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(guó)總統(tǒng)奧巴馬簽署了《美國(guó)商業(yè)太空發(fā)射競(jìng)爭(zhēng)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(guó)太空探索的各個(gè)方面，包括美國(guó)對(duì)未來10年內(nèi)對(duì)國(guó)際空間站的承諾、取消對(duì)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(guó)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(gè)國(guó)家或哪個(gè)企業(yè)，但如果哪家企業(yè)在上面開采出有價(jià)值的礦物質(zhì)，則這些財(cái)產(chǎn)就歸屬于該企業(yè)。

該法案稱：“美國(guó)任何參與小行星或太空資源商業(yè)復(fù)蘇計(jì)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(yùn)輸、使用或銷售小行星或太空上任何資源的權(quán)利?！?/p>

到目前為止，還沒有人在其他星體上開采出有價(jià)值的礦物資源。月球被認(rèn)為蘊(yùn)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(yùn)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(gè)星球上開采礦產(chǎn)資源。

在美國(guó)學(xué)者與政治戰(zhàn)略家看來，航天技術(shù)是帶動(dòng)其它高技術(shù)發(fā)展的“火車頭”。美國(guó)航空航天局前局長(zhǎng)弗萊徹曾說:“美國(guó)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(gè)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。”他又說:“航天是一個(gè)國(guó)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?cè)诮?jīng)濟(jì)、軍事、社會(huì)計(jì)劃和其它領(lǐng)域也居于第二或第三?！泵绹?guó)航天委員會(huì)在“開拓天疆”的研究報(bào)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(guó)的開拓使命。為此，在今后50年內(nèi)，美國(guó)在奠定航天技術(shù)基礎(chǔ)的同時(shí)，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。”由此可見，美國(guó)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(dú)占鰲頭。綜觀冷戰(zhàn)后美國(guó)的太空活動(dòng)，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(dòng)各種私人太空開發(fā)計(jì)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(shí)代拓荒西部一樣拓荒天疆，美國(guó)總統(tǒng)與國(guó)會(huì)明確提出允許私人企業(yè)參與宇宙飛船的設(shè)計(jì)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(jiān)實(shí)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(jì)、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(tái)為自己的太空項(xiàng)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(guó)阿波羅號(hào)飛船、蘇聯(lián)“月球”號(hào)和“月球車”號(hào)自動(dòng)探測(cè)器的著陸地點(diǎn)。俄羅斯機(jī)械制造大學(xué)的科學(xué)家們計(jì)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(xiàng)目的目的是“證明太空既近又易到達(dá)”，并測(cè)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(yùn)送太空游客的可重復(fù)利用系統(tǒng)。“對(duì)游客的要求將不會(huì)太嚴(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(cè)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(jì)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(zhǎng)也呼吁政府向私人企業(yè)開放航天工業(yè)。

全俄社會(huì)輿論研究中心進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查顯示，約四分之三的俄羅斯人反對(duì)削減太空計(jì)劃預(yù)算，即使是在經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)期。調(diào)查結(jié)果顯示，約73%的俄羅斯公民反對(duì)削減太空計(jì)劃預(yù)算，即便是在經(jīng)濟(jì)危機(jī)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(fèi)。

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(guó)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(huì)時(shí)說，俄羅斯在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域擁有優(yōu)勢(shì)，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(yùn)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?cè)谝幌盗蓄I(lǐng)域落后于國(guó)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(shí)載人飛船和生產(chǎn)飛船發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的項(xiàng)目?！逼站┍硎?，“專家們估計(jì)，目前航天市場(chǎng)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(jī)會(huì)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(jì)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(shí)驗(yàn)室，更眾籌“燈塔衛(wèi)星”等航天項(xiàng)目。據(jù)悉，“燈塔計(jì)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(guó)國(guó)防與航空航天咨詢公司蒂爾集團(tuán)的最新調(diào)查預(yù)測(cè)，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(gè)。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(guó)際空間站任務(wù)的載人和貨運(yùn)飛船。

太空探索眼前的現(xiàn)實(shí)意義在哪？美國(guó)《巴爾的摩太陽報(bào)》1日刊登美國(guó)航空航天協(xié)會(huì)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(huì)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(zhǎng)期增長(zhǎng)，這是美國(guó)未來成功所在。^[2]

