18航空航天技术

nullnull问思考：问题思考： 1、什么是航天技术？航天技术的主要内容有哪些？ 2、空间资源包括哪些？ 3、为什么人们把俄国科学家齐奥尔科夫斯基称为“航天之父”？ 4、载人航天器有几种，它们有什么区别？ 5、人造卫星按其用途可分为哪几类？航天技术航天技术 航天技术包括空间技术、空间应用和空间科学三个部分，是通常指人类研究如何进入外层空间，开发和利用空间资源的一项综合性工程技术。 空间科学指利用航天器研究发生在日地空间、行星际空间乃至整个宇宙空间的物理、天文、化学及生命等自然现象及其规律的科学。 航天技术的主要内容航天技术的主要内容航天技术的三大支柱： 航天器技术 运载器技术 地面发射和测控技术一、空间资源一、空间资源空间环境：人类的第四环境 空间资源的类型： 高位置资源 微重力资源 高真空和超洁净资源 太阳能资源 月球资源太空育种太空育种太空育种也叫航天育种，是综合了宇航、遗传、辐射、育种等跨学科的高新技术。 航天育种的特点是变异频率高、变异辐度大，有益变异多，稳定性强，因而可以培育出高产、优质、早熟、抗病良种。 利用航天技术发展农业，是当今世界农业领域中最尖端的科学技术之一，目前正在研究的太空种子、太空作物、太空生物圈等都与农业有密切关系，都有着十分诱人的广阔发展前景。太空育种太空育种搭载“神舟四号”航天飞船遨游宇宙的“太空茄种”，在武汉市农科院汉龙种苗公司落地生根后，结出了“太空茄子”。20032005年10月15日10:21 CCTV太空油菜太空油菜2005年3月10日，在贵阳国家农业科技园区的一个油菜种繁基地，德农正成贵州油料研究所的首席研究员李厚英（左）在对用太空育种油菜种子培育的油菜进行对比。该研究所2004年8月把具有广泛推广种植价值的油菜杂选1号不育系亲本“156A―3”送到太空育种站进行失重实验，了解油菜种子在太空生态环境下内部结构是否产生差异，从中选择优良的植株进行研究和利用。目前，这家油料研究所已培育出两个可以在长江上、中、下游广泛推广种植，产量可增加10%以上的油菜良种。太空南瓜太空南瓜2004年节月,哈尔滨香坊公园来了一个特殊的“客人”，它是一个巨大的南瓜。这个巨人南瓜是驻哈“老虎团”生产基地自行培育，并经过我国首次载人航天飞船“神州五号”带入太空育种的。这种南瓜品质好，一般重量在300到400斤，是名副其实的“巨人”南瓜。二、航天器二、航天器　 按其本身的任务航天器可划分为两类： 无人航天器：它包括人造地球卫星、月球探 测器和行星际自动探测器等； 载人航天器：它包括宇宙飞船、 空间站、 航天飞机等。 按其运行轨道也可分为两类： 环绕地球运行的航天器：包括人造 地球卫星、 卫星式飞船、空间站和航天飞机 脱离地球引力飞往月球、其他行星及行星际空 间的航天器：包括月球探测器、 登月飞船、 各种行星和行星际探测器等。三、运载火箭——人类登天的天梯三、运载火箭——人类登天的天梯 人如果建造梯子去登天，那么从地球到月球的梯子长度将达38万千米。 人只有建造天梯———运载火箭。1、 万有引力和宇宙速度1、 万有引力和宇宙速度 使物体绕地球作圆周运动的速度被称为第一宇宙速度(7.9km/s)； 摆脱地球引力束缚，飞离地球的速度叫第二宇宙速度(11.2 km/s)； 而摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系的速度叫第三宇宙速度(16.7km/s)。2、航天之父——齐奥尔科夫斯基2、航天之父——齐奥尔科夫斯基 让火箭飞向太空探测宇宙，是“宇宙航行之父”齐奥尔科夫斯基最先提出来的。 