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人与自然 系列丛书-第75部分
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再说说航天飞机和航天站吧。现在有不少最尖端的科学试验往往要在太空中进行，因为在地球上你总是会受到地心引力和地磁作用等因素的影响。
在太空试验站中，科学家还利用它的特殊环境条件制造出了某些在地球上目前还无法制造的物质。
同时，太空航行和探秘大大开拓了人类的眼界和思维角度，使人类对宇宙的认识有了突破性的进展，这又反过来促进了人们对自己居住的星球——地球的更全面、更科学的认识。人类的登月活动和宇宙开发技术的迅速发展还促进了许多相关科学技术的进展，并大大增强了人类对整体发展前景的信心。
至于太空开发的远景，那更是辉煌、壮观，十分诱人。比如，从月球上取回的物质样品，使科学家产生了在将来利用月球以至金星等星球上许多稀有元素的计划。据说，以月球上的氦3—作为未来地球上的补充能源的计划已列入科学家们的议事日程。人们还设想利用阳光来制造不夜城，在太空中建立太阳能发电站，在太空中设立特殊物质的加工厂等等。随着科学技术的发展，太空旅游、太空居住点也都是有可能实现的，太空技术的发展将能使人们对地球与小天体的万一碰撞做到“防患于未然”。如果看得更远一些，有朝一日，人类若与更先进的外星人取得联系，彼此帮助，那将给地球带来什么成果简直无法形容了。
人类进入太空需闯四道难关
人们早就研究宇宙，宇宙以其辽阔无垠和构造之美令人神往，以其取之不尽的能源和物质财富引人瞩目。人们在想，怎样利用宇宙的不寻常条件为人类谋福利。地球是人类生存之本，一切财富之源。为了扩大社会生产活动，人类必然要不断开拓新的天地。世界航天技术和航天活动的发展，极大地扩展了人类活动的新领域，这是人类认识自然、开发宇宙空间一个质的飞跃。
人类的活动范围，经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，再从大气层到外层空间的逐步扩展过程。人类活动范围的每一次飞跃，都大大增强了认识和改造自然的能力，促进了生产力的发展和社会进步。
外层空间简称空间或外空，是地球稠密大气层之外的空间区域，又称为宇宙空间或太空。在1981年召开的国际宇航联合会第32届大会上，陆地、海洋、大气层和外层空间分别被称为人类的第一、第二、第三和第四环境。
众所周知，陆地为地球表面未被海水浸没的部分；海洋为地球表面广大的连续海水水体；大气层指地表以外包围地球的气体。包围地球的大气在距地表数千公里的高度上仍有极少量存在，这就给大气层（第三环境）和外层空间（第四环境）的划分带来问题。外层空间边界，目前尚无确切定义，通常大致可以把100～120公里以下的大气层称为稠密大气层，也称为大气环境或人类的第三环境；而100～120公里以上称为外层空间或人类的第四环境。
人类进入第四环境，比进入第二、第三环境更要困难得多。它必须闯过以下四道难关：（1）克服地球引力地球的引力在160公里的高度才减少1％，2700公里的高度减少一半。在地球表面附近运动的物体，只有达到第一宇宙速度，即7。9公里/秒的时候，才能成为地球的卫星。达到第二宇宙速度，即11。2公里/秒的时候，才能像地球、金星、火星等星体那样，成为太阳的一颗新行星。
当达到第三宇宙速度即16。7公里/秒时，就可以飞出太阳系。
（2）克服真空地面上的大气压力是760毫米汞柱（1毫米汞柱=133。32帕），每立方厘米体积内约有24亿亿个分子。大气密度ρ和大气压力P随距地面高度h的增加，按指数规律迅速减少。在h为200公里的高空，ρ和P只有海平面大气密度P0和大气压力P0的10…9量级，h越大，ρ和P越校现在我们国家在地面上能抽到的最高真空度约为10…12毫米汞柱，这样的真空度，每立方厘米体积内约含32000个分子，约相当于1500公里高空的真空度，而行星际空间每立方厘米含有的分子或原子数平均不到100个，恒星际空间则平均只有10个。装有一般发动机的飞机，其上升高度的极限是27公里。
（3）适应剧烈变化的湿度环境地球上最热的地方为40多摄氏度，最冷的地方也不过零下40多摄氏度。而在空间，离地球不远处，向阳面的温度可高达200℃，背阳面则冷到零下100多摄氏度。在远离恒星的空间，环境温度接近于绝对零度；而在恒星附近，温度则会高达几百至几千摄氏度。
（4）暴露在有害辐射之中近地空间是一个强辐射环境。从X射线到红外线的太阳电磁辐射对人体、材料都有一定的影响。粒子辐射严重影响环境。
粒子辐射的来源主要有三种，即地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线。必须采取相应的防护措施，才能保证空间活动的顺利进行。
人类进入空间之所以经历了漫长和艰苦的历程，正是因为空间环境和特殊条件。人类进入空间并且开始适应、研究、认识、利用和开发空间环境，这是人类文明史上的一次伟大飞跃，其意义之重大和影响之深远，怎么评价也不过分。在这个人类新进入的第四环境中，蕴藏着极其丰富的空间资源。
