為什麼美歐的航天計劃重點都在火星、深空這些不著邊際的領域,而不是更務實地推進近地軌道和月球的項目呢?
首先我承認美歐在近地軌道和月球任務中表現已經非常強,比如美國四十幾年前就載人往返月球,歐洲雖然月球任務不怎麼樣,但好歹也能發射二十噸級的火箭,也算先進水平。但這都只是過去,尤其是美國都是冷戰時期打雞血才搞出來的黑科技,現在每年的航天計劃預算都在縮減,美國更是連載人入軌的能力都喪失了,連火箭發動機都是買毛子的RD-180,在這種時代背景下,為什麼美歐不是更著眼於更務實的近地軌道和月球任務,以適應目前太空軍事化的趨勢。反觀中國,近年來航天技術發展迅速,載人航天、月球計劃,還有明年長征五號也問世了,載重25噸超過美國的宇宙神5號火箭。如果除去國際空間站這些冷戰技術的遺產,我認為中國的航天技術已經超越現在的美國。
為什麼在這種背景下,美歐的航天計劃還要著眼於火星和深空這些偏重科研的領域,而不是搶佔軍事上的先機呢?雖然也是強弩之末,但儘可能維持維持國際地位總比坐等趕超好吧?
不問是不是就問為什麼都是耍流氓
回答是:否
造成這一誤區的最大原因是:倖存者偏差
只能看到經過某種篩選而產生的結果,而沒有意識到篩選的過程,因此忽略了被篩選掉的關鍵信息。
篩選忽視的結果包括:
1.航天器的基數很大,目前每年有約一百多個甚至更多的航天器上天,這個數目是出乎大多數人的意料的;
2.深空探測的新聞數量和獲得的關注度遠大於地球周邊的那些數不清的航天器;
歷史的任何時刻,美歐的航天計劃重點都不在深空探測器,無論是資金投入比重、資源投入還是發射數量,絕大多數的航天器都屬於低地球軌道LEO,剩下的還有MEO、HEO中高地球軌道,地月轉移軌道等,深空探測器寥寥無幾。
「參考歷年航天發射表,每年的比例相差不大,推薦出處:
①Jane"s Space Dictionary「世界航天發射表」
②NASA Historical Data Book「NASA航天發射表」
③NASA Launch Schedule「NASA當年剩餘航天發射計劃」,今年還有大半年,全是地球軌道航天器」
事實上NASA及美國航天這麼些年數量最多的項目都是與ISS國際空間站有關的,有關人員、實驗設備、生活物資,加上冗餘考慮,每年的發射次數都非常之多。
另一類很大的發射任務是已經組網運行的衛星,由於衛星壽命有限,,絕大多數LEO的衛星壽命不超過10年,絕大多數GSO的衛星壽命不超過20年,衛星技術需要更新,或者這次撥(pian)款(qian)有點多,加上組網的衛星數量龐大,因此維持組網衛星系統也佔據了大量的航天計劃,且這類計劃幾乎難以被大幅削減,財政撥款不太影響這一類的發射。
現今美國的組網衛星主要分3類:
①GPS。現今有32顆正常在役,36顆計劃往往還有因為騙經費或者更新技術的原因故意降低使用壽命的。
②用於地質、水、地球資源、氣象、碳排放等環境監測的全球組網衛星,這實際上是多個網路,很多相關學科的科研機構依賴於衛星遙感收集的數據,例如今年NASA將發射的一顆Jason-3,用於觀測潮起潮落…
③軍用衛星,由於GSO軌道過高,光學遙感解析度太差,為了實時了解地球的動向,光學遙感衛星網路全部是LEO軌道,尤其是極地LEO軌道。感謝科技的進步,70年代時光學遙感衛星使用壽命僅數十天,然後載有微縮膠圈的返回艙會返回地球,供軍方分析數據,冷戰時期的局部戰爭很多時候都會有大量額外的返回式衛星的發射。
至於神馬通信衛星,大多是GSO的,壽命略長,數量也不多,都懶得列出來了…
對於深空探測:
事實上儘管現階段美國的深空探測器遠比其他國家多,但其所佔的比重和所消耗的資金均佔美國航天投入的少數。NASA目前基本有三大類深空探測器項目:
①投資大「~$2~3billion」,周期長的Flagship,當然也是高科學回報和對目標的深刻了解,著名的伽利略,卡西尼,旅行者都屬於這一計劃,FY2013砍掉了唯一一個Flagship的計劃,現階段沒有預算和項目,嚴重受限;
②中等的New Frontiers ,New Frontiers 於2003年撥款,然後目前抵近冥王星的New Horizons探測器屬於目前唯二發射的New Frontiers 計劃中深空探測器,總開銷約$650million,另一個已發射的探測器Juno總開銷約$1billion。New Frontiers 由NASA相關機構招標 Announcement of Opportunity (AO),旨在每36個月競標一個合適的深空探測計劃,有意向的研究機構或大學競標總設計principal investigator (PI) ,再細化任務,可見New Frontiers必須看NASA何時放長線,釣中魚「根本就不大」,這也取決於NASA的撥款項目;
③投資小,周期短的Discovery項目,例如深度撞擊Deep Impact,總開銷約$330million,Lunar Prospector則只有約$63 million。其principal investigator (PI) 則是個人orz。已經發射的Discovery項目才12個,其中還包括數個探月的航天器,大致相當於美國小半年的發射總量。
其中,後兩個項目是近二十年的事,傳說中「多快好省」的進行深空探測器,其實主要是在「省」上……後兩個項目的大致開銷可以看到NASA目前對於深空探測是比較摳門的。NASA在2014和2015年的預算FY2014和FY2015都大約在約$18billion,要知道這只是一年的預算,而一個深空探測器花費的是多年的預算!
還有就是在NASA,深空探測器是不算月球的,這裡面所列舉的三個項目都是旨在探測太陽系的,所以Discovery項目中才有一些月球探測器。月球探測器有另一類項目,叫Lunar Quest。
最後還可以參照以前的一個回答:
尼克松為何終止登月計劃?如果美國當時沒有停止阿波羅計劃,今天的太空技術發展和利用能到什麼程度? - 鸑鷟鵷鶵的回答
才疏學淺,以上。
謝邀,占坑,不知從何答起,有空以後慢更
【已更新,要看正文直接往後拉吧,前面純屬娛樂】
先說觀點:
你看國內媒體太多產生了錯覺(國內無良或者欠專業媒體太多,實在想了解可以去航空航天港之類的地方爬樓),美帝的好奇號和未來的韋伯望遠鏡不知道比咱們高到哪裡去了,即便已退役的太空梭這個科技樹若干年以後技術成熟了不無重點的可能,現在捧著神舟沾沾自喜的,到時候等著邊重爬科技樹邊哭吧……
順便憑感覺粗略打個分吧。
近地軌道:理想分數100,美國40,俄羅斯25,中國8(空間站建完+10), 歐洲6,日本約5,SpaceX5(考慮載荷研發情況,此處經修正,感謝指出),印度3.5(考慮未來載人航天的可能會適當加分),伊朗1,其餘朝鮮什麼的被四捨五入了
月球探測:理想分數100,美國30,俄羅斯10,中國5(嫦娥5號結束+3),歐洲5,日本4,印度2,其餘不計
火星探測:理想分數100,美國10,俄羅斯2,歐洲2,印度0.5 其餘0分
遠/巨/小行星探測(金星水星一併算吧):理想分數100,美國5,歐洲3,俄羅斯2.5,日本1.5,中國0.3
極遠行星/柯伊伯天體帶探測:理想分數100,美國0.8(新視野號到了酌情加點吧),其餘0分
奧爾特雲探測:理想分數100,全0
比鄰星探測:呵呵
(注:理想分數標準:繞落回啊繞落回,探登駐啊探登駐,沒達到《阿凡達》裡面RDA對潘多拉的開發程度叫什麼駐啊,好歹也有《月球》那種基地樣子吧)
!!!!!!學渣何苦為難學渣,沒及格的都統統給我回去重修!!!!!!