并对火箭原理与航天理论进行了研究。null康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基（1857-1935） 现代航天事业的创造人 航天理论的奠基者 ，被誉为“航天之父”。 1857年，齐奥尔科夫斯基出生于俄罗斯梁赞省的伊热夫斯基村(靠近莫斯科)，家境贫寒 ，他9岁双耳失聪，靠自学完成了中学课程 。 16岁时，有机会来到莫斯科，莫斯科有大图书馆，使他不再感到书籍的缺乏。整整3年时间，他在这里自学了多门大学课程，尤其是高等数学。他关于宇宙航行的思想似乎就是在这个时期产生的。1878年秋，他轻而易举地过了中学教师的资格考试，被分配到波罗伏斯克县担任中学教师。在之后的十多年间，齐奥尔科夫斯基对很多的科学领域进行研究。 null 1883年，他写成了第一篇，题为《自由空间》，首次提出宇宙飞船的运动必须利用喷气原理。 1893年发表了科幻小说《月球上》 。 1897年，推导出了著名的火箭运动方程式：“齐奥尔科夫斯基公式” 。 1898年完成了航天学经典性的研究论文《利用喷气工具研究宇宙空间》，并于1903年发表在莫斯科的《科学评论》杂志上。 他在人类宇航史的理论奠基人地位由此确定。 1929年又提出多级火箭的结构。发表了关于多级火箭的论文《太空火箭列车》首次论证了利用多级火箭克服地球引力的构想 。 1932年发表喷气式飞机在平流层的飞行原理和一些高超音速飞机构造的。还发表了太空飞行科幻小说《地球之外》。3、运载火箭——人类登天的天梯3、运载火箭——人类登天的天梯　　运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具，是星际间航行的唯一交通员。 　　 运载火箭的任务很艰巨：要把人造地球卫星，载人飞船，空间站或空间探测器等，准确地送到科学家预定的轨道。火箭飞行的原理火箭飞行的原理利用物体的反作用力。火箭的“肚子”里装有燃料，燃料点着后产生大量热量，变成急剧膨胀的气体，气体从火箭尾部猛烈喷出，火箭便在气体喷发产生的反作用力下向前飞行了。3、火箭的构造3、火箭的构造一般来讲火箭身上有三大系统： 结构系统： 动力系统： 控制系统： 4、朝气蓬勃的中国长征系列运载火箭4、朝气蓬勃的中国长征系列运载火箭 1970年4月24日长征1号运载火箭诞生，首次发射东方红1号卫星成功 。中国航天技术迈出了重要的一步。5、中国火箭腾飞之地5、中国火箭腾飞之地酒泉卫星发射中心 西昌卫星发射中心 太原卫星发射中心三、人造地球卫星三、人造地球卫星前苏联：1957年10月4日卫星1号 美国：1958年2月1日探险者1号 法国：1965.11.26 日本：1970.2.11中国：1970.4.24，“东方红”1号人造地球卫星人造地球卫星　人造卫星是个兴旺的家族，如果按用途分，它可分为三大类：科学卫星，技术试验卫星和应用卫星。 1、太空探测台—科学探测卫星1、太空探测台—科学探测卫星各国科学探测卫星各国科学探测卫星美）探险者51号卫星（大气，环境探测）（苏）电子号卫星（中）实践二号卫星 （轨道太阳观察卫星 2、太空实验室—技术试验卫星2、太空实验室—技术试验卫星　　技术试验卫星，是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。 　　如生物卫星。 3、太空千里眼—侦察卫星3、太空千里眼—侦察卫星　　侦察卫星利用光电遥感器或无线电接收机，搜集到地面的目标辐射，反射或发射出的电磁波信息，用胶卷或磁带记录下来后存贮在卫星返回舱里，待卫星返回时地面回收。