1957 年 10 月,苏联向太空发射了第一颗卫星 Sputnik I。这颗苏联卫星促使美国发展其太空能力,从而引发了著名的“太空竞赛”。美国于 1958 年 1 月将其第一颗卫星 Explorer 1 发射入轨道。1 1961 年 4 月,俄罗斯宇航员尤里·加加林成为第一位进入太空的人类。继苏联取得这一成就之后,人们似乎认为苏联已经赢得了太空竞赛。然而,1969 年 7 月,太空探索领域发生了最重大的发展:美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林成为第一批踏上月球的人。2 那一天,阿姆斯特朗发表了著名的言论:“这是个人的一小步,却是人类的一大步。”3 随着这些话语的流逝,太空竞赛将进入一个新时代:一个科学发现的时代,更重要的是,一个战略发展的时代。
Shar 先生概述了全球太空经济,并预览了即将发布的《布莱斯太空与技术初创企业太空报告 2019》。从历史上看,各国引领了从尤里·加加林到登月的太空时代;它们推动了创新和技术,从微芯片、航天飞机和低地球轨道经济等进步中可见一斑。然而,如今,商业公司在太空领域所做的工作比以往任何时候都要多,从发射服务到数据分析,对太空领域至关重要。目前,世界各国政府贡献了全球太空经济的四分之一,商业卫星行业贡献了其余部分(GNSS 芯片、卫星电视等)。全球卫星行业的收入在过去十年中翻了一番,尽管近年来增长放缓。此外,如今许多亿万富翁正在投资太空并建立市场,希望人们前来,包括利用太空旅游来鼓励进一步参与。
太空竞赛的里程碑之一发生在 1961 年 4 月 12 日,当时俄罗斯宇航员尤里·加加林 (Yuri Gagarin) 成为第一个访问太空的人类 [3]; 8 年后,即 1969 年 7 月 21 日,第一个人类登陆月球 [4]。近半个世纪后的今天,NASA 或 SpaceX 等组织正在开发在 2030 年之前将宇航员送上火星的技术 [5],此前大约有十几个无人设备已成功发送到这颗红色星球。该事件旨在成为一系列类似事件中的第一个,就像第一次登月项目中发生的那样。然而,60多年来的太空成就和错误让我们认识到,为了将宇航员送上行星表面,有必要评估大量重要方面,以确保这些任务的成功;因此,船上通常会配备指定的工程师、医生和外科医生[6]。
20 世纪 90 年代末,当我以博士后研究员的身份来到加州理工学院时,我发现帕萨迪纳的俄语社区中,大部分是研究生,他们正在举行年度聚会,庆祝苏联航天日。苏联本身虽然也举行了纪念活动,但 1961 年 4 月 12 日,即尤里·加加林首次飞入太空的那一天,并不是一个重要的法定节假日,也不是工人的休息日。聚集在一起庆祝的学生不一定认为自己是苏联人,甚至不一定认为自己是俄罗斯人,因为他们来自不同的后苏联国家。但是,部分原因是其中一些学生在附近的喷气推进实验室工作和学习,部分原因是苏联航天日具有持续的后苏联吸引力,因此苏联航天日成为他们社区的文化标志,也是他们共同拥有的背景和身份的标志,不管他们如何定义。
先前知识和技能 这是一节独立的课程,不需要任何专业知识或技能。但是,通过向学生展示美国和前苏联的地图以及月球和首次月球行走的图像,介绍冷战和太空探索的概念可能会有所帮助。 历史背景 早期的太空探索在一定程度上受到美国和苏联之间冷战竞争的推动。太空是两国展示技术优势和领导地位的另一个场所。1957 年,苏联发射了人造卫星斯普特尼克号,美国人感到震惊,这加剧了人们对美国在技术和武器方面落后于苏联的担忧。尽管几个月后美国也用自己的卫星追平了这一壮举,但当苏联于 1961 年 4 月 12 日将尤里·加加林送入轨道,再次创下第一时,紧张局势加剧。尽管肯尼迪总统公开祝贺苏联取得这一里程碑式的成就,但他很快寻找展示美国优势的方法。解决方案:将人类送上月球。总统进一步推进了太空计划,并设定了在 2020 年前将宇航员送上月球的目标。材料
