空间技术

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空间发电站组成: 太空部分 —— 太阳能发电卫星(在比地面上高4-5倍 的空间地球同步轨道上建立太阳能电站。) 地面部分 —— 接收电站。
操作: 用火箭将太阳能发电卫星发射到空间轨道上,发电 卫星在太空将太阳能转化成电能,电能通过微波发 生器把直流电转换成微波电能,通过微波传送到地 面接收电站,再向用户供电。
空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局联合研 制的卡西尼—惠更斯号于北京时间2004年7月1日12时12分 顺利进入环绕土星转动的轨道,开始对土星大气、光环和 卫星进行历时4年的科学考察。也是进入土星轨道的第一艘 人造飞船。
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
美国1962~1974年间发射的探测金星的“水手” 号系列 环绕月球飞行的“月球勘探者”探测器 欧洲宇航局2004年11月16日发射的“智能 1号 (SMART-1)”号探测器
2007.9.14日本发射的“月亮女神” (SELENE)号月球探测器
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
5) 空间站 空间站的主要任务:
研究人对空间环境的适应能力 控测天体、观察地球、试制新材料和进行生物学试验等
空间站的主体结构: 生活舱 工作舱(仪器设备舱) 宇航员进行各种研究的场所 承装动力和能源系统 服务舱 对接舱
对接舱与空间站的停靠码头,宇宙飞船和航天飞机等空间飞 行器通过对接舱与空间站实现停靠,以便进行人员轮换,物 资供应和废物处理等。空间站一般比人造卫星和宇宙飞船大 得多,乘员也多,可为宇航员和专家提供较充裕的活动场所。 由于空间站创造了人能长期生活的环境,对乘员要求不十分 严格,可根据需要选派各种专家去空间站长期工作。
回的土壤进行了分析,认为只要略加改造即可用来作为太空农场种植庄稼的 土壤。同时,还可用来提取氧气和合成水分,以供“太空人”生活之需。 太空农场全部是自动化作业,只需在“控制室”操纵按钮,即可对作物 进行全面管理。 俄罗斯的“和平”号空间站上有一个太空温室,面积约为900平方厘米, 播种了数十粒不同品种小麦的“太空种子”。在太空失重条件下,播种的小 麦可望在70~90天后成熟。在这个封闭的太空温室内,松土、浇灌等所有农 活均是在宇航员控制下由机器人自动操作完成的。
空 间 人 类 的 第 四 环 境
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空间技术:铺向通天路
空间技术:探索、开发和利用太空以及地球以外天 体的综合性工程技术——高度综合的技术。 空间技术 与航天技术? 航天:地球大气层以外、太阳系以内的空间活动 航宇:超出太阳系以外的空间活动 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。
空间与空间技术
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 间或太空
人类的第一环境:陆地 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 “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——第四环境可到达无穷远的宇宙深空。
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空 间 技 术 铺 向 通 天

1957-1960年 初期试验阶段 1960-1964年 实际应用试验阶段
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1964-1979年 载人飞行 在太空部署各种卫星网 对行星空间科学探测
1980年到现在 航天飞机阶段
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空 空间技术的意义 间 1) 空间技术使人类进入第四环境 技 在月球、火星和小行星等天体上,有丰富的行星际空间, 术
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民航飞机的飞行高度层:中型以上的民航飞机都在 高空飞行,此处的高空是指海拔7—12公里的空间

民航飞机上有降落伞没?

