空间技术与海洋技术解读

第三宇宙速度(16.7 km/s): 摆脱太阳引力束缚，飞离太阳系
三、空间技术的原理
2. 反作用推力和运载火箭
>1500k高m空， ? 空气分子 =3.2×1010/ｍ3, 浮力太小。
1903年齐奥尔科夫斯基提出火箭公式
v
?
vP
ln
M0 M
v为终速, vP喷气速度, M0为原始质量, M为所剩质量
按应用分：
科学卫星
通信、气象
空 间
人造卫星( 绕地运行) 应用卫星
侦查、导航
无人航天器
技术试验卫星 测地、等
技 术
空间探测器
探月球 探行星
三
大 组 成 部
人造飞船 卫星式，登月式
载人航天器 空间站
航天飞机
分
航天器的设计要求标准化和星体结构的积木化
航天器分成两个舱 : 空
间 标准化公用舱 技
术 三
一、空间和空Βιβλιοθήκη Baidu资源
1、空间：人类的第四环境
? 人类逐步扩展的活动范围：从陆地? 海洋? 大气层( 稠密空
间) ? 外层空间
简称宇宙空
? 人类的第一环境：陆地 间或太空
? 人类的第二环境：海洋
? 人类的第三环境：大气层
? 人类的第四环境：外层空间
一、空间和空间资源
1、空间：人类的第四环境 ? “天” ( 外层空间简称外空) 的两种理解： ? 地球大气层以外的无限遥远空间称之为“天” ? 地球大气层外、太阳系以内的有限空间叫做“天” ? 通常把离地球表面100—120km以上的区域称为外层空间——
四、空间技术的三大组成部分
? 三大组成部分：航天器、运载器、地面测控系统 ? 航天系统：运载器、航天器、发射场和回收设施、航天测控、
数据采集网和用户台站( 网) 等互相配合, 协调工作，共同组 成的系统。 1. 航天器( 亦称空间飞行器、太空飞行器) ：飞向宇宙空间或在 宇宙空间飞行的所有装臵的统称。 航天器按原理分： ? 近地轨道宇宙飞行器 ? 行星际宇宙飞行器
间 ，向地球下落；航天器或者进入绕地球轨道，或者在给以一
技 术
定动量情况下，继续飞向太空目的地。
三 大
航天器现阶段采用的三种电源( 带动所携带的各种设备)
多级火箭接力办法: 在火箭垂直发射时，让最下面一级先工作，
完成任务后脱离，接着启动上面一级，进一步提高速度。
vm ? v0 ? vP1lnN1 ? vP2lnN2 ? ? ? vPnlnNn
vP1 ? vP 2 ? vP 3 ? 2500 m ?s-1 N1 ? N 2 ? N 3 ? 6 vm ? 2500 ln6 3 ? 13440 m ?s-1 足以发射人造地球卫星
和技术成就的综合集成。 ?空间技术是一门快速的、大范围的、在宏观尺度上最能发
挥作用的科学技术。 ③空间技术对国家现代化和社会进步具有重要作用。 ④空间活动也是高投入、高效益、高风险的事业。
二、空间技术：铺向通天路
2. 空间技术的作用
? 全波段天文观测 ( 摆脱了大气层阻碍，可以接收到来自宇宙天体的全部 电磁辐射信息)
具有电源、推进、姿控、通信与数据处理等多种基本功能
大 组
专用设备舱
成 可根据不同任务的需要，换装不同科
部 分
研或应用方面的有效载荷。既有利于
卫星的总装和测试，又便于利用航天
飞机对卫星进行空中维修和更新。
航天器基本上是无动力的，依靠运载火箭，通常为第二级
空 火箭提供的初速来运动。运载火箭在燃料耗尽后就自动分离
重等特殊环境)
二、空间技术：铺向通天路
3. 空间技术的意义
1) 空间技术使人类进入第四环境。 2) 在科学技术上，空间活动带动和促进了众多学科的发展。尤其使
现代通信技术跃入崭新时代，目前 2/3以上的洲际通信由通信卫星 承担。 3）在经济上，太空活动具有很高的经济和社会效益。 4）在军事上，占有空间优势就具有军事战略优势。 5）在政治上，空间技术极大地提高了国家在综合国力及其在国际活 动中的地位。
? 实现对空间环境的直接探测以及对月球和太阳系大行星的逼近观测和直 接取样观测
? 迅速而大量地收集有关地球大气、海洋和陆地的各种各样的电磁辐射信 息，直接服务于气象观测、军事侦察和资源考察等方面
? 实现全球卫星通信、广播、导航和大地测量 ( 卫星作为空间无线电中继站) ? 在航天器上进行各种重要的科学实验研究 ( 利用空间高真空、强辐射和失
二、空间技术：铺向通天路
? 空间技术： 涵盖航天技术和航宇技术 ? 由于在相当长的时间内，人类主要还是在太阳系内
从事活动，因此， 当今把航天技术和空间技术视为 同义词已得到公认。 ? 目的：利用空间飞行器作为手段来研究发生在空间 的物理、化学和生物等自然现象。
二、空间技术：铺向通天路
1. 空间技术的主要特点 ?空间技术是一门高度综合性的科学技术，是很多现代科学
第四环境可到达无穷远的宇宙深空 。
一、空间和空间资源
2、进入第四环境需要克服的难关 ? 克服地球甚至太阳系的万有引力。 ? 克服真空。 ? 适应剧烈变化的温度环境。 ? 防止有害辐射。
一、空间和空间资源
3、第四环境中蕴藏着的空间资源
? 相对地面的高位臵资源； ? 微重力环境资源； ? 高真空、高洁净环境资源； ? 超低温资源； ? 太阳能资源； ? 月球及其行星资源等。
三、空间技术的原理
1. 万有引力和宇宙速度
万有引力定律
f
?
G
Mm r2
第一宇宙速度(7.9km/s) ：使物体绕地球作圆周运动
Mm v2
G
r2
?m ? r
v?
GM r
第二宇宙速度(11.2 km/s): 摆脱地球引力束缚，飞离地球
1 mv2 2
Mm ? G R2
?
1 2
mv?2
?
0
?
v?
2G M r
空间技术与海洋技术
第一节 空间技术
? 空间技术：又称航天技术，是探索、开发利用太空及地球 以外天体的一门综合性技术。
? 太空泛指宇宙空间，即大气层以外的外层空间，是人类在 陆地、海洋、大气层空间以外的第四活动领域， 被称为第 四环境。
? 航空：人类在大气层内的航行活动。 ? 航天：人类在大气层外到太阳系内的航行活动。
三、空间技术的原理
3. 太空轨道和航天器的运行
低轨道卫星一般直接入轨，即火箭连续工作，当最后一级 火箭发动机关机时，卫星就可进入预定轨道。中、高轨道卫 星常常滑行入轨。其发射轨道由火箭发动机工作时的主动段、 发动机关机后靠惯性飞行的滑行段和发动机两次工作时的加 速段组成。地球静止轨道卫星常常采用过渡转移轨道入轨。