民用航天技術(shù)（民用航天技術(shù)）

發(fā)展概況

民用航天技術(shù)太空采礦是美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了《美國商業(yè)太空發(fā)射競爭法案》（The U.S. Commercial Space Launch Competitiveness Act），允許私人進(jìn)行太空采礦。

該法案涉及到美國太空探索的各個方面，包括美國對未來10年內(nèi)對國際空間站的承諾、取消對航天私人企業(yè)的各種限制并賦予私人太空采礦權(quán)。

根據(jù)該法案，美國任何公民都有權(quán)將其發(fā)現(xiàn)的太空資源帶回地球。雖然其他小行星不可能歸屬于哪個國家或哪個企業(yè)，但如果哪家企業(yè)在上面開采出有價值的礦物質(zhì)，則這些財產(chǎn)就歸屬于該企業(yè)。

該法案稱：“美國任何參與小行星或太空資源商業(yè)復(fù)蘇計劃的公民都有權(quán)獲得小行星或太空上的任何資源，包括根據(jù)適用法律獲得擁有、運輸、使用或銷售小行星或太空上任何資源的權(quán)利。”

到目前為止，還沒有人在其他星體上開采出有價值的礦物資源。月球被認(rèn)為蘊藏著極為豐富的礦產(chǎn)資源，尤其是擁有大量的地球上稀有的氦3，可以為地球上的核電站提供上萬年的核電。此外，月球還蘊藏有豐富的鉻、鎳、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產(chǎn)資源。

然而技術(shù)是阻礙人類從太空采礦的最大障礙。隨著人類航天技術(shù)的發(fā)展，相信未來，人類也可以像電影《阿凡達(dá)》一樣，在宇宙中的某個星球上開采礦產(chǎn)資源。

在美國學(xué)者與政治戰(zhàn)略家看來，航天技術(shù)是帶動其它高技術(shù)發(fā)展的“火車頭”。美國航空航天局前局長弗萊徹曾說:“美國不打算在航天事業(yè)方面名列第一是不可想象的。我們不必在每一個枝節(jié)上都名列第一，但是如果不打算成為總的第一，那就是承認(rèn)失敗?！彼终f:“航天是一個國家在其它領(lǐng)域進(jìn)展如何的標(biāo)志，因此，在航天事業(yè)方面屈居第二或第三，將表明我們在經(jīng)濟(jì)、軍事、社會計劃和其它領(lǐng)域也居于第二或第三?！泵绹教煳瘑T會在“開拓天疆”的研究報告中稱:“領(lǐng)導(dǎo)考察和開發(fā)天疆事業(yè)，是21世紀(jì)美國的開拓使命。為此，在今后50年內(nèi)，美國在奠定航天技術(shù)基礎(chǔ)的同時，應(yīng)逐步開辟通天路，架設(shè)星際橋，進(jìn)而在天疆創(chuàng)辦太空企業(yè)，直到在那里定居，利用那里富饒的新資源，為地球上的人類造福?！庇纱丝梢?，美國決心不僅僅在軍事上，而且亦在科技或其它領(lǐng)域在太空獨占鰲頭。綜觀冷戰(zhàn)后美國的太空活動，它一直在朝著這一目標(biāo)努力。^[1]

歐洲新一代的企業(yè)家們正在推動各種私人太空開發(fā)計劃，吸引私人資本進(jìn)入發(fā)射商業(yè)衛(wèi)星、商業(yè)火箭、太空站、載人航天等航天領(lǐng)域。為了像大航海時代拓荒西部一樣拓荒天疆，美國總統(tǒng)與國會明確提出允許私人企業(yè)參與宇宙飛船的設(shè)計和制造，賦予商業(yè)太空探索更多活力，為宇宙開拓者打下了堅實的基礎(chǔ)。過去幾年俄羅斯出現(xiàn)了一些私人航天公司，如從事小型航天器的設(shè)計、組裝及發(fā)射的Dauria Aerospace公司和Sputnix公司。業(yè)余愛好者也渴望夠到星星，并通過眾籌平臺為自己的太空項目籌款。2016年初，一批網(wǎng)絡(luò)博主在Boomstarter上籌到了約2.9萬美元，用于向月球發(fā)射一枚航天器，其目的是拍攝美國阿波羅號飛船、蘇聯(lián)“月球”號和“月球車”號自動探測器的著陸地點。俄羅斯機械制造大學(xué)的科學(xué)家們計劃今年發(fā)射的微型衛(wèi)星“燈塔”也是利用網(wǎng)絡(luò)籌款建造的。該項目的目的是“證明太空既近又易到達(dá)”，并測試一些太空垃圾的解決技術(shù)。俄羅斯私人公司“宇宙航向”公司3月中旬獲得航天局批準(zhǔn)，研制運送太空游客的可重復(fù)利用系統(tǒng)?！皩τ慰偷囊髮⒉粫珖?yán)格，”宇宙航向公司總經(jīng)理帕維爾·普希金說，“要通過體檢和離心測試，包括有無重大疾病。之后我們就可以簽訂合同了”。該公司計劃2020年就將首批游客送上太空，每位游客將為此支付20-25萬美元。而印度空軍參謀長也呼吁政府向私人企業(yè)開放航天工業(yè)。

