”上的军事行动。从近期发生的几场局部战争可见，无论是陆战、海战，还是空战，都严重依赖天基系统在测地、气象、预警、监视、跟踪、定位、导航、打击效果评估等方面的支援与保障。
随着陆、海、空、天、电磁五位一体战场的形成，以及太空战作战样式的出现，这种依赖程度只会加深，绝不会减轻。只有夺取并保有制太空权，才有可能充分发挥“地”上武装力量的作用，达到理想的作战效果。
1999年，联合国秘书长安南在越南主持召开防止太空军事化会议时说：“我们必须防止太空被不当使用。我们不能允许已经战火纷飞的本世纪将其恶果遗留给后世，到那时我们所能够利用的技术将会更可怕。我们不能坐视辽阔的太空成为我们地面战争的另一个战场。”
自1957年人类发射第一颗人造卫星起，航天技术取得了突飞猛进的发展，人类把自己的足迹一步步地向太空延伸。航天技术广泛应用于军事领域后，太空的军事斗争愈演愈烈，并出现了崭新的战争概念——太空战。
军事航天武器装备在战争中的运用虽然可以追溯到20世纪60年代初，但真正意义上的太空战则出现在举世瞩目的海湾战争中。在这场战争中，以美国为首的多国部队广泛运用航天力量，对参战的陆、海、空力量进行实时和近实时的侦察、通信、气象、导航、定位等作战支援和保障，成为支持多国部队形成整体打击力量的关键因素。
战争期间，美军动用了几乎全部军用卫星系统，所使用的卫星总数达72颗，同时还征用了部分在轨的商业卫星。这些卫星在海湾上空来往穿梭，交织构成了空间侦察监视、空间通信保障、空间导航定位和空间气象保障4大系统，庞大的“天网”笼罩在海湾上空，使多国部队犹如神助，其导弹命中率令人惊讶。
整个战争中，全战区的通信量绝大部分是通过卫星传送；导弹预警卫星对“飞毛腿”导弹做到了3min以上时间的预警；气象卫星准确地提供了天气预报。美军的精确制导武器在战争中发挥了前所未有的威力，这也主要得益于GPS精确定位技术。
由于军事航天武器装备强有力地支持，多国部队对伊拉克的军事和战略目标实施了精确的打击，而伊拉克由于情报失灵、地面通信指挥系统被摧毁，战斗力很快瓦解，最终遭到失败。
海湾战争之所以被人们看作是一场带有新军事变革色彩的战争，主要原因之一就是军事航天武器装备第一次全面支援了作战行动，在战争中起到了至关重要的作用。
美军在总结海湾战争经验时认为，从一定意义上来说，海湾战争是人类历史上“第一次真正的天战”。“海湾战争证明，空间武器系统无论在战略行动还是在战术行动上，都已成为现代作战体系中不可缺少的一部分。”
在伊拉克战争中，美军使用军用和民用航天器的规模和范围更创新高。据介绍，美军在战争中共投入各类卫星100多颗。战争中，部署在太空的各型卫星为美英联军参战部队提供了全面的侦察、监视、通信、预警、导航、气象等重要的作战保障，空间电子战系统也有力地支援了美英联军对伊军实施的电子战。
这些卫星不仅实现了战场信息的实时传输，而且实现了信息向作战能力的迅速转化。整个战争期间，战场上90%以上的信息是卫星提供的。
由于军事航天武器装备的强有力支持，美军对伊拉克的军事和战略目标实施了不间断的精确打击，获得了十分明显的战场效益。由于掌握了制太空权，美军自始至终地掌握着这场战争的主动权。一些军事专家因此评价道：“伊拉克战争的战场等于处在美国天军的驾控之中。”
太空战的作战样式
太空信息战是未来太空战的核心，它是用太空信息流控制太空物质流（各种航天器的数量）和太空能量流（各种航天器和导弹的威力与效能）的全新作战样式。
太空中的各种侦察卫星、预警卫星、导航卫星和军用通信卫星等，作为现代战争的耳目、神经，对空中、地面、海上甚至海洋深处的军事行动产生越来越大的影响。纵观当今世界，天军已经出现，天战武器正在发展，太空信息战在一定意义、一定程度上逐步变成现实。由于太空战中所有攻防武器都要依靠信息来指挥、控制，谁取得了太空制信息权，谁就能取得制太空权和战争的主动权。
目前，美军95%的侦察情报、90%的军事通信、100%的导航定位和100%的气象信息均来自太空信息系统；俄军70%的战略情报和80%的军事通信依赖于太空信息系统。可以预见，在未来战争中，太空信息系统将成为陆、海、空等作战力量的倍增器。因此，失去太空的信息优势，就会失去战争的主动权。太空信息战将是太空战的主要作战样式。
由于太空力量获取信息的突出优势，使得未来高技术战争中，陆、海、空等作战力量遂行的各种作战行动，将越来越依赖于太空信息系统所提供的作战信息保障，太空信息战正成为未来军事斗争的制高点。
这主要表现为：利用侦察卫星，可全面、准确、实时地收集敌方军事情报，使指挥员能够时刻掌握敌军的情况，从而有针对性地采取相应措施；利用通信卫星，可实现全球、全天候、不间断的通信，并且保密性强、可靠性高；利用导航定位卫星，不仅可使己方部队进行快速、准确的机动，而且可提高武器的命中精度，对敌实施精确打击；利用气象卫星，可获取全球气象资料，预报天气形势及其发展变化，满足军事行动的需要；利用测绘卫星，可精确测定地球表面各种目标的位置，从而绘制出详细、精确的军用地图等。正是由于空间信息系统在未来战争中具有极其重要的作用，所以敌对双方很有可能将其作为重点打击的目标。
近年来，几场高技术局部战争的实践充分证明，太空是各种信息的策源地，夺取制太空权是赢得信息化战争胜利的前提条件。因此，世界各国对于太空的争夺都格外关注，正抓紧时间进行太空战准备。
随着军事航天技术的发展而出现的军事航天系统，不仅可以使现有的武器装备效能倍增，而且又是争夺制太空权的主要装备，因而受到各国的重视。目前，发展航天武器装备已成为各国军事装备发展的一个重要内容。
美国一直把维护太空优势作为其国家安全战略和军事战略的优先目标。1998年4月，美国正式成立了美军航天司令部，并制定了发展空间力量、实施空间战的长远规划--《2020年构想》，明确提出太空作战的战略概念。这一战略构想的提出，标志着美军在太空领域的争夺进入了理论化与实战化相结合的新阶段。
2000年7月，美军又制定了《太空控制》这一纲领性文件，计划于2009年开始部署天基监视卫星，成立太空攻击队。在21世纪初，美军还在科罗拉多州进行了以2017年为背景的太空战演习。该演习进行了3天，共有250人参加，尽管未发一枪一弹，但许多战略专家告诫世人，美国已着手在太空修筑工事，太空战的帷幕已逐渐拉开。
俄罗斯也十分重视军事航天力量的建设，不断提高太空兵力兵器的作战能力。1992年8月，俄罗斯重新组建了航天部队，分别隶属国防部、发射部队、测控部队、军事航天学院和国防部空间武器中央科研所等部门。
1997年10月30日，俄将航天部队与战略火箭部队、导弹防御部队合并，统称为战略火箭军。俄罗斯之所以有信心组建天军部队，主要原因是其掌握了比较完善的空间武器系统理论和技术。2001年，俄罗斯召开航天工作会议，研究制定了2010年前国家航天计划，并决定把军事航天部队和导弹航天防御部队从战略火箭军单列出来，组建新的军种--航天部队，并被赋予发射各种军用航天器和打击敌太空武器系统的任务。俄军还把太空作战行动纳入现代战役范畴，并明确把太空划分为近地太空战区和月球太空战区两个战区。
日本也加紧进行航天器的研究开发，制定了小卫星发展战略，以使航天器向高性能、长寿命、多功能和网络化方向发展。
印度于1999年开始研制能够监视导弹发射的低轨道监视卫星，并准备研制可重复使用上百次、单级入轨的小型航天飞机。这种小型航天飞机将用于发射小型通信、导弹卫星，或者作为高空超音速飞机用于完成情报搜集和侦察监视等军事任务。
据《新军事》报道，俄罗斯国防部长伊万诺夫指出，俄武装力量在综合发展的同时，要集中力量发展太空兵，并将其作为建立现代化军队的基础。
星球大战
早在20世纪40年代，当苏联开始试验发射地地导弹时，就有一支专门从事服务和保障的部队，这就是后来的军事航天部队。20世纪50年代，为保障人造卫星顺利升空，苏军正式组建了航天部队。
20世纪80年代，在对抗美国“星球大战”的计划时，这支部队发展到了高峰。到苏联解体时，这支部队已达到数万人的规模，拥有弹道导弹防御系统、导弹袭击预警系统和太空监视系统，以及强大的技术和科研力量。苏联解体后，该部队受到了极大限制。而美国的军事航天事业却蒸蒸日上。
进入20世纪90年代后，由于军事技术的发展，太空成了武装斗争的新领域，太空战成了军事斗争的焦点。为此，俄罗斯于1992年重组了军事航天部队，将其作为一个独立兵种直接隶属国防部长指挥。1997年，在谢尔盖耶夫的军事改革中，军事航天部队与原防空军的导弹太空防御部队合并，纳入战略火箭军的编成。
尽管俄罗斯调整了自己的军事航天力量，但成效并不明显。2001年，美军的太空战演习，给俄罗斯敲了警钟。正是在这种情况下，俄罗斯决定重组“天军”。
现在，俄罗斯的军事航天部队和导弹太空防御部队，编有大型航天试验与发射场和航天器试验与控制中心，以及导弹袭击预警系统、太空监视与防御系统和导弹防御系统。其主要任务是发射军用侦察、监视卫星等各种军用航天器，监视敌人洲际弹道导弹的活动、监视太空目标和侦察国外各类航天器。
俄军认为，未来武装斗争的发展趋势之一，是建立和保持太空优势。由于发达国家目前已把主要的侦察、制导和通信兵器送上太空，为此在将来的局部战争和武装冲突中，军队的信息保障将借助于太空兵器来实现。
鉴于21世纪前20年外层空间将成为保障其他空间作战行动的重要战场，俄军目前已将太空作战行动视为现代战役的重要组成部分。俄军学者把可能发生武装对抗的太空分成两大战区，即近地太空战区和月球太空战区。
反卫星武器
军用卫星在为己方军事行动带来巨大便利的同时，也使对方看到了其巨大的潜在威胁。因此，自20世纪60年代以来，美国、苏联等军事强国一直致力于“以导反星”、“以星反星”和“以能反星”等反卫星武器的研制，并把其作为控制太空、夺取制天权的重要武器装备。反卫星武器形形色色，但从其杀伤机理看，目前已经研制和正在研制的反卫星武器主要分为以下几种类型：
1．核导弹
反卫星武器
利用核弹头在目标航天器附近爆炸产生强烈的热辐射、核辐射和电磁脉冲效应，将航天器结构部件与电子设备毁坏，或使其丧失工作能力。它的作用距离远，杀伤半径大，在武器本身的制导精度较差的情况下仍能破坏目标。但核导弹反卫星武器的缺点是准确度低，附加破坏效应大，容易给己方卫星造成威胁，而且一旦使用，有引发核大战的危险。
2．动能
反卫星武器
动能反卫星武器依靠高速运动物体的动量破坏目标，通常利用火箭推进的方式把弹头加到很高的速度，并使它与目标航天器直接碰撞将其击毁。同时，也可以通过弹头携带的高能炸药爆破装置在目标附近爆炸，产生密集的金属碎片或散弹击毁目标。采用这种杀伤手段的反卫星武器要求高度精密的制导技术，例如美国曾经研制的F－15飞机发射的反卫星导弹就能直接命中目标。
美国为了打破苏联反卫星武器的垄断领先地位，也不惜耗费巨资和众多人力来研制发展各种反卫星武器，主要的就是“反卫星导弹”。1984年夏天，美国陆军从太平洋贾林岛试验场发射了一枚截击导弹，成功地摧毁了从范登堡空军基地发射的一枚“民兵”式洲际导弹。这一次试验表明，美国已经具有在外层空间击毁敌方间谍卫星的攻击能力。
美国空军拥有的“小型反卫星导弹”长5.4米，直径0.5米，全弹重1136公斤，装备有红外探测器、激光陀螺、信息处理机和机动火箭发动机。把它携带在美国目前爬升性最佳的F-15“鹰”式战斗机的腹部，在15～21公里高空向太空中的目标卫星进行攻击。在发射后，它的弹头上的8个红外探测器便自动跟踪目标，同时加速飞行，最高时速可达到3～12公里／秒，用高速撞击卫星，将其彻底摧毁。它的优点是灵活机动，反应迅速，生存能力强，命中精度高，造价便宜，可在接到命令后1小时之内完成截击敌方卫星的任务，其最大作战高度达到1000公里。
自从苏联于1957年10月4日发射人类第一颗人造地球卫星之后，到1982年为止，多少世纪以来一直孤孤单单绕地球飞行的月球身边，在短短的25年间，竟增添出现了2019颗人造“新月”，其中照相侦察卫星815颗；电子侦察卫星211颗；海洋监视卫星59颗；预警卫星53颗；反导弹报警卫星10颗；导弹卫星108颗；气象卫皇138颗；测地卫星40颗；轨道轰炸卫星17颗；拦截卫星35颗等。
苏美两国通地频繁地研制发射卫星，对全球进行全方位和全天候的间谍侦察。苏联自夸它的间谍卫星可以清晰地拍下悬崖峭壁上灌木丛上的叶子，美国则自吹它的间谍卫星可以看到莫斯科红场上的汽车牌号以有非洲丛林中士兵的胡子茬。
197l年，苏联发射了世界上第一个航天站“礼炮号”，在太空上建立了载人军事基地，1978年又实现了“礼炮号”与“联盟号”宇宙飞船复合对接。这样便使得人类能够在外层空间不运用仪器而是用具有生命的人对地球进行各方面的侦察监视。
美国也不甘示弱，在加利福尼亚州森尼维尔快车道附近的一幢3层无窗蓝色水泥的大楼里，建立了人类历史上第一支“航天师”的作战指挥中心。这支航天部队的主要任务就是在苏美两国爆发战争时，运用各种当代最先进的武器摧毁敌方的间谍卫星。
1985年，美国又计划建立一个以太空为基地，以定向能武器（如激光武器、粒子束武器和微波武器）为它的多层次反弹道系统，把弹道导弹摧毁于外层空间，并“顺手牵羊”地摧毁各种航天间谍器。这个计划也叫做“星球大战”。
苏美两国在外层空间的“天门阵”现在已经摆开，沉寂了多少亿年的太空已经不再平静了，它充满了形形色色的、光怪陆离的“间谍”（卫星），又暗中潜伏了许许多多“暗杀凶手”（反卫星武器）。随着科学技术的发展，“天门阵”的争夺战也将越来越趋于激烈。
3．定向能
反卫星武器