國(guó)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(guó)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(guó)成為真正的航天大國(guó)，是制造1萬輛坦克都無法獲得的國(guó)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(chǎng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也越來越大，這都是中國(guó)國(guó)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(duì)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者說，如果中國(guó)不奮起直追，就會(huì)和美俄等太空技術(shù)先進(jìn)國(guó)家產(chǎn)生“時(shí)代性差距”。^[2]

民用航天技術(shù)

中國(guó)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(zhǎng)足發(fā)展。中國(guó)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(gè)領(lǐng)域，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過長(zhǎng)足發(fā)展和不斷創(chuàng)新，中國(guó)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(gè)跨世紀(jì)的戰(zhàn)略任務(wù)。航天教育必須從兒童抓起，美國(guó)宇航界人士十分清楚，空間技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)蒂乃是空間技術(shù)人才的競(jìng)爭(zhēng)。因此他們提出“要培養(yǎng)從事航天活動(dòng)的經(jīng)理、科學(xué)家、工程師、社會(huì)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(shí)候．就把他的興趣吸引到航天領(lǐng)域中來?！边@個(gè)見解實(shí)在高明，也確是經(jīng)驗(yàn)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)?？臻g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(guó)在確定了這一方針之后，其航天教育形成了自己的特點(diǎn)。

美國(guó)航天教育的一個(gè)顯著特點(diǎn)是特別重視實(shí)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(jí)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(dòng)器的飛行、制作原理；動(dòng)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(shí)；提供太空人訓(xùn)練的真實(shí)設(shè)備“太空人模擬訓(xùn)練機(jī)”．讓小朋友們實(shí)習(xí)。最后的結(jié)業(yè)課程是1小時(shí)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(zhǎng)”。這激發(fā)了孩子們爭(zhēng)強(qiáng)好勝之心，學(xué)習(xí)時(shí)更打Ⅱ賣勁。

航天科學(xué)和技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn)越來越獲得人們的認(rèn)同，但是世界各國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展卻面臨人才斷層的情況。現(xiàn)在的客觀環(huán)境與五六十年代航天創(chuàng)業(yè)時(shí)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(duì)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(qiáng)航天教育，吸引更多的人加入航天隊(duì)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(gè)重要關(guān)鍵問題。為了激發(fā)青少年對(duì)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(guó)家已對(duì)航天教育采取了一些措施，尤其是美國(guó)航宇局、歐空局和中國(guó)的航天部門更關(guān)注自己的接班人問題，它們挑起了本國(guó)航天教育的大梁。其中，美國(guó)航宇局（NASA）表現(xiàn)得更出色，它對(duì)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(duì)太空探索的興趣，激發(fā)他們?cè)诳茖W(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(duì)伍中來。

早在1998年美國(guó)航宇局的戰(zhàn)略計(jì)劃中，就規(guī)定了“教育優(yōu)先”的原則，要求在航宇局的各項(xiàng)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(fèi)用于航天教育。在美國(guó)，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(guó)的10個(gè)研究中心，他們分別負(fù)責(zé)與全國(guó)50個(gè)州及特區(qū)聯(lián)系，組織各種與航天有關(guān)的課外活動(dòng)，進(jìn)行有關(guān)航天知識(shí)教育、鼓勵(lì)和幫助大、中、小學(xué)生參加太空實(shí)驗(yàn)。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(shì)，進(jìn)行宣傳教育是最快捷、最方便的方法，NASA當(dāng)然會(huì)利用這個(gè)有力的工具來進(jìn)行航天教育了。對(duì)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(gè)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(gè)子欄目：“關(guān)于NASA教育計(jì)劃”、“教育領(lǐng)導(dǎo)層”、“NASA中心和設(shè)備”、“NASA任務(wù)主管”、“績(jī)效考核”、“教育計(jì)劃”和“聯(lián)系方式”。我們來看看NASA是如何介紹它的教育計(jì)劃的：“NASA航空和航天發(fā)展的歷程，加深了人類對(duì)宇宙的了解，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)技術(shù)的突破，增強(qiáng)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(gè)共同的起源：教育?，F(xiàn)在，美國(guó)進(jìn)入了第二個(gè)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(guó)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(guó)教育計(jì)劃，支持美國(guó)的教育者們，這些教育者在準(zhǔn)備、激發(fā)、鼓勵(lì)、培育今天幼小的心靈成為明天的勞動(dòng)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(gè)主要的教育目標(biāo)：1）加強(qiáng)NASA和學(xué)生們的聯(lián)系；2）激發(fā)學(xué)生們對(duì)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(jì)劃”子欄目下，按照字母的順序，列出了NASA的教育計(jì)劃項(xiàng)目，多達(dá)80項(xiàng)，可見NASA對(duì)學(xué)生教育是多么重視。