全俄社會輿論研究中心進(jìn)行的一項調(diào)查顯示，約四分之三的俄羅斯人反對削減太空計劃預(yù)算，即使是在經(jīng)濟(jì)危機時期。調(diào)查結(jié)果顯示，約73%的俄羅斯公民反對削減太空計劃預(yù)算，即便是在經(jīng)濟(jì)危機的環(huán)境下，且17%的受訪者同一年前一樣，甚至建議增加經(jīng)費。

俄羅斯總統(tǒng)普京表示，俄羅斯太空發(fā)射數(shù)量居世界第一位，牢固保持著航天大國的地位。4月12日是俄羅斯宇航員日。普京當(dāng)天晚上在出席宇航員日晚會時說，俄羅斯在火箭發(fā)動機制造領(lǐng)域擁有優(yōu)勢，太空發(fā)射數(shù)量居世界第一位，而且俄還積極研發(fā)先進(jìn)的運載火箭技術(shù)和航天器以及軌道衛(wèi)星群等高科技太空產(chǎn)品。

普京還提出俄羅斯成立航天部，批準(zhǔn)了建立聯(lián)合火箭航天公司的想法。他說：“我們在一系列領(lǐng)域落后于國際水平，比如地球遙感手段、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。未來應(yīng)增加軌道航天器、落實載人飛船和生產(chǎn)飛船發(fā)動機領(lǐng)域的項目?！逼站┍硎?，“專家們估計，目前航天市場的規(guī)模為3000億—4000億美元，2030年前將達(dá)1.5萬億美元。我們應(yīng)當(dāng)充分利用這一機會窗口?！辈úǚ蚪鸨硎?，俄正在打造可進(jìn)行星際飛行的新型宇宙飛船。技術(shù)設(shè)計已完成，2018年將進(jìn)行新型飛船的首次無人駕駛飛行。俄羅斯還創(chuàng)建航天前沿技術(shù)青年實驗室，更眾籌“燈塔衛(wèi)星”等航天項目。據(jù)悉，“燈塔計劃”旨在提升俄羅斯全民太空研究能力，讓俄羅斯年輕人群更多地應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)。

根據(jù)美國國防與航空航天咨詢公司蒂爾集團(tuán)的最新調(diào)查預(yù)測，2010-2029年的20年間，擬發(fā)射到地球或月球軌道或深空飛行路線上的航天器有2229個。其中，民用航天器和商業(yè)航天器基本上平分了77%，軍事和大學(xué)航天器分別占19%和4%。民用航天器大致有1/4是執(zhí)行國際空間站任務(wù)的載人和貨運飛船。

太空探索眼前的現(xiàn)實意義在哪？美國《巴爾的摩太陽報》1日刊登美國航空航天協(xié)會執(zhí)行理事查爾斯·胡特納的文章說，航天技術(shù)的創(chuàng)新觸及社會生活的方方面面，從數(shù)字電腦到CT掃描等。而且它更樹立了一種遠(yuǎn)大目標(biāo)，遠(yuǎn)大的目標(biāo)才能產(chǎn)生重大成就，激發(fā)年輕人的熱情，促進(jìn)就業(yè)長期增長，這是美國未來成功所在。^[2]

