程如煙
(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所,北京 100038)
各國加強(qiáng)國際公共疆域科研探索的宏觀戰(zhàn)略及啟示
程如煙
(中國科學(xué)技術(shù)信息研究所,北京 100038)
近年來,太空、深海和極地等國際公共疆域因其蘊(yùn)藏的巨大資源和重要的戰(zhàn)略價值而受到世界各國的高度重視。本文對國際公共疆域蘊(yùn)藏的資源進(jìn)行概要的闡述,并對各國為獲取國際公共疆域開發(fā)優(yōu)先權(quán)而采取的科學(xué)研究和探索舉措進(jìn)行分析,最后探討我國應(yīng)采取的科技對策。
國際公共疆域;科學(xué)研究與探索;國際科技合作
Abstract:In recent years,many countries lay stress on the development of space,deep sea and pole area.This paper first gives a brief introduction of the enormous resources contained in these areas.Then it analyzes the scientific research and exploration efforts that many countries have taken to obtain the exploration priority.At last this paper puts forward some suggestions.
Key words:international common area;scientific research and exploration;international S&T cooperation
近年來,人口的增長、能源的短缺、環(huán)境的惡化、各國承載壓力的增大使得很多國家把目光瞄準(zhǔn)其管轄范圍之外的國際公共疆域——太空、深海和極地,這些地方因蘊(yùn)藏巨大的能源和資源、涉及國家重大利益而成為各國科技角力的熱點(diǎn)疆域。
國際公共疆域蘊(yùn)藏著豐富的自然資源、生物資源、能源和礦產(chǎn)資源。隨著氣候變暖,南北極冰川的融化,南北極豐富的自然資源引起各國“垂涎三尺”。北極地區(qū)蘊(yùn)藏著大量的石油和天然氣,其儲量預(yù)計(jì)為幾十億噸。南極最具代表性的地下能源是冰蓋之下和周邊海底中的可燃冰,經(jīng)預(yù)測,其埋藏量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了地球上現(xiàn)存的所有化石燃料,是能夠替代石油或煤炭的清潔能源。南極石油儲量達(dá)千億桶之多,天然氣達(dá)5萬億立方米。此外,南北極地區(qū)還富含大量的銅、鈷、鎳、鉛、鋅、金、銀、金剛石、石棉以及稀有元素等礦產(chǎn)資源。
深海海底富含各種礦產(chǎn)資源、生物資源和能源,在水深4000~6000米的海底,富含銅、鎳、鈷、錳等金屬的多金屬結(jié)核;海底山表面含有大量的富鈷結(jié)殼,大洋中脊和斷裂活動帶的熱液中含有多金屬硫化物;深海熱液噴口區(qū)和海山區(qū)的生物群落因其生存的特殊環(huán)境具有重要的研究價值,例如嗜高溫細(xì)菌因?yàn)樵谌毖?、高壓、高溫、黑暗、有毒環(huán)境下具有強(qiáng)大的生命力,因而能夠用于廢料處理,特別是可以有效地降解常規(guī)細(xì)菌所難以降解的有毒廢料,使其轉(zhuǎn)化為對人類無害的物質(zhì)。除環(huán)保產(chǎn)業(yè)外,深海細(xì)菌在采礦、冶金、造紙、食品、醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)均有廣泛的應(yīng)用前景。在礦業(yè)部門,生物選礦已是一種實(shí)用技術(shù),利用不同溫度(100~300℃)的菌種,通過它們的嗜硫、嗜砷作用可有效地富集金、銅、鎳等金屬。
