空間科技簡介過去現(xiàn)在與未來

1、深圳大學(xué)考試答題紙(以論文、報告等形式考核專用)二 15 二 16 學(xué)年度第 1 學(xué)期課程編號課程名稱科技改變世界主講教師張敏評分學(xué) 號姓名湯釗揚(yáng)專業(yè)年級教師評語：題目：空間科技的過去、現(xiàn)在和未來摘要：空間技術(shù)是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最快的尖端技術(shù)之一?？臻g技術(shù)是一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。此外，開發(fā)和應(yīng)用空間科技已成為世界各國現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段?？臻g科學(xué)技術(shù)，以航天科技為基礎(chǔ)，包括了空間飛行空間探測，以及空間開發(fā)等等幾個方面，它不僅僅能夠揭示宇宙的奧秘，而且還能給人類帶來各種巨大的利益。其中空間探測是空間科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。而，空間測探，主要類型有：空間飛行器探測，指的是人造地球衛(wèi)星，月球與

2、行星探測器，空間實驗室與航天飛機(jī)等的探測，其探索空間范圍廣，時間長。又有火箭探測，機(jī)動性強(qiáng)，飛行時間短而受到某些限制。還有氣球探測。這個探測技術(shù)比較簡便，適用于對平流層和臭氧層的探測，范圍小并且高度也有限。最后還有地面臺站探測，以地面為基地進(jìn)行間接探測。優(yōu)點(diǎn)是它的連續(xù)性和穩(wěn)定性，缺點(diǎn)也很明顯就受大氣層影響較大。本文將介紹空間科技領(lǐng)域的興起時期、發(fā)展歷史、代表人物、突出成果以及未來發(fā)展趨勢。空間科技的興起時期近代以來，人類的發(fā)展歷程，不同于數(shù)千年來的是科學(xué)與技術(shù)成為了人類社會發(fā)展的主要推動力。尤其是二十世紀(jì)以來，科技推動著人類社會以無法想像的速度飛速發(fā)展。從二十世紀(jì)五十年代以來，有兩個領(lǐng)域?qū)θ祟?/p>

3、社會產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。其一為信息科技領(lǐng)域，另外一個自然就是空間科技領(lǐng)域，始于1957年第一顆人造地球衛(wèi)星冉冉升空之時。此后，法國于1965,年，日本、中國在1970年先后發(fā)射了自己制造的第一顆衛(wèi)星，引發(fā)世界轟動，標(biāo)志著空間科技進(jìn)入一個高速發(fā)展的時期。它有許多特點(diǎn)，需要進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的是其中三點(diǎn)。首先，空間技術(shù)乃是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它集成了噴氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動化還有遙感技術(shù)、材料科學(xué)、計算科學(xué)和數(shù)學(xué)物理化學(xué)等等。第二，空間技術(shù)是對國家現(xiàn)代化還有社會進(jìn)步具有不可或缺的宏觀作用的科學(xué)技術(shù)，此處從航天衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和偵測衛(wèi)星在這個信息時代發(fā)揮的各種作用便可略知一二。第三，空間活動是高投入高風(fēng)險的事業(yè)，

4、但這也正意味著它對應(yīng)著極其高的收益和回報，盡管其風(fēng)險巨大，更不能忽視的是它對人類的巨大貢獻(xiàn)?？臻g科技的發(fā)展歷史 從1957年到現(xiàn)在，人類已經(jīng)發(fā)射了接近8000個航天器。進(jìn)入新世紀(jì)之后，人類社會在空間科技的引領(lǐng)下，不斷開辟新前沿，很多困擾人類良久的重大科學(xué)問題都成了未來空間探索的重要關(guān)注對象，譬如黑洞的周邊物質(zhì)形態(tài)、地球以外是否還有生命存在、宇宙大爆炸后星系誕生前發(fā)生了什么等。當(dāng)人類登陸月球之時，不僅僅有那么一句“這是一小步，卻是人類的一大步”隨風(fēng)飄揚(yáng)在全世界，也預(yù)示著人類從地球這個搖籃，向外邁出了第一步，在不斷的突破空間的阻攔，對宇宙進(jìn)行探索。接下來，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和威爾金森微波探測衛(wèi)星等衛(wèi)星

