航空航天体系标准范文

时间:2023-07-24 17:23:19

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航空航天体系标准

篇1

8月13日,美国总统竞选人罗姆尼在佛罗里达州进行演讲时嘲讽说,美国的火星探测器刚登陆火星,希望计划登月的中国人好好看看“我们43年前就插在那里的美国国旗”。“中国航天企业如果真的像专家说的那么样有底气,为什么不马上派航天员去那儿?”这或许是美国私人航天公司SpaceX成功发射“龙”飞船以来,最直接刺痛中国航天的评价。 6月16日,神舟九号飞船在酒泉卫星发射中心等待发射升空。

“‘龙’飞船的成功对中国的航天部门确实有一定的冲击,但绝不能说是美国航天商业公司打败中国航天的‘举国体制’。”航天专家庞之浩认为,完全把中美航天发展差距归因于体制问题有些言过其实。

“龙”飞船如何炼成

尽管只是一次测试飞行,“龙”飞船成功后各方不吝溢美之词,被称为终结“政府航天史”的太空探索技术公司(SpaceX)成为继美国、欧盟、日本、俄罗斯与中国之后,第六个拥有与国际太空站对接能力的实体。

Spacex创建于2002年,创始人穆斯克(Elon Musk)走的是典型美国创业者路线:进入斯坦福大学攻读学位的第二天就退学,然后创立了网络支付公司贝宝(Paypal),成为亿万富翁后转而投向私营航天事业。该公司发展速度之快令人瞠目。2005年,美国国家航空航天局(NASA)邀请民间企业投标为NASA的“商用轨道运输服务”提供解决方案,SpaceX公司携“龙”飞船参与了竞标,此时公司员工仅有160人。2006年,它击败了其他竞争对手获得NASA认可,如今员工已超过1000人。2010年6月,SpaceX获得了最大的一笔商业合同,欲使用数枚“猎鹰9号”火箭发射下一代铱星,总价值达4.92亿美元。

SpaceX成本控制上的成功给许多航天大国带来冲击。据悉,“猎鹰9号”火箭研发费用约为3亿美元(约合19亿人民币),比美国政府航天部门研制的与中国长城公司竞争商业发射市场的低成本EELV火箭及欧洲宇航局的“阿里安-15”火箭的成本低成了不止一个数量级。要知道,中国的神舟飞船花费约30亿人民币,日本的HTV货运飞船花费为8.5亿美元,欧洲的ATV货运飞船研制则花费约19亿美元。

不过在国内一些航天专家眼中,低成本的SpaceX并不一定能赢得市场的认可。有专家表示,毕竟航天业风险极高,必须有一个可靠准确的发射体系。“中国也是经过上世纪90年代才总结出一套标准体系,从而使航天发射的可靠性大幅度提高,也基本杜绝了以前的一些火箭故障。”

“发射成本并不是越低越好,航天发射追求的是高可靠性和万无一失。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新向《凤凰周刊》记者举例道,1990年日本图便宜选择欧洲阿里安运载火箭发射两颗卫星,起飞1分40秒后便发生爆炸。“尽管经济损失由保险公司支付,但卫星工作却中断了,这项损失不比直接经济损失小。” “企业”号航天飞机,又译“进取”号航天飞机,是美国航天飞机计划中的第一架原型机。2011年,美国航天局将其从航天飞机机队退役,集中精力发展可超越近地轨道的下一代太空飞船。

在焦维新看来,美国的自由企业制度、成熟的商业运作、精细的项目管理、技术积累和人才储备使得SpaceX得以成功。同时,这与美国发达的航天工业基础密不可分。“不单单是资金实力,政府对它的支持也很重要”。

虽然号称私营公司,但“龙”飞船在研发过程中实际上一直与美国宇航局(NASA)密切合作。基于美国政府不断地向民间提供新的机会、培育来自民间的力量,才使得SpaceX成为后起之秀。作为NASA“商用轨道运输服务”项目中的一部分,“龙”飞船主要用于向国际空间站运送人员和物资,使用“猎鹰-9”火箭进行发射也是NASA的决定。

中国航天难以复制美国模式

然而,尽管SpaceX的典范作用对中国产生了启示效应,这种模式却很难复制。在中国,围绕运载工具、各类航天器及载人航天的系统都分属于国有企业,且均经过成功发射的测试,形成了一整套严密的技术操作规范。即便在美国,发射系统中的发射场、测控等也掌握在政府手中。

“一次发射成功不能说成功率为100%,但一旦失败则意味归零。”焦维新对此解释道,“龙”飞船的测试飞行成功,并不代表其可靠性和成功率达到了商业发射的规范要求。在航天领域,发射成功率建立在成功发射次数之上。

