第八章
空間工業化的前景
隨著80年代航天飛機、“空間實驗室”係統的誕生，人類的空間活動將進入一個新時期，空間應用的麵貌也將為之大變，興建宇宙工廠，乃至空間居留地的問題，都將現實地提到議事日程上來。
在宇宙太空興辦工業，是為了跳出地球環境，利用太空的一切有利條件，其中頭等重要的是失重。原來在地球上即使有成千上萬噸重的巨大物體，一旦到了太空便輕如鴻毛，飄蕩起來。這種失重條件，將給材料加工帶來絕妙的好處。例如：
第一，隻需要微不足道的小電磁場、靜電或聲場的作用力，便可以輕而易舉地把材料懸浮起來進行加工處理。既不與加工容器接觸，也不需要任何有形的東西牽掛。這樣就避免了在地球上無法解決的容器對材料的沾汙和容器形狀對成品質量的影響，從而獲得純度極高、均勻度極好的產品。這樣的產品用“完美無缺”來形容是不算過分的。
第二，眾所周知，在熔融的材料中，各區域的溫度總是有差別的，因此密度也是不盡相同的。在地球上加工，各區域在重力作用下產生的對流，無情地破壞了液體內部的均勻性。而在宇宙太空，由於失重，這些弊病就隨之而煙消雲散了。如此等等，舉不勝舉。
根據太空這些優越條件，初步考慮的空間工業有：生產高純貴重材料的加工廠、公共通信台、供地球上用電的太陽能發電站等。
早在“阿波羅”、“天空實驗室”、“阿波羅-聯盟”號和“禮炮”號軌道站上，都有的放矢地做過一些空間加工實驗，取得了可喜成果和寶貴經驗，並從中嚐到了甜頭，受到了鼓舞。
那麼在太空究竟能夠生產哪些奇特的產品呢?從過去所做的實驗來看，大致說來，不外乎電子產品、光學產品、材料產品和生物製品四大類所謂高精尖產品。
人們都知道，單晶矽是現代化工業的基本材料，計算機工業的迅速發展，尤其離不開它。在太空失重條件下，可以大量製造高質量的單晶矽。
處在研製和試驗階段的光導纖維通信，由於它容量大、不受幹擾和保密性能好，受到了有關部門的高度重視。所謂光導纖維通信，就是把信息轉換成光信號，用光導纖維傳輸，一根直徑01毫米左右的光導纖維，可以同時傳輸數百萬路電話或數千路電視。決定光導纖維性能的主要指標是光衰減率，也就是每單位長度使光信號減弱的程度，它的表示方法一般用每千米多少分貝來度量，在地麵上迄今生產的最理想的光導纖維，其衰減率為每千米兩分貝。如果一旦實現太空生產，衰減率可下降到一分貝以下，可見在太空生產高純光導纖維的前景，是美好的。
在聚變發電中，需要大量壁厚均勻，直徑為1至2毫米的小玻璃丸。這種小丸隻有采取低重力無容器加工，才能製取理想的產品，因此可以預言，製造小玻璃丸將成為空間工業的一大頃目。
我們還知道：分離技術無論對醫學或生物學，都是十分重要的。但在生物製品工業中，紅血球細胞、白血球細胞、抗體和人腎細胞等生物物質，用目前的物理和化學方法，包括通行的電泳法在內，都不能滿意地加以分離。所謂電泳法就是將質量和電荷比值不同的粒子，在電場中加以分離的方法。但是由於生物物質有下沉到容器底部的傾向，使得分離效果大為減色。而在空間由於失重，這種弊病就不複存在了，因而分離也就很容易了。單就人腎細胞來說，它是生產能溶解人體中凝血的尿激酶的原料。目前的供應少得可憐，其價格每針竟高達上千美元。如果有充足而便宜的尿激酶，僅美國每年就可以使五人避免因凝血症而喪生。所以生物材料的分離和製取，必將成為空間加工最迫切、最重要的課題之一。
可以設想，空間加工的研究和生產，在初期階段，將在航天飛機／“空間實驗室”係統內進行，而隨著生產規模的擴大，建立專門空間工廠將勢在必行。
無疑，空間工廠將首先從小型實驗工廠做起，而後隨著經驗的積累、技術的發展，大型化的工廠也將應運而生。興建空間工廠是一項極為複雜的工程，施工不能采取人海戰術，必須派出具有專門技術，並且能在宇宙飛船外從事作業的工程技術人員，而培養這樣的專門人才，則需要時間和條件，因而建立空間工廠是科學技術發展到新階段的顯著標誌。
各種各樣的空間工廠的大量問世，就將形成一個完整的空間體係——宇宙都市。
空間工廠的能源主要來自太陽，目前利用太陽能主要有兩種方法，一是使用太陽電池翼，一是使用大型反射鏡聚集太陽光。必要時也使用核能和燃料電池。
空間工業的又一項重要內容，是公共通信台。這實際上是一種巨型天線結構，它們運行在距地麵36000千米的靜止軌道上，它不僅能為國際間、洲際間的通信服務，還為個人大大提供了方便。有了公共通信台，通信設備的成本將大大降低，要打長途電話，隻要撥對方號碼，公共通信台就能迅速把線路接通，其方便就如同在市內打電話一樣，讀者對此也會頗有興趣吧!