定向能反卫星武器通过发射高能激光束、粒子束、微波束，直接照射与破坏目标。通常把采用这几种射束的武器分别称为高能激光武器、粒子束武器与微波武器。利用定向能杀伤手段摧毁空间目标具有重复使用、速度快、攻击区域广等优点，但技术难度较大，易受天气影响，毁伤目标的效果难以评估。
4．反卫星卫星
反卫星卫星是一种带爆破装置的卫星，它在与目标卫星相同的轨道上，利用自身携带的雷达红外寻的探测与跟踪目标，然后靠近到目标卫星数十米范围之内，将载有高能炸药的卫星战斗部引爆，产生大量碎片，将目标击毁。目前，美国陆军和空军都在加紧研制反卫星武器。
反卫星卫星是一种具有轨道推进器跟踪与识别装置以及杀伤战斗部的卫星，能接近与识别敌方的间谍卫星，并通过自身的爆炸产生的大量碎片将其破坏击毁。
1971年，苏联从丘拉坦火箭基地发射了“宇宙-462号”卫星，它的运行速度极快，几个小时便赶上了4天前就送入250公里高空轨道的“宇宙-459号”卫星。这时，“宇宙-462号”突然自行爆炸成了13块碎片，将“宇宙-459号”卫星撞毁。美国航天专家通过大量资料分析，证明这是苏联进行的一次“反卫星卫星”试验。这颗“宇宙-462号”卫星便是一颗高空“凶手卫星”。
苏联到1977年底，就已经发射了27颗“反卫星卫星”，其中有7次成功地“截击”了供试验的目标卫星。目前苏联拥有的“反卫星卫星”一般长约4.6～6米，直径1.5米，重达2.5吨，带有5台轨道机动发动机，用雷达或红外制导系统，可以接近到距离目标卫星30米内的有效摧毁范围。
反卫星武器作战形式
反卫星武器技术并不是什么新东西。美国早在1959年就对一种实际系统进行过演示，苏联也在1968年试验了其第一种反卫星武器。在冷战时期，两个超级大国更是使出浑身解数，研究各种类型的反卫星武器。
一般来讲，反卫星武器有共轨式、直接上升式、定向能式和电磁干扰式4种作战形式。共轨式反卫星武器是射入目标卫星的轨道，对其进行追踪，然后利用动能或核爆炸将其摧毁。直接上升式反卫星武器不进入目标卫星的轨道，而只是当目标星经过上空时，对其进行瞄准攻击。定向能武器，如激光器和大功率微波束等，能够将卫星彻底摧毁或通过辐射其敏感电子元件使其失效。电磁干扰则可以使卫星和地面站之间无法进行通信。
美国和俄罗斯在不同时期都对这4种方式的可行性进行过研究或试验，并且还考虑过对发射场控制中心和用户地面站进行物理、电子和信息攻击的可能性。
反卫星武器技术并不只是美国和俄罗斯拥有，许多国家都掌握了相关的技术。一种办法就是建造一个大功率干扰机或者使用重型工业激光器对低地轨道卫星的光学器件和水平线传感器进行攻击。另外一种办法就是利用现有的运载火箭和导弹建造直接上升式反卫星武器，如朝鲜、伊朗和伊拉克等国拥有比较成熟的相关技术，一般可能采用这种方式。
但这并不等于说建造和部署直接上升式反卫星武器是一件容易的事情。低地轨道卫星在数百公里高的轨道上运行，速度高达7.5公里/秒，要想击中它，必须要完成三项任务：发现并跟踪卫星，接近卫星，然后将其破坏或摧毁。
反卫星武器的攻击流程主要体现在三个方面：
1．发现目标
发现和跟踪一颗卫星并不需要多大的投资，据分析，只要有几千美元、有一定的专业知识和一些时间就足矣。
只要采用合适的跟踪软件，根据精确的轨道要素，观测者就可以预测某颗卫星的轨迹和时间表。一些跟踪软件和卫星的轨道要素都可以从因特网上得到，即使是美国的间谍卫星也不例外。有的业余爱好者只用双目望远镜和秒表就可以对美国的秘密卫星进行跟踪。
有的人花上10000到15000美元就可以组装一个卫星跟踪系统，利用高倍望远镜跟踪500公里外以7.5公里/秒的速度运行的小目标。美国波士顿的一名天文学家曾为美国国家侦察办公室进行演示，成功地跟踪了美国的长曲棍球秘密卫星，把观看他演示的人惊得目瞪口呆。
1996年美国在范登堡空军基地进行了一次代号为USA129的秘密发射。在发射前，业余天文学家网就计算出了大力神4火箭的飞行弹道。在发射后几天之内，澳大利亚的业余爱好者就捕获了卫星并推出了其轨道要素。在北半球，随着观测条件的改善，瑞典的业余爱好者锁定卫星并进一步确定了其踪迹。这是第一颗由业余爱好者从发射后进行连续跟踪的极轨卫星。
随着因特网的日益普及，只要简单地下载免费的卫星跟踪包，通过众多的因特网站点输入卫星的轨道要素，一个国家就会拥有初步的卫星跟踪能力。如果再配以适当的望远镜等设备，发现和跟踪卫星应当是一件轻而易举之事。
2．命中目标
对直接上升式反卫星武器运载器的基本要求就是它必须能够到达目标卫星。不过，需要指出的是，它无需进入轨道，而只是到达目标的高度。也就是说，直接上升式运载器比把同样质量的物体送入轨道的运载器要小得多而且便宜得多。
一枚反卫星武器运载器只要能到达800公里的高度，就能够击中许多重要的低地卫星，其中包括一些军事卫星。
反卫星武器运载器的可选方案之一就是弹道导弹。众所周知，弹道导弹技术已在世界范围内广为扩散，像朝鲜、伊拉克和伊朗这些国家都有了国产弹道导弹。
地面距离和最大高度之间的关系是很复杂的。弹道倾角、有效载荷质量、大气的影响乃至多个火箭级使这一问题更加复杂。此外，直接上升式反卫星武器可能装有可进行机动的杀伤飞行器作为其末级，进一步影响了距离—高度关系。据称，以最佳倾角发射的单级导弹所到达的最大高度大致是其最大射程的三分之一到二分之一。
据这一法则，射程900公里的弹道导弹能到达的最大高度为300到450公里。这一高度虽进入外大气层，但比大多数低地轨道卫星的高度要低。要达到800公里的高度，单级导弹的射程至少要达到1600公里。目前，朝鲜和伊朗正在研制这一级别的导弹。
另一种直接上升式反卫星武器的运载器方案是科学探空火箭。科学探空火箭一般发射到空间的边缘进行科学实验，许多国家都保持有探空火箭计划。例如，NASA每年要发射约30枚探空火箭。这些火箭小到只有2米的超阿卡斯，大到19米的黑雁7。黑雁7能将140公斤的有效载荷送入1500公里的高度或将300公斤的有效载荷送入800公里的高度。
巴西的探空-4探空火箭可以将500公斤的有效载荷送入650公里的高度，印度的罗希尼可以将100公斤的有效载荷送入350公里的高度。与轨道运载器相比，探空火箭造价低而且容易制造。
研制直接上升式反卫星武器的主要问题并不是把武器送入空间，而是使其接近目标。为了用弹丸式弹头杀伤卫星，拦截器应到达距目标不到100米的位置。考虑到卫星的速度，反卫星武器的制导系统和杀伤飞行器是研制中面临的巨大挑战。
苏联的反卫星武器采用的是雷达和光学制导方式，而美国的ASM-135反卫星武器采用的是红外导引头和激光陀螺。这几种方式都是有效的。其它方式，如从地面跟踪站进行指令制导，同样可以使用。实际上，最早的洲际弹道导弹使用的就是无线电指令制导。
建造直接上升式反卫星武器面临的另一个主要问题是能在地球大气层之外进行机动的杀伤飞行器。这就需要将大多数导弹上的气动控制尾翼更换成反推控制系统。推力矢量控制是反推控制方式，小型的侧面燃烧火箭发动机也是一种反推控制方式。近年来，已经研制出了几种采用反推机动系统的先进导弹，如美国的增程拦截器（ERINT）面空导弹。ERINT的中部装有180台微型固体火箭发动机；美国的战区高空区防系统（THAAD）反战术弹道导弹也采用了反推控制技术。据报道俄罗斯的SA-10面空导弹也正在考虑进行这方面的控制改进。
3．杀伤目标
为了弥补制导和控制系统的不足，可以选用大面积弹头，如核弹头和人工碎片带。在空间，核弹头不像在大气层内产生爆破或热效应，但是它所形成的X射线能产生多种破坏效应，可以在数十公里的距离上杀伤卫星。
另外，如果在合适的高度爆炸，即使是当量不太大的单个核弹，也会使内范？艾伦带增强，足以使没有加固的卫星在几天或几个月内失灵。卫星可能通过加固来对抗核效应，但费用和重量的权衡是很严格的。大多数商业卫星经营者没有选择进行辐射加固。
美国的科学家认为，当量为5万吨的核武器在100公里以上的高度爆炸，将使大量的低地轨道卫星失灵。爆炸产生的电子会迅速弥漫到整个低地轨道空间，大多数低地轨道卫星都会与这些电子碰撞。
这种攻击可以对进攻者带来许多益处。首先，它只需要相对较低的技术，不用多级运载器或精确的制导，一枚改进型飞毛腿导弹和小型核装置就足够了。这种攻击方式至少不会直接击中城市或造成人员伤亡。第二，某个国家可以借口进行试验，而在其自己的领土上空引爆核武器，无意对任何卫星造成破坏。第三，采取这种进攻的一方总是利大于弊，如美国对低地轨道卫星的依赖性比朝鲜或伊拉克要大得多。
人工碎片云是另一种可能采用的面杀伤机制。因为在空间运动的物体，即使是很小的物体，也具有很高的速度和动能。在轨道上，几枚小钉子就能摧毁一颗卫星，将数千枚钉子准确地发射到低地轨道，理论上讲，可以把多种军事和间谍卫星毁掉。
关键是把足够的钉子发射到与卫星轨迹交叉的轨道平面上的适当的高度。到底有多少这样的碎片才能构成真正的威胁，还是一个值得探讨的问题。一些专家则认为，如果卫星能够进行机动的话，人工碎片根本不会构成威胁。
人工碎片方法在技术上讲是可行的，但在使用上有很多制约。为了杀伤目标，在轨运动的物体必须有比目标高的速度。在进行轨道拦截时，需要把碎片放入交叉轨道平面或反向旋转的轨道。而后一种方式尤其难以实现。一种比较简单的方法就是使碎片沿着惯性飞行弹道进入卫星的轨迹。在这种情况下，关键是碎片云的尺寸和分布、接近速度以及（如果卫星能机动时）预警时间。碎片云在短时间内具有很大的威胁，然后就消失在背景噪声中。
可以对卫星进行防护来对付碎片。国际空间站就装有防护装置，可以防护直径1厘米的物体的碰撞。此外，物体是否能杀伤指定的卫星，很大程度上依赖卫星的结构和物体碰撞的部位。
曾有一个小物体穿入了在轨运行的哈勃空间望远镜的高增益天线，但并没有影响该天线的性能。实际上，NASA也是在航天飞机执行任务中目视检查哈勃望远镜时，才发现了这次碰撞。
美国反卫星武器试验
1982年，美国宣布准备进行新一代反卫星武器的试验，这就是空射型微型飞行器（Air-Launched Miniature Vehicle，简称ALMV）。F-15飞机从高空发射一种两级火箭，将导弹直接射向位于近地轨道的目标卫星，通过冲击力实施杀伤。这种杀伤机制被称为“动能杀伤”，因为它是通过高速碰撞产生的动能来进行破坏的。
作为回应，苏联/俄罗斯据报道也研发了一种类型的反卫星武器，从米格-31飞机上发射。这种武器系统由于缩短了伺机发射时间，因而显著减少了反卫星武器发射与摧毁目标之间的时间，所以是对同轨反卫星武器的一种改进。
1983年春天，里根总统发表了“星球大战”演讲，宣布他将集中美国资源，用以研发一种大规模的导弹防御系统。导弹防御将包含几种天基导弹拦截器。为了对此作出回应，前苏联重新启动了认真研究导弹防御系统的工作。前苏联还提出外交动议，建议禁止天基武器，并且宣布暂停试验反卫星武器系统。
1984年，美国进行了两次空射反卫星系统测试，发射了拦截弹，但是没有针对目标。它的第一次也是唯一一次针对卫星的发射是在1985年10月13日，摧毁了一颗在555公里轨道上运行的老旧Solwind卫星。此后，美国空军继续积极实施这个项目，计划在次年进行一系列测试。
然而，1985年12月，民主党控制的众议院和共和党主导的参议院在其预算中列入一个授权法案，禁止对空射型反卫星武器对太空目标进行打靶试验。这项决定通过之前一天，美国空军刚刚将两颗用于下一轮测试的目标卫星送入轨道。空军继续在1986年测试这种反卫星系统，但是执行了不准进行太空打靶的禁令。
这项反卫星系统禁令的效力在1986年得到延长，苏联也继续履行其自愿暂停反卫星试验的承诺。1987年11月，白宫和国会对军备控制条款谈判后达成妥协，继续延长该项关于反卫得测试的授权法案，但是允许军方在苏联恢复其反卫星试验的情况下停止执行该禁令。由于这项反卫星系统试验面临政治上的强力反对，空军无法实施其最后的测试，于是停止了空射反卫星系统的研发。
苏联人确实信守了其承诺，尽管他们继续研究一些导弹防御技术。当时有谣言说，苏联人正在研发一种由米格飞机发射的与ALMV相似的反卫星武器，但是这种说法从来没有得到证实。1987年，苏联发射了一个据报道用于未来“太空战据点”的试验平台，但是由于运载火箭失灵而失败，坠入太平洋。
1988年，两位民主党众议员投票反对延长反卫星试验禁令，但是同时国会也将国防部申请用于研发地基反卫星系统的经费削减了一亿美元。空军开始计划实施其他反卫星项目，特别是地基激光系统。动能杀伤和激光反卫星系统都要自己的相对优点和相对缺点。动能杀伤运载系统对卫星的“杀伤”是可以确证的，而且能够在所有天气条件下运用；地基激光虽然受制于天气条件，但是不产生太空碎片，还能对卫星进行暗杀伤。
陆军加快了其地基反卫星系统的研制进度：包括一套从地面发射的动能杀伤飞行器（全称“动能反卫星系统”，英文为kinetic-energy ASAT，简称KE-ASAT），以及一套地基的激光系统。陆军和空军的地基激光器研制工作的核心是陆军的MIRACL激光器，这是一种兆瓦级化学激光器，安放于新墨西哥州的白沙导弹试验场。
当时，有情报报告说，苏联已经研发了一种实用型反卫星激光系统，能够对卫星弹道导弹构成重大威胁。苏联此项传说中的成就，促使美国更加致力于研发其反卫星系统；1989年和1990年，以MIRACL为核心的反卫星系统取得巨大进展。1989年7月，自然资源保护委员会和苏联科学院安排美国代表访问位于哈萨克斯坦的Sary Shagan激光试验设施。美国代表根据考察和讨论的结果判断，苏联的激光反卫星计划显然不能对美国卫星和导弹构成重大威胁，而且肯定还没有达到作为天基反卫星武器部署的程度。结果，在1991至1995年度的国防拨款法案中，国会禁止使用MIRACL激光来攻击太空目标。
