深空探测的意义

深空探测导论大作业

一、深空探测的意义

深空探测是在卫星应用和载人航天取得重大成就的基础上，向更广阔的太阳系空间进行的探索。通过深空探测，能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状，进一步认识地球环境的形成和演变，认识空间现象和地球自然系统之间的关系。

那么，深空探测的意义何在呢？在我看来，深空探测可以进一步解答地球如何起源与演变、行星和太阳系究竟是如何形成和演化、人类是不是宇宙中唯一的智慧生命、地球的未来将如何等一系列问题，同时有利于人类积极开发和利用空间资源。

对于地球的起源我们已经有了初步的推断：约在50亿年以前，银河系中存在着一块太阳星云。太阳星云是一团尘、气的混合物，形成时就有自转。在它的引力收缩中，温度和密度都逐渐增加，尤其在自转轴附近更是如此。于是在星云的中心部分便形成了原始的太阳。其余的残留部分围绕着太阳形成一个包层。由于自转，这个包层沿着太阳赤道方向渐渐扩展，形成一个星云盘。星云盘的物质不是太阳抛出来的，而是由原来的太阳星云残留下来的。星云盘是行星的物质来源，所以行星不是由太阳分出来的。太阳星云原含有不易挥发物质的颗粒，它们互相碰撞。如果相对速度不大，化学力和电磁力可以使它们附着在一起成为较大的颗粒，叫做星子。在引力、离心力和摩擦力（可能还有电磁力）的作用下，星子如尘埃物质将向星云盘的中间平面沉降，在那里形成一个较薄、较密的尘层。因为颗粒的来源不同，有一个总的趋势：随着与太阳的距离增加，高温凝结物与低温凝结物的比值减小。尘层形成后，除在太阳附近外，温度是不高的。太阳带有磁场，辐射着等离子体和红外线，不断地造成大量的物质和角动量的流失。由于磁场的作用，太阳的角动量也有一部分转移给尘层，使它向外扩张。在扩张的过程中，不易挥发和较重的物质就落在后面。这就使尘层的成分在不同的太阳距离处，大有不同，而反映在以后形成的行星的物质成分上。尘层是一个不稳定的系统。在太阳的引力作用下，很快瓦解成许多小块的尘、气团。由星云盘产生尘层所需的时间比较短，但形成小行星大小的星子则约需104年。星子绕太阳运行时常发生碰撞。碰撞时，有的撞碎，有的合并增长。当一个星子增长到半径约几百公里时，它的引力就足以干扰附近星子的运行轨道而使它们变形和倾斜。于是原来扁平的运行系统就变厚起来。同时，星子越大，它的引力增长也越快。在一个空间区域里的最大星子很容易将它附近的较小星子吞并而积聚成一个行星的核心，最后将一定区域内的尘粒和星子基本扫光而形成行星。在尘层中，只有几个星子能增长成为行星，其余的都被吞并。太阳系仍是扁平的。这是许多星子和尘埃物质积聚后的平均结果。这就是对地球形成的初步推测，而这些推测的依据，就源自深空探测，对太阳及其他太阳系内星体构成元素的探测，速度等指标的测量等等。尽管目前为止还没有发现任何地球外的生命星球，但我们不会停下深空探测的脚步，最终会揭开宇宙那重重的神秘面纱。

二、对课程的感想

对深空探测进行了半个学期的学习，我对我国的深空探测项目有了深厚的兴趣，于是查找了不少资料，一下是我的一些所得和感受：

深空探测是相对于近地轨道航天器而言的。根据2000年发布的《中国的航天》白皮书中的定义, 国内目前将对地球以外天体开展的空间探测活动称为深空探测。这个定义也不是一成不变的, 随着人类航天科技水平和能力的提高 , 深空和深空探测的概念也会逐渐发展。人类的航天活动一般可分为地球应用卫星、载人航天和深空探测三大领域。我国在前两个领域已经取得令人瞩目的成就。在此基础上开展深空探测活动 , 是航天技术发展的必然选择 , 也是人类进一步了解宇宙、认识太阳系、探索地球与生命的起源和演化、获取更多科学认识的必须手段。开展深空探测对于科技进步和人类文明的发展具有显著的作用和意义, 具体表现为:提高国家综合国力, 振奋民族自尊心 , 增强民族凝聚力 ;深空探测是人类走出地球 , 进入深空的重要手段 , 有利于开发和利用空间资源, 服务于人类社会的可持续发展;深空探测能够促进行星科学、地球与行星科学、太阳系演化、空间天文学、空间物理学、空间材料科学、空间环境科学与微重力科学等基础学科的交叉渗透与创新发展;深空探测将直接促进航天整体技术水平的提升 , 同时还将带动电子、信息、材料、能源等科学技术的发展;深空探测能够推动科技教育的发展, 激励更多的青少年投身科学事业, 提高全民族的科学素质和自主创新意识;开展深空探测有利于促进航天活动的国际合作 , 在国际舞台上充分展示国家实力。

随着人类社会的发展, 人类寻找地外能源、拓展生存空间的需求也变得越来越迫切。早在上个世纪 50年代末 , 苏美已开始实施深空探测任务 ;进入 21世纪以来 , 各主要航天大国纷纷制定了宏伟的未来深空探测规划, 将深空探测作为重点发展的航天领域之一。从1958年8月17日美国发射第一个月球探测器先驱者0号开始, 人类迈向太阳系的深空探测活动至今已有近50年的历史了。据统计 , 截止到2006 年6月 , 人类已发射过的向月球以远的太阳系天体开展的深空探测活动共215次, 其中成功和部分成功的114次, 占总次数的53.0%, 仅稍多于一半 , 这里所说的成功或部分成功的判定依据主要以是否返回探测数据为准。在迄今为止所有的深空探测任务中, 俄罗斯发射过113次 , 占总数量的52.6%;美国发射过87次, 占总数量的40.5%;日本发射过 5次, 占总数量的2.3%;欧空局发射过5次 , 占总数量的2.3%;美国和欧洲合作发射过5次 , 占总数量的2.3%。在以上深空探测任务中, 以探测月球为主任务的次数最多, 达108次, 占总数量的50.2%;探测太阳的11次 ,占任务总次数的5.1%;探测火星的37次, 占17.3 %, 其中1990年以后发射的有12次 , 尤其是1996年以后 , 在每两年一次较为有利的发射窗口期间, 都有火星探测器发射 ;探测金星的40次 ,占18.7%, 其中 1990年前发射的39次 , 过去的金星探测器大多数是苏联发射的 , 总数为33次 ;探测水星的任务2次 , 占0.9%;探测木星、土星等气体巨行星及其卫星的6次 , 占2.8%;探测冥王星的1次, 占0.5%;探测彗星和小行星等小天体的10次, 占4.7%。在人类已经开展的深空探测任务中 , 很多探测器在任务期间对多个目标进行了