或者通过无线电传输的方法，随时或在某个适当的时候传输给地面接收站，经光学，电子计算机处理后使用。3、太空勘察员—资源卫星3、太空勘察员—资源卫星资源卫星，是勘测和研究地球自然资源的卫星。4、太空驿站—通信卫星4、太空驿站—通信卫星通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。 一颗卫星就可以负责1/3地球表面的通信。5、太空气象台—气象卫星5、太空气象台—气象卫星气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的人造地球卫星。它能大范围地，及时迅速地，连续完整地对气候“察颜观色”，并把云图等气象信息发给地面用户。五、航天飞机五、航天飞机 航天飞机集火箭、卫星和飞机的技术特点于一身，能像火箭那样垂直发射进入空间轨道，又能像卫星那样在太空轨道飞行，还能像飞机那样再进入大气层滑翔着陆，是一种新型的多功能航天飞行器。1、航天飞机发射升空时的壮丽景象1、航天飞机发射升空时的壮丽景象2、整装待飞2、整装待飞3、（美）女宇航员在睡袋里睡觉3、（美）女宇航员在睡袋里睡觉4、宇航员与机械手配合，在航天飞机上安装“任务专门仪”4、宇航员与机械手配合，在航天飞机上安装“任务专门仪”5、宇航员在航天飞机货舱内工作5、宇航员在航天飞机货舱内工作6、水泡在失重状态下飘浮6、水泡在失重状态下飘浮7、航天飞机上的两名宇航员在进行交接班7、航天飞机上的两名宇航员在进行交接班从图中可以看到上班者仅1根手指即可将下班者“举”离工作岗位 8、宇航员正在货舱内修理捕捉回来的卫星8、宇航员正在货舱内修理捕捉回来的卫星10、航天飞机的缺点10、航天飞机的缺点航天飞机的缺点也是相当明显的：由于无论是在外形、发动机还是防热上都相当复杂，所以需要花费相当高的费用； 航天飞机每次返航后都要进行大规模的检修，不可能频繁飞行；更主要的是用航天飞机发射卫星时需有2～3名宇航员陪着升空，这样做既不经济也不安全。11、 “挑战者”号航天飞机失事11、 “挑战者”号航天飞机失事美国“挑战者”号航天飞机失事： 1986年1月28日， “挑战者”号第十次起飞73秒后不幸爆炸，7名宇航员当即身亡。11、 “哥伦比亚”航天飞机失事11、 “哥伦比亚”航天飞机失事“哥伦比亚”号航天飞机失事： 2003年2月1日酿成航天史上又一幕惨剧。航天飞机上有6名美国宇航员和1名以色列宇航员，其中2位是女性。7名宇航员中有4人是第一次进入太空。 研发新一代航天飞机的计划再次提上了议事日程。遇难的宇航员遇难的宇航员“空天飞机”取代航天飞机“空天飞机”取代航天飞机美国新设计的航天飞机一些航天专家认为，美国国家航空航天局在近10年内将无法建成新的航天飞机来取代失事的“哥伦比亚”号。他们建议，与其继续投资在技术上已显陈旧的航天飞机，不如集中力量发展下一代航天运载工具——“空天飞机”。它比航天飞机更高一筹的地方在于能够在地面上像普通飞机一样水平起飞，并直接飞入太空，在地球外层空间轨道上运行，最后还能自行飞回地面，在机场安全降落。六、空间站六、空间站 为了开发太空，需要建立长期生活和工作的基地 ， 空间站就是一种可供多名宇航员长期居住的大型轨道航天器。礼炮7号1、第一座空间站礼炮1号1、第一座空间站礼炮1号 1971年4月19日，前苏联发射了第一座空间站礼炮1号，从此载人太空飞行进入一个新的阶段。2、国际空间站2、国际空间站 国际空间站始建于１９９８年，是迄今世界上最大的航天工程，也是世界航天史上第一个国际合作建设的空间站，整个建设工作预计到２００５年结束。空间站的工作寿命将在１５年以上。 