据焦维新介绍,中国航天发展近60年,自有体系培养的第三代航天梯队才逐渐成形。通过梳理中国航天发展的脉络后会发现,中国与美国在航天领域的差距仍然很大,中国尚不具备采用美国模式的条件。

早期的中国航天复制了苏联的航天体制,凸显国家政治、外交需要,提升军事实力被摆在首位。这与美国成熟的自由经济、商业社会的模式大为不同。1956年是中国航天事业的发展元年,当年10月8日,专事航天的国防部第五研究院成立,专门负责导弹研制,隶属于军队系统。1965年,中国对航天部门进行调整,实行军民分立,航天不再纳入军队系统占用军费。进入1980年代,基于与国际接轨和市场经济的要求,专事航天的部门历经航天工业部、航空航天工业部、中国航天工业总公司和国家航天局的改组,中国航天工业总公司也拆分成中国航天科技和中国航天科工两大集团公司。前者主要提供大型运载火箭’飞船、卫星等产品和服务的企业,后者则专事航天军事应用。

历经数次改组变迁,中国航天现行体制与当年的国防部第五研究院相去甚远,形成了军民并立的分散格局。在市场化高度发达的今天,中国航天体制的弊端开始显现出来。据悉,目前国内涉及航天事务却又彼此没有清晰隶属关系的单位有数家,比如工信部国防科工局与国家航天局并不是中国航天工程的实际领导机构,与NASA统帅的美国航天业大为不同。

权力分散带来的官僚作风日益弥漫。有关专家透露,即使是一幅高清晰新闻图片的使用都要经过层层把关审批。在相关部门看来,一张航天科技需要公开的图片可能含发射场地形地貌,则被要求不得。“出了事谁负责”成为当事人推诿时最常说的话。

军民并立看上去解决了民用航天对经济的拉动作用,但在中国航天领域,军民各自形成了一套比较封闭的体系,相互协作也只能由强大行政建立起的“举国体制”推动和协调。此外,由于中国航天业一向保密严苛,直至今日,绝大多数民众仍分不清“航空”与“航天”,也搞不明白航天用数字编列的院所作用何在。当每次航天发射成功后举国欢呼之时,民众仍不清楚航天究竟为自己带来了什么。而外界则一直对中国航天不透明亦心存疑虑。

此外,饱受诟病的航天“双轨制”依然改善不大。始于1990年代的“民”并没有带来航天技术的根本性转变。与美国阿波罗登月计划投入产出相比,中国航天产业收入仅占全球航天业收入的3%。长期受体制限制的中国航天目前仅处于产业化阶段,远谈不上商业化。比如卫星研制、发射,囿于多种原因,几乎全部靠国家投入,社会资本极少介入。“曾有香港资本希望介入,但遭遇政策障碍无功而返。”一位航天业人士私下表示。

从“神一”到“神七”,目前已有2000多项航天技术成果运用到国民经济领域,民用航天产值已占到航天总产值半壁江山,投入产出比也达1:10。但从实际情况看,航天技术民用化仍停留在“冠名”阶段。2007年成为“中国航天事业合作伙伴”的广东万和燃气热水器对航天品质管理系统赞赏有加,一直期待从火箭点火系统中转化能用的燃烧和节能技术,结果最后得到的几乎是可以对外公开的技术。“技术转让费用太高,不是一家民营企业可以承受的。”万和的负责人事后抱怨道。

参与“北斗”卫星商用的民营企业亦陷入窘境,保密政策过于严格令参与运营的民营企业头疼不已。几乎所有涉足“北斗”系统的民营企业,在经过漫长的保密审查后才能获得一块“国家二级保密单位”的牌子,这也成为制约北斗产业规模的一大问题。

篇2

一、新编高中地理课程结构的新格局

普通高中新课程计划规定:高中三个年级都开设地理课。高一地理(必修)面向全体学生,为其奠定终身 受用的地理知识与能力基础。全书以人类为中心,去研究与人类有着密切关系的自然地理环境、人类经济活动 与地理环境关系、人类面临的全球性问题和可持续发展问题。高二地理(限定选修),为选学文科学生毕业后 升学深造拓宽文化基础,它在高一地理(必修)基础上,把人文地理(狭义)中具有普通应用价值的专题性基 础知识加以叙述。高三地理(限定选修),则是在高一、高二地理的基础上,着重阐述地理区域研究基础知识 和当今中国国土整治与开发的几个突出问题。以上可以看出,三个年级地理课,层次渐进,相辅相成,浑然一 体,共同完成高中地理教育教学目标。

从可持续发展的角度来认识,高一地理1至4单元侧重于探讨生态可持续发展;高二地理突出社会可持续发 展和人口可持续发展;高三地理则是让学生树立区域可持续发展的观念。从而结合地理课较系统地向学生进行 可持续发展观的教育。