多射束天線
一種為許多城市的衛星通信服務的多射束天線(416千兆赫頻率)。這種天線是由七個拋物麵掃射器組成的密集陣列，它帶有以個饋電器。衛星上安設五個這樣的天線，就可以覆蓋美國整個領域，再加兩個，就可以覆蓋阿拉斯加和夏威夷群島了。這種天線用於災害預警時，選擇890兆赫作最有用的頻率，這種低頻率可以減少地麵接收機的成本。890兆赫通信在具有足夠有效的各向同性輻射功率和射束寬度時，也能向沒有商業電視的地區廣播電視節目。此外這種通信還能用於教育、娛樂和搜索沿海失事的飛機或小艇。這種天線又能用於微波輻射測量，以便測定土壤溫度、海洋狀態、海麵溫度、鹽度、冰的覆蓋、風暴等。
另一種公共服務設施——社會服務台。它由三個天線組成(兩大一小)，大天線用於治安通信、選舉和民意測驗、跟蹤核燃料、監視地震等。小天線用於電視、電報以及電氣化郵政等。
社會服務台
空間太陽能發電站
人口膨脹、能源危機、環境汙染是當前人類麵臨的三大難題。石油、煤炭、天然氣等燃料，已經日趨貧乏了，有些科學家悲觀地估計，到公元2000年之際，這些燃料將接近枯竭。盡管各國正在千方百計地挖掘、開發新的燃料資源，但資源是有限的，因此探索新一代的能源，實際上已經被提到議事日程上來了。那麼這新一代的能源又是什麼呢?目前科學家們有兩種設想，一種是原子能發電。但應用這一能源存在放射性廢物的安全保管問題，弄不好就會招致滅絕生物的大災難，當然也包括人類在內，因而這條途徑使人望而生畏。另一種是向光芒四射的太陽要能量。
我們知道，太陽以光的形式，向宇宙空間源源不斷地輻射能量，每秒就相當於將550萬噸原煤的熱能運送給地球，然而這隻占太陽輻射能的二十二億分之一。就是這二十二億分之一的能量，也隻有64％萊到了地麵，其餘的全被無情的大氣吞掉了，你想想看，這是多麼可惜呀!如果能在太空興建太陽能電站，把太陽能最大限度地轉換成電能，然後再輸送回大地，這該是多麼理想而又具有巨大的實際意義呀！
1968年美國工程師彼得·格拉塞爾，提出了在空間建立太陽能電站的大膽設想，一時間輿論為之嘩然，有人譏笑說，這隻不過是一個美妙的幻想。然而事隔不久，波音公司卻公布了衛星太陽能電站的第一個設計，此後具體方案接二連三地提了出來。美、日、前聯邦德國等一些國家，十分重視太陽能電站的研究，多年以來，在進行了一係列可行性論證的基礎上，目前已經轉入工程論證和實驗研究階段。美國能源部和宇航局組織了25個科研工業組織，對設計方案、空間技術、微波技術和低成本太陽電池生產工藝等，進行了廣泛的實驗研究，並發表了數十篇極有教益的研究報告。