国际空间站是人类在太空领域的最大规模的科技合作项目国际空间站由美国、俄罗斯、日本、欧洲航天局、加拿大等共同建造，计划耗资将超过630亿美元。空间站８０％的建设资金由美国负担，工作语言为英语，并由美国宇航局牵头，负责从总体上领导和协调计划的实施以及在空间站运行期间发生紧急情况时进行具体指挥。国际空间站雄姿国际空间站雄姿建成后的国际空间站建成后的国际空间站 建成后的国际空间站将是个“太空中的城市”，成为人类在太空中长期逗留的一个前哨。它包括６个实验舱和１个居住舱、３个节点舱以及平衡系统、供电系统、服务系统和运输系统，总重量为５００吨，空间站主结构长８８米，首尾距离１１０米，平均运行高度为３５０公里。 国际空间站利用地面无法提供的空间零重力状态的有利条件，可以使科学家们长期进行一系列科学试验。国际空间站的建成，意味着一个共同探索和开发宇宙空间时代的到来。 七、人类登月历史七、人类登月历史“阿波罗11”号载着尼尔·阿姆斯特朗、迈克尔·柯林 斯和布兹·奥尔德林从美国肯尼迪航天中心升空。 4天后，即1969年 7月20日美国东部时间16时17分，登月舱在月球表面着陆。22时56分, 阿姆斯特朗率先踏上月球荒凉沉寂的土地，接着奥尔德林也开始月球 行走，他们成为世界上最先踏足月球的人。 　　 阿姆斯特朗和奥尔德林在月球表面逗留了将近2小时13分，采集 了24．4公斤岩石和尘土标本，并拍摄了地貌照片。同时，宇航员迈 克尔·柯林斯驾驶着指令舱，在月球上空飞行。登月舱再次升空与指 令舱对接之后，3位宇航员开始返航，于7月24日溅落到太平洋中。人 类的首次登月飞行成功结束。 月球上的第一个人类脚印月球上的第一个人类脚印第一次登月的三位宇航员第一次登月的三位宇航员(左)尼尔·阿姆斯特朗、麦克尔·科林斯和埃德温 ·奥尔德林人类登月人类登月左为阿姆斯特朗，右为奥尔德林 在首次登月过程中，阿姆斯特朗和奥尔德林代表人类在月球上留 下了一个纪念牌，上写：“从地球来的人类于公元1969年7月首次登 上月球。我们为全人类的和平来到这里。” 为了纪念辉煌的过去,为了暗示更加注重今天和明天的航天事业, 美国宇航局将7月20日定为登月成功纪念日。永居月球计划永居月球计划人类计划将于2010年在月球建立永久居住地。 人类将于2005年在月球建立月面前哨站， 2010年建立设备齐全的永久性居住地， 2020年兴建实验工厂、农场等。“神舟五号”“神舟五号”“神舟五号”“神舟五号”15日09:00 神舟五号发射升空 09:10 船箭分离 09:42 中国载人航天工程总指挥宣布发射成功 18:40 杨利伟展示国旗 18:40 在太空发出问候 16日 06:07 内蒙古主着陆场收到飞船返回舱信号 06:36 搜救队找到返回舱 06:54 杨利伟自主出舱 06:46 指挥中心宣布中国首次载人航天飞行成功 09:52 航天员杨利伟乘专机抵达至北京机场“神舟六号”点为升空“神舟六号”点为升空航天员太空摄影表航天员太空摄影表http://news.tom.com/hot/shenzhouliu/“神舟七号”“神舟七号”登上火星将是人类 的下一步跨越。登上火星将是人类 的下一步跨越。作为人类登月第一人，不爱抛头露面的阿姆斯特朗多年来一直回避采访。然而，他却镇定自若地出席了人类登月成功30周年纪念活动的新闻发布会。 当年，阿姆斯特朗在登月成功后曾说：“这是个人迈出的一小步，但 却是人类迈出的一大步。” 现在，阿姆斯特朗说，登上火星将是人类 的下一步跨越。他说，“阿波罗计划的成就在于证实了人类可以不被 束缚在地球上”,“我们的想象会走得更远，我们的机会是无限的”.