二、高一地理(必修)教材体系的新构建

高一地理共10单元,按其内容联系,又可分为三大部分:第一部分,人类赖以生存和发展的自然地理环境 (1至4单元);第二部分,人类活动与地理环境(5至8单元);第三部分,人类面临的全球性问题与可持续发 展问题(9至10单元)。

自然地理部分,与现行教材相比,最大变化是采取了以“四大环境”取代“四大圈层”的体系,从而更加 突出了“人与环境关系”的主线。人类生存发展的范围是在逐渐扩大的:人类一开始生活在陆地上;航海事业 的发展,使人类活动范围扩展到海洋;航空航天事业的开拓与进步,又使人类解开大气、宇宙之奥秘。新编高 中地理在讲自然地理时,是以“宇宙环境”开始的,因为地球上许多地理事象的发生与地球宇宙环境有关,然 后,再讲大气环境、海洋环境,最后以与人类关系最密切的陆地环境结束。四大环境涉及内容颇多,新教材并 未追求各大环境知识的系统性、完整性,而是从人与环境关系出发,选取那些最具有地理性(体现人地关系) 、时代性(如可持续发展观念)、实用性(体现地理实用价值)知识,而舍去了那些陈旧的、实用价值小的、 与人地关系不紧密的、属于地理相关学科或边缘学科的内容。

人文地理部分,摒弃了传统的、从部门经济地理角度组织材料,而是选取最基本的人类活动范畴,即解决 人类最基本的衣食、居住、联系、休闲等需要的活动。具体确定为:人类的生产活动、人类的居住地——聚落 、人类活动的地域联系、人类的旅游活动。从而减少了头绪,突出了人地关系。每个单元都没有系统地讲某种 人类活动,而是紧紧围绕人类活动与地理环境关系及人文环境而展开。

三、高一地理(必修)上册各单元知识结构简析

(一)第一单元 宇宙环境

与现行教材不同之处,它不仅讲地球的宇宙环境,还把宇宙作为人类生存和发展的“第四环境”展现在学 生面前。本单元知识可分为三个层次:

第一层次,地球的宇宙环境(地球在宇宙中的位置,宇宙中的天体太阳、月球对地球的影响)。地球是宇 宙中一颗既普通又特殊的行星,地球上好多现象都与其所处的宇宙环境有关。了解它,有助于正确理解地理环 境的发生、发展规律,有利于从深层次认识人类和环境的密切关系。教学时,应通过多媒体现代化教学手段, 向学生展示天体系统的层次结构。弄清天体系统和地球在宇宙中的位置,从而帮助学生树立辩证唯物主义的宇 宙观。

第二层次,地球运动的本质属性及其地理意义。教师只有通过让学生对地球仪、三球仪的操作演示,通过 “二分日”“二至日”日照图的读图分析,才能使学生真正理解地球运动的特征以及由此产生的地理意义,同 时也使学生的操作、绘画等动手能力和观察、综合分析的能力得到发展。地球的运动是一个很复杂的运动,它 在自转的同时还绕日公转。科学地讲,地球上许多地理现象实际上是地球自转和公转共同作用的产物。新教材 与现行教材的区别在于没有明确标明哪些是地球自转的地理意义,哪些又是地球公转的地理意义,而是笼统地 以“地球运动的地理意义”概括起来,其意正是要说明这一点。教学时,为了让学生确实体会到这一点,可设 问让学生思考:①假如地球不公转只自转,地球上的昼夜更替周期、地方时差大小将有变化吗?②假如地球不 自转只公转,地球上还有昼夜更替吗?③如果黄赤交角等于零,太阳的回归运动、地球上的昼夜长短变化、正 午太阳高度变化、四季变化、五带划分将是怎样?学生通过这一连串问题的思考,既加深了对地理事象形成的 深刻理解,又锻炼了自己的思维能力、空间想象能力。

第三层次,是把宇宙作为人类生存和发展的第四环境来讲述的。主要介绍了人类对宇宙的新探索、宇宙资 源开发、宇宙环境保护。教学目的在于让学生了解宇宙探测意义,唤起学生学科学、爱科学、用科学,立志探 索宇宙奥秘、开发宇宙资源、保护宇宙环境的意识。

(二)第二单元——大气环境;第三单元——海洋环境;第四单元——陆地环境

这三个单元知识结构大体一致,都可分为二个层次。

第一个层次,是讲人类赖以生存和发展的自然环境的组成、结构和特征的。当然三个单元各有侧重;第二 单元大气环境,先讲大气环境组成、结构,再讲大气环境的物理性状;第三单元海洋环境,主要讲海洋环境的 基本特征——温度、盐度与运动;第四单元陆地环境则是按陆地环境组成要素——岩石、地貌、陆地水、生物 、土壤来组织材料的。但无论怎样,这一层次内容的教学,必须把重点放在理清自然环境各组成部分内部、各 组成部分之间的关系上,简称“地地关系”。

