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第四章 空间技术与海洋技术 第一节 空间技术的发展概况 一、空间技术和外层空间 空间技术是探索、开发和利用外层空间的技术，也叫航天技术。 人类的活动范围，经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，现在又从气层扩展到外层空间。 人们把陆地称为人类生存的第一环境，海洋为第二环境，大气层为第三环境。1981年在罗马召开的国际宇航联合会第32届大会，把外层空间称为是人类的第四环境，发出和平开发第四环境的号召。见图 ; 外层空间和大气层的分界线目前还尚无确切的定义，即使在距地表数千千米的高度上仍有极少量的气体存在。联合国外层空间法律委员会曾多次讨论过外层空间的定义和定界，但由于它不仅是一个科学技术上的问题，还涉及到世界各国的权益，故至今仍未得出明确的结论。 现在把地表100-120 km以上的空间就称为外层空间。 按引力作用的范围划分，外层空间又可分为地球引力作用区、太阳引力作用区、银河系引力作用区和河外星系引力作用区等。但是在相当长一段时间内，人类主要还是在太阳系以内从事航天活动。;人类进人外层空间，需要闯过四大难关。 第一，要克服地球引力。地球的引力在160 km的高度只减小1%，到 2 700 km的高度才减小一半。 第二，要克服真空。在地表每立方厘米的空气中约含有2.4 x 1017个分 子，在200 km的高空，大气压力和密度只有海平面的10-9数量级。在行星 际空间，每一立方厘米空间中约只含有100个空气分子。 第三，要适应剧烈变化的温度环境。在地球上最热的地方为50℃左右， 最冷的地方不过一80 0C。而在空间，离地球不远处，向阳面的温度高达 200cC，背阳面则冷到一2,00 l. o 第四，要防止有害辐射，即粒子辐射。其来源有太阳的电磁辐射、地球 的辐射带、太阳宇宙线和银河宇宙线等。 为了进人外层空间，世界各国都抢先发展空间技术。40多年来，空间技 术的重大成就，向人类显示了其重要作用及强大的生命力。; 二、空间技术的特点及其意义 人类为什么要闯过种种难关进人第四环境？因为开发外层空间的意义 重大，影响十分深远。 空间技术与其他技术相比有两大方面的特点。 第一、空间技术是高度的综合性科学技术。 空间技术是现代高新技术，它是很多现代科学和技术新成就的集成，其 中包括了电子技术、自动化技术、遥感技术、计算机技术、通信技术、新材料 技术等，空间技术缺少以上哪一门学科都不行。所以空间技术的发展，体现 了一个国家的综合国力和现代科技水平。 第二、空间技术是一门对国家的现代化建设和社会进步具有宏观推动 作用的科学技术。它可以使一个国家在外层空间的开发和激烈竞争中处于 领先地位，并可以为经济、科技、社会的各个领域的现代化提供有力工具，创 造出传统技术无法达到的经济和社会效益。 ;外层空间蕴含着巨大的资源，可以概括为以下五点。 (1)空间的高远位置资源 俗话说站得高看得远，视野广获得的信息多。地球上最高的山脉是喜 马拉雅山，但站在这样的地球之巅上，可观察到的地表面积仅为地球表面积l的0.07%。 地球“地轨道卫星离”““200 km,“这样的人造卫趾观察地球，可以看到地球表面积15.2%, 地球静止轨道卫星离地面35 786 km，它观察到地球表面的面积占地球表面积的42.4%，所以只要三个地球静止轨道卫星，就可以覆盖全部地球表面，时时刻刻都能注视地球上任何一个地方的行动和变化，见图（自画） ; （ 2）空间的高真空和超洁净环境资源 高真空是人类进人外层空间可以利用的可贵资源。在外层空间利用航天器上设置的天文仪器进行天文观测，由于摆脱了大气的影响，所拍摄的天体图像完整、精确、清晰、无畸变。在外层空间航行，由于无空气阻力，可以大大节省能源，并为探索行星、恒星和宇宙的起源提供了可能。 在外层空间没有污染，高真空和超洁净的环境为制备高纯度的物质，以及高质量的冶炼、焊接和分离提供了理想的条件。 (3）航天器内部的微重力环境资源 在航天器内部的失重状态下，可以进行太空无容器熔炼。可以熔炼出在地面上很难熔炼出的某些金属氧化物，可以得到均匀度极高的合金，可以制造理想的球状空心钢球、极薄的薄膜、金属带、极细的金属丝等。 ;在航天器内可以进行生物和生命科学研究，可以研究失重状态下人体的变化和生存能力，可