浩瀚無垠的太空更是擁有很多特殊的資源,月球上的氦-3有可能是未來能源的主要來源,太陽同步軌道因承載所有氣象、災(zāi)害、海洋、資源等對地觀測衛(wèi)星而成為寶貴的軌道資源。此外,太空中與地球環(huán)境類似的其他星球在未來可能成為人類生活的棲息地。
除了蘊(yùn)藏巨大資源之外,國際公共疆域?qū)τ谑澜绺鲊€具有重要的戰(zhàn)略價值,如氣候變暖所導(dǎo)致形成的北極航道將成為全世界最有價值的航道之一;對極地、太空的研究有助于解決氣候變化等國際重大問題;作為國家主權(quán)的延伸,太空和海洋對于國家安全具有極其重要的戰(zhàn)略價值,等等。
在國際公共疆域的勘探問題上,國際上通行的做法是,誰先勘探,誰享有優(yōu)先權(quán)。為取得國際公共疆域開發(fā)的優(yōu)先權(quán)以便在其未來的開發(fā)和利用上占據(jù)先機(jī),世界各國都非常重視對這些地方的科學(xué)研究和探索,加大了科技投入并啟動了專門的計(jì)劃。
自從2004年美國提出以探索火星和其他行星為目標(biāo)的“太空探索新構(gòu)想”以來,各國掀起載人太空探索活動熱潮。美、俄、歐、日、印等都瞄準(zhǔn)月球、火星等目標(biāo),制定了載人太空探索計(jì)劃。盡管近兩年全球爆發(fā)金融危機(jī),但各國的太空開發(fā)預(yù)算并沒有受到影響。
美國是全球唯一的空間技術(shù)超級大國,一直引領(lǐng)著世界空間技術(shù)的發(fā)展。為推進(jìn)對太空的科學(xué)研究,美國政府近年來大力增加了航空航天局的研發(fā)預(yù)算。2011年,美國航空航天局的研發(fā)預(yù)算比2010年增加了 18.3%(17 億美元)[1]。 2010 年 4 月,奧巴馬總統(tǒng)宣布了新太空探索計(jì)劃,放棄旨在重返月球的“星座計(jì)劃”,而將火星作為美國載人航天計(jì)劃的目的地[2]。 為此,美國航空航天局(NASA)今后 5 年的預(yù)算將增加60億美元,用于鼓勵私營企業(yè)開發(fā)運(yùn)送宇航員前往國際空間站的飛船和火箭。通過該計(jì)劃,美國希望到2025年能對太陽系進(jìn)行深入探索,到21世紀(jì)30年代中期,美國具有運(yùn)送宇航員平安往返火星軌道的能力。
俄羅斯是航天強(qiáng)國,其空間領(lǐng)域在全球享有很高的聲望。2005年,俄羅斯批準(zhǔn)了《2006—2015年俄聯(lián)邦航天發(fā)展規(guī)劃》,提出了未來10年的重點(diǎn)航天發(fā)展項(xiàng)目,其重點(diǎn)包括發(fā)展和完善GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng),制造并發(fā)射70顆新型衛(wèi)星;加強(qiáng)太空科學(xué)實(shí)驗(yàn);確保載人飛行計(jì)劃和國際空間站組裝以及基礎(chǔ)科學(xué)探測等任務(wù)。為此,俄羅斯未來10年內(nèi)將為太空項(xiàng)目撥款3050億盧布 (約合106億美元)。2010年,俄羅斯總理普京表示,俄羅斯要超前發(fā)展GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),本年將發(fā)射6顆衛(wèi)星,從而讓GLONASS覆蓋整個地球。
為推進(jìn)歐洲的太空開發(fā)能力,歐洲航天局加大了資金投入力度,2008年底,歐洲航天局決定投資100億歐元用于未來幾年的太空探索,以逐步實(shí)現(xiàn)載人航天、火星生命探測等重大計(jì)劃。
日本負(fù)責(zé)航空航天研發(fā)工作的宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)指出,未來20年,日本航天研發(fā)目的是監(jiān)視自然災(zāi)害和氣候變化、探索太空之謎、開發(fā)與積累可靠而有競爭力的技術(shù)。日本政府宇宙開發(fā)戰(zhàn)略總部2009年提出載人航天開發(fā)構(gòu)想,建議在2020年前將機(jī)器人、2030年前將人送上月球。不過,在航天技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面,日本與歐美國家相比還有較大差距[3]。