國防大學(xué)張召忠教授說，航天技術(shù)的成效可以直接或間接反饋到民生，像美國的醫(yī)學(xué)、材料、軍工控制、通信科技之所以世界領(lǐng)先，與其太空技術(shù)的發(fā)達(dá)有很大關(guān)系。而且航天的戰(zhàn)略意義更是無可代替。使中國成為真正的航天大國，是制造1萬輛坦克都無法獲得的國際地位。太空技術(shù)的成果可以轉(zhuǎn)移到包括軍事在內(nèi)的很多領(lǐng)域，民用航天市場的經(jīng)濟(jì)價值也越來越大，這都是中國國家戰(zhàn)略的組成部分。^[2]

在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，一位不便透露姓名的專家對《環(huán)球時報》記者說，如果中國不奮起直追，就會和美俄等太空技術(shù)先進(jìn)國家產(chǎn)生“時代性差距”。^[2]

民用航天技術(shù)

中國非常重視民用航天技術(shù)的發(fā)展，在衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等方面取得了長足發(fā)展。中國研制和發(fā)射的衛(wèi)星中，遙感衛(wèi)星和通信衛(wèi)星約占71%，這些衛(wèi)星已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、科技、文化等各個領(lǐng)域，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過長足發(fā)展和不斷創(chuàng)新，中國的載人航天技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。

教育

航天教育：一個跨世紀(jì)的戰(zhàn)略任務(wù)。航天教育必須從兒童抓起，美國宇航界人士十分清楚，空間技術(shù)的競爭歸根結(jié)蒂乃是空間技術(shù)人才的競爭。因此他們提出“要培養(yǎng)從事航天活動的經(jīng)理、科學(xué)家、工程師、社會學(xué)者、醫(yī)生和技術(shù)人員，必須在他還讀小學(xué)和高中的時候．就把他的興趣吸引到航天領(lǐng)域中來?！边@個見解實在高明，也確是經(jīng)驗之談。

空間科學(xué)技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)最先進(jìn)的領(lǐng)域．是頂尖的科學(xué)技術(shù)。空間科學(xué)技術(shù)融科學(xué)百科為一體，集尖端科學(xué)于一身，不通過循序漸進(jìn)地積累不能把握，更不能發(fā)展。因此，空間技術(shù)人才的培養(yǎng)必須從兒童抓起，從小學(xué)抓起。美國在確定了這一方針之后，其航天教育形成了自己的特點。

美國航天教育的一個顯著特點是特別重視實際訓(xùn)練。在他們看來，航天教育的最佳形式莫過于參與航天，莫過于讓兒童盡早介入航天。吸收四年級的小朋友參加，每輪訓(xùn)一次為期5天。訓(xùn)練學(xué)科有：學(xué)習(xí)火箭推動器的飛行、制作原理；動手做模型火箭并自行試射；指導(dǎo)老師介紹太空科學(xué)知識；提供太空人訓(xùn)練的真實設(shè)備“太空人模擬訓(xùn)練機”．讓小朋友們實習(xí)。最后的結(jié)業(yè)課程是1小時的“模擬太空飛行任務(wù)”．包括地面指揮控制中心指揮官與太空船里的小駕駛員密切合作．執(zhí)行一次完整無缺的太空任務(wù)。最杰出的“小太空人”被指定為“船長”。這激發(fā)了孩子們爭強好勝之心，學(xué)習(xí)時更打Ⅱ賣勁。

航天科學(xué)和技術(shù)對人類的貢獻(xiàn)越來越獲得人們的認(rèn)同，但是世界各國航天事業(yè)的發(fā)展卻面臨人才斷層的情況?，F(xiàn)在的客觀環(huán)境與五六十年代航天創(chuàng)業(yè)時有很大差別，較多優(yōu)秀學(xué)生流向法律、經(jīng)濟(jì)、信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)等熱門專業(yè)，航天隊伍巳很難吸引最優(yōu)秀的學(xué)生。隨著第代創(chuàng)業(yè)者的陸續(xù)退休，接班人的問題越來越突出。因此，加強航天教育，吸引更多的人加入航天隊伍已成為21世紀(jì)航天事業(yè)能否進(jìn)行和持續(xù)發(fā)展的一個重要關(guān)鍵問題。為了激發(fā)青少年對航天科學(xué)技術(shù)的興趣，為航天事業(yè)培養(yǎng)接班人，許多國家已對航天教育采取了一些措施，尤其是美國航宇局、歐空局和中國的航天部門更關(guān)注自己的接班人問題，它們挑起了本國航天教育的大梁。其中，美國航宇局（NASA）表現(xiàn)得更出色，它對自己使命的定義是：“理解并保護(hù)我們賴以生存的行星；探索宇宙，找到地球外的生命；啟示我們的下一代去探索宇宙”。由此可見，進(jìn)行航天教育是該局的三大使命之一，其目的是引起學(xué)生們和老師們的對太空探索的興趣，激發(fā)他們在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域方面研究的興趣和靈感，吸引更多的學(xué)生今后加入到這些領(lǐng)域和航天事業(yè)的隊伍中來。