尽管国防部在1993年正式终止了陆军的地基KE-ASAT计划，并且自此以后没有再申请预算拨款，但是国会在1996年又重新恢复了该项目，在预算中增加3千万美元用于此项目。1997年，国会拨款5000万美元，继续支持该项目；1998年，克林顿总统动用项目否决权，将拨款削减到3750万美元。
尽管政府方面评论说这个项目处于混乱之中，但是仍然继续予以支持，虽然在资金投入方面更少了。尤其尽管国防部没有为该项目申请经费，国会还是在2000年批准了750万美元，2001年批准300万美元。但在2003年财政年度预算中没有列入该项目，而且该项目在国会中最有力的鼓吹者，罗伯特？史密斯参议员在2002年没有再度当选，因而影响了KE-ASAT的前途。看来除陆军之外，没有多少人对这个项目感兴趣，空军官员则已经公开批评该项目，说使用KE-ASAT有伤害友方太空设施的危险，因此是弊大于利。
禁止对太空目标使用MIRACL的禁令在1996年失效，此时新的共和党主导的国会趋向于不延长该禁令。1997年10月，空军对一种以MIRACL激光器为基础的反卫星系统进行了试验。MIRACL激光器显然存在技术上的困难，但是试验结果是令人震惊的。实验中使用的主要光源，是一束与该系统配合用于跟踪卫星的低能（30瓦）激光。
试验显示，该束低能激光本身就强大到足以有效地使卫星暂时致盲，虽然它尚不能够破坏这颗卫星的传感器。利用通过商业渠道获得的激光器及一面1.5米反射镜，就可以组成一个有效的反卫星武器，这说明美国尚未充分评估其卫星系统的脆弱性。尽管五角大楼将此次试验描述为防御性的，就是说，此项试验是为了了解美国卫星对于激光攻击的脆弱性，但许多人（特别是俄国人）对该系统的进攻能力，以及它是否违反了反导条约表示关切，并且正式要求就禁止反卫星武器问题进行谈判。
美国军队和防务机构已经得到指令，要求集中力量重组他们的太空控制成果。这已经导致许多机构发生变化，但是从那时起，就没有再主动实施过新的大规模反卫星武器项目。尽管如此，经过过去几代反卫星系统研制，美国可能仍然保有一些反卫星能力。
由于没有完成预定的试验计划，现在美国空军的ALMV系统的反卫星能力尚不清楚。空军官员已经表示反对使用毁坏性、会产生碎片的反卫星武器，甚至连支持发展反卫星能力的国防部顾问，也把不可逆的反卫星武器视为最后的手段，而宁愿使用可逆性的反卫星武器。尽管空军在传统上是对反卫星技术最有关联和最感兴趣的武装机构，它也表示没有兴趣重振这个项目。
2000年12月，美国总审计局对陆军KE-ASAT系统的评审报告说，为了使该系统进行飞行试验，需要投入大量的人力和资金。在国防部作出建议后，陆军及其合同商波音公司已经在三架杀伤性飞行器上，继续进行综合性工作和环境适应性试验，这些飞行器随后将被放入仓库。
项目官员相信，布什政府和共和党主导的国会可能会更加支持这一项目，然而他们也承认KE-ASAT的飞行试验可能会面临政治上的强烈反对。官员们说，如果他们得到了用以进行两次飞行试验所需的资金，该系统可能已经在三年内进行部署，虽然在已建造的三架杀伤性飞行器中，有两架已经被分解用于其他项目。
自从2001年以来，总统的预算申请或者国会的追加预算中就已经没有分配资金给这个项目，在2004财年预算申请中也没有列入相关的经费。
MIRACL激光反卫星系统没有再进行试验，尽管陆军有时候发射激光进行例行的能量测试，但是该项目已经面临财政上的困难，其负责人正在考虑将该激光器用于其他用途。
基本的电子战反卫星技术，例如干扰卫星信息的上载或者下载传输，并没有特别高的技术要求，这种能力可能在相当大范围内被人掌握。这种反卫星攻击也具有相对隐蔽和不会产生污染太空环境的碎片等优点，但是，电子战攻击也存在难以确定攻击成功与否等缺点。
如果试图干扰某个特定的用户，或者使卫星永久性失效，则是很困难的，而且还不清楚美国和俄国的在这方面的实际能力，虽然两国的战场电子战技术都有可能做到这一点，这些技术甚至在地球同步轨道之外也是能够发挥作用的，特别是对于相对缺乏防护的非军事目标。
苏联继续在太空方面进行投资，尽管军用发射已经减少了，而商业发射则增加了。美国侦察卫星的存在，曾经在许多年的时间里驱动着苏联反卫星技术的发展，现在则不再被视为一个重大威胁，俄国正在考虑在导弹防御方面与美国合作。俄国继续遵守其自1983年开始的暂停反卫星武器试验的诺言。
尽管美国没有再启动新的专门的反卫星计划，但是布什政府最近增加了投资，用于加强太空相关技术研究，新的技术研究包括改进跟踪太空目标的能力，新的发射和推进技术，以及发展新型传感器和杀伤性飞行器。高能激光技术方面的投入也见增加，获得支持的项目包括发展透过大气层传播激光所需的技术，以及努力减少武器系统的重量，以便于飞机运输激光器系统，或者将它发射到太空中。
美国还在研究将传统的卫星组件做得更小更轻。这使得发射“寄生”微型卫星成为可能，微型卫星是用于跟踪其他卫星的小型飞行器；如果这种微型卫星能够实施机动，以足够靠近目标卫星，然后扰乱或者破坏它，那么这项技术将被证明有助于反卫星任务。微型卫星也能够为卫星执行防御性任务。
还需要很多年的努力，上述多数技术成果才能够被部署到进攻性或者防御性系统中。然而，美国最近研发的这样一些用于拦截弹道导弹的系统，可能具有作为反卫星武器的良好性能，并且因此能够极大地提高美国的反卫星能力。
确实，虽然这些本来为远程导弹防御系统而研发的技术，可能在防御弹道导弹方面并不是十分有效，但是其中一些技术能够非常有效地用于对付卫星，因为与导弹防御相比，攻击卫星从许多方面看都是一项比较容易的任务。卫星在可预测的轨道上运行，其轨道能够通过地面设施的跟踪而精准地确定，这使得卫星的位置在未来成为可知的。
美国将有足够的时间计划发起攻击，能够选择攻击的时间，还有时间进行多次射击以摧毁它。相形之下，在一次弹道导弹攻击中，进攻者具有出其不意的优势，而防守方只有不到30分钟的时间进行反应。此外，一个拦截弹头攻击一颗卫星时，不需要处理导弹防御系统面临的棘手的反制措施问题。目前这代卫星没有装备自我保护的设施。尽管未来的卫星可能拥有某种防护手段，但它将难以压倒攻击者拥有的优势。
苏联反卫星武器试验
苏联把第一颗人造地球卫星送上太空，那已经是四十多年前的事情。四十多年来，在美苏（俄）两国的领导下，曾经令杞人们忧心忡忡的太空军事化（或者军备化）一路高歌猛进，那块曾经似乎碧蓝无暇的天空如今已经遍布着军事用途的精巧设施。
可以毫不夸张地说，离开日益军事化的太空，今天所谓的“新军事技术革命”就基本上是一句废话；这也就是说，如果我们不喜欢“新军事技术革命”，那么首先要做的事就是干掉那些在环地轨道上旋转着的小小人造天体。控制住那些小东西的命运，我们就控制住了在技术上占优势的敌人的前途。
反卫星（ATST）技术几乎是跟卫星技术本身同步发展起来的。现今各太空大国的太空计划基本上都包含着破与立两个方面，就是保全自己，算计敌人。中国未来的太空战略，也必须把反卫星放在一个重要位置。
苏联既是最早发展卫星技术的国家，也是最早发展反卫星技术的国家。早在1963年，它就开始实施一项反弹道导弹和太空防御计划，最初的目标之一，就是对付美国的侦察卫星。美国当然不甘落后，也实施了自己的反导弹和反卫星计划，以反制苏联的地球轨道炸弹。但由于这个时期的制导系统存在局限性，因此使用了核装药的拦截弹头，以大面积的杀伤来抵销制导不精确的缺点。
苏联于1960年在莫斯科部署了第一套有限的导弹防御系统。这些早期的武器虽然可以对付卫星，但是由于使用核弹头，也必然造成不分青红皂白的大面积杀伤，因此被大家视为不完善的。
美国此时正在用太空侦察取代U―2飞行，因此很希望使其太空侦察任务合法化，让苏联开放其太空，因此努力排除苏联用其反卫星系统攻击美国侦察卫星的可能性，于是提出了与苏联签署太空军备控制协定。苏联也看到太空军备控制符合自己的利益，因此乐于接受太空军备协定。
1950年晚期，美国在这方面的外交努力主要着眼于禁止所有的太空军事行动，在苏联看来，这完全就是一种试图对其领先的远程导弹计划的拖后腿花招，因此两家没有办法谈。1967年，美国调整了这一立场，放宽了有关条款的要求，于是，签署协定的时机成熟了。尽管两个超级大国对于如何验证对方没有在太空部署武器的问题深感不放心，最终还是在当年签署了外层空间条约，禁止在太空或太空天体上部署大规模杀伤武器，并且宣布在合作开发太空的精神。
这一时期，俄国唯一的反卫星系统是共轨反卫星系统（Co-Orbital ASAT）。这种系统包括一枚装备常规弹头的导弹，其基本机制是：在敌方卫星的地球轨道上升到达发射阵地上空时，将反卫星导弹发射进入与目标卫星接近的轨道；在一至两个轨道的距离上，这枚重1400公斤的拦截弹头将在弹上雷达的引导下实施机动，“俯冲”向目标卫星，并在一公里左右的距离上引爆，通过弹头的预制破片摧毁目标。
1963年至1972年，苏联对这种系统进行了试验，共进行20次发射（包括目标卫星和拦截弹），先后进行了大约七次拦截和五次引爆。试验表明，该系统能够在230至1000公里高度的轨道上运作。苏联宣称，该系统能够有效作战。
1972年，苏联与美国签署反导条约，旋即按照条约中关于“双方承诺不研发、测试或部署反导系统”的规定，停止了对这一系统的测试。
据猜测，苏联同时也在发展电磁和激光反卫星武器。1975年10月，由于受到苏联西部地区某种光源的照射，美国卫星的红外传感器发生过五例莫名其妙的“致盲”事故。美国官方解释说，那些红外光源是西伯利亚输油管道沿线的火光，但一些评论家仍然相信苏联已经研发出一种基于激光的反卫星系统。
苏联在1976年恢复测试同轨反卫星系统，据报道这是它对美国发展航天飞机的回应，苏联军方认为美国航天飞机是天基武器的载体。据报道，苏联针对单一轨道的目标卫星，通过对拦截弹实施机动，把拦截范围扩展到最低160公里、最高1600公里，缩短了攻击时间。该系统使用光学和红外传感系统，取代了据认为存在问题的弹上雷达。人们相信，该系统此时已经可以进入运作。
这个时期，美国和苏联一边进行反卫星技术研究，但同时显然都把赌注押在反卫星武器控制谈判上。
反卫星武器的发展
随着时间的推移，地面跟踪将会越来越精确，运载器的运载能力将会越来越大，制导也会越来越准确。因此，在不久的将来，也会有越来越多的国家将拥有自己的反卫星武器。
要想了解反卫星武器的发展，需要对三个主要指标进行监视，即运载器、制导技术和试验情况。在这些指标中，运载器技术是最主要的。一个国家若想研制直接上升式反卫星武器，就必须把监视、运载器、寻的、弹头和引信技术结合在一起，这虽然不是一件容易的事，但也绝非没有实现的可能。
如果一个地区性大国或发展中国家拥有反卫星武器，那么它在什么情况下才使用呢？这在很大程度要取决于作战的性质。有一点是肯定的，一个国家不愿意损害自己获取商业卫星数据的通路。一般来讲，如果该国受到的损失较小时，就有可能使用反卫星武器，不过，如果被攻击目标是一个较大的系统的节点时，很难确切估计所受损失的大小如果使用面杀伤反卫星武器，不分敌我乱打一气，对其自己的卫星也是个威胁。
美国认为，还有一些难以预测的“捣蛋”国家，如朝鲜，在与美国发生战争时，很可能会向低地轨道发射核武器。果真如此的话，朝鲜不仅不会损失什么，反而会得到很大胜利。如果损失一颗银河通信卫星就能在美国引起混乱，那么在低地轨道运行的几乎没有防护的卫星遭到打击，对美国、欧洲和世界上的其它国家会意味着什么呢？因此，关注反卫星武器的发展，研究相应的对策，应当引起世界各国的足够重视。
反卫星武器是卫星的“克星”。卫星可按照用途分为六大类：气象、通讯、导航、监视（包括情报、地面信息资源搜集和侦察）、军事预警和科研。很难给这六种卫星设定一条明确的区分界线，因为有些卫星可能身兼两重乃至三重用途，且各国在发射卫星时也不会公布该卫星的所有作用。
不幸的是，如果各国决定在太空部署核弹头，那么就会出现第七类卫星。这些卫星表面上可能会被宣称执行其它任务，但它们将一直呆在轨道上，待到危机发生时便可脱离轨道，对地球上的某个目标发动攻击。
太空信息战
太空信息战就是运用于太空作战的信息作战，是敌对双方通过利用、破坏敌方和保护己方的信息与信息系统而在外层空间展开的旨在争夺制太空信息权的对抗行动。通俗地讲，就是为争夺和利用太空信息资源而展开的信息作战，其目的是通过获取制太空信息权以控制外层空间。
太空是各种信息的策源地，夺取制天权是赢得信息化战争胜利的前提条件。而太空力量最重要的特点是以其先进的航天技术、信息技术为支撑，充分利用空间特殊而有利的高位优势，为地面作战提供强有力的战场信息支援。因此，从目前来看，今后一段时间内太空战的主要作战样式将是为地面作战提供各种信息支援保障的“太空信息战“。
太空信息战是以空间信息流控制空间物质流（各种航天器的数量）和空间能量流（各种航天器和导弹的威力与效能）的全新作战样式。太空中的各种侦察卫星、预警卫星、导航卫星和军用通信卫星等，作为现代战争的耳目、神经，对空中、地面、海上甚至大洋深处的军事行动产生越来越大的影响。
纵观当今世界，航天军事力量开始形成，太空武器装备正在发展，太空信息战在一定意义、一定程度上逐步变成现实。由于太空战中所有攻防武器都要依靠信息来指挥和控制，因此谁取得了太空制信息权，谁就能取得制天权和战争的主动权。
目前，美军95％的侦察情报、90％的军事通信、100％的导航定位和100％的气象信息均来自太空信息系统；俄军70％的战略情报和80％的军事通信依赖于太空信息系统。可以预见，在未来的信息化战争中，太空信息系统将成为陆、海、空等作战力量的倍增器。