為打造航天大國地位,印度高度重視空間技術(shù)的發(fā)展,2001年制定了空間技術(shù)發(fā)展十年計(jì)劃(2001—2010年)框架。2006年啟動登月計(jì)劃,目標(biāo)是2020年實(shí)現(xiàn)印度人在月球上行走。2009年啟動25億美元左右的載人航天計(jì)劃,準(zhǔn)備在2013—2015年期間將航天器送往火星。
其他國家也非常重視空間科學(xué)研究,例如澳大利亞聯(lián)邦政府2010年新啟動了總額為4000萬澳元的太空研究計(jì)劃(ASRP)等。
目前世界上100多個沿海國家都非常重視深海科學(xué)研究,以抓緊開發(fā)利用海洋資源和空間,從事海洋環(huán)境探測、海洋資源調(diào)查開發(fā)、海洋油氣開發(fā)等。在深海技術(shù)方面,美國在深潛器、深海機(jī)器人、深海鉆探船以及深海觀測光纜方面擁有世界最先進(jìn)的技術(shù),日本在深海鉆探船、深海機(jī)器人以及遙控?zé)o人探測器方面頗有建樹,巴西的深海石油開采技術(shù)世界領(lǐng)先,俄羅斯在深海載人潛水器方面技術(shù)領(lǐng)先,其他一些國家也各有優(yōu)勢。為保持自身的科技優(yōu)勢,海洋大國紛紛加大海洋科技投入,特別是日本、美國、英國、法國等國,近年來出臺了專門的海洋科技計(jì)劃,加強(qiáng)深海研究,以依靠先進(jìn)的海洋科學(xué)技術(shù)支撐和實(shí)施其海洋發(fā)展戰(zhàn)略。
近年來,美國十分關(guān)注海洋科技的發(fā)展,并提出誰最先獲得公海海底的科學(xué)數(shù)據(jù),誰就可以優(yōu)先享有開發(fā)權(quán)。2007年1月,美國發(fā)布了《美國海洋科學(xué)未來十年之路——海洋優(yōu)先研究領(lǐng)域計(jì)劃和實(shí)施戰(zhàn)略》,提出了海洋研究的六大研究主題:海洋自然資源和文化資源的管理;應(yīng)對自然災(zāi)害的能力;開啟海上作業(yè);海洋在氣候中的作用;改善生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況;增強(qiáng)人類健康。針對這六大研究主題,戰(zhàn)略還提出了20項(xiàng)優(yōu)先領(lǐng)域以及近期的四項(xiàng)研究重點(diǎn)[4]。
日本非常重視海洋科技研發(fā)。太空和海洋開發(fā)是日本第三期科技基本計(jì)劃確定的四大推進(jìn)領(lǐng)域之一。2008年,日本制定了《海洋基本計(jì)劃草案》,提出要加強(qiáng)海洋科技研究并推進(jìn)海洋調(diào)查。在研究方面,日本應(yīng)推進(jìn)基礎(chǔ)研究,包括充實(shí)船舶研究、設(shè)備研究基礎(chǔ),加強(qiáng)海洋問題對策研究,強(qiáng)化海洋科技創(chuàng)新體制,加強(qiáng)合作等。在海洋調(diào)查方面,草案提出要收集整理與海洋管理有關(guān)的基礎(chǔ)情報(bào),統(tǒng)一管理海洋情報(bào),加強(qiáng)國際合作交換海洋調(diào)查情報(bào)數(shù)據(jù)等。
韓國政府2000年制定了《海洋開發(fā)基本計(jì)劃》,決定開展深海資源研究、生物多樣性保存研究、沿海地區(qū)災(zāi)害防范研究和利用海洋生物開發(fā)新物質(zhì)等一系列科學(xué)考察和研究。韓國在海洋科學(xué)領(lǐng)域的研究開發(fā)預(yù)算與其他領(lǐng)域相比相對較少,因此從2003年10月起,韓國政府在相關(guān)范圍內(nèi),開展了促進(jìn)制定“海洋科學(xué)技術(shù)開發(fā)計(jì)劃”的活動,主旨是擴(kuò)大政府的投資,促進(jìn)系統(tǒng)性的海洋科學(xué)技術(shù)開發(fā)等。