早在1998年美國航宇局的戰(zhàn)略計劃中，就規(guī)定了“教育優(yōu)先”的原則，要求在航宇局的各項任務(wù)中部加入航天教育的內(nèi)容，并每年投入1億～1.5億美元經(jīng)費用于航天教育。在美國，各州政府負(fù)責(zé)中小學(xué)航天教育，航宇局把航天教育的責(zé)任下放到它分布在美國的10個研究中心，他們分別負(fù)責(zé)與全國50個州及特區(qū)聯(lián)系，組織各種與航天有關(guān)的課外活動，進(jìn)行有關(guān)航天知識教育、鼓勵和幫助大、中、小學(xué)生參加太空實驗。本文主要介紹NASA是如何開展航天教育的。

NASA的教育網(wǎng)站

要進(jìn)行航天教育，首先要進(jìn)行航天教育的宣傳。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，利用網(wǎng)絡(luò)傳媒的新優(yōu)勢，進(jìn)行宣傳教育是最快捷、最方便的方法，NASA當(dāng)然會利用這個有力的工具來進(jìn)行航天教育了。對公眾進(jìn)行航天教育一直是NASA工作的重要組成部分，NASA設(shè)立了專門部門負(fù)責(zé)航天教育，并建立了自己的宣傳網(wǎng)站。在NASA的官方宣傳網(wǎng)中，占最顯著地位的是“NASA教育”網(wǎng)頁。網(wǎng)頁中的主版塊稱之為“NASA，教育”（NASA，education），此外還有許多其他的輔助版塊。

在NASA教育網(wǎng)頁的主版塊下，設(shè)立了四個主欄目：“關(guān)于NASA教育”，“適合于教師”?！斑m合于學(xué)生”和“兒童俱樂部”。在“關(guān)于NASA教育”的主欄目下，有7個子欄目：“關(guān)于NASA教育計劃”、“教育領(lǐng)導(dǎo)層”、“NASA中心和設(shè)備”、“NASA任務(wù)主管”、“績效考核”、“教育計劃”和“聯(lián)系方式”。我們來看看NASA是如何介紹它的教育計劃的：“NASA航空和航天發(fā)展的歷程，加深了人類對宇宙的了解，實現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)的突破，增強了航空旅行的安全和擴(kuò)展了前沿科學(xué)的研究。這些成就都是來自于一個共同的起源：教育?，F(xiàn)在，美國進(jìn)入了第二個世紀(jì)的飛行，必須恪守自己的諾言，進(jìn)行卓越的科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)方面教育，確保下一代美國人能完全承擔(dān)起建設(shè)美好未來的重任。NASA將繼續(xù)繼承以往的傳統(tǒng)，投資美國教育計劃，支持美國的教育者們，這些教育者在準(zhǔn)備、激發(fā)、鼓勵、培育今天幼小的心靈成為明天的勞動力中起著關(guān)鍵作用?！逼渲?，規(guī)定了今后NASA將繼續(xù)奉行三個主要的教育目標(biāo)：1）加強NASA和學(xué)生們的聯(lián)系；2）激發(fā)學(xué)生們對科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的興趣，為這些領(lǐng)域的研究培養(yǎng)接班人；3）為NASA培養(yǎng)接班人。在“教育計劃”子欄目下，按照字母的順序，列出了NASA的教育計劃項目，多達(dá)80項，可見NASA對學(xué)生教育是多么重視。