人地理学角度讲,地理环境各要素相互联系、相互制约和相互渗透,才构成了地理环境整体性。只有搞清 它们之间的有机联系,才能深刻理解地理环境发生、发展和演化的规律。例如:第四单元陆地环境,离开了各 组成要素内部、各组成要素之间、各组成要素与地理环境之间的联系,就很难理解复杂的陆地环境形成、发展 与演化。

从可持续发展角度讲,只有搞清“地地关系”,找出地理事物发生、发展的变化规律,才能协调人类发展 与环境的关系,走可持续发展道路。例如:第三单元海洋环境,当学生了解了“海气关系”、“海陆关系”时 ,就会从保护全球生命支持系统的高度,自觉地去保护海洋生态环境。

从认识论的角度讲,只有搞清知识间的内在联系,形成知识网络,才能变分散的、机械的识记为系统的、 理解的识记,既便于记,又便于忆,才可能用综合的观点分析地理事象。例如:第二单元大气环境,在“大气 的运动”一节中,只要学生搞清气温、气压、气流、天气状况几者关系,搞清影响大气水平运动的“三力”( 水平气压梯度力、地转偏向力、摩擦力)与风力、风力与等压线的关系,就不难理解和掌握以后的“气旋与反 气旋”、“三圈环流”、“气压带和风带”、季风环境、北半球1月、7月气压形势,乃至世界的降水与气温分 布、气候类型分布等诸多知识。

第二层次,讲“人地关系”,是各单元的重点。它主要包括自然资源、自然灾害、环境保护三个问题。四 大环境不仅是全球生命支持系统的一部分,也是一种有助于人类实现可持续发展的宝贵财富。随着科学发展, 自然资源的外延越来越扩大。自然资源问题的教学,不仅要使学生了解资源的特性、类型,因地制宜地保护和 合理开发利用各种自然资源,还在于通过教学让学生树立科学的“资源观”,认识并处理好人类活动与资源的 关系,实现自然资源的永续利用。

自然灾害,主要有宇宙灾害、气象灾害、海洋灾害、地质灾害等,新教材着重讲气象灾害与地质灾害。通 过教学,不仅要使学生了解各种灾害发生的原因、时空分布、危害、防御等,更重要的是教育学生树立“灾害 意识”,确立预防为主、加强监测预报的观念,而且还要培养学生正确的应灾能力,包括应灾心理和应灾行为 的培养。自然环境本身带来的灾害固然可怕,但人类违背自然规律的活动造成的“环境问题”更可怕。

目前环境问题主要有两大类:一类是由于人类不适度不合理地生产活动,导致生态环境破坏和改变;一类 是由于人类消费活动,造成的环境污染。通过教学,我们不仅要对各种环境问题产生的原因(如环境污染的污 染源、污染物、污染原理等)、危害、对策让学生了解清楚,更主要是教育学生摒弃“人地对立”(如“人主 宰自然”、“人定胜天”等)的传统“人地观”,树立“人地协调”的科学“人地观”。培养学生参与意识, 自觉参与当地环保工作,展示地理之价值,教育学生讲究“环境道德”,让他们从自身作起,从小事作起,从 现在作起,养成良好的保护环境的道德风尚和行为习惯,自觉与破坏环境的不道德行为作斗争。

(三)第五单元——人类的生产活动

人类生产活动是人类最基本的活动,其中工业和农业又是人类生产活动中最基本的部门。本单元共11节, 前5节讲农业生产活动,后6节讲工业生产活动。但无论工业还是农业,都不是讲生产活动本身,而是突出讲地 理环境对农业生产活动的影响、讲人类生产活动与地理环境的关系及相应的人文环境。这部分内容,无论农业 还是工业主要分两个层次。

第一层次,农(工)业的区位选择。本质上讲,就是地理环境对农(工)业生产活动的影响。教学时,注 意把握具有递进关系的四个问题:①影响农(工)业的主要区位因素;②影响农(工)业的主导区位因素;③ 农(工)业的区位因素不是绝对的、一成不变的,随着社会生产力的发展和科学技术的进步,各区位因素对农 (工)业区位影响在不断变化着;④农(工)业区位选择,既要注意经济效益,同时又要考虑社会效益、环境 效益和生态效益,这是可持续发展战略的要求。

与之相应,组织学生进行如下活动:①联系实际搞社会调查,对当地(或某一地区)农(工)业区位因素 或区位选择作出分析与评价;②根据不同农(工)业部门不同特点和区位因素对生产的影响,选择主导区位因 素;③具体情况具体分析,按照经济效益、社会效益、环境效益三兼顾的原则进行农(工)业区位的选择实践 。