5、將宇宙年齡精確到了137.3億，并且誤差小于1%；同時，人們進(jìn)一步確定了宇宙中存在的暗能量比例占到大概四分之三。這些研究突破徹底刷新了人們的宇宙觀，進(jìn)一步激發(fā)了人類對浩瀚星空宇宙的探索熱情，引領(lǐng)了人類的宇宙探索方向。一般而言，空間科學(xué)大致包括了空間天文、太陽物理、空間物理、空間微重力和空間地球科學(xué)等主要科學(xué)方向。對這些方面的研究同時也不停地改變著人們對宇宙的認(rèn)知以及生產(chǎn)生活方式。千百年來，宇宙空間一直是人類充滿好奇并且渴望了解的一個領(lǐng)域。為了保持年輕人好奇心和推動科普方面工作，美國已經(jīng)早有行動。該政府通過推行鼓勵學(xué)生主修科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的計劃，代號“STEM”，鼓勵美國的年輕人投身到

6、這些科技領(lǐng)域，從而不斷的為美國補(bǔ)充科學(xué)后備力量?？臻g科技的代表人物具體可以細(xì)分成空間科學(xué)與空間技術(shù)?？臻g科學(xué)方面，又可以從公元前開論述述。公元前4世紀(jì)，畢達(dá)哥拉斯提出了同心球?qū)W說，公元前3世紀(jì)，阿波羅尼奧斯發(fā)現(xiàn)了同心球說的不足之處，提出本輪說。到了1543年，哥白尼發(fā)表了改變?nèi)祟悮v史的天體運(yùn)行論，提出了日心說。1610年，伽利略推翻日心說。到近代，1910偉大的阿爾伯特愛因斯坦提出了廣義相對論。1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)了最近的星系以外，其他星系都在不停的離我們遠(yuǎn)去。1964年，兩位科學(xué)家威爾遜和彭齊亞斯發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，證明了大爆炸的理論。1973年，史蒂芬霍金提出了“黑洞輻射”?？臻g技術(shù)方面

7、，中國方面有中國運(yùn)載火箭研究院首任院長，中國航天之父錢學(xué)森。他于二十世紀(jì)五十年代初期，將控制論發(fā)展成為了一門新的技術(shù)科學(xué)，名為工程控制論，為導(dǎo)彈和航天器的研發(fā)制造奠定了堅實基礎(chǔ)。他在研制實踐中，創(chuàng)建發(fā)展了中國的航天工程，可以說沒有他，就沒有中國的航天系列科技。另一個人則是火箭控制系統(tǒng)專家梁思禮。作為清代名人梁啟超最寵愛的小兒子，他完成了父親的遺愿。先修無線電，后學(xué)自動控制，解放初期從美國留學(xué)回歸，成為我國的著名火箭控制專家，是我國導(dǎo)彈控制系統(tǒng)研究領(lǐng)域的創(chuàng)始人之一。美國方面，有R.H.戈達(dá)德。他從20世紀(jì)初開始研究和試驗固體火箭，后發(fā)表了火箭飛射上月球的可能性。到了1921年他開始研究液態(tài)火箭發(fā)

8、動機(jī)，1926年發(fā)射了世界上第一個以液氧汽油為推進(jìn)劑的液體火箭?？臻g科技的突出成果 空間科技無時無刻不聯(lián)系著我們的衣食住行。衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導(dǎo)航定位和衛(wèi)星遙感以及依靠衛(wèi)星對地球觀測的天氣預(yù)報和災(zāi)害預(yù)報無處不在，是我們生活中不可缺少的元素。人們在發(fā)展空間科技研究出來的新技術(shù)，在為空間探索服務(wù)的同時也在改變著人們的生活。首先是通信衛(wèi)星，憑借其傳輸能力遠(yuǎn)、覆蓋面寬、機(jī)動靈活通信容量大質(zhì)量又高等等一系列優(yōu)點(diǎn)，成為了全球最重要也是最先進(jìn)的通信技術(shù)手段，而且已經(jīng)在很多領(lǐng)域成功運(yùn)用，比如石油、地質(zhì)、新聞、水利、外交、海關(guān)、軍事國防、銀行、安全、體育和救災(zāi)搶險。還有導(dǎo)航衛(wèi)星，它更是早已滲透了人類社會，潛伏在人類