在信息化战争中，陆、海、空作战力量遂行的各种作战行动，将越来越依赖于太空信息系统所提供的信息保障。正因为空间力量在争夺信息优势时具有突出作用，使得太空信息战成为未来战争双方争夺的新焦点。
这种太空信息战主要表现为：利用通信卫星，可实现全球、全天候、不间断的通信，并且保密性强、可靠性高；利用导航定位卫星，不仅可使自己一方部队进行快速、准确的机动，而且可提高武器的命中精度，对敌实施精确打击；利用气象卫星，可获取全球气象资料，预报天气形势及其发展变化，满足军事行动的需要；利用测绘卫星可精确测定地球表面各种目标的地理位置，从而绘制出详细、精确的军事地图等。
正是由于太空信息系统在未来战争中具有极其重要的作用，所以敌对双方很可能将其作为重点打击的目标。基于需求，当今世界各国对太空信息优势的争夺都格外关注，并抓紧时间进行太空信息战准备。美军认为，顺畅、高效的太空信息传输是获取信息优势的关键。
因此，美空军在《全球作战——21世纪空军构想》提出，未来的太空信息传输应达到的能力指标是，10分钟内建成可靠、完备的作战网络，10～60秒内接通战术系统信道和网络；3分钟内完成多域数据库的查询和检索，每小时通报2000个目标的变化信息；在1分钟内能发送重要态势、特定目标和威胁变化的信息，在10秒内可为2000个作战单元用户提供作战信息。
为此，美空军重点建立安全可靠、规模可大可小的全球信息栅格，它能提供全球拨号接入、Web方式浏览和数据业务，并使任何空军信息化部队都可使用该网；强化空军主要司令部对信息的管理控制，在这些司令部内建立网络运作与保密中心；提高作战信息系统的“回转能力“，实现飞行航路上的12个新增基地通信基础设施的现代化；把空军作战与鉴定中心、空军安全中心和其他有关机构的高速网纳入空军内联网中；将通信网络直接接入航空航天部队武器系统。
太空战场
以宇宙空间为主要战场，以军用航天器为主要作战力量，以夺取空间的控制权为主要目的“天战”，其作战形态虽然仍属于以侦察、预警、通信和导航等作战保障，为陆战、海战和空战提供军事支援的“软性战争”范畴，但是，随着军事技术的发展和高技术兵器的广泛运用，太空作战将呈现出形形色色的作战样式。
太空保障战
是运用太空被动式武器系统，为各战场上的军事行动提供各种保障的军事活动。包括使用各种具有侦察能力的航天器，为地面部队或太空部队提供可靠的、有价值的敌地面和太空信息：利用通信卫星进行远距离情报、指挥等信息的快速传输；利用运载火箭、航天飞机等运载工具，在地面与外层空间进行物资、人员输送以及为太空部队提供、储备所需要武器装备，并对太空武器装备进行保养、维修等一系列军事活动。
太空封锁战
是指主要使用天基武器系统，对进入太空或经过太空战场的敌航天器进行封锁打击，以阻止敌方向太空战场增援，孤立敌太空部队的作战行动。其具体作战行动有：封锁、拦截敌运载火箭、航天运载工具，阻止敌沿航天通道向太空战场增援；利用太空武器，在外层空间破坏和摧毁敌方的导弹等。
太空破袭战
主要是指对敌太空战场中的卫星、空间站、轨道平台等空间武器装备进行袭击和破坏的作战行动。其作战样式有反卫星作战、反空间站作战。天对天作战、地对天作战等。其中反卫星作战将是常见的样式，即以拦截卫星和反卫星导弹、天基动能武器和定向能武器，摧毁或破坏敌方的卫星。
太空防御战
是指为保护己方在太空战场中的各种军用或民用航天器的安全，而在外层间进行的防卫性作战行动。其主要的作战手段将有以下几种：积极摧毁敌天基攻击性武器系统；采用隐形技术降低敌侦察系统的作用；以机动变轨方式躲避敌主动式太空武器的侦察和打击；运用高技术手段主动进行防护等等。
太空突击战
是指天基作战部队利用太空战场的自然优势，运用太空武器装备对敌地面、海上和空中的军事目标，直接进行打击和破坏的攻势作战行动。
太空电子战
是指利用太空战场电子战武器装备，削弱、阻止敌方使用电磁频谱，保护己方使用电磁频谱而进行的电子对抗行动。主要分为电子进攻战和电子防御战。电子进攻战，是采用电子战侦察、干扰和主动摧毁措施，干扰、压制和提防敌方太空各种卫星、武器系统中电子系统的军事行动。电子防御战，是利用反电子战侦察。反电子干扰和反火力摧毁等电子战综合措施，保障己方太空武器的电子技术系统正常工作的军事行动。
美国的太空制药厂
随着空间技术与航天事业的发展，科学家们开始着手建立太空制药厂。
由于空间轨道不存在地心引力，因此，太空制药厂可以生产出某些地球上难以生产的药物。
从1960年到1969年，美国曾先后发射了三颗生物卫星，并在第二颗生物卫星上进行了“电泳试验”。专门用于分离蛋白质。1971年和1972年，“阿波罗”14、16号两艘载人宇宙飞船相继上天，一系列的空间电泳试验，终于获得成功。此后，在美国和前苏联联合发射的一颗卫星上，又进行了进一步的科学实验，结果分离出一种“尿激酶”，这就是人类在太空中生产出的第一种药物。
尿激酶是由人尿或人类肾脏组织培养制得的，是一种新的特效活血栓药物，可消除由静脉炎和心脏病变等引起的血栓，并用于治疗血栓梗塞性疾病，以及因纤维蛋白沉淀引起的各种疾病，如脑血栓症、急性心肌梗塞症、周身血管和视网膜血管闭塞症等。目前又进一步应用于人工脏器、脏器移植和显微外科手术等。此外，它还能增强免疫力，可激活杀灭肿瘤细胞的溶酶体，从而成为一种有效的辅助抗癌剂。
1985年，美国专家和制药厂商共同设计了第一家太空制药厂。该制药厂装在飞船舱内，其重量为2270千克，包括24个小车间。美国科学家认为这种生产方法，不仅产品具有无可比拟的高纯度，而且产品价格便宜。
目前宇宙制药厂已试制成功30多种基质。第一个从事太空制药研究的美国专家吉姆·罗斯断言，在20世纪末将从太空中获得上百种药物，特别是以下几种产品：
抗血友病基质——其作用与尿激酶恰好相反。用常规所得到的该基质纯度很差，患者服用后往往引起变态反应，而太空药厂生产的这种基质则可克服以上缺陷。
干扰素——这是一种糖蛋白，可抗病毒感染，也有一定的抗癌作用。太空制药厂所提供的这种产品纯度远比地面上生产的高。
抗胰蛋白酶υ蛋白——这种药物对肺气肿和肺泡肿胀有效。
β细胞——这是胰腺分泌的一种细胞，是治疗糖尿病的良药。
愈合药——目前对严重的跌伤和烧伤治疗，都使用从动物胎儿中提出的血清。但如果用控制真皮生长的蛋白质会更有效，它是由人体颌下腺分泌的。这种药物的纯度要求异常高，必须在太空中制造。
促进红血球蛋白增生的蛋白质——这是一种治疗贫血的珍贵良药，并能减少输血量。这种药同样要求极高的纯度。
太空制药厂建成后，宇宙飞船每年必须至少两次向工厂提供能源补给。科学家们正研究不使用来自地球上的能源，而使它们与轨道上的太阳能中心相连接，从而太空制药厂将是轨道太阳能中心的第一个能源用户。
未来的能源基地
能源是人类生存。发展面临的最严重的问题之一。未来解决能源不足的出路有二条：一是利用太阳能，二是利用核能。月球取样标本化验和分析表明，氦-3的发现，给月球研究和探测工作注入了新的兴奋剂，尤其受到了能源专家的重视。但是，月球氦-3的形成和分布特征、贮量和应用，仍是月球科学研究中亟待解决的问题，只有通过大量的探测和重返月球野外实地考察，才能获得较为满意的回答。
月球的表面土壤，由岩石碎屑，粉末，角砾岩，玻璃珠组成，结构松散且相当软。月海区的土壤一般厚4～5米，高地的土壤较厚，但也不过10米左右。丹球土壤的粒度变化范围很宽，大的几厘米，小的只有1毫米或数十微米，这些细土一般称为月尘。月球土壤中大部分是细小的角砾岩及玻璃珠，约占70％左右，小颗粒状玄武岩及辉长岩约占13％。惰性气体在月球玄武岩的高地角砾岩中含量极低，大气中就更低，几乎为零。然而，月壤和角砾岩中亲气元素则相当丰富。这是由于太阳风的注入。（太阳风实际上是太阳不断向外喷射出稳定的粒子流）1965年“维那”3号火箭对太阳风的化学组成进行了直接测定，结果表明，太阳风粒子主要由氢离子组成，其次是氦离子。由于外来物体对月球表面撞击，使月壤物质混合，在深达数十米范围内存在这些亲气元素。太阳离子注入物体暴露表面的深度，通常小于0.2微米。因此，这些元素在月壤最细颗粒中含量最高，大部分注入气体的粒子堆积粘合成月壤角砾或粘聚在玻璃珠的内部。
研究表明，月壤中氦的含量为1×10-7～63×10-7，氦-3的含量为0.4×10-10～15×10-10。氦大部分集中在小于50微米的富含钛铁矿的月壤中，估计整个月球可提供715000吨氦-3。人们之所以对氦-3感兴趣，是因为氦-3是未来核聚变燃料的最佳选择。在地球上，天然气矿床中已知的氦-3资源只能维持一个500兆瓦规模发电厂数月的用量，而月壤中氦-3所能产生的电能，相当于1985年美国发电量的4万倍。考虑到月壤的开采、排气、同位素分离和运回地球的成本，氦-3能源偿还比估计可达250。这个偿还比和铀235生产核燃料（偿进比约20）及地球上煤矿开采（偿还比约16）相比，是相当有利的。此外，从月壤中提取1吨氦-3，还可以得到约6300吨的氢、70吨的氮和1600吨碳，这些副产品对维持月球永久基地来说，也是必需的。
此外，还可在月球上建立核能源基地，将电能传输到静止轨道上的中继卫星，再传送到位于地球的接收站，然后再分配到各个地区，供用户使用。仅月球氦-3资源的开发利用这一点，就不难理解重返月球的深远意义。
未来的太空旅馆
广漠无垠的太空是神秘诱人的。千百年来，人们一直梦想登天遨游。
20世纪60年代以来，火箭、卫星、飞船，不断地探索，开发外层空间的道路。20多年来，前后有150多人乘宇宙飞船进入了太空。特别是美国“哥伦比亚”号航天飞机的试飞成功，为人们游览太空展现了广阔的前景。
但是，“哥伦比亚”号航天飞机连驾驶员在内，最多只能乘坐10个人。于是，设计师们决定设计能容纳更多人的“航天客机”，以实现人们登天旅行的夙愿。航天客机内设有一个客舱，70多个座位分上下两层，有两部楼梯相通。航天客机发射时的超重现象，只有发射“阿波罗”飞船时超重的1／3，不会产生使人难以忍受的感受。所以，一般身体健康的人，不必经过专门训练，就可以进入太空旅行。
伴随航天客机航线的不断延伸，必然要在途中设立太空旅馆，设计中的太空旅馆更是别具一格，主体是一个庞大环形室。环形室内部，设有居室、公园、运动场、游泳池、娱乐场、商店、医院、影剧院等。那里使用的交通工具是自行车和电动汽车。
在环形室主体外部，设置工业区和农业区。在工业区里，各类工厂生产太空旅馆工作人员和旅游者的生活必需品。在农业区里，则划分成若干个大大小小的区域，让它们之间的季节、时令、作物种类都穿插开来，以保证任何时候都有新鲜蔬菜和水果供应。农作物的生长是用阳光来控制的。
这里的阳光，是靠太阳光的照射、反射来的。在太空旅馆上设有一个巨大的天窗和反光镜，自行调节光的强度、照射时间和角度，从而形成分明的昼夜和四季的变化。
生活在太空旅馆里的人们，是从水的分解中获得氧气的，大片的植物光合作用提供给人类生存所必需的氧气。因此，除了水的原料需要从地球运外，其余资源都可向月球开发。太空旅馆里的空气是新鲜的。因为它本身的结构是密封的，再加上太空旅馆是一个真正的电气化世界，一切动力都使用太阳能发电，既没有燃烧煤、石油所引起的环境污染，也不会产生使人担心的核发电酿成的核辐射。
在环形室的另一头，还设有供航天客机停泊的机场。它一来接待来自地球的游客，二来也可以从这里乘航天客机去月球观光游览。
航天飞机的试飞成功，加快了人类建筑太空旅馆的步伐，航天飞机一次次穿梭似的来往于外层空间。在地球和月球之间的无引力区，航天飞机货舱里的巨型铁臂，按电脑系统的控制自动组装太空旅馆。
太空旅馆的设计、建设和使用，将为大规模太空城的建造，开辟一条更加广阔的道路。地球是人类的摇篮，但是，人类却不能永远生活在摇篮里。按照眼下地球人口的发展速度，公元2020年，世界人口将超过80亿；到公元2035年，将达到100亿。那时，地球上人类的食物、能源和居住等都将发生巨大的困难。为了生存和发展，人类将不得不离开地球这个世代生活的摇篮。预计在公元2025年至2050年，大型的太空城市将大批大批地出现。
未来的航天产业
科学家对今后1000多年的航天产业进展，作了如下预测：
第一阶段（1985～1990年）：搞出空间先进材料的试验性产品；第二阶段（1990～2000年）：新一代的航天器和空间能源、空间信息系统的广泛应用，空间材料出现商业化成果；第三阶段（2010年）：科学与技术信息的全球性共享，空间能源传输线路建成，通过轨道反射器对地球进行照明；第四阶段（2050年）：建成能为地球提供能源的天基太阳能电站；第五阶段（2120年）：建立统一标准的空间信息和供电工业系统；第六阶段（2180年）：进行月球的工业化开发；
第七阶段（2400年）：建成空间中大型人工结构，空间电站能耗达到3×1016～3×1017千瓦小时的水平；第八阶段（2500年）：来自其他行星物质的利用，并把这些物质运送到合适的轨道上去；第九阶段（2700年）：开发金星和火星；
第十阶段（2800年）：开发次新物理原理为基础的能源系统；第十一阶段（3000年）：新的物理基础理论的发现与应用。
未来的太空农业
为了给长期生活在太空轨道上的人，提供类似地球上的各种美味可口的食物，解决将来更多的太空移民的食物供应，人们提出了建立密封式太空生态环境的构想，设想在太空建立农业基地。早在，20多年前，美国航天局就开始了从事空间农作物耕种和密闭式生态学的研究。