此網(wǎng)頁的特點(diǎn)是分別針對(duì)學(xué)齡前兒童和小學(xué)低年級(jí)（Grades K-4）、小學(xué)高年級(jí)和初中（Grades 5-8）、高中（Grades 9-12）、大學(xué)生和研究生（Higher Education）知識(shí)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(jí)的科普資料。在“適合于教師”主欄目下除設(shè)立了上述4個(gè)子欄目外，還設(shè)立了“非正規(guī)教育”、“教學(xué)材料”、“教育TV時(shí)間表”、“最近的機(jī)會(huì)”。對(duì)航天教育感興趣的教師們點(diǎn)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(dòng)的計(jì)劃，有心的教師有可能通過它為自己的學(xué)生爭(zhēng)取到參加太空實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。例如，老師點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(zhǎng)、空間站進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)等。

在“適合于學(xué)生”主欄目下，也設(shè)立了上述4個(gè)子欄目和“最近的機(jī)會(huì)”欄目。學(xué)生們可以根據(jù)自己學(xué)識(shí)，從不同欄目中學(xué)習(xí)感興趣的航天知識(shí)和參加NASA有關(guān)的活動(dòng)。例如，“Grades K-4”適合學(xué)齡前兒童和小學(xué)低年級(jí)學(xué)生的欄目，這個(gè)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(dòng)、行為和學(xué)習(xí)缺乏目的性，要讓他們掌握深?yuàn)W的航天知識(shí)很困難。因此，NASA根據(jù)他們年齡的特點(diǎn)，在這個(gè)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(shí)，激發(fā)他們對(duì)航天的興趣，例如，有一個(gè)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(huì)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(dú)立性和自覺性，而且還要具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。同時(shí)，這是一個(gè)人獨(dú)立走向社會(huì)生活的準(zhǔn)備時(shí)期，也是一個(gè)人開始嚴(yán)肅考慮自己未來生活道路的時(shí)期。對(duì)這個(gè)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(shí)、為他們提供參加航天實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)、鼓勵(lì)他們參加NASA的航天任務(wù)和參加航天知識(shí)大賽等方式進(jìn)行航天知識(shí)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(gè)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(diǎn)，設(shè)立了“兒童俱樂部”欄目。這個(gè)欄目讓孩子們充分體驗(yàn)到學(xué)習(xí)航天知識(shí)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(dòng)物“雷蒙”參觀美國(guó)肯尼迪航天中心和航天飛機(jī)，“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(shí)。

NASA的另一項(xiàng)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(jìng)賽或者提供實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)的方式來實(shí)現(xiàn)的。2010年3月，NASA開始為公眾中的申請(qǐng)者提供到NASA實(shí)習(xí)或者參加科研工作的機(jī)會(huì)，藉此鼓勵(lì)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(qǐng)者還可以獲得由NASA提供的總額高達(dá)970萬美元的獎(jiǎng)學(xué)金。更可貴的是，公眾參與過程十分簡(jiǎn)單和公開透明，所有申請(qǐng)者都可以在NASA的網(wǎng)站上找到并且申請(qǐng)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(jì)劃

NASA充分認(rèn)識(shí)航天飛機(jī)和國(guó)際空間站是一個(gè)很好的航天教育平臺(tái)，它利用這個(gè)平臺(tái)開展了一場(chǎng)聲勢(shì)浩大的學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教育活動(dòng)。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(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)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(shí)觀測(cè)”是一項(xiàng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行地理知識(shí)教育設(shè)立的項(xiàng)目。為了進(jìn)行此計(jì)劃，美國(guó)航宇局特意在國(guó)際空間站上安裝了專用9罩相機(jī)，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(guó)際空間站上的航天員只負(fù)責(zé)安裝和撤卸照相機(jī)及傳輸照片。

在教室中完成的太空實(shí)驗(yàn)。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?cè)谒麄兊淖约旱慕淌抑型瓿赡M太空相應(yīng)條件的實(shí)驗(yàn)，或者進(jìn)行空間站上專業(yè)研究人員正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)的目的是讓學(xué)生們通過對(duì)比地面實(shí)驗(yàn)和太空實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的一個(gè)典型例子是學(xué)生們?cè)诘厍蛏系慕淌覂?nèi)種植種子，與此同時(shí)，航天員在國(guó)際空間站上種植同樣的種子，對(duì)比兩組種子發(fā)育過程的不同，就可以了解微重力對(duì)種子發(fā)育的影響。

