人類(lèi)從誕生開(kāi)始，就從未停止過(guò)對(duì)太空的探索。古人通過(guò)對(duì)天體運(yùn)行的觀察，試圖解釋它們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并夢(mèng)想著在它們之間穿梭旅行。盡管很多解釋難免謬誤，但也不乏大的成就，比如歷法的制成。另一方面，由于無(wú)法深究太空的奧秘，于是構(gòu)造了許多關(guān)于太空的神話故事，諸如女?huà)z補(bǔ)天、嫦娥奔月、牛郎織女之類(lèi)。

圖1 托勒密和他的地心體系

早在近2000年以前，古希臘的天文學(xué)家托勒密就對(duì)天體運(yùn)行的規(guī)律做了大量細(xì)致的研究，并且構(gòu)造了精巧的地心體系。雖然地心說(shuō)是錯(cuò)誤的，但地心體系卻能近似解釋很多天體的運(yùn)行規(guī)律，以致這個(gè)學(xué)說(shuō)在歐洲中世紀(jì)被捧為經(jīng)典。直到16世紀(jì)的開(kāi)普勒時(shí)代，在哥白尼提出日心說(shuō)之前，托勒密的巨著《天文學(xué)大成》還是天文學(xué)界的必讀課本。牛頓提出的萬(wàn)有引力定律，最終破解了天體運(yùn)行之謎，也為人類(lèi)進(jìn)入太空提供了理論基礎(chǔ)。

圖2 第一顆人造衛(wèi)星

1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射了“人造地球衛(wèi)星1號(hào)”。雖然重量?jī)H僅83.6千克，搭載的設(shè)備也非常有限，但它卻是人類(lèi)歷史上第一個(gè)進(jìn)入太空的人造天體。這預(yù)示著人類(lèi)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，“太空時(shí)代”拉開(kāi)了序幕。以前，太空在人們的想象里，在文人墨客的詩(shī)篇中，在天文學(xué)家的望遠(yuǎn)鏡里，在哲學(xué)家的思辨文章中，從這時(shí)候起，太空變得幾乎觸手可及。隨后的幾十年里，各種不同用途、不同形式的航天器接踵升空，人類(lèi)的空間探索活動(dòng)突飛猛進(jìn)，取得了輝煌的成就。

圖3 國(guó)際空間站

截止到2012年，人類(lèi)已經(jīng)將超過(guò)6000個(gè)人造天體送入了太空；航天員的足跡已經(jīng)被印在了月球上；金星、水星、火星、木星、土星等太陽(yáng)系行星都被人類(lèi)的航天器造訪；美國(guó)旅行者1號(hào)、2號(hào)探測(cè)器已經(jīng)飛越了太陽(yáng)系的邊界，進(jìn)入系外空間；國(guó)際空間站已經(jīng)為幾百位宇航員提供了長(zhǎng)期穩(wěn)定的試驗(yàn)和生活環(huán)境，實(shí)

現(xiàn)了人類(lèi)居住天宮的夢(mèng)想；航天飛機(jī)讓宇航員可以在指定地點(diǎn)滑翔降落。

圖4 航天飛機(jī)

航天事業(yè)的快速發(fā)展，除了有人類(lèi)探索太空的原始沖動(dòng)在推動(dòng)外，日益為人們所認(rèn)識(shí)的太空的應(yīng)用價(jià)值是最主要的因素。太空是一個(gè)天然的實(shí)驗(yàn)室，它獨(dú)特的環(huán)境（失重環(huán)境、超靜環(huán)境、真空環(huán)境、超凈環(huán)境、輻射環(huán)境、大溫差環(huán)境等等）是我們可以利用的寶貴資源。比如為了給某些試驗(yàn)提供失重環(huán)境，人們建造高達(dá)100米的失重落塔。這種落塔花費(fèi)不小，所能獲得的失重試驗(yàn)時(shí)間僅僅為幾秒鐘，而且在非真空環(huán)境下也不可能達(dá)到完全的失重狀態(tài)。中國(guó)科學(xué)院力學(xué)所微重力實(shí)驗(yàn)室的百米落塔是我國(guó)最高的落塔（也是唯一的百米落塔），其微重力時(shí)間也只有3.6秒。而太空卻可以不限時(shí)間地為科學(xué)家提供高質(zhì)量的失重試驗(yàn)環(huán)境。在微重力環(huán)境下，材料的結(jié)晶過(guò)程會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化，這對(duì)新材料的試驗(yàn)，甚至是以后的新材料的生產(chǎn)都是十分重要的。太空的真空度比最強(qiáng)的真空泵所能產(chǎn)生的真空度還要高好幾個(gè)量級(jí)，是進(jìn)行真空試驗(yàn)的絕佳場(chǎng)所。另外，太空獨(dú)特的位置為開(kāi)展通信、導(dǎo)航、對(duì)地測(cè)量、天文觀測(cè)等事業(yè)提供了極大的方便。這也涉及到一種看不見(jiàn)摸不著的資源：位置資源或者軌道資源。理論上，人們只需要向36000公里高的地球靜止軌道（同步軌道）發(fā)射3顆通信衛(wèi)星就可以覆蓋整個(gè)地球。在靜止軌道上工作的氣象衛(wèi)星可以對(duì)某個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)不間斷的氣象觀測(cè)。

圖5 我國(guó)唯一百米落塔

太空除了可以提供獨(dú)特的環(huán)境和位置等無(wú)形資源外，常規(guī)意義上的資源在太空也是相當(dāng)豐富。美國(guó)、俄羅斯等國(guó)發(fā)射的月球和行星探測(cè)器，已經(jīng)探測(cè)到月球、小行星、火星上擁有豐富的物質(zhì)資源。月球表面不僅儲(chǔ)存有豐富的核聚變?nèi)剂虾?3，而且還富含硅、鋁、鈣、鈉、鐵等礦物資源。金屬型小行星上有豐富的鐵、鎳、銅等金屬，還有金、鉑等貴金屬和珍惜的稀土元素，彗星上有豐富的水冰。這些資源可用于建設(shè)航天港和太空城，也可供地球上使用。

圖6 太空旅游：空間站上看地球

衛(wèi)星電視、衛(wèi)星通信、導(dǎo)航定位等技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)給人類(lèi)的日常生活帶來(lái)了翻天覆地的變化。這些技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著深遠(yuǎn)的影響，已經(jīng)成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長(zhǎng)點(diǎn)。進(jìn)入21世紀(jì)，一些航天大國(guó)甚至已經(jīng)開(kāi)始著手發(fā)展太空旅游事業(yè)。2001年，美國(guó)億萬(wàn)富翁丹尼斯*蒂托曾花費(fèi)2000萬(wàn)美元乘坐“俄羅斯”飛船到達(dá)國(guó)際空間站，成為世界上第一個(gè)私人付費(fèi)的太空游客。美、日等國(guó)已經(jīng)在籌劃太空飯店。到那時(shí)候，進(jìn)入太空觀賞宇宙美景，遠(yuǎn)觀人類(lèi)的搖籃——地球，那將是每一個(gè)人都會(huì)為之心動(dòng)的情景。

圖7 2003年宇航員楊利偉在“神舟5號(hào)”載人飛船上