近些年来，美国借助航天飞机从事这种研究更加具体和卓有成效。为研究种子在太空失重条件下的发芽率、休眠、活力和遗传突变情况，美国曾把参加试验的植物种子用不同的方法装放在航天器的有效载荷舱的特制罐内。一部分种子在特制罐内是密封的，避开了某些恶劣的空间环境；一部分种子是敞开的，完全暴露在太空环境中，接受失重、真空、极端温度变化的考验和宇宙射线的辐射，然后把这些经过太空旅行的种子同地面的普通种子一齐种在温室里进行对比试验，观察植物对失重环境有哪些明显的反映，失重环境是怎样影响植物的生长、发育、成熟和衰变的，为此人们作了许多有趣的试验。1983年4月4日，美国“挑战者”号航天飞机首次飞行时，曾把11.3千克的蔬菜、草药和花卉种于送入了空间轨道。这批种子共有46，个品种；其中有非洲的紫苣苔、梅洛迪氏菠菜、克莱姆森氏无刺秋葵、西红柿、菜豆、甜玉米、黄瓜、莱芝麻等。1984年4月7日，美国的“挑战者”号航天飞机在第五次飞行中，曾把一个装有大约1400万粒植物种子的实验装置投放到太空轨道，计划飞行十个月后于1985年2月初，由另一架航天飞机带回地面。试验目的是看看什么样的包装方式能不受宇宙环境影响。
植物种子的太空试验的最终目标是开辟太空中的绿洲。因为在航天飞机中，宇航员及其乘员所需的氧气、水和食物，目前都要从地面带上去，既不经济又不可靠，很难满足长久载人航天的需要。为解决这个问题，前苏联科学家齐奥尔科夫斯基曾经提出，必须利用高级植物来充当人在长期宇宙飞行中维持生命的手段。根据这一理论，科洛廖夫提出了制造一种拥有密闭生态循环系统的温室，选择一些代谢功能与人有关的植物、动物及微生物、再生氧气、水和食物，提供二个与地球环境相似的生态环境，给宇航员的长期太空生活提供生命保障，为将来在其他星球建立科学实验站及太空城市提供类似地球的生态环境。为此，在航天的初始阶段，前苏联就在1960年发射第二艘宇宙飞船上，对小球藻、紫鸭跖草和各种葱头、豌豆、”小麦和玉米种子进行了试验。尔后还把小球藻送上“东方-5”号载人飞船进行了太空旅行，1971年，前苏联在“联盟-10”号飞船上对郁金香进行了实验，发现它返回地面后奇迹般地开了花。1989年，前苏联在“礼炮-6”号空间站内设置特别温室，栽培了小麦、豌豆、葱、郁金香和兰花等多种植物，其中郁金香开了花，不仅长出了新叶、还生出了活根，这些实验的成功无疑给空间绿洲开发者们带来了可喜的信息。
木质素是把植物纤维结合在一起，使植物挺立的一种物质。宇航学家曾担心，在失重环境下，木质素的生长将受到阻滞。为揭开这个谜，1983年3月，美国“哥伦比亚”号航天飞机飞行时，曾把绿豆、燕麦、松树、黄瓜和豌豆等96种植物种子送上了太空，让其在货舱特制的植物器内发芽长叶。实验证明，燕麦和绿豆的根能从土壤中伸出来，而不是按正常方式向下生长。松树的根则照常长人土壤。相反，松树的蛋白质比通常增加了20％～30％。1982年，前苏联在“礼炮-7”号空间站里栽种了阿拉伯草，这种植物生长周期约30天，在宇宙空间生长较慢，直到8月2日才绽出花蕾，后在草秆上结了27支花荚，共收获了200多粒种子。这些实验，排斥了失重影响植物木质素生长的说法。对宇宙植物栽培学的诞生起了重要作用。
空间绿洲的植物，由于环境条件的变化，和地球上的植物是有区别的。地球上植物由于地球引力的作用，逐步形成了适合于承受重力的机能，如向地性、向光性、顶端优势等。而宇宙植物生长在无重力或微重力的环境中，情形会发生一些变化，如中国绿豆曾被航天飞机带上太空作试验，结果绿豆芽朝几个方向扭曲，生长方向十分混乱，而不是朝光的方向生长，绿豆芽的根有50％以上冒出了土壤，而不是扎根土壤。其次，宇宙植物的细胞和生物化学成分亦可能发生变异，如前苏联在宇宙飞船中曾用电刺激的方法，强使葱长出了绿叶，宇航员在太空品尝时，发现葱的味道是苦的。
植物种子的太空之行和太空种植，宣告了宇宙栽培学的诞生。证实了人类开辟空间绿洲技术上的可行性。但在实践上仍存在许多困难和问题有待人们继续作长期的探索。
为了可在太空栽培果树和蔬菜，甚至种上小麦，为持久载人航天和星际航行提供足够的生活物资保障，一个太空大农业的构想正在孕育和研究之中。
美国农业部的研究人员正在和美国航空航天局确定在太空实现农业种植必须解决的问题。
马里兰州白兹维尔农业研究中心的植物生理学家斯蒂文布瑞兹认为，在任何密封环境下栽培植物总要考虑提供什么样的生长条件，要考虑光的类型、根系空间、生长介质、土壤或是营养液以及作物对这些条件的适应情况等。
他们把太空视为无限大的密封空间，以光为例，在空间站供给植物的生长方式将会如何？一般情况下长夜会有利于植物根的生长，植物把更多的光合作用产物作为淀粉贮存起来。由此设想用不同于自然昼夜交替循环可引导植物按人们所希望的那样多长根块或多长茎叶和果实。
为了获得植物对光反应的基本特性，布瑞兹开始观察在光总强度一定的情况下，不同亮度的蓝光对大豆生长的影响。在实验中；把大豆种在植物生长箱中，一部分采用日光灯照明来模拟自然光；另一部分采用低钠灯照明，它不含蓝光，与遮阴时光的特性相当。经过86天以后，在日光灯照射下的大豆有16％的干物质在根部；而无蓝光照射的大豆有8％的干物质在根部。植物对光质量变化的反应似乎超过了对养分和水的反应。一般情况下，人们希望根少茎多以便提高产量，但对胡萝卜应另当别论。
在太空密封环境下，可以通过变光来影响生长；在地球上要改变田间光照条件不大可能，但由于植物长高后会形成遮阴，而在遮阴下蓝光较少，所以人们可以用间接的办法改变照在植物上的光。当需要时人们可以通过变化播种量，改变垄宽或间作套种来增加或减少遮阴量。
在另一实验中，他们用航空航天局为栽培小麦而设计的微孔管系统来研究限根和根水对植物-生长的分别作用和共同影响，研究证明，像小麦这样的作物可在营养液中播种、生.长和收获，甚至在根系极度受限的情况下也是如此。
对太空农业来说，与地球上的无土栽培不一样，植物不能以水滴的形式吸收水分和养分。在失重或仅有一点离心模拟重力的情况下，为了防止液体流失，水分必须以水膜的形式才能被植物吸收。通过提高管中相对于透过薄膜摄取水分或养分的吸力，研究人员就能使植物生长在养分供应充分而缺水量可测的环境里。这项研究最终会有助于了解植物对于干旱的生理反应，培育植物的抗旱特性。
总之，将来有一天，人们在太空不会再吃冷藏食物。
未来的太空超级农场
由于世界人口急剧膨胀，加上一些地区灾害不断。粮食减产，因而粮食问题也和能源问题一样，愈来愈引起世界各方面人士的关注。
21世纪初，世界人口大有可能突破100亿大关。另一方面，由于各种原因，地球上可以耕种的土地在一天天减少。因此，在很长的一段时间内，粮食匮乏势必也将成为一个全球性的战略问题。
俗话说，“民以食为天，不解决吃饭问题，其他问题便无从谈起。可是，拥有广阔天地和得天独厚的大气环境的地球尚且如此，对于只有弹丸之地的太空城来说，要解决多至万人的饮食问题，又谈何容易呢？
面对这一问题，人们大可不必为此担心。未来太空城的实际情况并不像人们所想象的那么严重。而解决的办法当然不是靠地球供应。因为如果按每人每天需要9斤食物、水和氧计算，那么，一万太空居民每天就得由地球往返运输45吨的供应品。就是用现代最先进的航天飞机运输，平均每天至少要发射1.5次，而且还只能把各种物资从地面运送到地球的近地轨道。
按现有航天飞机每次运费7000万美元计算，全年从地球到近地轨道的运费至少要花400亿美元。由此可以看出，万人的太空城，仅靠地球来供“养”是不行的。
有上策吗？惟一的出路就是在这座具有小地球环境的太空城上建立起工厂化的超级农场。这种农场，昼夜都有充足的阳光照射，温度、湿度和二氧化碳含量都由人工控制。在那里，常年如春，“风调雨顺”，不会有旱涝虫灾之虑，各种作物都可以茁壮成长，在这种工厂化了的农场里，从选种、栽培、耕作直到收获，都和地球上广种薄收的农业生产方式截然不同。它将采用21世纪最先进的农业科学技术，像工厂生产工业品那样，在每人平均不到一分地的农场里，可以源源不断地生产出品种齐全的粮食、蔬菜、水果、鱼肉蛋奶以及营养丰富的其他食物。对于未来的太空农场来说，计算产量的单位决不是每年亩产多少斤粮食，而是每天亩产多少斤食物。这是太空绿州上的独到之处！
未来的太空制药厂
自古以来，人类就希望自己能健康长寿，如能长生不老，当然就更好了。尤其得了不治之症的时候，都希望能找到灵丹妙药，以战胜死神的威胁。
在我国民间曾流传着这样一个神话，说的是一个皇帝只身一人躲在黟山炼丹，果然成了神仙，得以升天。黟山就是现今安徽省的黄山。后来，根据这个神话，唐玄宗才下令把黟山改为黄山的。李白的著名诗句“仙人炼玉处，羽化留余踪”，也说黄山是仙人炼丹的地方。诸如炼丹升天的神话固然不可信，但在今天，随着生物学、医药学的迅速发展，人类不仅可以升天，而且还能够在太空制药厂里炼制真正的灵“丹”妙“药”。把许多患了不治之症的地球人从死神手里夺回来。
这不是信口开河，也不是无稽之谈。我们知道，当今世界上，许多激素、酶、抗体或其他特效的医药制剂，都是通过培养细胞这一途径制取出来的。可是，要想在体外大规模地培养出活细胞，却面临着许多难以克服的困难。
通常，制药学家们都是选用哺乳动物的细胞进行培养的。欲使这些细胞在脱离原体后仍能继续执行某种功能或进行正常的新陈代谢，必须使它们依附在某些物体上。要是没有一种可以依附的表面，这些细胞就会失去生存能力，也就无法生产出有价值的生物制剂来。进行细胞培养，需要专门设计一种适合于它们“居住”的多层膜培养罐，并为它们提供必要的“营养”，但由于细胞的互相堆叠，会使下面的细胞被上面的细胞“闷”死。
为了解决这个问题，近年来国外又改用一种塑料制成的小球，它的直径小于百万分之一英寸，让每个细胞“居住”在这种小球上，这样，细胞之间互不干扰，能够很好地生存下来。但在地面上由于重力的作用，依附在小球上的细胞容易沉降到培养罐的底部去，从而形成比细胞厚几倍的堆积层。其结果是上层细胞“丰衣足食”，而下层细胞却在“忍饥挨饿”。特别是由于在罐底堆积了许多代谢废物，还可能使上层营养丰富的细胞葬身于下层干瘪细胞所产生的毒素之中。要使它们能够存活，需要不断地搅拌营养液。可是，旋转搅拌又会加速本来就很虚弱的那些细胞的死亡。
如果在太空城的制药厂里，就些棘手的生物工艺难题，就能得到迎刃而解。因为在失重的空间环境中，细胞和小球都不会沉降到容器的底部，因此细胞可以安然地悬浮在培养介质中，永远保持旺盛的活力。将来利用这种方法就可以在太空城的制药厂里生产出大量的各种生物制剂，然后向地球出口，以治疗地球人的一些顽症。
失重环境的另一项重要应用就是生物物质的分离和提纯。例如生物学家和医药学家们最感兴趣的电泳技术将在未来太空城的制药厂里发挥出举足轻重的作用。所谓电泳技术就是将质量和电荷的比值不同的粒子在电场中分离的一种方法。利用这种方法既可能分离不同组分的混合物，又可以分离细胞和蛋白质，甚至可望从“衰老”的细胞中分离出“年青”的细胞，或者从含有癌细胞的细胞中分离出“健康”的细胞。在地面上，电泳技术无用武之地，很难发挥出有效的作用。这是因为在地面上的电泳分离过程中，不论多么小的粒子都同时受到电场力和重力的沉淀作用。在电力使细胞或它们的培养介质受热时，将同时发生对流和作沉淀用。如果重力大于电场力，沉淀就起主要作用，反之，对流将起主要作用。但无论沉淀还是对流都会使本来已经分离的组分重新混合，从而大大降低了电泳分离的效率。然而，在失重的环境下，上述弊病却不复存在了。“阿波罗-联盟”号飞船在进行联合飞行时曾进行过电泳分离试验，试验结果表明，在失重环境下可以从大约5％的肾细胞中分离出尿激素。据计算，其分离效率要比地球上的高6～10倍，而且质量极好。这种尿激素是溶解血检或凝血的一种特效药。在地面上，要制造出这种尿激素那是很难很难的，即使制造出来了，成本也高得惊人。将来，如果能在太空城中投入批量生产，仅美国一个国家，每年至少可以使5万人免死于凝血症。
航天飞机投入正式使用之后，美国和西欧的一些工业公司计划在航天飞机携带的空间实验室上进一步进行电泳技术试验。试验的第一个目标就是从血浆中分离出激素、酶和蛋白质。美国一位从事空间生物制品研究的专家威斯指出，在空间中利用电泳技术生产血浆蛋白的效率要比地球上的高700倍。
在太空制药厂里制取骨胶原也是大有可为的。这种骨胶原是形成肌腱、神经、皮肤、骨骼和血管的基础。从人体组织中提取或复制的骨胶原，可以作为治疗创伤或烧伤的人造皮肤和人造角膜或有助于进行心血管和整形手术的其他薄膜。目前美国巴蒂尔实验室正在研究骨胶原的制造工艺。但在地球上，这种骨胶原是很难生产的，特别是在复制过程中由于重力的作用，蛋白质纤维容易固着，从而导致骨胶原的凝胶体成为一种质量不均匀的结构。而在空间的失重条件下却很容易制取质量极优的骨胶原。巴蒂尔实验室的专家K·休斯认为，在空间制取的优质骨胶原每磅价值可达10万至1000万美元，比黄金要贵若干倍！
这一切至少可以说明，在空间发展制药业或生物制品业的前景是激动人心的，也是十分迷人的。疫苗制品的生产，人体细胞和白蛋白的提纯和制造，红血细胞生成素的制备，各种激素或酶的生产，白细胞或红细胞的分离和培养等，都可能发展成为一种有万利可图的行业。有人估计，仅就疫苗一项，每年可能得到的经济收益将超过15亿美元。因此空间制药业和生物制品业将在未来的空间工业化中占有十分重要的地位，而且也将是未来太空城优先考虑的发展项目之一。一旦太空城经营的制药厂或生物制品投入正式生产，每年将有大量的特效药物或贵重的生物制品向地球出口，销往世界各地。可以想象，地球上有一些人得了“不治之症”以后，服用了来自天堂里的灵“丹”妙“药”而得以起死回生的时候，他们当然不会忘记，拯救他们的“救世生”原来就是迁居太空城的地球人。
未来的太空旅游业
