第一篇第六章、空间科技与海洋科技ppt课件.ppt

第六章 空间科技与海洋科技,第一节 空间科技第二节 海洋科技,一、空间科技 空间环境,（一）空间环境 太空泛指宇宙空间，即大气层以外的外层空间，是人类在陆地、海洋、大气层空间以外的第四活动领域，被称为第四环境。航空：人类在大气层内的航行活动。航天：人类在大气层外到太阳系内的航行活动。, 高位置资源 微重力环境资源 高真空和超洁净环境资源 太阳能资源 月球资源,（二）空间资源,（三）人类航天简史,宇宙速度：第一宇宙速度（环绕速度）：7.9千米/秒，航天器可环绕地球运行。 第二宇宙速度（逃逸速度）：11.2千米/秒，航天器脱离地球引力而绕太阳运行。 第三宇宙速度：16.7千米/秒，航天器脱离太阳引力场飞出太阳系。,火箭之父,齐奥尔科夫斯基（1857-1935）出生于俄国梁赞州。1903年发表专著利用喷气工具研究宇宙空论证喷气工具用于星际航行的可行性，推导出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式。该公式的创立奠定了宇宙航行的理论基础。书中他首次提出了使用液体火箭的设想，认为固体火箭推进剂产生的能量较小，而且难以控制，而液体火箭则可以克服这些缺点。此外他首次论证了利用多级火箭克服地球引力的构想。在他的科幻小说中，提到了宇航服、太空失重状态，登月车等，设想和现代太空技术完全一样。,冯 布劳恩 1924年A4,1945年V21957年10月4日，苏联卫星上天；1961,4,12，加加林上天，1969,7,21，阿波罗登上月球；1986年，苏联空间站和空间探测器；1970年，中国卫星上天；2003年，载人航天成功。,（四）运载火箭的组成,位于火箭本体上：有效载荷；箭体结构；推进系统；制导系统。有箭上和地面分系统：安全系统；遥测系统；外弹道测量系统。,运载火箭的飞行,垂直起飞段转弯飞行段过渡飞行段,运载火箭的发展,中国先后研制成功12种长征系列火箭,覆盖了近地轨道、太阳同步轨道、地球同步转移轨道的低、中、高轨道范围,近地轨道运载能力达到9.5吨,地球同步转移轨道运载能力达到5.1吨,基本上满足了发射不同用途、不同重量卫星的需求。长征系列火箭已完成90次飞行，1996年10月以来航天发射连续48次成功。2006.9,左图长征3号乙发射亚太6号卫星右：长征3号乙资料图,长征2号捆绑式火箭,土星5号质子号、宇宙神号（右）,在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器1.人造地球卫星的轨道分类 按形状：圆轨道；椭圆轨道。 按离地球的距离：低轨道（500千米以下）；中轨道（600-2000千米）；高轨道（2000千米以上）。 按飞行方向：顺行轨道；逆行轨道；赤道轨道；极地轨道； 具有特殊意义称谓的轨道：近地轨道；地球同步轨道；对地静止轨道；太阳同步轨道。,人造地球卫星,中国卫星,1970.4.242002.7成功地发射了16种类型49颗国产卫星：科学试验卫星：9颗(“实践”1号、2号、4号、5号）技术试验卫星：3颗返回式卫星：17颗（成功16颗）通信卫星：10颗（“东方红”2号、2号甲、3号等）气象卫星：5颗（“风云”1号、2号等）资源卫星：2颗（“资源”1号、2号）导航卫星：2颗（“北斗”导航试验卫星）海洋卫星：1颗,人造卫星的种类和应用,按用途：科学卫星；技术试验卫星；应用卫星。科学卫星：空间物理探测卫星天文卫星。应用卫星：无线电中继类，如通信卫星，海事卫星，广播卫星 。对地观测平台类，如气象卫星，资源探测卫星，侦察卫星。导航定位基准类，如导航卫星，测地卫星。,军事卫星 通讯卫星,军事用途： 军事卫星分为侦察卫星与预警卫星,通讯卫星： 卫星通讯，可克服无线电通讯易受地形阻隔之缺陷,载人航天,人类驾驶和乘坐航天器从事探测、试验、研究和生产的往返飞行活动。1.载人航天器的分类 天地往返运输机载人飞船，航天飞机。 空间站2. 飞船 和登月壮举能保障航天员在太空短期生活和工作，执行航天任务并返回地面的航天器。 1961年4月12日 世界第一位航天员尤里加加林 乘坐“东方号”飞船环绕地球一周，安全返回地面。 