《深空探測(cè)導(dǎo)論》學(xué)習(xí)報(bào)告

1、v1.0可編輯可修改深空探測(cè)導(dǎo)論學(xué)習(xí)報(bào)告學(xué)院學(xué)號(hào)姓名11v1.0可編輯可修改目錄一、深空探測(cè)的意義31、推動(dòng)高新技術(shù)發(fā)展32、彰顯國家綜合實(shí)力33、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展44、尋找生命起源答案4二、學(xué)習(xí)體會(huì)感悟5三、化學(xué)與深空探測(cè)的聯(lián)系7四、中國深空探測(cè)暢想8五、課程建議922v1.0可編輯可修改一、深空探測(cè)的意義深空探測(cè)是在衛(wèi)星應(yīng)用和載人航天取得重大成就的基礎(chǔ)上， 向更廣闊的太陽系空間進(jìn)行的探索。 通過深空探測(cè)， 能幫助人類研究太陽系及宇宙的起源、 演變和現(xiàn)狀，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地球環(huán)境的形成和演變， 認(rèn)識(shí)空間現(xiàn)象和地球自然系統(tǒng)之間的關(guān)系。從現(xiàn)實(shí)和長遠(yuǎn)來看， 對(duì)深空的探測(cè)和開發(fā)具有十分重要的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義

2、。1、推動(dòng)高新技術(shù)發(fā)展深空探測(cè)是一項(xiàng)充滿高新科技的探索活動(dòng)， 他要求有最好的金屬及非金屬材料、最先進(jìn)的測(cè)控通信技術(shù)、最可靠高效的能源系統(tǒng)等等。因此可以說，一項(xiàng)項(xiàng)深空探測(cè)活動(dòng)的開展， 不斷對(duì)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)提出更高的要求， 同時(shí)也極大地促進(jìn)了高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步。比如，深空探測(cè)活動(dòng)對(duì)遙感技術(shù)、 測(cè)控通信技術(shù)提出了更高的要求。 人類對(duì)于地球同步軌道（ GEO）特別是近地軌道（ LEO）上的航天活動(dòng)，其測(cè)控通訊技術(shù)已完全適應(yīng)，即已不存在技術(shù)難題。 如上世紀(jì)后期建成并完善的天基測(cè)控通訊網(wǎng)即 TDRSS，實(shí)現(xiàn)了對(duì) LEO上的航天器 100%的測(cè)控通訊軌道覆蓋率。 但是，當(dāng)人類將航天活動(dòng)的范圍擴(kuò)展到月球、

3、火星特別是冥王星以及太陽引力所能達(dá)到的奧爾特彗星云時(shí)，測(cè)控通信尚存在因距離變遠(yuǎn)損失劇增、低覆蓋率等許多技術(shù)難點(diǎn)，而這些難題正是世界各國的航天專家們致力于解決的問題。 由此而催生了大口徑天線、大發(fā)射功率、信源無損壓縮等新技術(shù)，帶動(dòng)了高科技的向前發(fā)展。2、彰顯國家綜合實(shí)力一個(gè)國家開展深空探測(cè)活動(dòng)的能力和水平，反映了一個(gè)國家的綜合國力。 早在上世紀(jì) 50 年代末，蘇美兩家超級(jí)大國就開始實(shí)施深空探測(cè)任務(wù)。在 60-70 年代，美國向水星、金星、火星、木星和土星等先后發(fā)射了“水手” 、“海盜”、“先33v1.0可編輯可修改驅(qū)者”和“旅行者” 等 4 種型號(hào)數(shù)十個(gè)行星探測(cè)器，其中“旅行者 -2 ”在對(duì)木星