在当今世界上，旅游业是现代文明社会的重要组成部分，也是现代社会是否充满生气、活力的一个重要标志，同时也是许多国家捞取外汇、繁荣经济的重要手段之一。1980年，世界各国仅旅游业所获得的经收益就达960亿美元。因此，各国都根据本国的特点，积极开发旅游资源，并采取一切有效措施招引游客，大力发展本国的旅游事业。可以想见，随着各种高速而廉价的空间交通工具的相继出现，特别在太空城诞生以后，太空旅游业无疑也会成为空间工业化的一项重要内容。
太空旅游，这是千百年来人类的共同愿望。1961年前苏联宇航员加加林终于把这一愿望变成了现实，开创了史诗般的载人航天新纪元。从那时开始，虽然在27余年里，已有200余人进入宇宙空间，但太空旅游至今仍被那些体格健壮的职业宇航员所垄断。造成这种局面的原因固然是多方面的，但太空旅游费用之昂贵是一个重要原因。有人计算过，20世纪60年代用“雷神”导弹改进的运载火箭把每公斤有效载荷发射到空间原费用高达20万美元。再拿“阿波罗”登月飞行用的“土星-V”号运载火箭来说吧。它能把120号的有效载荷送上近地轨道，或把50号重的“阿波罗”飞船送上月球轨道。但不要忘记，一枚“土星-V”号的造价却高达1.85亿美元。就算上月球去旅行吧，如果用“土星-V”号运载火箭，即使50吨重“阿波罗”飞船的重量全都装载旅客，那么每公斤体重的发射费用也得高达3700美元。一位旅游者即使有60公斤的体重，至少得付22.2万美元的发射费用。由此可见，这种别开生面的太空旅行，又有谁能付得起如此惊人的费用呢？
当人类历史跨进20世纪80年代之时，美国国家航宇局创造了载人航天史上的伟大奇迹，这就是第一架航天飞机“哥伦比亚”号，在1981年的两次试航和1982年的第三次试飞都获得了圆满的成功。因为它可以重复使用百次，这就大大降低了发射费用，为科技人员或普通游客带来了太空旅行的新希望。一些宇航专家认为，航天飞机试航的成功，标志着普通人到太空旅行已经有了良好的开端。尽管“挑战者”号航天飞机爆炸，造成七名宇航员全部遇难。但这一悲剧并没有阻止人类继续向太空进军的步伐，太空旅游终将成为活生生的现实。
美国加利福尼亚州的一家咨询公司——“空间-地球”公司受美国国航宇局的委托，负责研究和展望了今后几十年空间工业化的发展前景。这家公司的经济学家保罗·西格勒在谈到空间工业化时指出，太空旅游业肯定会发展成为“一项新兴的事业”。
美国科学应用公司也是热衷于空间工业化的另一个研究单位。这家公司曾于1978年4月15日发表了题为“空间工业化研究”的专题报告。报告不仅指出太空旅游业是空间工业化的一个重要组成部分，而且还估计，在从1985～2010年间空间工业化的时代里，单凭太空旅游业这一项的经济收益就可以达到15亿美元之多。
应该指出，发展空间旅游业的关键是发展更加先进而廉价的空间运输系统和太空城。根据宇航专家和竭力主张空间殖民化人士的设想，不论是发展更加先进的空间运输系统，还是建造人类盼望已久的太空城，都可能在本世纪初变成现实。到那时，人类向往的宇宙空间就再也不是职业宇航员的世袭领地，而变成可供全人类共同分享的乐园。换句话说，具有一般健康状况的任何人，都有资格到空间去旅行。当然，太空旅游者将包括各式各样的人。有的是到空间去开展科学研究和科学实验的自然科学家，有的则是专程到太空去体现生活的文学家、艺术家以及新闻工作者，也有到太空城参观访问的各国政府首脑，还有去太空城洽谈贸易生意的各国商人。当然，那些朝思暮想、希望分享太空旅行之乐的普通游客也是能够如愿以偿的，不过是按顺序排队，耐心等待。也许，地质学家和探险家们，是最有希望到月球，到太阳系其他行星，到小行星上去从事实地考察任务和探险任务的了。太空旅游者的目的尽管不尽相同，但是，太空城却是他们非参观不可的游览胜地，这就为大力发展太空城的旅游业开辟了无比广阔的前景。
美国普林斯顿大学教授、空间殖民化最积极的倡导者奥尼尔，在预言今后一百年内人类社会的发展前景时曾乐观地指出，到2081年，将出现每秒行程500公里的宇宙飞船。在太阳系内，尤其是在木星和火星之间的小行星带之中，将出现许多太空城群，届时“每年将有两亿人往返于地球与太空之间。”如果他的预言能够实现，那么由此而发展起来的太空旅游业岂不就对未来太空的经济发展和社会繁荣产生出不可估量的巨大影响吗！
未来的太空动物园
为了了解和验证动物的太空习性，以便为人类在不久的将来到太空去生活和工作摸索出一些经验和根据，人们开始了宇宙动物学的研究，在宇宙飞船上建立了动物实验室，即“太空动物园”。
现在，在太空动物园里旅居的都是中、小动物，如青蛙、兔子、猫、狗、猴、鸡、鱼和蜂等。苍蝇和老鼠虽为人类所憎恶，但作为研究的良好对象，也成为太空的座上客。而在地球上的动物园里尊为贵客的大型动物狮、虎、象等，由于运载上天所需的本钱太大，尚需等待时机。
现在，让我们也来了解一些动物在太空生活的情况吧！
科学家把几百只苍蝇分放在太空动物园的三个角落里，这三个角落的重力场各不相同：一个模拟地面，一个二倍于地面，再一个五倍于地面。结果发现，苍蝇们都喜欢到模拟地面重力的那个角落产卵生殖；在二倍于地面重力场的地方，苍蝇都萎靡不振，出现病态；而五倍于地面重力场处的苍蝇，都很快地死去了。
太空动物园里还装有6对雄雌老鼠和30只独身雄鼠，分别让它们在模拟地面和二倍、四位于地面重力的环境中生活。结果发现：老鼠的抵抗力大于苍蝇，任何环境下的老鼠都没死亡。不过，大于地面重力环境里的老鼠都显得惊躁不安，并且在7天以后，它们的肌肉萎缩了，病态很严重。回到地面后解剖检查得知，它们的肌肉中粘多糖成分下降，胃壁细胞中的细胞质密度变小，胃中磷酸酶的活性增大。而在模拟地面重力环境下的老鼠，不但健康如常，而且有两对还在太空中“成亲”、交配、怀孕和分娩，生下的小老鼠在回到地面后还能健康地活着。其他环境下的太空鼠都没有生育。
太空动物园里还养了一群黄蜂，在模拟地面重力场中生活的黄蜂筑巢和地面上基本一致，但在两倍于地面重力场下的黄蜂筑巢就与前者明显不同——沿着重力加大的方向巢壁加厚，以对抗重力加大产生的影响。这说明像黄蜂这样的低等动物，也会在太空特定环境中作出反应以求生存。另外，还发现在一倍半于地面重力时，黄蜂的筑巢速度最快。
在太空动物园的二倍于地面重力的区域里，还生活着一群小鸡。它们在那儿生活了18个星期后，回到地面时体重普遍下降，膝盖骨明显变形，肌丝受到损伤。
此外，太空动物园中的猫、狗、猴的抵抗力都较好，猴子可以安全返回而不得什么“太空病”；狗也基本健康而归；相比之下，猫的身体状况欠佳。可以认为动物愈高等，自动调节适应太空变异环境的能力愈强。
在有鱼类和青蛙参加的太空失重状态实验中发现，鱼的耐失重能力比青蛙好，青蛙的耐失重能力比猴子好。这说明水生动物的耐失重能力一般比陆生动物好，而两栖类居中，原因尚待研究。据推想可能是水生动物的细胞组织结构较疏松、较轻盈，对重力变化敏感度小些。
在太空动物园里生活，可以改变动物的遗传性能。比如：在太空孵出的鳃足虫，到第三代大都寿命不长。但草履虫的繁殖率却提高了4倍。据研究是太空辐射使遗传物质中的染色体发生变异的缘故。由于宇宙环境可以改变遗传能力，现已开始建立太空遗传学这门新学科。
未来的太空城
极力主张空间殖民化的科学家们认为，建造和发展太空城决不是权宜之计，而是人类社会发展的必然结果和长期的奋斗目标。那么，在今后一百年内，空间殖民化的发展前景究竟会如何呢？
这是千百万好心人最为关心的一个问题。科学家从来不相信算命先生的鬼话，也从来不对那些盲目的空想主义寄予什么希望。他们喜欢站在“现在”这块基石上，用冷静的科学态度预测和回答一切问题。如果说他们有什么天分的话，那么，这倒是他们的本能。地球上的问题千头万绪，而且有些问题，比如人口膨胀、地球资源短缺、环境污染、潜在的核战争危险等，都是关系到人类未来前途的重大问题。近年来，未来学开始以它独有的魅力吸引着数以万计的科学家，他们正在对上述问题进行系统而深入的研究，并开辟了一个又一个崭新的研究课题，其中最时髦的课题莫过于地球上的“人口爆炸”问题。为什么呢？因为这个问题是我们的子孙后代所面临的一个严重问题，也是我们今天描绘未来太空城发展前景的重要依据之一。
未来科学家们普遍认为，除了发生热核战争，地球上的“人口爆炸”问题就是不可避免的。它将是今后一百年内世界面临的最棘手的问题。
人口增长率的不断升高是引起人口爆炸的根本原因。人口学家早已密切地注意到，在人类历史上，过去几千年世界人口的增长并不显著，但在最近一二个世纪中，人口增长的速度却变得愈来愈快了。联邦德国教授德·冯·布兰肯的研究指出，在1750年之前，大约花了1000年的时间，世界人口才翻了一番，但在后来的150年内，也就是到了1900年，世界人口就又翻了一番，紧接着的一次人口成倍增长只用了65年时间。从1965年到2000年世界人口又翻了一番。
目前，在地球上生活的人大约为60亿，其中四分之一生活在东西方的工业国家里，四分之三生活在发展中国家里。在工业国家中每年的人口增长率约为0.8％，而发展中国家有的则高达2.2％。如果从此之后不发生严重的大灾难和特大的战争，那么，到2025年将增加到80多亿，而到2080年有可能会突破百亿大关，甚至会有120亿人生活在地球上。值得注意的是，人口学家们在进行这些估计时，还是以逐渐减少的人口增长率为基础的。
在今后一百年内，如果出现这种局面，我们的地球能对付得了将近3倍于今天世界人口的沉重负担吗？别的暂且不讲，仅以粮食供应来说吧，据世界粮食组织报告，在发展中国家，今天，每5个人中就有1个患有严重的营养不良症。可以想见，到了2080年，如何填饱120亿人的肚皮当然就更成问题了。目前，世界上平均每人每年消费360公斤谷物。如按此标准推算，为了养活120亿人，届时每年需要生产43亿吨谷物。若按发达国家的人均消费水平即480公斤谷物计算的话，到2080年120亿人的总需求量将高达58亿吨谷物，即使到2080年能够把全世界可用于谷物生产的耕地从现在的7.6亿公顷扩展到10亿公顷，则意味着每公顷的粮食产量应从现在的1.5吨增加到4.3吨5.8吨，即分别比现在的单位面积产量增加2-3倍。从现在的农业科学技术水平来看，要做到这一点又谈何容易！
可以想象，人口的大幅度增长，除了吃饭问题难以解决外，资源短缺问题也会变得日趋严重起来。有人认为，由于资源短缺而带来的分配问题甚至可能会引起核战争。这也许意味着，如果解决不好，人类的文明势必将面临着崩溃的严重危险。
难道说，只有核战争才是挽救人类文明社会得以幸存下来的惟一出路吗？当然不是。设法严格控制世界人口的增长，寻找可替代的新资源，也是一些行之有效的办法。尽快发展空间移民化事业，以便让更多的地球人迁到宇宙空间去“安家落户”，也许是解决地球上人口爆炸和资源短缺等问题的重要出路。
从技术上看，随着空间技术的迅速发展，在宇宙空间中建造太空城并不存在很多困难。但是，要想从根本上减轻地球上人口迅速增长的压力，到2080年，至少应让过半数或三分之一的地球人迁到宇宙空间去定居。如果有三分之一的地球人，即40亿人到宇宙空间去定居的话，则除非要建造40万座、每座可居住1万人的太空城。据现在太空城设计师们估计，每座可居住1万人的太空城至少需要10万吨的结构材料。这就是说，建造40万座太空城，至少需要400亿吨的结构材料，实际上，所需要的原材料恐怕会远远地超过这个数字。因为为了确保每座太空城的经济发展和繁荣，还需要源源不断地供应发展工农业生产所需要的各种原料。在空间殖民化的初期阶段，主要是靠月球资源。但是，若要建造数10万座或上百万座太空城，光靠月球资源显然是不行的。
未来人类如何往来太空和地球之间
据科学家的设想，当人类进入开发小行星的新时代之后，空间殖民化将可能出现两种不同的发展趋势一种是建立起超大型的太空城，另一种是发展自治的小型社会团体，或称为自治的“宇宙新村”。
在未来空间殖民化的时代里，主要是建立可居住1万人的车轮型太空城。因为根据地球上的经验，如果城市人口过多，例如超过10万人，不仅难以管理，而且也容易出现盗窃、暗杀、抢劫等种种犯罪活动或其他不道德行为等社会问题。但在未来空间殖民化时代里，为了建立完全独立于地球的社会实体，也需要建立一些较大型的太空城。这种太空城不同于1975年夏季研究中设计的斯坦福轮状太空城。这种超大型太空城是由两个圆柱体组成的“姐妹城”。
每个圆柱体长34公里，直径6.7公里。它们都以相反的方向和每隔两分钟就旋转一周的速度绕轴自转，以产生与地面上类似的重力。两个圆柱相隔90公里，但可以互相往来。这两个太空城虽然近在咫尺，然而寒暑各异，当一个太空城正处于炎夏季节时，另一个则恰好在寒冬腊月里，好似地球的南半球和北半球一样。
在“姐妹城”的外部有两个带有许多“花盆”状的圆环结构，每个“花盆”都是一个独立的农业区。那里没有旱涝灾害，而是土壤肥沃，阳光充足，气候温和，湿度适宜，风调雨顺，可以说是太空城上发展农业和畜牧业的理想场所。在圆柱体的顶部设立了工厂、通信设施和码头。在圆柱体的两端部署太阳能发电站，为太空城的农业生产和居民生活提供电力。
“姐妹城”的内部不仅有环城的河流，碧波荡漾的湖泊，美丽的花园，而且还有3000英尺高和2英里长的大气层，形成一个带有云彩的蓝天。这样厚的大气层和农业区的土壤是阻止宇宙射线侵入的天然“屏障”。因为整个圆筒体和外壳很厚，完全可以抵御流星体的袭击。对于这种超大型的太空城来说，万一在某个地方被一颗小流星击穿的话，需要300年才能把城内的空气漏光。
在这种超大型太空城里，如果它的人口密度象斯坦福轮状太空城那样的话，则可以居住2000万人。但在实际上，并没有必要居住那么多人。因为当人类能够建造这类超大型太空城之时，完全可以不用像初期设计太空城那样注意讲经济原则了，而是应该把环境优美、居住宽敞舒适放在首位。到那时，可以把太空城设计成开式布局，其市区安排大致与现在美国马里兰州的哥伦比亚市一样。许多像别墅一样的两层楼独家住宅，或傍山依河，或坐落在碧波荡漾的湖畔，或掩没在绿树丛荫之中，秀丽幽雅，犹如仙境一般。
