航天为何如此重要

就像人类通过“旅行者号”探测器、火星车向宇宙的边界探索，航空航天工程本身也在推动人类探索认知的极限。在这一过程中，人类对燃烧学、流体力学、材料学等领域的探索取得了长足的进步。为了到达前人无法企及的领域，航天工程师必须不停地想出革命性的解决方案。在此期间，钛合金、高性能铝合金、碳纤维材料相继被发明出来。另外，蜂窝状三明治结构、制导计算机，以及故障树分析模型都出自航空航天领域，而如今，这些科技已经在各行各业中发光发热。单是“阿波罗登月计划”就为人类带来了大量的科技财富，大到集成电路、便携相机、AED心脏除颤仪，小到尿不湿、记忆海绵和冻干蔬菜。

航空航天就像驱动人类科技进步的一台发动机，推动了各种先进技术的发展，也带动了整个人类科技的发展。今天还在实验室里的航天技术，看上去跟你没太大关系，但是在未来，它们可能就会改变你的生活，甚至救你一命。

我们的日常生活如今已经离不开航天技术了。我们每次用汽车和手机上的导航软件，都需要几颗卫星的共同工作。以最常用的GPS(全球定位系统)为例：31枚在轨卫星保证在任意时间，在地球表面98%的面积中，至少有6颗卫星在同时工作。每颗GPS卫星都在不停地发送自己的方位，以及发出信号的精确时间。接收到这些信号的设备，会计算出接收到信号和发出信号之间的时间差，再乘以光速，就得到了自己和这颗卫星的距离。只要有多个卫星在不同位置提供位置和时间信号，设备就能轻易算出自己的具体位置。因为光速太快，只要时间的误差失之毫厘，定位结果就会谬以千里。所以GPS卫星上用了一种极其精确的时钟——原子钟来计时。原子中的电子在能级跃迁时会释放精准的微波信号，利用这一现象，原子钟如今已经可以精准到在1.87亿年里误差不超过1秒。就是这么复杂、困难的技术，让我们实现了便捷、廉价的定位和导航。

我们还有比GPS和气象预报更加“润物细无声”的航天科技应用，一个很好的例子就是NASA(美国国家航空航天局)的SMAP(土壤水分主被动探测计划)。它通过测量土壤湿度可以预测全球粮食产量，包括小麦、大米和玉米，几乎覆盖了全球70%～80%的粮食产量。SMAP通过卫星可以每2至3天扫描一次地球。除了预测全球粮食产量，人类还可以根据它提供的数据调整农作物生产计划。这样一个全球项目，耗资只有9亿美元(约57亿元人民币)——听上去不是一个小数目，但全球如今有70亿人口，这么一看，它也很便宜了。而更重要的是，SMAP获得的数据是对所有人免费开放的，对全世界粮食供给安全来说，是非常值得的投资项目。

高度自动化的农机和SMAP卫星，为提高土地产出所做的贡献，远远超过大量人力耕作的结果。解决关乎全人类的问题，更多靠的是想象和突破，而航天领域恰恰集中体现了人类突破自我、追求卓越的品质。每年都有几千项技术从太空项目进入日常生活——生命检测系统、先进通信设备、数码相机、记忆棉等都来自航天领域。在航天领域的投资，总体上可以产生几倍甚至十几倍的收益。除了这些具体技术，为了实现一个个不可能的任务，航天工程师还要不断探索自然规律。

另外，航天工程也把人类文明推向更远的太空，如果宇宙的另一侧也有智慧生命在做着同样的事情，那我们什么时候才能相遇?尽管一颗星球上孕育智慧生命的概率很低，但是在银河系中有上千亿个太阳系这样的星系，而可观测的宇宙内有上万亿个银河系这样的星系。即使外星智慧生命是存在的，我们这代人恐怕也无法见证和它们建立联系的那一刻了。相较于宇宙的浩瀚，人类的寿命乃至整个人类文明的“寿命”都是微不足道的。但有幸生于这个年代，我们不仅能经历以航天技术为代表的人类科技的日新月异，还能很荣幸地见证人类成为一个“跨行星物种”。“旅行者号”探测器、航天飞机、国际轨道空间站、火星车，这些在百年前只能存在于最浪漫的科幻狂想中的工程奇迹，如今一个个都实现了。今天我们在科幻作品中看到的那些可以轻松进行星际旅行的宇宙飞船、外星基地，离我们还有多远呢?

《旧唐书·魏徵传》记载，唐太宗曾写下了“以史为镜，可以知兴替”。以宇宙为镜，也可以让我们更加深刻地审视自身。先驱者10号、新视野号、哈勃太空望远镜以及詹姆斯·韦伯太空望远镜，还有激光干涉空间天线，它们将会进一步扩展我们的认知。如今，人类羞愧地摘下了自我加冕了千年的“宇宙中心”的王冠。我们现在可以测算星球，甚至整个宇宙的年龄，还能了解不同天体的物质构成和演变过程。

躺在郊外的草地上，望向无云的夜空，点点星光经过数年、数万年，甚至数百万年才进入我们的视野。来自宇宙不同角落的光线，汇聚于我们眼中，形成这漫天星海。像几千年前的祖先一样，我们看到了这些星辰，但不同的是，通过航天工程，我们已经逐渐揭开了宇宙神秘的面纱。

那我们为什么要去探索宇宙?

因为它就在那里啊。

(夏清摘自北京日报出版社《如何离开地球表面》一书，视觉中国供图)