9、的生活方方面面點(diǎn)點(diǎn)滴滴里，開車時的車載導(dǎo)航，手機(jī)地圖導(dǎo)航，手機(jī)定位系統(tǒng)，GPS路線規(guī)劃，還有它能使鐵路、公路、海洋航空的運(yùn)輸更加安全高效和可靠。關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，目前在全球范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的還是美國隊GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，由24顆衛(wèi)星組成，其性能優(yōu)秀優(yōu)點(diǎn)突出。此外，遙感衛(wèi)星也是突出成果之一，它將人類觀察觀測、研究認(rèn)識地球的角度從地平面和低空擴(kuò)展到了高空、太空領(lǐng)域，通過對地球高視點(diǎn)、寬視域和連續(xù)性的觀測，使人類對自己的居住環(huán)境有了更深刻更清晰的認(rèn)知。目前，它已經(jīng)應(yīng)用到了各個方面如氣象、資源、測繪、海洋領(lǐng)域，對社會經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)相當(dāng)?shù)目陀^。就在2008年那場汶川大地震的救援搶險中，它就功不可沒，發(fā)揮了

10、自己獨(dú)特的作用。除了上述之類的科技成果，還有其他一些方面，比如利用微重力環(huán)境制造地面無法制造的材料和生物制品，小到手機(jī)材料甚至是尿不濕，還有各種太空育種的植物，大到觀測宇宙伽馬射線暴的SWIFT衛(wèi)星所使用的碲鋅鎘探測器，都有這方面的需求與應(yīng)用?？臻g科技的未來發(fā)展趨勢分別體現(xiàn)在空間科學(xué)探索、與人類生活密切相關(guān)的空間應(yīng)用、空間安全這三個方面。在空間科學(xué)探索方面，為了解決目前尚無法解決的一些科學(xué)難題，黑洞、宇宙大爆炸、地球之外生命體是否存在之類老生常談的問題，由于目前的觀測技術(shù)均被普遍采用過，又無法解決這些問題，所以只有采用一些新的探測方法，比如采用常用譜段的高靈敏度探測技術(shù)或成像探測技術(shù)、甚低頻無

11、線電譜段的高分辨率探測技術(shù)、引力波探測技術(shù)等。這一個發(fā)展趨勢，不但能夠持續(xù)產(chǎn)生新的科學(xué)突破，而且能夠拉動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使其延伸到其他應(yīng)用領(lǐng)域。 在與人類生活密切相關(guān)的空間應(yīng)用方面，目前我們的手機(jī)應(yīng)用無論是什么導(dǎo)航定位地圖地理信息方面的應(yīng)用都缺少相關(guān)的空間觀測實時信息。如能夠?qū)⑹謾C(jī)與空間對地觀測的實時圖像掛鉤，那么普通人的視野將得到巨大的拓寬，每個人都能夠獲得準(zhǔn)實時的世界范圍的視覺。由此可見，這也是一個發(fā)展趨勢。 在空間安全方面，即使不談太空軍事運(yùn)用，這個問題也是在人類社會中日益突顯出其重要性，那就是如何清理太空垃圾、碎片。這是一個關(guān)乎可持續(xù)發(fā)展的重大問題，并且隨著時間的推移越來越緊迫和重要。

12、因為任何一次碰撞都會產(chǎn)生爆炸性碎片的增長，如果這些碰撞造成了連鎖反應(yīng)，那么人類將再也無法進(jìn)入太空，那么我們就被迫回到了太空時代之前，只能仰望而無法接近。因此，制定一個進(jìn)入空間和航天器壽命末期自主再入大氣層的準(zhǔn)則迫在眉睫，同時我們必須研究碎片清掃方法然后實施它。這個發(fā)展趨勢將是不可避免的。參考文獻(xiàn)1吳季.空間科技發(fā)展新趨勢（大勢所趨）.人民日報N. 2015-09-06（004）2林落,以空間科技 謀人類福祉,科學(xué)新聞,2015 (18):30-363閔桂榮.空間技術(shù)的成就與發(fā)展趨勢J. 知識就是力量, 1997(10):46-47.4梁思禮.航天之箭：記火箭控制系統(tǒng)專家梁思禮院士J. 信息世界, 1996(9):41-41.5倪迅. 看不盡的燈火 品不盡的錢學(xué)森.光明日報N. 2009-12-02（0