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【正文開始】
主要談談中國環境下的私人航天發展問題,個人觀點,以前發過,歡迎指正。
航天私營化,即便體制允許,國內也沒有堪此大任的企業,不單單是技術問題。
國內很少有Elon Musk這樣的人,看看互聯網行業那幫只想著騙融資吵噱頭的所謂科技企業和矽谷的區別就知道了(矽谷很多互聯網企業有技術情節,航天情節,甚至火星情節,比如微軟的聯合創始人艾倫·保羅,甲骨文創始人拉里埃里森,谷歌的拉里·佩奇甚至說如果可以,他願意把自己所有的錢都捐給Musk的火星計劃,甚至喬布斯也認為1969年的登月讓整整一代美國青年從大麻中走出,開始沉思有意義的事,間接推動了後來的IT浪潮)
再看國內, 翎客航天用甚至不及國外業餘愛好團隊的小型探空火箭誇下LEO10噸(此處可能存在爭議,待驗證,也許是媒體傳的)的海口,而國內很多媒體也熱衷於大肆渲染炒作眾多90後創業者的「傳奇」人生。
這是一個浮躁的時代,我們離SpaceX無論技術積澱還是思想境界都相差甚遠,用互聯網思維造汽車尚且都覺得不安全,何況火箭。
我說過,當下的環境,當下的技術水平,需要一部分人,航天不是為了賺錢,而賺錢是為了航天。
因而無論國內怎麼揣測Musk火星畫餅的商業意圖,龍樂豪載人登月的如意算盤,我寧願選擇相信,因為那正是我希望看到的。
我一直在想,於航天而言,這是一個怎樣的時代?
這肯定不是一個奇點臨近的時代,甚至還談不上萌芽時代,今天仰望星空的航天工作者,大抵是18世紀某個不起眼的拿著對數尺繞著紙帶線的數學分析師,看到查爾斯巴比奇複雜而精緻的差分機,幻想著如果規模造得足夠大,我們就能進行更複雜的計算了。
在這個時代,沒有基本的馮諾依曼的計算機體系,沒有足夠的離散數學基礎與圖靈完備理論,齒輪和轉軸,給予了這個時代的有關蒸汽朋克的最偉大的科學幻想與技術追求。
今天的廣泛使用的計算機並不是機械的,也沒有大到氣勢恢宏的最初科技審美,誠然信息行業的先驅們沒有猜到兩百年後的iPhone,甚至還走錯了科技樹的道路。
然而如果再有一次選擇,我想他們依舊會走上這條路,在那個時代,計算是不值錢的,更無從談起信息的價值,無名或有名的先驅們大多為了所謂計算數學的美而甘於一生的貧困……我敬仰他們,不是因為他們的努力於後世有什麼用,也非因為他們才使我今天能夠刷著知乎打著這些話,而在於他們的選擇本身。
今天,無數互聯網企業現在浪潮之巔上風口吹豬,我慶幸於有人賣掉了paypal創建了SpaceX,走上了這條和兩個世紀前的數學計算一樣甚至高風險而無收益的路,也慶幸依舊有人投身於各個科研院所科工集團,拿著微薄的收入,沉下心來仰望星空,做著星辰大海的夢。
於航天而言,這是個混沌的時代,混沌者自有它的混沌,固步自封,跟風造勢,清心寡欲,鴻鵠之志……甚至,單純論技術方面,我們琢磨著發動機的效率,箭體材料的結構,甚至幻想著國際合作建造更大的空間站和載人火星任務,這些,和兩百年前的機械差分機一樣,也許都不重要。
兩個世紀以後,今天的這一切即便並不能為未來的航天活動提供一絲半點的好處,我依舊敬仰他們,不是因為他們所做的成就,而是他們的選擇。
回望歷史,在技術漫長的積累階段,推動其發展的先烈們,不但未從技術的研發中得到經濟的回報,甚至不乏有人為此窮困潦倒,幸而當中有小一部分的人,看天的時候忘了看錢,技術的積累才得以沒有斷掉。
而之後,技術成熟到有利可圖之時,絕大部分人蜂蛹而至,享受著前人幾個世紀的紅利。
說到這裡,你們會發現,我依舊在談沒有意義的情懷,一是因為我尚還年輕到剩點情懷,二是因為規律本身。
