大学老师课件《现代科技概论》第5章 航天.pptVIP

第五章 航天与航天技术 第一节 概 述 航天活动是人类对地球以外空间的探测，当今航天活动大体可分为卫星应用、载人航天和深空探测三个部分。 一、卫星的应用 1957年，前苏联成功发射了人类历史上第一颗人造地球卫星(83kg)，开辟了人类探索太空奥秘的新时代。 现在人类已经向太空先后发射了6000多个航天器，我国自1970年4月24日成功发射第一颗人造地球卫星(173kg)以来，至今大约共发射了140个航天器，约占2%。 目前在太空中运行的卫星有800多个，美国占一半以上，第二是俄罗斯，有80多个，中国约40个左右。 正在运行的卫星包括气象卫星、海洋卫星、资源卫星、通信卫星、导航定位卫星等。卫星对于人类社会的发展、经济的增长、科技的进步以及我们每个人生活质量的提高都发挥着重要的作用。例如，卫星通信、电视节目提供、远程教育以及定位导航等。 在定位导航上，目前我们是使用美国建成的GPS全球卫星定位系统，这是一套非常精细、好用的系统。但它不是我国自己的系统，一旦发生战争或意外冲突，我们将受制于人。所以我们必须建立自己的卫星定位系统。 现在欧洲已建立了“伽利略”卫星导航定位系统，俄罗斯正在建自己的系统，我国第二代“北斗”卫星导航定位系统已达到一定规模，16颗卫星已能覆盖亚太地区。 现在太空中运行的所有卫星中大约70%是军事卫星，30%是民用卫星。统计各国家和地区的卫星投入产出比平均为1:10，而我国卫星的投入产出比计算下来约为1:13～1:17，可见我国的卫星事业还会有持续快速的发展。 我国应用卫星发展的主要方向是加快对地观测系统、通信广播系统和导航定位系统等建设。同时所有的卫星都要从试验应用型向业务服务型转变，这是我国今后一段时间要努力实践的目标。 二、载人航天 载人航天，就是把宇航员送入太空。 1961年前苏联宇航员加加林进入了太空，这是人类进入太空的第一人。此后各个国家宇航员陆续进入太空。 2003年中国宇航员杨利伟搭载“神州五号”进入太空，这是第413位进入太空的宇航员。2005年我国两位宇航员进入太空。2008年9月 “神州七号”搭载三名宇航员进入太空，特别是宇航员翟志刚实现了太空行走。使我国成为继美国和俄罗斯后第三个实现太空行走的国家。 2011年9月我国第一个空间实验室“天宫一号”进入太空，同年11月“神州八号” 与其进行了自动交汇对接。 2012年6月“神州九号”搭载三名宇航员与“天宫一号”先后完成了自动和手动对接，三名宇航员从载人飞船进入了空间实验室，并历经10天完成了动态水汽分离、航天医学以及更换传感器等实验。 目前由美国、欧洲航天局、日本、俄罗斯等16个国家和地区联合建设的国际空间站，总质量达420多吨,总体积约1200m3。与之相比，天宫一号只是一间小小的实验室,质量8.5吨, 体积15m3。按照我国载人航天发展战略,2020年前后，我国将在轨组装能容纳6人同时工作的60吨级载人空间站。那时，随着目前国际空间站退役，中国“天宫”很可能成为太空中唯一的空间站。 建设空间站的目的，主要是在里面开展相关的科学实验，如生命科学、空间科学、航天医学、对地观测、天文观测等；还要进行一些产品的研制和开发活动。 众所周知，在地球表面生产产品难以摆脱几种影响： 第一，地球表面的重力谁也脱离不开，而在空间站里是微重力； 第二，地球有磁场影响，即使屏蔽影响也很大； 第三，地球上有各种污染，一些高纯制品必须在太空中进行研制。 另外，还可利用空间站进行卫星维修，甚至可以作为去月球和火星的中转站以及开展太空旅游。 三、深空探测 载人航天飞行的高度是340～380千米，卫星最远距离可以达到36000千米，然而，这些都是围绕着地球在运动,还没有实现离开地球走向更遥远空间的愿望。 深空探测是在前两项活动取得很大成就的基础上，脱离地球引力场，进入太阳系空间、甚至进入宇宙空间的探测活动。这种探测是21世纪科技竞争的重要焦点，是航天科技发展的必由之路。深空探测是人类探索宇宙的宏伟目标，是一个永恒的主题，具有广阔的发展前景。 深空探测在21世纪可以说是对太阳系的探测，主要探测太阳系八大行星、各种小行星和卫星以及太阳本身。 21世纪人类还走不出太阳系，因为太阳系太辽阔。太阳系半径是10万个天文单位，一个天文单位是1.5亿千米(地球与太阳的平均距离)。按