在太空城内的各个居住区都设有医院、邮局、饭馆、商业中心和剧院，甚至还有美丽的公园。因为大型太空城是完全独立于地球的，因此那里既重视工农业生产和文化教育事业的发展，也重视各种服务性行业的发展。在太空城的居民们可以完全根据他们自己的专长和爱好选择职业。有的可能成为农业专家、工程师或管理人员，有的可能是艺术家或文学家，有的可能是从事研究某个科学领域的专家。
上面所讲的是空间殖民化向大型化发展的趋势。但在空间殖民化时代里，特别是在开发小行星的时代里，可能出现的另一种发展趋势，就是允许建立各种小型的自治式社会实体，或称作“宇宙新村”。有些不愿意在地球上生活的少数民族或有独特思想和生活方式的人们，可以自愿结合在一起，到小行星带之中建立起自治的社会实体。也许是因为，地球对于这些人来说，要建立一个他们所希望的国家或自治区，肯定会受到种种限制，或遇到不可想象的困难。例如，印第安人要求建立自治区，犹太人则试图牺牲巴勒斯坦人以建立他们的以色列国等。
在空间殖民化时代里，这种棘手的问题便可迎刃而解了。不论是少数民族、宗教团体或任何其他人，都允许他们建造起自治的太空城。
对于希望建立“世外桃源”社会实体的人们来说，更可以到空间去建造他们的太空城，让志同道合的一群人居住在那里，以验证他们新思想或新主义是否具有生命力。从长远的观点来看，通过这类试验，很可能为人类找到最为理想和更有发展前途的社会组织形式和文化形式，这也许是在空间殖民化过程中为人类作出最大贡献的一种崭新的社会组织。
如果有些人不喜欢在闹市里生活，也可以把全家搬迁到小行星上去安家落户，或者几个家庭自愿组成的小集体，将来在太空城上建造一种小型的宇宙飞船，飞船设备齐全，即有供水、供电系统，也具有开发小行星资源，从事工农业生产所需要的设备。据估计，这样的一套设备可能只要5～10万美元，大约相当于现在地球上许多地区买一座住宅所需的费用。在将来，凡是希望在太阳系内旅行和到小行星上安家落户的人们，只要购买这样的一套设备，就可以长期定居在小行星上或在太阳系内旅行。宇航专家们认为，这样的空间旅行比现在人们横渡波涛汹涌的大西洋还容易。万一遇到不测事件，只要向行星际调查队或附近的太空城发出呼救信号，不用多久援救飞船就会赶赴现场，帮助他们脱险。
天文学家还估计，在小行星带之间直径30米左右的小行星有数百万颗之多，每颗这样的小行星都可以居住一群人。对于地球上因为战争或政治原因而需要逃难的人们来说，这些小行星很可能是极为理想的“避难所”。当然，对于某些冒险家或具有浪漫主义色彩的人们来说，这些小行星更是他们暂时居住的理想地方。
上述设想，乍听起来有点像科学幻想一样离奇，但这不是科学幻想，而是完全可以达到的现实。在空间殖民化的进程中，随着人类建造太空城的经验不断丰富，空间交通工具的不断发展，在本世纪的某时候，人类将开始向小行星进军，他们将首先开发与地球轨道相交的那些小行星的资源，并利用这些资源来建造许多款式各异、大小不同的太空城，然后以这些太空城为基地，不断把人类的文明扩展到整个小行星之中。有人估计，在今后一百年内外，无数不同大小的太空城群或“宇宙新村”将像天女散花一样布满火星和木星之整个小行星带之中。每座太空城都以小行星上的资源来发展它们的工农业生产，以繁荣和发展它们的经济。虽然各个的太空城的经济是相对独立的，但是它们之间的贸易往来也是不可缺少的，特别是它们与地球之间的贸易联系或友好往来就更重要了。从某种意义上说，地球仍然是它们推销产品的重要市场，如果在今后一百年内过半数或者至少三分之一的地球人都迁到宇宙空间定居的话，人类往返于天地之间的旅行将变得十分频繁。据空间殖民化的最积极倡导者奥尼尔估计：“到2081年，每年将有2亿人往返于地球与太空城之间。”并预言，到那时将出现每秒3万公里的高速太空飞船。虽然某些太空城与地球相隔数百万甚至数千万公里之遥，但人类乘坐如此高速的太空飞船周游空间中的各个太空城，比今天人们乘飞机周游世界还要容易。这就是空间殖民化展现在人类面前的一个美丽前景。
未来的太空建筑
自1969年7月美国宇航员阿姆斯特朗登上月球后，人类便意识到未来的生存空间也许会扩展到地球之外的其他星球。
科学家预计在本世纪，太空将会诞生形形色色的建筑。太空将会成为人类的又一旅游胜地。本世纪初，进入太空的人数将超过2万人，其中除旅游者之外，还将包括新闻记者、艺术家和科学工作者。为此，不久前，日本清水公司与美国贝尔和特罗蒂公司的专家设计了一种宇宙宾馆，以便今后想要在宇宙轨道上度几天假的人居住。
宇宙宾馆像现在的人造地球卫星那样，它处在地球上空450公里的高度。宇宙宾馆的形状犹如直径140米的大型游艺场。在宇宙宾馆的四周，房间可供大约100名旅游者住宿。为了使这些旅游者避免由于失重而产生不愉快的感觉，宇宙宾馆将每分钟自转3圈，这样就可以在宇宙宾馆上产生像地球上那样的引力。
美国航天专家詹姆斯·亚伯拉罕森说：由于宇宙航行非常安全，参加旅游的人不一定要有像奥林匹克运动员那样的体魄，只要经过一般的体格检查，体力达到一定状况就可以了。
人们完全可以期待有朝一日可以像出差到外地一样收拾简单行装，穿上宇宙服、搭乘航天飞机到太空遨游，到月球或者到更遥远的地方去。
美国太空总署为了配合星际探险计划，正与波音公司合作研制一种名为“太空花园”的实验性太空舱。这种新型的太空舱，实际上是一个控制生态的“生命维持系统”。
在这个系统中，将种植诸如橙树、棉花和粮食等植物，为太空人提供食物、饮用水，回收他们呼出的二氧化碳、排出的粪便。
科技人员还将采用小球藻系统排除二氧化碳，制造氧气，使空气保持新鲜。如遇紧急情况，空气和水可以自成系统，分开使用。太空花园设有引力相对较弱的“运动区”，供游人们尽兴从事“太空运动”。
太空花园的若干设计方案已完成，其中太空舱中的太阳能电池板能产生35千瓦电量，透过一些特别的镜头把光线聚集到光纤导线上，经过光纤导线传递到终端照明系统，以照射舱中植物。
预计本世纪初，太空花园将装配在美国第一个永久性太空站上。
未来太空中的衣食住行
火星，是太阳系九大行星中除地球之外最适宜人类开发和利用的一颗行星。火星具有比较理想的表面环境，丰富的自然资源，而且离地球较近。人类要在地球之外建立永久性的殖民地，除月球可供选择以外，就是火星及其卫星了。
在2012年至2014年期间，宇航员将会进行火星之旅。那时宇航员将会穿什么上火星，会在火星上吃什么，在太空中的生活又是怎样的呢？
衣：一件衣服300万美元
看到这个数字简直让人无法相信，一件衣服怎么会值300万美元呢？然而这不是一般的衣服，是给宇航员订做的宇航服。这么昂贵的宇航服，它到底由什么制作的呢？
太空环境与我们地球大不一样，在地球上虽然有春、夏、秋、冬的季节变化，但温度的差别也不过几十摄氏度。在太空中则不一样，冷热反复无常。宇航服要做得既能防热又能防寒，其里面共有15层质料，虽然含有15层质料，宇航服也不能做得太厚，不然的话宇航员穿上之后就变做一只大熊猫了，行动起来就很不方便。未来的宇航服关节部位非常灵，加设特别柔软的护垫，而头盔也要加强防高温和太阳紫外线的能力。
宇航员在太空舱中工作的时候，便可以脱下那身价值连城的宇航服，穿上轻便的T恤衫裤。
食：别具风味的太空食品
鸡蛋、蔬菜、牛肉、意大利粉、水果和雪糕等食品，我们都不陌生，其中有些还是我们每天必须的食品。宇航员在太空中也吃这些食品，好像没有什么特别的。但是有一点不同，宇航员在太空中失重的情况下进食是非常有趣的，由于没有重力，食品不会往下掉，只是飘浮在空中，宇航员随时可以张开大嘴来“俘获”这些食品。如果这些食品四处飘浮，那简直会充满整个舱室。这样不但宇航员吃不饱，而且还让这些食品污染了工作舱，因此，宇航员所带去太空的食品必须是完全脱水食品，它们能让宇航员吃得方便，又保证了营养。
如果所有的食品都从地面带过去，是否能满足未来的太空生活呢？答案当然是否定的。如今宇航员正在尝试开发太空食品。初步计划在太空种植小麦，并且试验在太空煮食，由于从地面带上去的食品全部是脱水包装，宇航员进食前需把食物先加热。新建的空间站有微波炉，而一些航天飞机内已装有可口可乐汽水机。所有的宇航员中也许是美国宇航员最幸福了。因为他们除了可乐，还有橙汁，咖啡等。
住：每周沐浴一次
在太空，宇航员只要一天不洗澡，那难闻的气味便很快传遍整个狭小的舱室，引起同伴的不快。
宇航员可以沐浴，但却不能像在地球上那样随心所“浴”。由于没有重力，水不会往下掉，只会四处飘浮，这样怎么洗澡呢？原来，宇航员要进入一个像睡袋的东西内，把身体裹紧，防止水向周围喷出，袋内有香皂和温水射出，清洁好后，真空机便会把香皂和水抽走。不过，由于带到太空的水有限，沐浴又要用很多水，加上过程比较复杂和花时间，宇航员平日只用类似海绵的东西，用少许香皂水润温擦身子，沐浴只是每周一次的“享受”。
还有一个有趣的问题是上厕所。在太空没有重力的情况下，粪便及尿液不会往下沉，一不小心便会飘进舱室里来。现在设备改良了很多，排送问题解决得很好。即使是女宇航员也可以放心使用而不用担心出“丑”了。宇航员的粪便要带回地球进行化验，而尿液则会送出舱外。
行：太空令人骨头脆弱
未来宇航员所肩负的任务，将会愈来愈重，随着空间站一个个建立，他们逗留在太空的时间亦会逐渐加长，要确保宇航员在太空中能顺利工作，不发生危险，除了太空衣的保护，更需要宇航员有良好的体魄和精神。
宇航员每天都要在舱内运动，使自己尽快适应太空。在地心吸引力很低的太空，重量感会突然消失，宇航员钙质流失特别快，骨头会变得特别脆弱，加上又经常穿着厚笨的宇航服做实验，行动起来很不方便，宇航员就要靠运动来锻炼体质。太空生活是单调的，为了带来一些娱乐，有些宇航员带吉他上太空，空闲时一起弹奏或唱歌。
在太空，不管是月球还是火星，都需要面对没有时间、没有生命、没有早晚的环境，这对宇航员也是一个重要的考验。
未来的宇宙天气预报
1998年一月份许多美国人会注意到，他们电视屏幕上的图像神秘地变成干扰“雪花”了。
科学家认为，其罪魁并非冬季的风暴雪干扰当地的广播台，而是太阳风暴引起整个美国电视图像的突然中断。
一旦从太阳表面爆发出热气体，就会出现太阳风暴，这些喷发叫做太阳光斑，它会发出含有万亿计的微小粒子的巨大云层，这些粒子飞散于广袤的太空，1月11日地球正处在这一巨大的喷发中，造成几小时卫星与电视传输的中断，专家估计直接经济损失约2亿美元。
美国蒙大拿州立大学的研究人员指出，在不久的将来，坏的“宇宙天气”可能对地球产生更大的破坏作用。他们预言，大的太阳风暴有可能干扰各大陆的通信并引起大的供电中断。
1．多风的天气
地球经常沐浴在太阳风——与其耀眼的阳光一起从太阳发出的持续不断的带电粒子流中，这些粒子多数是带负荷的电子和带正电荷的质子，它们以每秒500公里的速度穿越太空。
科学家们说，虽然太阳风犹如阵阵和风，但强度接近飓风的干扰绝非一般。每11年发生1次，太阳将进入所谓一最高日射期，此时，太阳风的干扰发生更为频繁，强度也更为剧烈。
目前，太阳正处于最低日射期，其标志是太阳风暴相对较少，此时另一个标志是太阳黑子——太阳表面太阳耀斑有关的暗点——相对较少。
不过科学家预言说，太阳在公元2000年的某个时间，太阳将再次进入它最高日射期，到那时会出现几百个太阳黑子与太阳耀斑，将喷发出飞快的粒子流，假如这一预言成真，那么，在20世纪末，下世纪初，地球将处于一个恶劣的宇宙天气中。
2．磁伤害
幸运的一点是，地球有对付太阳风暴的一道天然屏障，这就是地球的磁层——一个确定我们地球磁场边界的眼泪状地区，该磁层能将太阳风中多数带电粒子从地球偏转开，然而，这些粒子有许多不会被偏开，而是被俘获在磁层内。
剩下的其余粒子则旋转穿过南北极地区地磁场中的“孔”。这些正在旋转的粒子碰到大气层中的氮与氧原子，而释放出光脉冲，这些光脉冲常常形成耀眼的光，此即极光。在地处南北极的南纬与北纬地区的夜空中可目击到微微闪烁的亮光。
大的太阳风暴，像1997年1月11日那次风暴，其威力之大有可能短时压缩地球的磁层。有时，太阳风暴可以大到将其磁场迭加到地磁场，而产生一个斗头，能让带电粒子注入地球大气层，甚至到达地球表面。
一旦上述情况发生，太阳风的极强作用力不仅仅在太空觉察到在地面上也能觉察到。1989年，在上一次最高日射期间，一次巨大的太阳风曾干扰了整个供电网。这次太阳风暴在加拿大的魁北克省体会最深，那次风暴曾造成供电中断数小时。
3．太阳风暴的预报
一些科学家担心，从现在起再过三年，太阳将进入下一个最高日射期，来自太阳风暴的破坏有可能更为严重。这是因为现代文明比以前更依赖于卫星通信和导航。电力网比10年前更为庞大，从而使它们对太阳风暴更为脆弱。
目前一些科学家正在研究改善宇宙天气预报，人们希望通过使用能昼夜不停监测太阳活动的新型空间探测器，使这些预报更准确，更及时。美国国家航空航天局为此发射了高级合成探测器，即ACE探测器。该飞行器能寻找太阳耀斑的征候并为技术人员提供严重太阳风暴的一个小时的警报。
如果ACE探测到一次太阳风暴的侵袭，技术人员将在风暴肆虐之前，关掉卫星地面上灵敏的电子设备；当风暴过去，再接通电子设备。这样做，就能将太阳风暴对卫星电网破坏减至最低限度。
未来太空城的夜生活
太空城没有海洋，却可以见到“海鹰”在空中展翅飞翔。这事，也许你会觉得奇怪。其实，那不是真正的海鹰，而是孩子们竞相放逐的一种风筝。