4、、土星進(jìn)行探測(cè)后，還首次對(duì)天王星、海王星進(jìn)行了探測(cè)。到1989 年，美國利用“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)成功釋放了“麥哲倫”金星探測(cè)器和“伽利略”木星探測(cè)器，從而開始了第二輪深空探測(cè)計(jì)劃。前蘇聯(lián)在 1989 年前的 30 年中，連續(xù)發(fā)射了“火星”、“金星”、“維加”和“福布斯”等型號(hào)幾十顆各類行星探測(cè)器，且在 1979-1989 年這十年中可謂是一枝獨(dú)秀，取得了輝煌的成就。除此之外，歐盟、日本等國家或組織也正在積極開展深空探測(cè)相關(guān)活動(dòng)。 我國要保住航天大國的地位， 就要積極參與月球與深空探測(cè)活動(dòng)， 制定宏偉的月球與深空探測(cè)的近期和長期計(jì)劃。 登月將會(huì)像當(dāng)年兩彈一星的成功一樣， 極大地激發(fā)中國人民的

5、愛國熱情， 增強(qiáng)中華民族的自豪感和凝聚力， 對(duì)我國的軍事、政治、經(jīng)濟(jì)、文化產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。3、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展深空探測(cè)活動(dòng)不僅能揭示科學(xué)的奧秘，還可帶動(dòng)其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如人工智能、機(jī)器人、遙控作業(yè)、加工自動(dòng)化、高超音速飛行、光學(xué)通信和高速數(shù)據(jù)處理、超高強(qiáng)度和耐高溫材料、空間發(fā)電站、電能的微波傳輸、無污染飛行器以及空間生命科學(xué)等。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國在實(shí)施阿波羅計(jì)劃所開發(fā)的新技術(shù)中， 有 4000 項(xiàng)專利轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。深空探測(cè)、及其技術(shù)的二次開發(fā)應(yīng)用，勢(shì)必帶動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步， 促進(jìn)工業(yè)發(fā)展， 給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大利益， 對(duì)人類文明產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。4、尋找生命起源答案深空探測(cè)可以進(jìn)一步解答地球如何起源

6、與演變、 行星和太陽系究竟是如何形成和演化、人類是不是宇宙中唯一的智慧生命、 地球的未來將如何等一系列問題，同時(shí)有利于人類積極開發(fā)和利用空間資源?，F(xiàn)在人類對(duì)地球形成所做出的初步推測(cè)的依據(jù)， 就源自深空探測(cè)， 對(duì)太陽及其他太陽系內(nèi)星體構(gòu)成元素的探測(cè)， 速度等指標(biāo)的測(cè)量等等。 盡管目前為止還沒44v1.0可編輯可修改有發(fā)現(xiàn)任何地球外的生命星球， 但我們不會(huì)停下深空探測(cè)的腳步， 最終會(huì)揭開宇宙那重重的神秘面紗。二、學(xué)習(xí)體會(huì)感悟經(jīng)過了近十堂課的學(xué)習(xí)， 我不僅了解到了更多的太空探測(cè)知識(shí)， 而且對(duì)深空探測(cè)的內(nèi)容和意義有了更深入的理解。從太空中看去， 我們的地球是一顆為藍(lán)色的星球， 同時(shí)也是一顆充滿生機(jī)的星

7、球。茫茫宇宙浩瀚無際， 我們的地球不過是其中渺小的一份子。 正是因?yàn)榈厍蛏洗嬖谏?這顆蔚藍(lán)色的星球才顯得如此與眾不同。 人類從一開始， 就在思考太陽系和地球是怎樣發(fā)生和演變的、 除了地球外還有沒有其他星球存在生命等問題，以及太陽和地球的未來如何。宇宙的浩瀚和奇妙引起了人類很大的好奇心，驅(qū)使著無數(shù)的科學(xué)家們前赴后繼，投身到深空探測(cè)的研究中來。從上世紀(jì) 60 年代起，人類的深空探測(cè)開始迅速發(fā)展。目前人類已經(jīng)探測(cè)了太陽系的全部行星、 2 個(gè)矮行星， 以及多個(gè)小行星和彗星， 人類發(fā)射的多個(gè)深空探測(cè)器已經(jīng)到達(dá)太陽系的磁場(chǎng)邊界（旅行者 -1 號(hào)、先驅(qū)者 10 號(hào)等）。在二十一世紀(jì)，人類對(duì)太陽系的認(rèn)識(shí)正