此網(wǎng)頁的特點是分別針對學(xué)齡前兒童和小學(xué)低年級（Grades K-4）、小學(xué)高年級和初中（Grades 5-8）、高中（Grades 9-12）、大學(xué)生和研究生（Higher Education）知識水平的不同，提供適合他們的閱讀材料或者教材，使老師和學(xué)生可獲取精確到年級的科普資料。在“適合于教師”主欄目下除設(shè)立了上述4個子欄目外，還設(shè)立了“非正規(guī)教育”、“教學(xué)材料”、“教育TV時間表”、“最近的機會”。對航天教育感興趣的教師們點擊這些欄目，不僅可以獲得適合自己教學(xué)所需要的教材和教學(xué)用具，而且可以了解最近NASA為學(xué)生們提供參加航天活動的計劃，有心的教師有可能通過它為自己的學(xué)生爭取到參加太空實驗的機會。例如，老師點擊“Grades 5-8”一欄的“教學(xué)材料”，就可以找到很多教學(xué)材料，例如，銀河系中的運動物體、天空中的星星的發(fā)現(xiàn)、空間站介紹、太空植物的生長、空間站進(jìn)行的實驗等。

在“適合于學(xué)生”主欄目下，也設(shè)立了上述4個子欄目和“最近的機會”欄目。學(xué)生們可以根據(jù)自己學(xué)識，從不同欄目中學(xué)習(xí)感興趣的航天知識和參加NASA有關(guān)的活動。例如，“Grades K-4”適合學(xué)齡前兒童和小學(xué)低年級學(xué)生的欄目，這個年齡段的孩子主要是以“玩”為主，或剛剛轉(zhuǎn)入正規(guī)的學(xué)習(xí)，他們好奇多問、活潑好動、行為和學(xué)習(xí)缺乏目的性，要讓他們掌握深奧的航天知識很困難。因此，NASA根據(jù)他們年齡的特點，在這個欄目中，采用講故事、看圖片、放視頻、在玩中學(xué)、形象化的教學(xué)等方式，向孩子們灌輸航天知識，激發(fā)他們對航天的興趣，例如，有一個游戲是“幫助我穿上航天服”。但是，Grades 9-12的高中學(xué)生，學(xué)習(xí)的課程多，所學(xué)的各門學(xué)科基本上反映著自然、社會和精神現(xiàn)象的客觀規(guī)律，邏輯性、系統(tǒng)性很嚴(yán)密。在學(xué)習(xí)中要求他們不僅要發(fā)揮更大的獨立性和自覺性，而且還要具有獨立分析問題和解決問題的能力。同時，這是一個人獨立走向社會生活的準(zhǔn)備時期，也是一個人開始嚴(yán)肅考慮自己未來生活道路的時期。對這個年齡段的學(xué)生，NASA采用介紹比較專業(yè)性的航天科普知識、為他們提供參加航天實驗機會、鼓勵他們參加NASA的航天任務(wù)和參加航天知識大賽等方式進(jìn)行航天知識教育，這些教育可發(fā)展他們的智力和能力，促使他們良好個性品質(zhì)的形成，把他們培養(yǎng)成今后自然科學(xué)研究和航天事業(yè)的建設(shè)者和接班人?！ASA還根據(jù)孩子們的特點，設(shè)立了“兒童俱樂部”欄目。這個欄目讓孩子們充分體驗到學(xué)習(xí)航天知識的樂趣，孩子們可以通過游戲，過一把當(dāng)“火星航天員”的癮，也可以隨著卡通小動物“雷蒙”參觀美國肯尼迪航天中心和航天飛機，“雷蒙”與真正航天員的訪談節(jié)目還可以使孩子們了解航天員的太空生活，在不知不覺中接受了很多航天知識。

NASA的另一項傳統(tǒng)是希望可以培養(yǎng)高質(zhì)量的科學(xué)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)學(xué)科上的本科生和研究生，而這種培養(yǎng)往往是通過科學(xué)競賽或者提供實習(xí)機會的方式來實現(xiàn)的。2010年3月，NASA開始為公眾中的申請者提供到NASA實習(xí)或者參加科研工作的機會，藉此鼓勵學(xué)生積極參與到科學(xué)技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)的研究和空間探索研究任務(wù)。其中，表現(xiàn)優(yōu)秀申請者還可以獲得由NASA提供的總額高達(dá)970萬美元的獎學(xué)金。更可貴的是，公眾參與過程十分簡單和公開透明，所有申請者都可以在NASA的網(wǎng)站上找到并且申請所有的職位和參加NASA的工作。這些內(nèi)容在NASA教育網(wǎng)站中也充分地體現(xiàn)出來。