一提起放风筝，许多人都会感到妙趣横生。孩子们喜欢，青年们也喜欢，上了年纪的老人又何尝不想让五彩缤纷的风筝展翼高飞呢！人们自然要问，在太空城也是跟地球上一样放风筝吗？不，并非如此。因为这里的气象条件和地球上大不相同，既没有蔚蓝的天空，也没有使风筝升空的“风”。所以，在这里不能从下往上放风筝。而只能从太空城项部高处向下“放”风筝。如此说来，在太空城“放”风筝就有点名不符实了。
但是，太空城上的风筝却做得非常逼真，非常雅致。有时你可以看到十几只五颜六色的风筝，像飞鸟一样从几十米高的地方沿着同一方向同时降落在街心公园，或某一建筑物的屋顶和阳台上。头一回来到这里观光的游客，如果不注意观察，还真可能把张着两只大翅膀的风筝误认为是海鹰在天上飞翔哩！
太空城居民对放风筝的喜欢程度，可比地球人高得多。这也许是因为太空城太缺少飞禽走兽的缘故吧。世世代代生活在地球大自然环境里的人，一旦离开了大自然，无论从心理上还是精神上都会产生一种难以形容的空虚感与寂寞感。为了填补精神上的这种空虚，他们便会本能地通过这些活动来“制造”一种人造环境，从而获得心理上的一些满足。
同样，当你进入居民区时，有时还会发现“天上”飞行着各种飞机。这些飞机当然不会是现代化的超音速飞机，而是青少年们自制的航模飞机，或者是青年人喜欢的滑翔飞机。
从这类航模飞机的制造工艺来看，实可谓巧夺天工，既精美雅致，又小巧玲珑，而且几乎全部由无线电遥控操作。从远外凝视，又何尝不像是飞机正在空中翱翔呢？
当然，这种滑翔机不会也永远不可能成为太空城的交通工具。这只不过是一种娱乐工具。人们喜欢它，也是因为不愿意忘却地球上的这种交通工具。
从本质上说，太空城没有白天和黑夜之分，那是因为它时刻都受到太阳光的照射。但是，为了满足人们对白天黑夜这一生物节律的心理要求，太空城设计大师们依然能够巧妙地按照地球人的习惯，人为地划出白天和黑夜，以便让居民们更好地工作休息。就连居民们的夜生活，大师们已经考虑齐全、安排妥当了，甚至会使你感到，这里的夜生活丝毫也不比地球上单调和枯燥。那么，太空城到底有哪些夜生活可供人民享受呢？
首先，所有体育和游戏场所都可以向你开放。你可以乘宇宙游车到宇宙深空去欣赏宇宙风光，也可以到中心区的游泳池和运动场去从事你所喜欢的各项活动。还可以在有正常重力居住区内打球或乘坐滑翔机。当然，要是你不愿外出，也可以和全家人在一起看电视、打桥牌、玩麻将和玩扑克等。
假如你想换换口味，也可以到太空城的影剧院、俱乐部、舞厅、酒吧间或夜总会去看电影、跳舞、欣赏音乐和从事你所喜欢的其他社交活动。
影剧院和俱乐部等一般都设在有正常重力的地下室内，也许是设在太空城居住的甲板底屋。
每个居民区底下都有二三个可以容纳500人以上的影剧院或俱乐部。这些设施除了供人们看电影看戏外，还可以作为集体活动之用。它们实际上是一种装有许多折叠椅的礼堂。用电动机械支上折叠椅，就可用来放电影，演戏，举行各种集会和其他活动；收起折叠椅，又可供人们跳舞，或进行各种球赛。
虽然太空城上没有专门的电影制片厂或各种专业剧团，但是太空城上可以及时看到从世界各国进口的优秀影片。随着太空城的发展，许多国家的文艺和体育团体会经常到太空城上表演精彩节目。届时太空城上的居民们将会看到各种具有世界先进水平的文艺体育表演。某些杂技项目要是能在中心区的低重力体育场表演，会使人更加惊叹不已。
由于太空城的有效空间极其有限，因此这里的酒吧间、咖啡馆、舞厅或夜总会一般都具有多种用途。它们都设在阶梯式建筑物的最高层。白天，这些设施可用作饭馆、小吃店、冷饮店、水果店、酒店或副食品商店，到了夜晚它们又变成各种娱乐或社交场所。有些地方插放着各种管弦乐，人们可以到这些地方跳舞、喝咖啡、喝啤酒或欣赏音乐，居高临下眺望、观赏整个市区的夜景。
啤酒是太空城自己加工制作的。为了防止酗酒或醉汉闯祸，这里严禁私人酿酒或贩卖各种烈性酒。烈性酒就像海洛因一样被列为地球严格禁运的走私食品。
但是，太空城还不得不生产酒精。因为它是许多飞行器所能采用的最便宜燃料，而且不必从地球进口。
未来航天技术面临的挑战
航天技术经过四五十年的发展，已进入全面收益阶段。目前，应用卫星在不断完善和扩大应用的范围；军用卫星在不断地更新换代；天文卫星和星际探测器在不断地发回有关宇宙的新信息；载人航天飞行在有条不紊地进行着；航天飞机和宇宙飞船经常性地往来于天地之间；国际“阿尔法”空间站已经建造……在更加遥远的将来，航天技术将朝着哪些方向发展，航天技术的未来将面临哪些挑战呢？
无论进行何种选择，航天技术的发展必须以解决人类面临的问题、造福于人类和增进人类知识财富三大目的为本。当前，人类面临着数不清的问题，工业化的发展使这些问题变得日益严重。航天时代以来，人们提出了种种解决上述问题的途径。有些也许可以作为航天未来发展的方向。
人口、生态和环境是当今世界的热点问题。1969年，美国物理学家奥尼尔提出了太空城和太空移民的设想。他认为，解决上述问题的最好的办法是在太空中建造一个个太空城，逐步把人类移居到地球周围的太空城中。太空城内建有一种适于植物生长的自然环境，上面有百草、树木、河流和湖泊。除了这些人工自然环境外，太空城内还有道路、居住区、娱乐区、商业区、工作区等等。人类移居太空后，让地球长时间按着自然力的作用进行重新改造，恢复过去的生机和良好的生态环境。经过几百年后，地球会在没有人类干预的情况下，轻装上阵，变得更加生机勃勃、动物成群、绿树成荫、风调雨顺、风和日丽、万象更新。如果有必要，人类还可以重返地球。
作为太空移民概念的扩大，20世纪70～80年代出现了大量建立月球基地甚至改造火星的设想。美国宇航局科学家于1991年7月8日就提出了这样一个设想。他们就改造火星的进程制定了大致的时间表：在完成初步探测后，到公元2014年，人类先遣队将率先登上火星。他们先进行考察工作，初步开辟赤道地区。再过15年后，1万名专家将登上火星。他们架起太阳光反射器、开办核化工厂、建立核电站煅烧火星矿石和乱石。这些工作都是为了大量产生二氧化碳，创造人工温室效应，使火星表面气温逐渐升高。
大约到2080年，火星的平均气温将达到-15℃，这时，天空将会出现云层；赤道附近的冻原植物也开始放出氧气；两极地区的冰和干冰开始融化。渐渐地，大气层变得更加浓厚、河流和湖泊慢慢形成，植物生长更加旺盛，氧气量更加充足。这个过程不断向良性方向发展：低等动物和植物越来越多，氧气越来越丰富，温度越来越高，涓涓细流汇成大海。到2130年，火星温度将升至10℃以上；大约到2170年，巨大的植物系统将足以使大气富含氧气。这时，火星上看到的景象是：蓝蓝的天空、碧绿的原野、清清的河流、茂密的森林，一切都是那么生机勃勃。到那时，人类终于把比萨哈拉大沙漠还恶劣百倍的火星改造成了第二个地球。
为解决能源问题，科学家们提出了卫星太阳能电站设想。20世纪70年代美国有多家公司深入研究了卫星电站问题。波音公司在太阳能卫星电站上所做的工作最多，也最细致。该公司设想的电站有两种形式：一是光电转换方案，另一种是勃莱顿热循环方案。每一种方案都以发出电力10GW的电功率为目标。第一种方案又包括使用硅光电池和砷化镓光电池两类。第二种方案同地面上的汽轮发电机很相似，它依靠巨大的空腔式吸热器吸收太阳辐射，吸收的热量使循环器中的液氦气化并达到上千度高温。氦气膨胀时，通过上部的涡轮并驱动其高速旋转。回流经冷却器进入压缩机。涡轮驱动压缩机和发电机，可产生10000伏交流电输出，经变压器升至33万伏后再以微波形式发送回地面。
在美国，还有科学家和有关部门研究在月球表面建设太阳能电站的问题。研究表明，在月球表面可以建造2万个太阳能电站，发电功率在2万GW以上，每年产生收益15万亿美元。这个数字相当于世界总产值的60％。它虽然初期投资很大，但以后运营成本及维护成本都很低，因此具有十分广阔的发展前景。
太空工业化是航天未来发展的又一大主题。太空工业化的含义十分宽泛，可以从太空加工、生产、制药、冶炼等扩展到太空信息产业、太空旅游业和太空能源，更远期的太空工业化还包括月球和行星资源开发。许多专家指出，太空工业化初级阶段完全可能在医药、光学玻璃、电子器件、磁性材料、工业工具、新型材料以及加工工艺等方面导致新的工业革命。
在太空环境中，微重力和超真空提供了制造纯度极高、均匀性极好的大块半导体晶体的可能性；能够大量生产应力均匀、纯度高、性能极好的光导纤维和玻璃材料；可以生产高性能合金、磁性材料以及金属泡沫等新材料。许多科学家十分看好在太空生产生物制品和特种药物。生物制品商业化的三大应用领域是：生物分子结晶、生物分离和培养活细胞。特种药物生产前景也十分广阔，目前许多昂贵、且无法大量生产的特效药可望在太空大量生产，经济和社会效益非常明显。材料、加工和生物医药制品的收益保守的估计可达数千亿美元。如果包括太空信息服务、太空旅游、太空能源在内，未来15年太空工业化的总收益将超过10000亿美元。
从上面的描述可以看出，航天技术的未来发展前景十分广阔，对人类社会的影响也将更加深远，但面临的挑战也将是巨大的。技术上，要解决大量载荷的低成本发射问题，大型空间结构的组装问题，材料、药品和其他产品的工业化生产问题等等。从目前的状况看，太空城、太空移民、月球基地和改造火星所需要的基本技术人类已经具备，太空生产、加工的可行性已经得到实验验证。目前全世界航天年潜在发射能力可达上万吨，大型空间构件的组装已不存在很大困难。因此从技术角度上讲，太空工业化的目标并不遥远。显然，巨额资金需求将制约着未来航天技术的发展进程，但实现太空工业化等目标的最大挑战或许来自于人类的价值观和人类的合作精神。
未来的登月构想
回想起26年前，美国航天员登上月球的消息一传出，全世界都为之惊叹，着实轰动了一阵子。然而，在兴奋之余，也有人持否定态度。有的说，花了近300亿美元，10多年时间，耗费了这样大的人力与物力，结果只背回了一堆石头、泥土，真是得不偿失。也有人说，登上月球从科学探索角度是有意义，但从经济效益去分析恐怕几乎等于零。
事情果真如此吗？纵观科学技术发展史，每当一项伟大的发明或科学发现问世时，往往只有少数人能理解，并看出它的真实意义，而多数人则要经过长时间和更多的实践方能接受。本世纪中叶航天技术的发展就是一个很好的例子，在陆续发射了数十个月球探测器，对月球及其环境进行了比较系统的探测。特别是“阿波罗”登月和月球计划，从月球带回近400千克的标本后，人们才开始从科学的角度了解、认识月球。
未来的月球城市
美国航天局提出一项计划，打算在2010年，耗资1000亿美元在月球建立一个可容纳100人的基地。这个基地外形为轮状或圆筒状，直径1～2千米，内有山脉、河流、湖泊、森林、草原等，还有许多生物，是一个能自给自足的充满生机的封闭型生态系统。
美、日等国还准备从2020年起建设月球农场和工厂，研究开发利用微波照射等提炼氦的技术，以解决能源供应问题。并把多余的能源输送回地球。从2030年开始，月球上的居民将完全能做到自给自足。月球到地球之间设有定期往返的航线，中途还有供人们休息和娱乐的太空旅馆。
航天界还有一个更令人鼓舞的目标，到2050年，在月球表面建造一个巨大的人造气罩，内有青山绿水，自然环境如同地球一样。到了那个时候，月球上将出现一座座崭新的城市。不过，由于客观因素影响，月球城市的居民不会太多，也许只有数百人。
未开垦的处女地
月球是地球唯一的天然卫星。从地球工望月球，它看上去与太阳大小差不多，造成这种错觉是距离的奇怪安排。月球的直径是3476千米，而太阳的直径是139.2万千米，也就是说，太阳的直径是月球的400倍。但地球到太阳的距离是14960万千米，地球到月球的距离却只有38.44万千米。令人难以置信的是，月球到地球的距离约是地球到太阳距离的1／400。所以，从地球上望去，月球和太阳大小差不多，这样在发生日食时，月球准确无误地与太阳重合。
月球的形成与演化，一直是人类极其关注的一个问题。关于月球的起源学说，可谓众说纷纭，一种叫做“捕获说”，认为月球原来是太空中的一个小天体，后来被地球引力捕获，变成了地球的卫行；另一种叫做“分裂说”，认为月球原来是地球的一部分，后来由于某种原因从地球上分裂出去一大块物质，而形成了绕地球飞行的卫星；还有十种叫做“同源说”、即在太阳系形成当初，地球和月球也同时形成，或许是构成地球的剩余的物质聚集在一起而形成了月球。“阿波罗”登月之后取回的样品，经同位素分析表明，月尘是月球上最古老的物质，其年龄与地球相同，即44～46亿年。月海盆地是在39亿年前形成的，月海玄武岩的年龄大约为31～39亿年。雨海盆地中的月坑早在39亿年前就已出现了，雨海南缘的哥白尼坑形成于8.5亿年前。大量分析数据表明，陨石中的碳、硫、氯、钾、硅、铜、锗、锡、铅和铀的同位素组成与月球、地球近于一致；看来它们有共同的祖先，从而基本否定了“捕获说”。另外，月球的密度比地球小得多，轨道面与地球赤道面相慨斜，这些又使“分裂说”理论产生很多矛盾。因此，人们倾向于支持“同源说”。
尽管人们对月球已经做了大量的观测和月样分析，但是有许多基本问题仍是模糊不清，一年一度的世界性月球科学讨论会还在争论不休。这些问题包括：月球的成因；月球的早期演化史；月球的内部构造、物理性质与化学组成；月球岩成因；月球与地球及其他行星形成；演化的共性与特性；月坑成因类型与辐射线的形成机制；矿产形成与分布特性。所有这些都是月球科学研究中亟待解决的一些问题。但是有些不可否认的事实，在月球上没有水和大气的风化，没有生物的影响，在那里存在的历史痕迹仍难以磨灭，几十亿年前形成的景象现在依然如故，因此说月球表面保存有远古事件的记录一点也不过分。它是掌握解答太阳系历史的一把万能钥匙。只有通过大量的探索和重返月球的野外实地考察，才能获得较为满意的答复。这也是人们为什么要重返月球的重要意义之一。