8、以一種不可預(yù)見的速度前進(jìn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)后 , 特別是 2004 年后 , 世界各主要航天大國紛紛提出明確的深空探測(cè)規(guī)劃或任務(wù)計(jì)劃 , 比較有代表性的有： 美國在 2004 年提出 “新太空計(jì)劃” , 將通過一系列的工程和探測(cè)任務(wù)實(shí)現(xiàn) 2018 年重返月球 , 并在 2025 年將人類送上火星，同時(shí)開展一系列無人星際探測(cè)任務(wù)； 歐洲在 2004 年提出“曙光女神計(jì)劃” , 被稱為“歐洲的阿波羅計(jì)劃” ，初步規(guī)劃 2024 年前后載人登月， 2033 年實(shí)現(xiàn)載人登陸火星 , 同時(shí)開展其他無人星際探測(cè)任務(wù)；日本在 2005 年出臺(tái)規(guī)劃 , 近期將發(fā)射多個(gè)無人月球探測(cè)器和小行星探測(cè)器 , 并提出月

9、球基地建設(shè)的設(shè)想； 印度在 2008 年發(fā)射第一顆月球環(huán)繞探測(cè)衛(wèi)星；俄羅斯在 2010 年前后發(fā)射火星探測(cè)器 , 2015 年前后發(fā)射月球撞擊器和金星探測(cè)器。在我國的深空探測(cè)活動(dòng)中， 最引人注目的當(dāng)屬探月工程。 中國探月工程又稱55v1.0可編輯可修改“嫦娥工程”。中國探月工程經(jīng)過10 年的醞釀，最終確定中國的探月工程分為“繞”、“落”、“回” 3 個(gè)階段。第一期繞月工程是在2007 年發(fā)射探月衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)” ，對(duì)月球表面環(huán)境、地貌、地形、地質(zhì)構(gòu)造與物理場(chǎng)進(jìn)行探測(cè)。第二期工程時(shí)間定為2007 年至 2016年，目標(biāo)是研制和發(fā)射航天器， 以軟著陸的方式降落在月球上進(jìn)行探測(cè)。第三期工程時(shí)間定在

10、2016 至 2020 年，目標(biāo)是月面巡視勘察與采樣返回。其中前期主要是研制和發(fā)射新型軟著陸月球巡視車，對(duì)著陸區(qū)進(jìn)行巡視勘察。2007 年 10 月 24 日“嫦娥一號(hào)” 月球軌道器成功發(fā)射， 總共飛行了 13 天 18小時(shí)到達(dá)月球?！版隙鹨惶?hào)”的主要科學(xué)目標(biāo)是：測(cè)繪月球三維地圖，探測(cè)月面14 種元素的分布，測(cè)量月壤的厚度，進(jìn)行地月空間環(huán)境探測(cè)。任務(wù)結(jié)束后，嫦娥 1 號(hào)于 2009 年 11 月 14 日受控撞擊了月球?！版隙?2 號(hào)”月球軌道器于 2010 年 10 月 1 日發(fā)射，是嫦娥 -1 號(hào)的備份星。設(shè)計(jì)壽命 6 個(gè)月的嫦娥二號(hào)在工作 26 個(gè)月后，進(jìn)行了兩次任務(wù)擴(kuò)展，繼續(xù)飛向更遠(yuǎn)的

11、深空。 為了積累深空探測(cè)經(jīng)驗(yàn)， 嫦娥二號(hào)于 6 月 9 日下午離開月球， 前往距地球約 150 萬 km遠(yuǎn)的日地拉格朗日 L2 點(diǎn)，對(duì)太陽實(shí)施探測(cè)， 同時(shí)進(jìn)行測(cè)控技術(shù)等試驗(yàn)。 2012 年 12 月 13 日，嫦娥二號(hào)在距地球約 700 萬 km遠(yuǎn)的深空掠過小行星 4179，最近距離僅為， 飛掠時(shí)速高達(dá) s。這是中國第一次對(duì)小行星進(jìn)行探測(cè)，中國也成為繼美國、 歐空局和日本后， 第四個(gè)對(duì)小行星實(shí)施探測(cè)的國家或組織。嫦娥二號(hào)分別在 100× 100km的圓軌道和 100× 15km的橢圓軌道進(jìn)行了高分辨率成像和環(huán)月探測(cè)，完整獲取了 7m分辨率的月球表面三維影像數(shù)據(jù)，并完成了對(duì)嫦