參加美國(guó)航宇局的研究實(shí)驗(yàn)。美國(guó)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(yàn)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(shí)驗(yàn)中。例如，美國(guó)航宇局在國(guó)際空間站上進(jìn)行的一項(xiàng)毛細(xì)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，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(dòng)和液體流動(dòng)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(jì)的計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)，大學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)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(guó)際空間站的工程活動(dòng)。參加者主要是高等學(xué)校和大學(xué)生，他們參加國(guó)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(dòng)。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(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研發(fā)工作，這顆衛(wèi)星是放置在國(guó)際空間站上用來示范衛(wèi)星編隊(duì)飛行的動(dòng)態(tài)過程。學(xué)生們參與了概念論證、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、裝配、檢測(cè)和運(yùn)行全過程。

教育性示范活動(dòng)。為了提供航天教育的特殊資源和為了激勵(lì)學(xué)生們學(xué)習(xí)航天知識(shí)的興趣，美國(guó)航宇局將航天飛機(jī)和國(guó)際空間站作為一個(gè)特殊的“教室”，讓航天員在太空進(jìn)行簡(jiǎn)單有趣的太空實(shí)驗(yàn)，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。或者，允許各個(gè)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(dòng)，開闊了學(xué)生的眼界，擴(kuò)展了他們的課堂知識(shí)。

這些計(jì)劃為學(xué)生們提供了豐富和擴(kuò)大想象力的機(jī)會(huì)，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(dòng)。甚至是大一的學(xué)生也有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)自己在空間站上想進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。很多中學(xué)生參加了國(guó)際空間站的研究項(xiàng)目，這些項(xiàng)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(guó)際空間站的研究工作，完成了很多與國(guó)際空間站有關(guān)的項(xiàng)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(dòng)除了使學(xué)生們獲益外，對(duì)教師也有益。在進(jìn)行每項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前，首先要培訓(xùn)教師，為教師們召開一些研討會(huì)，讓他們首先了解有關(guān)的航天知識(shí)和如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，以便能夠指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，擴(kuò)大國(guó)際空間站的影響。教師是激發(fā)探險(xiǎn)精神的巨大源泉，教師們將所學(xué)到的知識(shí)用于他們的教學(xué)，能夠吸引更多的學(xué)生加入此活動(dòng)。

創(chuàng)新夏季計(jì)劃

近年來，美國(guó)中小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)和科學(xué)等知識(shí)的興趣不斷減弱，學(xué)習(xí)動(dòng)力明顯不足，成績(jī)顯著下降。例如，在2006年國(guó)際學(xué)生評(píng)估比較項(xiàng)目中，美國(guó)學(xué)生在30個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，科學(xué)排名第21名，數(shù)學(xué)排名第25名。長(zhǎng)此下去，將對(duì)美國(guó)保持世界科技領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，維持其科技經(jīng)濟(jì)頭號(hào)強(qiáng)國(guó)的國(guó)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(dòng)，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(dòng)員社會(huì)各方力量，通過媒體宣傳、電視節(jié)目、社區(qū)活動(dòng)、互動(dòng)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(qiáng)美國(guó)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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，聯(lián)邦政府撥款1000億美元用于教育，還動(dòng)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(huì)各界的積極響應(yīng)，紛紛采取行動(dòng)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(jì)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(shí)力為依托，提出并實(shí)施了“創(chuàng)新夏季”計(jì)劃。在2010年的整個(gè)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(yíng)利機(jī)構(gòu)、大學(xué)和高校教師開展合作，為參與該計(jì)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(jì)劃，既有涉及各學(xué)術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)講座和課程，也有激發(fā)想象力和創(chuàng)造力的設(shè)計(jì)競(jìng)賽，更邀請(qǐng)教師和學(xué)生直接參與到NASA眾多的任務(wù)和項(xiàng)目中，與專家一道開展科研開發(fā)和實(shí)際操作。同時(shí)，該計(jì)劃將一直持續(xù)下去，在假期結(jié)束重返校園后，NASA仍會(huì)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(shí)踐的機(jī)會(huì)。NASA相信通過該計(jì)劃的實(shí)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(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣，逐步培養(yǎng)他們的科學(xué)意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí)。^[3]