歐盟成員國也高度重視海洋科學(xué)研究,英國海洋研究的優(yōu)勢領(lǐng)域是海床測繪和水下機(jī)器人。2007年12月,英國啟動了《海洋2025》的重大海洋研究計(jì)劃,將在未來五年里向該計(jì)劃提供大約1.2億英鎊的科研經(jīng)費(fèi),提出建立英國海洋數(shù)據(jù)中心、平均海平面永久服務(wù)中心以及海藻與原生動物樣品收集中心。2010年2月,英國發(fā)布了《2010—2025年海洋科學(xué)戰(zhàn)略》,明確了英國海洋科學(xué)的三大優(yōu)先領(lǐng)域:了解海洋生態(tài)系統(tǒng)如何運(yùn)行;應(yīng)對氣候變化并了解其與海洋環(huán)境的相互影響;維持和增加海洋生態(tài)系統(tǒng)的效益[5]。
在極地勘探問題上,國際上有一條不成文的規(guī)定,每個地區(qū)誰能首先勘探成功,誰就擁有優(yōu)先設(shè)站權(quán),此后其他國家在該地區(qū)的科考活動必須征得設(shè)站國的同意,而且必須由設(shè)站國牽頭。在南極獲取優(yōu)先設(shè)站權(quán)意味著該國在南極的存在和地位,因此,世界各國近年來越來越重視極地科學(xué)考察和研究,一些國家為此設(shè)立了專門的部門,美、俄、英、法、日等20多個國家在南極和北極設(shè)立了科學(xué)考察站。
美國對極地研究的支持力度據(jù)世界首位,早在1999年其他國家的極地研究經(jīng)費(fèi)只有幾百萬美元的時候,美國的極地研究經(jīng)費(fèi)已經(jīng)突破了2.5億美元。美國負(fù)責(zé)極地研究的機(jī)構(gòu)是國家科學(xué)基金會(NSF),其通過下屬的極地項(xiàng)目辦公室(OPP)具體運(yùn)作與管理極地研究項(xiàng)目。近年來,國家科學(xué)基金會的極地研究預(yù)算不斷增加,2010年比2009年增加3308 萬美元[6]。
英國負(fù)責(zé)南極科學(xué)考察和研究的機(jī)構(gòu)是英國自然環(huán)境研究委員會下屬的南極局(BAS),該機(jī)構(gòu)承擔(dān)了英國絕大部分的南極科學(xué)研究任務(wù),其2005—2012年戰(zhàn)略規(guī)劃提出,到2012年,英國南極局要成為南極地區(qū)全球科學(xué)研究的國際一流中心。其戰(zhàn)略規(guī)劃確定的核心科學(xué)計(jì)劃包括南極的全球性或區(qū)域性變化信息、南極生物群落的多樣性和演化、南大洋科學(xué)和地球系統(tǒng)綜合研究。
俄羅斯在極地研究方面繼承了蘇聯(lián)的雄厚實(shí)力,在南極大陸周圍,共分布著俄羅斯8個常年考察站和6個夏季考察站。雖然由于財(cái)政緊張,幾個考察站暫時關(guān)閉,但俄羅斯在極地研究方面所取得的成果始終處于世界前列。2007年8月,由俄國家杜馬副主席奇林伽羅夫率領(lǐng)的俄科考人員利用“和平號”深海探測器下潛到4000多米深的北冰洋海底,插上了一面鈦制的俄羅斯國旗。俄羅斯科考人員還對羅蒙諾索夫海嶺等北冰洋海底地質(zhì)進(jìn)行了地質(zhì)測量,并據(jù)此提出了羅蒙諾索夫海嶺和門捷列夫高地屬于俄羅斯大陸架的自然延伸的論斷。
日本也非常重視極地研究,其2007年預(yù)算中對南極觀測和海洋地球科技領(lǐng)域預(yù)算總額為519億日元。日本負(fù)責(zé)極地研究的機(jī)構(gòu)是國立極地研究所(NIPR),其主要任務(wù)包括開展極地大氣物理、地球科學(xué)、冰川學(xué)、氣象學(xué)和生物學(xué)研究,負(fù)責(zé)執(zhí)行日本南極考察科學(xué)項(xiàng)目與后勤項(xiàng)目以及南極考察站的日常維護(hù),收集、處理和儲存極地考察采集的樣品和數(shù)據(jù)。