形形色色的航天教育計劃

NASA充分認(rèn)識航天飛機和國際空間站是一個很好的航天教育平臺，它利用這個平臺開展了一場聲勢浩大的學(xué)生實驗和教育活動。概括起來，包含了以下五方面內(nèi)容：

為學(xué)生設(shè)立、由學(xué)生獨立完成的實驗。這些實驗是學(xué)生在教師或者科技導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的，是專門為學(xué)生設(shè)立的，由學(xué)生自己來完成。例如，“中學(xué)生獲得地球知識觀測”是一項對學(xué)生進(jìn)行地理知識教育設(shè)立的項目。為了進(jìn)行此計劃，美國航宇局特意在國際空間站上安裝了專用9罩相機，學(xué)生通過遙控拍攝了他們需要的地球照片和負(fù)責(zé)照片的整理工作，國際空間站上的航天員只負(fù)責(zé)安裝和撤卸照相機及傳輸照片。

在教室中完成的太空實驗。為了讓學(xué)生們了解太空特殊環(huán)境（如，微重力、輻射）的影響，學(xué)生們在他們的自己的教室中完成模擬太空相應(yīng)條件的實驗，或者進(jìn)行空間站上專業(yè)研究人員正在進(jìn)行的實驗。這些實驗的目的是讓學(xué)生們通過對比地面實驗和太空實驗的結(jié)果，尋找出它們之間的差異，就可以知道太空的微重力等特殊環(huán)境的影響。這種類型實驗的一個典型例子是學(xué)生們在地球上的教室內(nèi)種植種子，與此同時，航天員在國際空間站上種植同樣的種子，對比兩組種子發(fā)育過程的不同，就可以了解微重力對種子發(fā)育的影響。

參加美國航宇局的研究實驗。美國航宇局的很多研究是招募學(xué)生們來幫助完成的。其中的一些試驗是專門安排來“激發(fā)下一代探索者靈感”的。另一些是學(xué)生們作為“配角”，參加到太空實驗中。例如，美國航宇局在國際空間站上進(jìn)行的一項毛細(xì)流動實驗，目的是觀察微重力環(huán)境下，復(fù)雜幾何形狀容器內(nèi)的毛細(xì)流動和液體流動情況，其結(jié)果可應(yīng)用到未來太空船的低重力流體系統(tǒng)設(shè)計的計算機模型中。在此研究中，招募了很多學(xué)生：中學(xué)生參加了分析和地面實驗，大學(xué)生提供實驗支持，研究生和博士生進(jìn)行建模模型和縮減數(shù)據(jù)的工作。

參加國際空間站的工程活動。參加者主要是高等學(xué)校和大學(xué)生，他們參加國際空間站硬件的研發(fā)，或在科學(xué)支持中心工作，學(xué)習(xí)如何參與科學(xué)操作活動。典型的例子是麻省理工學(xué)院的學(xué)生們參與了“球面”零重力實驗衛(wèi)星的研發(fā)工作，這顆衛(wèi)星是放置在國際空間站上用來示范衛(wèi)星編隊飛行的動態(tài)過程。學(xué)生們參與了概念論證、實驗設(shè)計、裝配、檢測和運行全過程。

教育性示范活動。為了提供航天教育的特殊資源和為了激勵學(xué)生們學(xué)習(xí)航天知識的興趣，美國航宇局將航天飛機和國際空間站作為一個特殊的“教室”，讓航天員在太空進(jìn)行簡單有趣的太空實驗，并將它拍攝下來，做成視頻教材，提供給學(xué)生們，以便進(jìn)行航天教育?；蛘?，允許各個年齡段的學(xué)生向太空飛行的航天員提問題。這些變化多樣的活動，開闊了學(xué)生的眼界，擴(kuò)展了他們的課堂知識。

