空間探测导论(我国可利用的太空资源种类和方式).docxVIP

我国可利用的太空资源种类和方式院系：地空学院地信专业姓名：吴浩学号：20091004040班号：064091-22指导老师：夏淳亮日期：2011-11-28【摘要】：人类的活动范围，经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层，再从大气层到外层空间的逐步扩展过程。航天技术是人类20世纪最伟大的技术成果之一，空间资源的开发利用促进了人类社会的进步，改变了人们的观念和生活。大规模开发利用太空资源，是21世纪人类拓展生存空间的有效手段。论文结合国际对太空资源开发与利用来讨论我国可利用的太空资源种类与利用方式。 太空中的资源太空资源是指高远的位置资源、空间微重力环境资源、超高度真空、强宇宙粒子、辐射等。慨括的说，太空资源也就是指那些地面所不具备的看不见、摸不着，甚至感觉不到的极其宝贵的资源。与宇宙空间相比较，地球只不过是沧海一粟。宇宙空间蕴含的资源品种和数量之多，远远超过地球，人们渴望获得的许多宝贵资源，有望在宇宙空间得到满足。空间环境 空间环境中蕴藏着极其丰富的空间资源，仅就地球引力和地球卫星作用范围这一最小的外空领域看，高远的位置资源。航天器相对于地球表面的高度是一种十分重要的资源。人站在地面上即使天气再好，视野再开阔，充其量也只能看到几十千米的地方。乘飞机能看到方圆数十千米，甚至数百千米的地方。站在珠穆朗玛峰上，能看到0·07％的地球表面，在离地球200千米轨道上的人造卫星，可以看到14％的地球表面，在距地面35786千米的地球静止轨道上的航天器，则可以观察到42％的地球表面。这种位置是一种宝贵的资源，充分利用这种位置资源具有重要意义。 高真空、微重力环境资源 高真空、微重力环境资源在距地面100公里以上的高度，没有空气，是真空地带。在这个硕大的真空罐里，没有氧和其他气体，这种空间高真空状态体积硕大，且纯净无污染。 在绕地轨道上运行的航天器中的物体，既受到地球引力的作用，又受到惯性离心力的作用，这两种力达到平衡，等效于重力消失，只受到其他微小干扰力的作用，而处于微重力状态。此时，航天器里物体的重量，只有地面的十万分之一或百万分之一，物体可悬浮空中漂乎不定。空气、水受热后，不会处于上下对流的情况，液体也没有固定的水平面。比重不同的液体，可以在一起和平共处。不难想象，这种奇特环境，对新材料加工、微生物、细胞、蛋白质晶体的生长与培养是十分有利的，它将使微生物发生遗传变异，其结果不仅尺寸大小发生变化，而且纯度也高。 强辐射 宇宙粒子射线辐射，所谓辐射，就是看不见的高能粒子流，它能穿过人体，杀死细胞。如医学上使用的放射疗法和X光透视等。太空中充满着各种强烈的辐射，如，银河宇宙线、太阳电磁辐射、太阳宇宙线和太阳风等，充满着能量和万有引力场。太阳能资源 太阳能资源作为脾气暴躁的大火球，太阳每时每刻都在进行剧烈的反应，从而产生巨大的能源流。据测算，太阳每秒钟将81万亿千瓦的热能量送给地球，晴天，太阳每秒钟照射地球每平方米为1度电量，每秒带给地球的总热量相对于现今全世界每秒发电量的数万倍。地球每秒钟所获得的太阳能量相对于燃烧500万吨优质煤所发出的能量。因此，太阳是一个取之不尽、用之不竭的洁净能源宝库，充分利用太阳能前途无量。太阳所散发的热量中只有二十二亿分之一的能量到达地球，在太空建立太阳能电站，可以克服由于太阳光被地球大气层反射、折射、散射和吸收后损失的能量，还可以克服晚上没有太阳和阴天、雨天减少的可利用的能量。其独特的优势，使太空发电前景非常广阔。据有关专家预测，到2020年世界人口很可能超过70亿，能源危机是影响人类生存与发展的大问题。据统计，仅对电能的需求年增长率就大于2．5％，尤其是占人口80％的发展中国家，需求更旺。而最有希望的能源是直接将太阳能转变为电能，它可克服火力发电污染严重，消耗燃料，水利发电水源严重不足等难题，在太空中利用太阳能发电，可以在不需燃料，完全无污染，不需要架设输电线路的情况下，直接向空间站或航天飞机上供电，也可向地面供电。 月球 月球是近地空间除地球外唯一的大型天体。其实，月球并不是不毛之地，不仅月球上存在的大量矿藏，即使整个月球环境，对于人类来说都是及其宝贵的资源。据目前已经进行的科学探测表明，月球上至少存在着丰富的氧、硅、铝、铁等资源；月球上没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射，直接承受太阳的辐射，没有尘埃污染，没有磁场，月球的背面没有人造光源和射电的干扰，地震很微小，有漫长的黑夜，黑夜温度很低，是天文观测、生物科学和高能物理等实验的理想场所。 月球上有丰富的能源。通过探测发现，月球表面覆盖着一层岩屑、粉尘、角砾岩和冲击玻璃组成的细小颗粒物质。这层月壤富含由太阳风粒子积累所形成的气体，如氢、氦、氖、氮等。这些气体在加热到700摄氏度时，就可以全部施放出来。其中，氦－3气体是进行核聚变反应发电的高效燃料，在月壤中的