航天服

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
航天服按功能分为舱内用航天服和舱外用 航天服。
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进入第四环境需要克服的难关: 1.克服地球甚至太阳系的万有引力。 2.克服真空。 3.适应剧烈变化的温度环境。 4.防止有害辐射。 第四环境中蕴藏着的空间资源, 仅就近地的外空领域来看,可利 用的空间资源就有: 相对地面的高位置资源; 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。
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
欧洲航天局2006年13日宣布,“火星快车”探 测器(MARSIS)最新发现,在火星北半球低地和 平原下,埋藏着很多直径在130公里至470公里 之间的巨大撞击坑。
2006.9.29~10.6 美国宇航局的火星探测器火星 侦察轨道器MRO
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(带动所携带的各种设备)
太阳能电池
(多用于不载人的航天器) 化学能电池(载人航天器上 通常用燃料电池,有时则为燃 料电池与太阳电池的组合) 核能电池 (美国的深空探测 器“先驱者”号和“旅行者”号用 了小型的核反应堆提供电源)
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
1) 人造卫星
利用空间技术的遥感遥测可以广泛地开展对土地、森林、 水、矿产、海洋等资源的普查。利用气象卫星国土资源卫星 可以预报自然灾害。利用空间技术进行“航天育种”使经过 太空“处理”回到地上种植的农作物种子不仅变异频率高幅 度大、变异性状可以遗传、而且变异稳定。
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空间技术的三大组成部分
航天器、运载器、地面测控系统 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置的统称。 航天器分类 按原理分: 近地轨道宇宙飞行器 行星际宇宙飞行器
1957年第一颗人造卫星
1970年第一个观测X射线的小型天文卫星 ──美国的“自由号”进入巡天轨道
法国监视雷达发现数十颗身 份不明人造卫星
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
2) 探测器 研制和发射行星际探测器的主要目的: 对月球及太阳系内各行星进行系统考察与研究 行星际探测器主要采用三种飞行方法: 从目的星旁飞过 绕目的星运转, 成为目的星的卫星 穿过目的星周围大气层,在目的星上着陆(分硬 着陆和软着陆)。
一名宇航员从正在驶离 国际空间站的 “奋进” 号航天飞机上拍下的空 间站的照片
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
欧洲未来航天飞 机“凤凰”展英 姿(2004年) 哥伦比亚号航天飞机
“发现”号航天飞机于美国东部时间 2007年10月23日上午11时38分(北京时间 10月23日23时38分)从佛罗里达州肯尼迪 航天中心升空,飞往国际空间站。
试验表明, 天上生产的单晶体可比地面上的大10倍 在零重力条件下,晶体的晶格排列整齐,晶体生长均匀,大大 提高晶体的完善性. 如干扰素.
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航 6. 建立太空农场 天 美、日、欧21世纪太空计划重点研究项目:植物在密封太空舱内进行长 工 期实验。 程 太空农场可能建成球冠状,利用其外面可以转动的反射镜调节室内温度, 的 从而使植物处于像地球上的生长环境一样。 主 太空农场种植庄稼,无需除草和喷洒农药,所以没有污染,生产出 要 的蔬菜和水果非常洁净。 发 俄罗斯的“和平”号空间站上有一个太空温室:面积约为900cm2,播种 展 了数十粒不同品种小麦的“太空种子”。在太空失重条件下,播种的小 方 麦在70~90天后成熟。在这个封闭的太空温室内,松土、浇灌等所有农 面 活均是在宇航员控制下由机器人自动操作完成的。
载人航天器需要 配备维持生命的 系统和返回设备, 需要精确的对接 技术.
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
3) 人造飞船
“東方”号宇宙飞船進入 人造地球卫星的轨道。人 类从此进入了“航天时 代”,人类终于飞出了地 球。
中国航天器太空 交汇对接示意图
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航 天 工 程 的 主 要 发 展 方 面
5. 建立空间工厂 利用外层空间特殊的环境和条件(如高真空、强辐射和航 天器产生的零重力)加工生产某些性能优异的新材料、新 产品的大型航天器。 太空工厂生产任务两种类型:
(1) 利用零重力、高真空的空间环境,生产地球上急需的 优质大型单晶体、火箭和航天用器的高强度复合材料、 光学仪器用高级玻璃、原子反应堆用的耐高温金属材料 及高纯度药品等。 (2) 开发月球或其他行星上的原材料,生产空间用的大型 结构,如光学与射电天文观测仪器、远空间研究实验室、 太阳能发电站和永久性空间住宅等。
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2、探测火星
(1)火星质量只有地球的1/9,半径仅有1/2。 (2)火星的自转周期几乎与地球一样; (3)火星的自转轴倾角几乎和地球相同,故 火星上也有四季,生存条件仅次于地球。 (4)火星与地球的明显不同就是,火星的公 转周期几乎是地球的两倍,所以,火星上每 个季节要持续6个月,而不是3个月
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空 科学卫星 间 按应用分: 人造卫星(绕地运行) 应用卫星 技 技术试验卫星 术 无人航天器 探月球 三 空间探测器 探行星 大 组 人造飞船:卫星式,登月式 成 载人航天器 空间站 部 航天飞机 分
通信、气象 侦查、导航 测地、等
我国1984年4月8日发射的第一颗静 止轨道通信卫星 “东方红二号”
3.地外生命
先驱者10号
旅行者”1号太空探测器已经抵达太阳系边缘,即 将冲出太阳系, “旅行者”1号太空探测器携带了 一个录有55种语言和90分钟的音乐集锦的磁碟向 宇宙问候
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航 天 工 程 的 主 要 发 展 方 面
4. 建立空间发电站 若用空间太阳能发电,可获得相当于目前世界发电 总量5万倍以上的电力。
4) 航天飞机
航天飞机是一种多用途航天器。它能满足发射、修理和 回收卫星以及运送人员、物资等需要,可多次重复使用, 显著降低了运载成本。它的出现是航天技术发展的一次 飞跃,代表了载人航天器的发展方向。
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
美国最新研制的X-43A高超音速航天飞机的模拟 飞行图。试验中的X-43A飞行速度将随气温和高 度的不同而改变,一般为音速的7到10倍。
有真空资源、辐射资源、大温差资源,那里的太阳能利用 铺 效率也比在地球上高得多。利用航天器的飞行,还可派生 向 出轨道资源和微重力资源等。
–– 通 天 路
2) 使现代通信技术跃入崭新时代
解决了地面远距离、短波和地面微波通信易受干扰成本高 的问题。目前2/3以上的洲际通信由通信卫星承担。
3) 为经济发展带来美好前景
位于地球赤道上空35786公里 处的地球静止轨道通信卫星
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空 间 技 术 三 大 组 成 部 分
航天器基本上是无动力的,依靠运载火箭,通常 为第二级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,向地球下落;航天器或者进入 绕地球轨道,或者在给以一定动量情况下,继续飞 向太空目的地。 航天器现阶段采用的三种电源
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空 间 3. 地面测控系统:地面对航天器进行跟踪、遥控和保持 技 通信联系 术 三 精确测量飞行器的姿态和轨道参数,并随时调整它 大 的姿态偏差。 组 成 部 分
高精系统支持探月 "嫦娥一号"与地面的联系
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航天工程的主要发展方面
1. 开发月球
地球上已有的各种元素月球上都有,而地球上没有氦3的储量相当丰富,可用作核聚变的原料。 研究从近地空间扩展到远地空间,从内行星扩展到 外行星,对太阳系所有行星进行跟踪观测。 进一步掌握有关行星大气、行星上火山和地质学 方面的知识,为认识太阳系演化理论、生命起源等 基本问题增添新内容。 ④研究高能天体,有可能找到新能源。
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