這些計劃為學(xué)生們提供了豐富和擴(kuò)大想象力的機會，并吸引了具有各種水平的學(xué)生（小學(xué)生、中學(xué)生、本科生、研究生、博士后）參與此活動。甚至是大一的學(xué)生也有機會設(shè)計自己在空間站上想進(jìn)行的實驗。很多中學(xué)生參加了國際空間站的研究項目，這些項目有助于他們今后選擇數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和其它技術(shù)領(lǐng)域作為自己終身的職業(yè)。很多大學(xué)生直接參與國際空間站的研究工作，完成了很多與國際空間站有關(guān)的項目。

可能沒有其他的方法可以像這種方法一樣能夠更好地激起下一代科學(xué)探索的欲望。這些活動除了使學(xué)生們獲益外，對教師也有益。在進(jìn)行每項實驗前，首先要培訓(xùn)教師，為教師們召開一些研討會，讓他們首先了解有關(guān)的航天知識和如何進(jìn)行實驗操作，以便能夠指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗，擴(kuò)大國際空間站的影響。教師是激發(fā)探險精神的巨大源泉，教師們將所學(xué)到的知識用于他們的教學(xué)，能夠吸引更多的學(xué)生加入此活動。

創(chuàng)新夏季計劃

近年來，美國中小學(xué)生對數(shù)學(xué)和科學(xué)等知識的興趣不斷減弱，學(xué)習(xí)動力明顯不足，成績顯著下降。例如，在2006年國際學(xué)生評估比較項目中，美國學(xué)生在30個發(fā)達(dá)國家中，科學(xué)排名第21名，數(shù)學(xué)排名第25名。長此下去，將對美國保持世界科技領(lǐng)先優(yōu)勢，維持其科技經(jīng)濟(jì)頭號強國的國家戰(zhàn)略產(chǎn)生巨大威脅。在此背景下，于2009年11月23日，奧巴馬在全美范圍內(nèi)發(fā)起了“創(chuàng)新教育”行動，呼吁聯(lián)邦政府和所有企事業(yè)、科學(xué)界聯(lián)手致力于“創(chuàng)新教育”，動員社會各方力量，通過媒體宣傳、電視節(jié)目、社區(qū)活動、互動游戲、趣味課程等各種方式，吸引中小學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)，增強美國學(xué)生在科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)等方面的興趣和能力，為大量培養(yǎng)下一代頂尖科學(xué)家、工程師、數(shù)學(xué)家和發(fā)明家打下堅實基礎(chǔ)。同時，聯(lián)邦政府撥款1000億美元用于教育，還動員各企業(yè)、科研單位資助。

奧巴馬的“創(chuàng)新教育”一提出，得到社會各界的積極響應(yīng)，紛紛采取行動來回應(yīng)總統(tǒng)的呼吁。在所有的團(tuán)體中，由于NASA地位特殊，使命崇高，更能吸引數(shù)以千計的中小學(xué)教師和學(xué)生參與，因此倍受關(guān)注。NASA以其雄厚科技實力為依托，提出并實施了“創(chuàng)新夏季”計劃。在2010年的整個夏季假期，NASA投入大量的資金和人力資源，并與聯(lián)邦、州和當(dāng)?shù)卣?、非營利機構(gòu)、大學(xué)和高校教師開展合作，為參與該計劃的中小學(xué)教師和學(xué)生制定形式多樣、內(nèi)容豐富的學(xué)習(xí)計劃，既有涉及各學(xué)術(shù)領(lǐng)域的知識講座和課程，也有激發(fā)想象力和創(chuàng)造力的設(shè)計競賽，更邀請教師和學(xué)生直接參與到NASA眾多的任務(wù)和項目中，與專家一道開展科研開發(fā)和實際操作。同時，該計劃將一直持續(xù)下去，在假期結(jié)束重返校園后，NASA仍會為那些投身其中的教師和學(xué)生繼續(xù)提供學(xué)習(xí)和實踐的機會。NASA相信通過該計劃的實施，將極大地提高教師的素養(yǎng)和能力，進(jìn)而顯著地提高教學(xué)水平，極大地激發(fā)學(xué)生們對科學(xué)技術(shù)的興趣，逐步培養(yǎng)他們的科學(xué)意識和創(chuàng)新意識。^[3]