極地科學(xué)研究也受到了其他很多國家的重視,例如,加拿大政府安排了兩年(2010—2011年)共計(jì)1800萬加元的工作站設(shè)計(jì)經(jīng)費(fèi),同時還撥款200萬加元用于資助建立加拿大北極研究工作站的可行性研究。
國際公共疆域的公共性促使各國高度重視國際合作,大規(guī)模的國際科學(xué)合作成為國際公共疆域科學(xué)研究和探索的重要特征。
在太空科學(xué)研究方面,全球最大規(guī)模的國際合作項(xiàng)目是國際空間站。該空間站以美國、俄羅斯為首,加拿大、日本、巴西和歐空局等十幾個國家和國際組織參與研制。國際空間站作為科學(xué)研究和開發(fā)太空資源的手段,為人類提供一個長期在太空軌道上進(jìn)行對地觀測和天文觀測的機(jī)會。其他的合作項(xiàng)目包括歐盟成員國(也包括其他一些非歐盟成員國)共同參與的伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)劃,中國、美國、巴西、加拿大、俄羅斯、澳大利亞、印度等三十多個國家共同參與的全球?qū)Φ赜^測系統(tǒng),歐盟與中國合作的地球空間雙星探測計(jì)劃等。此外,2008年3月,美國航空航天局提議將所有國家的無人登陸器都聯(lián)合起來,組成國際月球網(wǎng)絡(luò)(ILN)。
在深海科學(xué)研究方面,國際開展的重大科學(xué)合作計(jì)劃包括國際深海鉆探計(jì)劃(DSDP)、國際大洋鉆探計(jì)劃(ODP)以及國際綜合大洋鉆探計(jì)劃(IODP)。1968—1983年進(jìn)行的國際深海鉆探計(jì)劃有20多個國家參與,在624個海上鉆探場地共打了1092眼鉆孔,施工場地最大水深為7044米,最深鉆孔為1741米。1985—2003年進(jìn)行的國際大洋鉆探計(jì)劃是國際深海鉆探計(jì)劃的后續(xù)計(jì)劃,其目標(biāo)是從全球海底取樣,研究地殼演化及環(huán)境,其成員有20多個國家和地區(qū)。2003年啟動的國際綜合大洋鉆探計(jì)劃由國際大洋鉆探計(jì)劃發(fā)展而來,旨在打穿大洋殼,揭示地震機(jī)理,查明深部生物圈和天然氣水合物,理解極端氣候和快速氣候變化的過程,為國際學(xué)術(shù)界構(gòu)筑起新世紀(jì)地球系統(tǒng)科學(xué)研究的平臺,同時為深海新資源勘探開發(fā)、環(huán)境預(yù)測和防震減災(zāi)等實(shí)際目標(biāo)服務(wù)。該計(jì)劃由美日發(fā)起,歐盟作為共同體加入。中國、韓國、澳大利亞、新西蘭以及印度作為準(zhǔn)成員國也加入了該計(jì)劃[7]。
在極地科學(xué)研究和考察方面,世界至今組織了四次國際極地年活動。2007年3月,第四次國際極地年正式啟動,來自60多個國家的5萬名科學(xué)家參加了為期2年的極地科學(xué)考察。為了在國際極地年活動中扮演領(lǐng)導(dǎo)者的角色,美國率先啟動了國際極地年活動。在第四次國際極地年活動期間,俄羅斯舉行了80多次科考活動以及7個大類約100多項(xiàng)科研項(xiàng)目。
隨著我國經(jīng)濟(jì)科技實(shí)力的增強(qiáng),我國近年來加大了對國際公共疆域的科學(xué)研究和探索,在很多方面取得了巨大的進(jìn)步,如神舟七號的發(fā)射成功、7000米載人潛水器的研制成功等。但是,也應(yīng)承認(rèn),由于起步晚,我國在空間、深海、極地科學(xué)研究和探索方面與很多國家還有相當(dāng)大的差距。在航天重要領(lǐng)域,我國與世界航天水平的差距保守估計(jì)為10年到15年;在深海研究領(lǐng)域,我國除了深海技術(shù)裝備整體研制和生產(chǎn)能力跟發(fā)達(dá)國家有一定差距外,我國深海通用基礎(chǔ)件技術(shù)薄弱甚至空白,例如深海浮力材料、海洋工程材料、水密線纜、水下電機(jī)、水下通訊等一系列相對低價但非常重要的基礎(chǔ)材料和元器件,我國幾乎全部依賴進(jìn)口;在極地科考方面,我國起步于80年代初期,與先進(jìn)國家差距一個世紀(jì)。