1. 澳大利亚麦考瑞大学纳米生物光子学 ARC 卓越中心,悉尼,新南威尔士州 2109,澳大利亚 2. 莫斯科谢切诺夫第一国立医科大学分子医学研究所,莫斯科,119991,俄罗斯 3. 谢切诺夫大学泌尿外科和生殖健康研究所,莫斯科,119991,俄罗斯 4. 普里伏尔加斯基研究医科大学,下诺夫哥罗德,米尼尼波扎尔斯基广场,10/1,603005,俄罗斯 5. 下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基国立大学,下诺夫哥罗德,加加林娜大道 23,603950,俄罗斯 6. 悉尼科技大学生物医学工程学院,悉尼,2007,澳大利亚 7. 昆士兰科技大学,基因组学和个性化健康中心,生物医学科学学院,健康学院,昆士兰州,伍伦加巴,4102,澳大利亚 8. 转化研究研究所,Woolloongabba,QLD 4102 澳大利亚 9. 广州生物医药与健康研究院,广州,中国 10. 伏尔加科学研究大学癌症、放射治疗和放射诊断系,下诺夫哥罗德,俄罗斯 603005 11. 俄罗斯科学院生物有机化学研究所 IBCh – Shemyakin Ovchinnikov,Miklukho Maklai 街 16 号,莫斯科,俄罗斯
美国宇航局远程医疗的根源与该机构的早期历史和人类航天的现代历史密不可分。1961 年 4 月尤里·加加林成功完成太空飞行之前,医学界最主要的问题是人体是否能在太空中正常运作。特别是,医生们担心失重会阻碍血液循环、呼吸和消化。1 为了确定这是否真的是一个问题,美国和苏联的航天局都进行了多次试飞,使用连接到医疗监测系统的动物,通过遥测链路将动物的生物特征数据发送给地球上的科学家。即使在确定太空飞行对循环和呼吸健康几乎没有风险之后,美国宇航局仍然试图了解太空飞行是否会对人体产生任何其他生理或心理影响。2 对人体可能存在的局限性的关注迫使该机构采取以技术为中心的远程医疗方法。正如时任太空医学理事会医学研究主任的谢尔曼·维诺格拉德博士所说,“医学科学家的关注点主要集中在确保人类在太空中得到支持并安全返回地球——同时实现预定的工程目标。”维诺格拉德继续说,这意味着监测之外的医学研究“次于任务的工程目标”。3
照片来源和致谢。除非另有说明,否则使用的照片均为 © J. Scott Hamilton。全文中显示的照片由以下组织或个人提供并拥有版权,并已获得许可使用:第 16 页,华盛顿大都会机场管理局;第 20 页,NASA;第 21 页,Hyku Photo;第 22 页,Eclipse Aerospace, Inc.;第 26 页,美国海关和边境保护局;第 179 页,(顶部)国会图书馆,G.G.Bain 收藏;第 180 页,(底部)德克斯特和绍斯菲尔德学校的克莱天文台,为维珍银河;第 187 页,美国海军;第 189 页,Bernie Roland;第 214 页,美国陆军;第 293 页,美国地质调查局圣莫尼卡机场数字正射影像(通过 TopoQuest);第 301 页,丹佛国际机场;第 318 页,美国空军;第 354 页,运输安全管理局;第 406 页,istockphoto/Vipre77;第 414 页,NASA-加加林宇航员训练中心(国际空间站联盟号 13 号任务训练课程,俄罗斯星城);第 417 页,Bigelow Aerospace, LLC;第 434 页,NASA 插图;第 453 页,shutterstock.com/@Suwin;第 457 页,shutterstock.com/@Kletr;封面:bigstockphoto.com ©denbelitsky
自五十年代初以来,一直在继续努力为各种目的创建空间对象。这些努力最初是在俄罗斯,美国和德国同时进行的。但是,在第二次世界大战之后,美国和苏联创建了自己的太空研究计划,追踪其进化和成长很有帮助。中国人是通过开发烟花来公认的太空技术的先驱。然而,直到1900年初,作为正式学科的空间的研究才开始,并发展了越来越克服地球重力的火箭的发展。在1948年至1958年的十年中,大多数发展都是在火箭技术的背景下,它看到了德国V-2火箭和美国的声音火箭的演变。但是,苏联在1958年推出了Sputnik-1,确定卫星也可以有效地使用。1962年4月是一个地标,尤里·加加林(Yuri Gagarin)在地球上建立了一个轨道,导致美国于1969年将一个人登上月球,苏联于1971年在1971年推出Salyut-1,这是一种空间站。印度于1967年进入太空时代,并参加了Sounding Rocket计划并于1973年建立了卫星中心。欧洲太空计划于1975年启动,建立了ESA,这是22个国家的政府间倡议,而Arianespace于1980年出现。最近,SpaceX已成为发射系统的主要参与者,具有重型启动器,启动到轨任务和完全可重复使用的技术。在未来十年中,许多其他国家对月球和火星的任务的新兴趣预计将显着扩大太空活动。