12、娥三號(hào)落月任務(wù)預(yù)選著陸區(qū)虹灣局部區(qū)域的達(dá)到的高分辨率成像。2013 年 12 月 2 日我國用長征三號(hào)乙增強(qiáng)型火箭發(fā)射了嫦娥-3 號(hào)登月器，12月 14 日帶著中國的第一艘月球車 “玉兔號(hào)” 成功軟著陸于月球雨海西北部，實(shí)現(xiàn)了月球軟著陸并釋放了“玉兔號(hào)”月球車。這是繼前蘇聯(lián)1976 年的月球 24號(hào)后首個(gè)在月球表面軟著陸的探測(cè)器。66v1.0可編輯可修改從 1958 年 8 月 17 日美國發(fā)射第一個(gè)月球探測(cè)器 “先驅(qū)者 0 號(hào)”開始，人類邁向太陽系的深空探測(cè)活動(dòng)至今已有近 50 年的歷史了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到 2006 年6 月，人類已發(fā)射過的向月球以遠(yuǎn)的太陽系天體開展的深空探測(cè)活動(dòng)共215 次

13、，其中成功和部分成功的 114 次，占總次數(shù)的 %，意味著近一半的探測(cè)活動(dòng)是失敗的。人類杰出的科學(xué)家們， 憑借已知的自然科學(xué)規(guī)律， 勇敢地向著浩瀚無際的宇宙進(jìn)發(fā)，期間雖有失敗，但是人類只會(huì)愈挫愈勇，不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷地開拓新知，不斷研發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)，朝著宇宙更深處前進(jìn)，去探索無窮無盡的奧秘。三、化學(xué)與深空探測(cè)的聯(lián)系作為化學(xué)專業(yè)的一名學(xué)生， 我們能為深空探測(cè)服務(wù)的部分有宇航員的太空服的設(shè)計(jì)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑、航天器結(jié)構(gòu)合金材料的制備等方面。宇航服是保護(hù)宇航員在太空不受低溫， 射線等的侵害并提供人類生存所需的氧氣的保護(hù)服。 宇航服的氧氣罐為太空人提供氧氣。 而排出的二氧化碳則由氫氧化鋰所吸收。

14、 太空人的體溫則由一套貼身內(nèi)衣調(diào)節(jié)， 這件內(nèi)衣布滿水管， 水泵不斷把水循環(huán)， 把太空人身體所發(fā)出的熱力帶走， 而水則由升華器所冷卻。 宇航服最后一個(gè)重要功用，是為太空人提供所需的氣壓（約等于半個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力52kPa）。宇航服的表層有阻隔輻射的功用， 關(guān)鍵是氣密加壓限制層和真空隔熱層的材料的選擇，今多選用多層鍍鋁的聚酰亞胺薄膜或聚酯薄膜并在各層之間夾以無紡織布制成?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)劑， 或稱火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料， 由氧化劑和燃燒劑組成。 氧化劑常選用液態(tài)氧、四氧化二氮等，燃燒劑則有煤油、酒精、偏二甲肼、液態(tài)氫等。從物理形態(tài)上講，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用的推進(jìn)劑有兩種形式，一種是液態(tài)物質(zhì)，另一種是固態(tài)物質(zhì)。如

15、果在兩種燃料中，一種為固體，一種為液體，則稱為固液火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或直接稱其物質(zhì)名稱的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。 如，氫氧火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。 由于固態(tài)燃燒劑產(chǎn)生的能量比液體氧化劑發(fā)出的能量高， 所以，研制的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)多是固液火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，兩種燃料相遇燃燒，形成高溫高壓氣體，氣體從噴口噴出，77v1.0可編輯可修改產(chǎn)生巨大推力而把運(yùn)載火箭送上了太空。鋁合金比強(qiáng)度高， 抗蝕性強(qiáng)，一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能， 因而是航天器中較常使用的一種合金材料。 稀土元素鈧（Sc）是許多有色金屬的優(yōu)良改性添加元素， 尤其是對(duì)鋁合金具有非常神奇的合金化作用。加入 %的鈧（ Sc）可以明顯提高合金的高溫強(qiáng)度