仅就地球引力和地球卫星作用范围这一最小的外空领域看，现已探明可供利用和开发的空间资源就有以下几大类：1）航天器相对于地面的高位置资源；2）高真空和高洁净环境资源；3）航天器微重力环境资源；4）太阳能资源；5）超低温热沉资源；6）月球及其他行星资源。
上述各项空间资源都是极其丰富的，对其中任何一项的开发都会给人类带来巨大的利益。摆在人们面前的问题是：用什么办法和手段才能长久地处于空间环境中去研究和认识这个环境，并逐步利用和开发它所具有的各项资源以造福人类。
随着空间资源开发而诞生了一门新型高科技航天技术，又称空间技术。
它是探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程，也是高度综合的现代科学技术。它以基础科学和技术科学为基础，集中应用了20世纪许多工程技术新成就。力学、热力学、材料学、医学、电子技术、自动控制、喷气推进、计算机、真空技术、制造工艺等都对航天技术的进步发挥了重要的作用。这些科学技术在航天的应用中互相交叉和渗透，产生了一些新学科，使航天技术形成了完整的体系。航天不断提出的新要求，又促进了这些科学技术的进步。
文明起源与气候环境
在人类进化史中，刀耕火种无疑是一场革命，它结束了人类茹毛饮血的历史，堪称人类文明的开端。而驱动这一变革的重要客观因素，则是可被利用的环境。
著称于世的埃及、巴比伦、印度和中国之所以成为四大文明发源地，就是首先利用了有利的气候环境和地理优势发展农业生产的。
埃及文明出现于公元前4000年，距今已有近6000年历史。在公元前3500年左右，埃及人就利用当地气候优势开展农事活动，并把金属用于农具。当时奴隶主为提高生产效率，还把奴隶编成若干个部落，进行有组织的农业生产。
埃及的气候基本分为两个类型：大部分地区接近亚热带沙漠气候。地中海及红海沿岸又接近地中海气候，夏季高温干燥、冬季温暖、热量丰富，年平均日照时数高达3717小时，比我国号称“日光城”的拉萨还多711小时。
年平均气温22℃，7月达32℃，日温差高达15℃。这对小麦、大麦、亚麻等喜光作物生长十分有利。不利的因素是雨量偏少，一般年份在100毫米以下，农业灌溉主要利用贯穿南北全境的尼罗河水。在每年的6、7月间，尼罗河上游多降暴雨，导致山洪瀑发，使急速的洪水奔流而下，淹没了两岸河谷大片土地。10月中下旬雨季过后，河水退落，给被淹没的土地覆盖了一层肥沃的淤泥，保证了底墒，为11月开播的小麦准备了丰厚的水和肥。到来年5月小麦灌浆期间，高达30℃以上的气温加上河水灌溉，有利于小麦成熟高产，6月小麦开始收获。所以，尼罗河的定期泛滥，客观上给以小麦为主的农业生产创造了优越条件。
以小麦生产步入文明社会的古埃及，很快便成为地中海东部重要的经济、文化中心，同时在文字、历法、艺术和科学知识方面对西部亚洲和欧洲均有较大影响。
位于埃及东部偏北的巴比伦，气候条件与埃及近似，气温1月平均在10℃以上，7月平均在33℃以上，降雨量接近250毫米，虽多于埃及但仍不能满足农业需要。农业灌溉主要依靠幼发拉底河和底格里斯河之水。每年春季，两河上游山区积雪融化、河水泛滥，同埃及一样给中、下游土地带来了一层肥沃的淤泥，为小麦高产提供了有利条件。古巴比伦农业的兴起带动了社会经济的快速发展，公元前3000年，巴比伦王国首都已成为西部亚州的商业和文化中心。后来由于社会矛盾和民族冲突加剧，古巴比伦于公元前4世纪趋于衰落，到公元前2世纪已化为废墟。
印度是个有5000年历史的古国，文明发源地在印度河中下游地区，属亚热带气候。气温与埃及、巴比伦没有多大差异，但雨量比较充沛，一般年份在500毫米以上。就印度全境来说，降雨量极不均匀，东北部的阿萨姆邦是世界降雨量最多的地区之一，年降雨量达4000毫米以上，而在塔尔沙漠地带则不足100毫米。印度河流域雨量集中在6～9月，从10月到次年5月是少雨季节。小麦播种在10月，收获在5月，此期虽少雨偏旱，但气温适中、光照充沛，只要利用印度河水灌溉，就能满足小麦对水分的需要，获得高产。
这是印度文明起源的优越条件。考古工作者曾在印度河流域发掘出公元前3000年的大量古代文物，包括青铜工具、青铜武器、宝石和象牙雕刻等，还发现许多用砖砌成的比较先进的城市建筑，这说明当时的印度河流域已经达到相当高的文明。
中华文明起源于黄河中、下游的汾河、渭河、洛河等黄河支流及太行山东南麓地区，也就是从现在河南的洛阳，经郑州到陕西的西安地区。这一带亦属大陆性季风气候，年降雨量为600～650毫米，集中在夏季，7月平均气温为26℃，1月平均气温为…2℃，温度条件有利于作物的生长，自然降水可基本满足旱作农业的需要。
古代农业都是一年生的粟黍作物。粟黍比较耐旱，前期干旱有利于扎根防倒伏，进入孕穗期以后，需水量逐渐增多，但必须适量。600～650毫米降雨量正好满足其需要，雨量若超过650毫米就会影响产量。黄河中下游的气候环境为粟黍作物的种植和高产提供了得天独厚的条件，这是中华文明起源的重要客观因素。
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