不單單是因為這裡是中國,即便Musk也只能給自己和員工畫餅。
更重要的,效率和待遇,決定性因素遠不在於單純的體制,而是技術本身。
在這個時代,航天技術的發展水平無法保障可靠的待遇。這是時代的悲哀,更是技術的無奈。
航天不是為了賺錢,賺錢是為了航天,於個人,於企業,於國家,皆然如此。
有生之年,我想做一件看上去和航天有點關係的事。
有一天,電影中的幻想變為現實,我希望,航天巨頭集團的CEO們,在開闢新的行星礦場後,在建造新的太空酒店後,在新的或許無關現有技術的飛船走下生產線後,在納斯達克敲鐘時……
為混沌時代沉默的先驅們立一塊碑……關於美歐等國和中國的航天技術相比水平究竟如何這個問題,上面的幾位已經分析得很明確了,這裡就不再贅述。我主要反駁一下題主的這個觀點:
火星、深空探測是不切實際,而近地軌道、月球是務實。
從目前的航天技術發展水平來看,對於火星和深空來說主要以科學探測為主,在航天的實用性、或者說對地球人的利用價值來講,明顯是近地軌道和月球更佔優勢。
但是稍微放長遠來看,人類對太空的開發利用,火星和深空才具有更廣闊的價值。通過幾個很簡單的推理和分析我們就可以得出上述結論:
1. 人類能夠開發利用的太空資源,絕大多數不是利用在地球上。
很多人說應該開發月球,因為離地球近,礦產資源豐富,還有氦三,可以解決地球的能源危機。但是稍微衡量一下開發月球資源並運回地球的成本就知道,這是完全不現實的。從月球運回地球的資源,和地球本身的資源相比,沒有一絲一毫的競爭力,就算是氦三也是如此(氦三雖然在月壤中總的儲量很多,但是由於是均勻分布,沒有資源富集區,開採難度極大)
月球尚且如此,其他太空資源(如火星、小行星)當然也不能運回地球,那這些資源該用在哪呢?
當然是太空中了。
2. 人類發展航天技術,開發太空資源,根本目的是為了向太空擴張,拓寬生存空間。
剛才我們說了,太空資源絕大部分是用在太空本身,並不能從根本上解決地球的問題(比如人口、資源、能源等等),那麼還大力發展航天技術幹嘛?
資源是死的,人是活的,人可以利用太空中的資源,在地球以外的地方定居,也就是所謂的太空移民。
3. 更加優質的太空資源,位於深空而不在地球附近。
上面說了人類開發太空是為了擴張,那麼這裡的資源就應該廣義地指代對擴張有幫助的、能提高生活水平資源。
月球要大氣沒大氣,要水沒水,溫度也不適合,除了離地球近,無論從哪個角度來看都不利於人類在這上面擴張。
相較之下,某些小行星有水資源,某些有金屬資源,而且火星比月球的移民條件不知道高到哪裡去了,所以明顯更適合人類大範圍擴張。
什麼,你說可以在地球軌道建造大型旋轉空間站?沒有問題啊,建造空間站所需的資源和維持其正常運轉的資源該從哪來?
從地球?在地球巨大引力勢阱的作用下,任何運上軌道的資源都要隨著其質量增長而支付指數級增長的成本,看看現在為了維持國際空間站運轉成員國每年要投入多少錢就知道了。
那麼這時候優化的選擇是啥?難道不是在離地球遠,而離資源點近的地方建造空間站嗎?
所以,地球周圍的太空資源和深空資源相比是更加「劣質」的,因為其開發成本會更大。
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通過上面的三條分析,我們可以知道,未來人類要想發展,首先應該開發的就是深空資源(近地小行星(近地小行星並不是繞地球轉的小行星,而是軌道與地球軌道較為接近的小行星)、火星等),而月球可能就只是個太空礦場而已。
現在再來看,就算是將太空探索的重點放在深空也沒什麼不對的吧?反而是拘泥於地球周圍是否是太狹隘了點呢?