為此,我們要進(jìn)一步加強(qiáng)對國際公共疆域的科學(xué)研究和探索力度,加大資金投入,設(shè)立專門計(jì)劃,進(jìn)一步縮小與發(fā)達(dá)國家的整體差距。
航天、深海和極地科學(xué)研究和探索具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出、效益滯后的特征。因此,必須選擇好重點(diǎn)領(lǐng)域和實(shí)現(xiàn)路徑。一旦決策錯誤,將給國家和人民帶來沉重負(fù)擔(dān),前蘇聯(lián)在這方面的教訓(xùn)十分深刻,在冷戰(zhàn)時期,美國大肆吹噓太空軍備競賽,誘騙前蘇聯(lián)在航天領(lǐng)域投入傾國的財(cái)力和物力,成為拖垮前蘇聯(lián)的重要因素之一。
當(dāng)前,我國的財(cái)力還無法與美歐等相比,因此,在國際公共疆土的科學(xué)研究和探索上,我們必須根據(jù)我國的承受能力和實(shí)際需要,選擇那些為社會所急需的項(xiàng)目攻關(guān)和突破,從而使有限的資金發(fā)揮最大的效益。
在國際公共疆域的科學(xué)研究方面,國際上開展了很多大科學(xué)計(jì)劃,如國際空間站計(jì)劃、伽利略計(jì)劃、國際綜合大洋鉆探計(jì)劃、國際極地年計(jì)劃等。這些計(jì)劃代表著各領(lǐng)域最先進(jìn)的科研水平,參與這些計(jì)劃有助于提升一個國家的科技實(shí)力,也是一個國家科研水平的重要體現(xiàn)。
當(dāng)前,我國已經(jīng)參加了很多相關(guān)的國際大科學(xué)計(jì)劃,但是,還應(yīng)注意到,至今為止,我們的參與程度還很不夠。例如,還沒有參加航天領(lǐng)域最重要的國際空間站計(jì)劃,還沒有成為國際綜合大洋鉆探計(jì)劃的正式成員(目前還是參與成員)。隨著我國科技實(shí)力的增強(qiáng),我國應(yīng)該積極參與國際公共疆域的重要大科學(xué)計(jì)劃,并爭取在我國設(shè)立國際大科學(xué)計(jì)劃的國際項(xiàng)目處,以便獲取較大的發(fā)言權(quán)、利用國際財(cái)源促進(jìn)本國在該領(lǐng)域的發(fā)展、吸引國際優(yōu)秀人才以及獲取最新的信息和成果等。此外,我國還應(yīng)具有前瞻性的戰(zhàn)略眼光,在我國具有優(yōu)勢的國際公共疆域牽頭國際大科學(xué)計(jì)劃。
可以預(yù)見,隨著“圈天運(yùn)動”、“圈海運(yùn)動”以及“圈極運(yùn)動”的日益激烈,世界各國對國際公共疆域研究的競爭也會愈演愈烈,而這背后,實(shí)則暗藏著各種利益之爭:能源之爭,資源之爭,航運(yùn)之爭,領(lǐng)土領(lǐng)海之爭,科技實(shí)力之爭和國家利益之爭。
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(責(zé)任編輯 遲鳳玲)
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Cheng Ruyan
(Institute of Scientific and Technical Information of China,Beijing 100038,China)
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國家軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“主要國家科技政策比較研究”(2009GXS1K008)。
2010-05-05
程如煙(1969-),女,中國科學(xué)技術(shù)信息研究所戰(zhàn)略研究中心;研究方向:科技創(chuàng)新政策、科技投入等。