16、、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、焊接性能和抗腐蝕性能， 并可避免長期高溫工作時(shí)已產(chǎn)生的脆化現(xiàn)象。 通過添加微量的稀土元素鈧 （Sc）可在現(xiàn)有鋁合金的基礎(chǔ)上開發(fā)出一系列新一代鋁合金材料。四、中國深空探測(cè)暢想人類為什么要開展深空探測(cè)對(duì)未知世界的探索是人類發(fā)展的永恒動(dòng)力， 對(duì)茫茫宇宙的探測(cè)是人類拓展生存空間的必由之路。探索太陽系乃至整個(gè)宇宙的起源、發(fā)展和演化， 是深空探測(cè)任務(wù)的永恒科學(xué)目標(biāo)， 深空探測(cè)對(duì)于激發(fā)人類的探索精神，促進(jìn)新一代科研工作者的成長， 推動(dòng)深空資源的綜合開發(fā)利用和人類科技水平的持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。中國深空探測(cè)的未來要重點(diǎn)突破深空探測(cè)器和運(yùn)載火箭等一系列關(guān)鍵技術(shù)，提升工程能力， 滿足深空領(lǐng)域科學(xué)探測(cè)的需

17、求。未來我國深空探測(cè)的發(fā)展可以設(shè)計(jì)為：發(fā)展火星探測(cè)器， 形成達(dá)到距地球約4 億公里遠(yuǎn)的深空探測(cè)能力；實(shí)施探月三期工程，掌握月球無人取樣返回技術(shù)，發(fā)展火星“軟著陸”巡視探測(cè)器，掌握行星接力發(fā)行等關(guān)鍵技術(shù)，形成在距地球約 4 億公里有大氣天氣的“軟著陸”和巡視能力； 第三步是實(shí)施載人登月、 火星無人采樣返回， 掌握載人登月火星無人采樣返回等關(guān)鍵技術(shù)， 使中國人的足跡第一次踏上意外天氣， 形成無人采取樣返回和 10 億公里遠(yuǎn)無人探測(cè)能力。在月球探測(cè)領(lǐng)域， 在全力完成好探月工程既定目標(biāo)的基礎(chǔ)上， 實(shí)施開展無人月球普查和詳查任務(wù)， 逐步建立無人值守的月球基地， 在條件具備后實(shí)施載人登月，直至建立有人駐留

18、的月球基地。 在行星器探測(cè)方面， 根據(jù)中國科學(xué)家的建議，88v1.0可編輯可修改無人行星探測(cè)的重點(diǎn)目標(biāo)包括火星探測(cè)、巨行星的探測(cè)和小行星和彗星的探測(cè)。火星作為距離地球最近的內(nèi)地行星，是開展行星器探測(cè)的首選目標(biāo)。對(duì)于運(yùn)載火箭而言，目前具有最大能力的長征三號(hào)乙發(fā)射第二軌道的能力不少于3 噸，未來“行星大運(yùn)載”將具備發(fā)射火星軌道運(yùn)載能力，發(fā)射到木星的軌道能力將達(dá)到 3 噸以上。對(duì)探測(cè)器而言，從月球環(huán)繞探測(cè)起步，進(jìn)而發(fā)展月球“軟著陸”與巡視探測(cè)，再發(fā)展月球無人采樣返回和近地行星“軟著陸”隨時(shí)探測(cè)，最后發(fā)展火星無人取樣返回和軀體巨行星及其衛(wèi)星的探測(cè)， 逐步形成對(duì)太陽系內(nèi)有無大氣的各類天體多種形式的探測(cè)能力， 最終可根據(jù)科學(xué)家提出的探測(cè)需求， 開展任意形式的深空探測(cè)活動(dòng)。五、課程建議深空探測(cè)導(dǎo)論這門課是一門很有意思的課程， 而且我也從中學(xué)到了許多。不過