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(個人觀點,懇請指正,歡迎交流討論,純手機打……)其實恰恰相反,目前世界各國的航天計劃重點都還在近地軌道上
看NASA今年195億美元預算怎麼花的基本結構
其中深空探測和火星探測只是空間科學研究的一部分,行星科學的總共預算約15億美元,加上兩個大型天文望遠鏡的14億美元,僅佔NASA預算的15%左右。這已經是很高的比例了,主要由於因為詹姆斯韋伯和廣域紅外巡天望遠鏡的集中投資。
而光在國際空間站一個項目上,就有15億美元預算。為了支持美國商業航天公司的發展,也有27.6億美元預算。各種近地衛星項目,也有20億美元。
這還單單是NASA的數據,而美國另一大航天機構其實是美國軍方,比如GPS和各種間諜衛星項目都是他家的,動輒一顆衛星十億美元級別,每年要發射好幾次,GPS更是常年發射和維護。每年的預算估計和NASA有一拼(預算保密)。而美國軍方的項目,基本上都是近地空間的。
如果這樣說,行星科學和深空探測在美國整體航天投入比例太低了,估計10%都不到。
看歐空局
歐空局目前基本上不獨立做深空和行星項目了,除了最近要發射和日本JAXA合作的水星探測器,還有未來和NASA合作的木星探測器,自家弄的火星探測器也失敗了,就沒有其他類似項目了。
但絕大部分的錢都花在近地項目了,基本上每隔兩年都發一個近地觀測衛星,都很高大上,經費遠遠高於行星科學。
看俄羅斯
目前除了火星還偶爾發一個探測器,基本上早就停止了深空探測和行星探測。
看中國
我國到目前僅有近地空間開發和月球探測,深空探測和行星探測項目為0。
至於你說的我國航天科技能力超過美國,你可以看看我這個帖子
太空精釀:中國的科技水平和美國差距有多大?
你也可以看看我知乎電子書,感受下人類航天史是怎麼發展出來的,我國要想獲得美國那樣的地位還得怎樣努力
離開地球表面:一小時讀懂人類航天史
引力探測器B。
這是一項發明。
一項只為驗證相對論兩個預言而產生的發明。叫這個名字也是沒辦法,因為她有個姐姐,1976年發射的「引力探測器A」。
引力探測器B的任務,是探測廣義相對論預言的「測地線效應」和「參考系拖曳效應」。太陽系裡的這兩個效應實在是太微弱了,所以對探測設備精度的要求極其苛刻。苛刻到什麼程度呢?咱倆得從側面看(如果用技術參數來表達,還沒等你看明白,我自己就先懵了):
這是美國國家航空航天局歷史上研 發時間最長的計劃,研發周期達40多年。
這是歷史上第一顆由NASA資助,由大學研發並投入運作的人造衛星。耗資達七億五千萬美元。由於它的研發,開發並完善了至少十幾種新技術,產生了92篇博士論文。
它所用的陀螺儀,穩定性超高,是最好的導航陀螺儀的100萬倍。
2011年5月4日,美國航天局發布消息,地球周圍確實存在時空漩渦,參考系拖曳效應各項觀測參數與廣義相對論預言的完全符合。
首先題主定義一下什麼叫航天計劃。。。。
論數量和經費,不計算商業衛星,美國政府、軍隊用的衛星比這些科研用的多得多了吧。。。而且科研好多也是研究地球或者在地球軌道直接進行天文觀測的。。。
第二:不要要是扯SpaceX是民營公司多麼多麼偉大,你們是想說ULA是國企呢還是波音洛馬是國企呢?
別的不說,土星5號
第一級是波音造的
第二級是北美航空造的
第三級是道格拉斯造的
這時候怎麼不說民營了?
美國幾十年來一直都是這樣好不好
第三
個人以為蘇聯對金星的探測還是可圈可點的,至少30多年來也沒人超越,但是反正大家都不理金星,莫非是酸性高溫大氣加上硫酸雨太嚇人了了?
第四,誰說歐美不再搞近地項目,至少XX年前登月的PPT也看了不少,錢也撥下去了不是。。。
我覺得吧,不畫個大餅怎麼騙經費。最近幾年美國航天的項目被砍的厲害,餅不大一點鬼知道會被砍成什麼樣…
近地軌道現在已經折騰的差不多了。
你可以看看美國70年代發射的天空實驗室,80噸,是天宮一號的10倍。LEO單箭載荷到這個程度就已經差不多了,需要往經濟性方面發展。這時就不是越大越好了,有可能分3次比1次在總成本上更合算。有統計表明LEO 25噸,GTO14噸足夠覆蓋絕大多數任務了。
當然,從太空站或者月球基地的角度來說,這點載荷豈止是不夠,簡直是太不夠了。問題是從100噸升到1000噸,重量大了10倍,成本可能會增加幾萬倍,現階段完全沒有實現的可能性。所以現在主要還是提升基礎科學的水平,不忙著進行工程實現。
按理說,載人航天應該是基於人類現有的技術,可現實是大部分航天項目都已經遠遠超過了人類的技術能力,用風險換進步。這個思路很危險,太空梭就是一個證明。不如扎紮實實做好基礎工作。試想,如果80年代美國強行上馬火星旅行,那就意味著火星飛船所有數據處理都只能依靠一個16位電腦,我是覺得挺荒謬的。
基礎科學的一個重點是增加對太空的了解,直到幾年前才確定火星上有水,在這種情況下上馬載人火星運輸,就是胡鬧。相對來說,既然載人航天的科研和工程都要做,科研型的任務花費少,那現在就先做力所能及的,至於工程實現,等以後吧。(這和哥倫布航海性質不同,當時是地理知識落後於航海技術)
地月旅行方面,航天界一直認為月球對太空旅行的價值有限,如果是火星旅行的中轉基地,月球還不如空間站有用。火星旅行還有移民這個可能性在,月球的大部分資源都要從地球運過去,經濟方面是不合算的。所以月球基地的建立不是太要緊,可能還在火星基地之後。美國的近地軌道運輸技術現在已經足夠用。對NASA來說,問題是怎麼便宜的把衛星發射到太空,別的只要有技術儲備在,在國家安全上就不會有問題。因此,NASA決定將近地軌道運輸技術和任務開放給民營公司,利用市場競爭提高效率,自己集中資金和人力攻克深空探索、登陸火星之類的任務,搶佔下一個太空技術制高點。簡而言之,在美國,近地軌道運輸和月球探索是個製造業問題,重點在於「怎麼干」;而中國,此類任務還是個科研問題,重點在於「能不能幹」。
另外,技術優勢永遠是一步步積累起來的,不存在「除去國際空間站這些冷戰技術的遺產,我認為中國的航天技術已經超越現在的美國。」因為美國航天技術最大的優勢就是擁有這些技術遺產。美國已經有能力研究怎麼把人送上火星,而中國還在研究卻怎麼把人送上月球,這就是技術差距。
美帝隨手甩出來的上世紀的二手火箭技術就打造了spacex,除卻積累因素,說實話我兔還不如spacex,更不要說美帝的各種黑科技SSME,F-1,太陽帆,大電推,無工質,妥妥的吊打天朝40年。人家美帝志不在地球,就等躍遷引擎研發完成開拓新殖民地,一群地球土著玩蛋去吧。
燕雀安知鴻鵠之志哉?
和問題關係不大,我覺得科學進步需要有一定程度的浪漫主義思想,過分的務實其實是短視的表現,只想著實用至上,那人類會把地球建成一個伊甸園,但是永遠也出不了太陽系。
→_→突然想起了坎巴拉太空計劃……
能不能和行不行差著好幾十年呢
近地相關的項目由於火箭技術逐漸成熟正在更加的商業化,私企也更多的加入進來,NASA已經沒必要把主要精力放在近地項目上可以發展更具前瞻性與發展性的項目
代工的居然都吊打起發包的來了,就像「扯自己的頭髮,腳就能離地」的邏輯一樣神奇。
關鍵這樣神的邏輯很有市場,這是多麼神奇的土壤。
先把「做官能夠順利終老」的動力機制解決了吧,不然永遠是「只能發射、不能回收」的半吊子火箭技術。
「如果除去國際空間站這些冷戰技術的遺產,我認為中國的航天技術已經超越現在的美國。」,你在講笑話嗎
你需要看一下火星直擊計劃(direct mars)
月球就一塊石頭,去一趟檢驗飛船的性能??
火星也許有水,離地球近,環境不算惡劣?
如果要弄弄明白這個問題,先不妨靜下心來讀讀,!!!!!!!中國太陽!!!!!!!!這本書。答案不在書中,但這時肯定的是問題已經不是問題了。
人生第一個目標:喝點不苦的水,掙點錢
人生第二個目標:到燈更多水更甜的城裡,掙更多的錢
人生第三個目標:到更大的城市,見更大的世面,掙更多的錢
人生第四個目標:成為一個北京人
人生第五個目標:飛向太空擦太陽
人生的第六個目標:
飛向星海,把人類的目光重新引向宇宙深處。
在我的童年和少年時代,進人太空是一種何等浪漫的事業,我清楚地記得,鄧小平在訪問肯尼迪航天中心時,把一位美國宇航員稱做神仙。
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