1969年7月16日 美国“阿波罗”11号飞船载3名航天员进行首次登月活动。,神舟六号发射过程,神舟六号整装待发,苏联发射“月球”9号探测器，首次在月面软着陆成功(1966)，三年后(1969)，美国“阿波罗”11号把宇航员N. A. Armstrong送上月球。,N.A. Armstrong,空间站,供多名航天员在太空轨道上长期巡访、工作和居住的航天器。,航天飞机,往返于地球和近地轨道之间，运送航天员和有效载荷，并可重复使用的航天器。,空间遥感技术和空间科学研究,空间遥感技术的优点：探索范围广，搜集数据快；能获取实时信息；不受地面限制，测量精确度高；提高星际观测效果。空间科学研究内容：对地观测；对天观测；空间实验；阿尔法磁谱仪研究；微重力科学研究。,二、海洋科技,（一）海洋和海洋资源海洋是人类最后的边疆 从人造卫星上看地球，地球是个蔚蓝的大圆球，那是大气层和水层的反射光形成的景象。地球总面积约为5亿平方千米，其中陆地面积约149亿平方千米，只占地球表面的29，而海洋面积约361亿平方千米，占地球表面的71。地球上的海洋水估计有137亿立方千米，占了地球总水量的942。地球在太阳系的成员中，得天独厚，充满了水。,海洋包括海和洋。洋是海洋的主体，远离大陆，面积广阔，占海洋面积的89%。大洋的水特别深，一般在3000米以上，盐度高，水色高，透明度大，水文要素比较稳定。划分四个部分：太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。,海靠近大陆，或受大陆包围，是位于大洋边缘的水体。海面积小，水深较浅，一般在3000米以下。海水盐度低，水色低，透明度小，水文要素的季节变化明显。可把海分为内陆海、边缘海、陆间海（地中海）。 海底地形：大洋中脊、大洋盆地和大陆边缘（包括大陆架、大陆坡和大陆隆，海沟主要分布在大陆边缘和大洋盆地之间。）,海洋资源种类： 海洋生物； 海洋能源、 海洋矿产、 其他资源。,海洋生物资源,据调查，地球上生物资源的80是在海洋中，海洋中的动植物多达几十万种，仅鱼类就有二万五千多种，可供提炼蛋白质和抗菌素药物的生物就更多了，达30多万种。中西药中所用的上百种海味以及鱼肝油、精蛋白和胰岛素等药物都来自海洋生物。可供食用的水产资源，在不破坏生态平衡的情况下，每年可以开发30多亿吨。但目前人类每年的捕捞量仅为7千万吨至9千万吨，还不到其中的130。地球上生物的生产能力，每年约为1540亿吨有机碳，其中1350亿吨来自海洋，等待着人类去开发。,海洋能源,海洋能源包括：波浪能、潮汐能、海流能、海水温差能和盐度能。 波浪能来自太阳能，波浪的上下运动和横向运动都可以用来发电； 潮汐能全世界潮汐发电，年发电可达1.0*10十二次方。 海流能专家估计其总能量可以让全世界实现电气化。,海洋矿藏资源,科学家们已经发现，海水中蕴藏着80多种元素，诸如金、银、铜、铁、铝、钨、汞、锑、氧、镁、溴、碘、铷、铯、镍、铀、锶等等，陆地上有的一切矿物资源，大海底下都有。,其他资源,滨海沙滩、海岛、海底世界是旅游资源。海洋还是重要的航道，海湾可以建设港口，浅水区和滩涂可以养殖水产品，海水本身也是水资源。,（二）海洋探测技术,（一）海洋科学考察船：调查海面与高空气象、地球磁场、海流与潮汐、海洋水深与地貌、海水的化学成分、海水物理性质与海底矿物资源、生物资源、海底地震等。（二）海洋卫星：利用遥感技术观测洋流、海浪潮汐海面温度、海水颜色、海洋上空气象变化，观测结果非常准确。（三）潜水器 ：广泛运用了高新技术，在海洋探测中发挥了重要作用,（三）海洋资源开发技术,（一）海洋矿产资源开发 1石油和天然气开发技术 2深海锰结核矿的开发 （二）海洋生物资源的开发 1实现由常规捕捞技术向现代捕捞技术的转变 2实现由传统的自然捕捞技术向海洋农牧业的转变 3实现海洋生物资源从单一获取型向综合利用型转变 4蓝色革命 5海洋食品与海洋药物,（三）海洋化学资源的开发,1提取海洋中的化学原料 2海水淡化工程的开发,（四）海洋能源的开发,海洋中除了蕴藏着油气这类不可再生的能源外，还有巨大的可供开发利用的再生能源，如波浪能、海流能、潮汐能、温度差能、盐度差能等。海洋能源的特点是蕴藏量大、可再生、干净而不污染环境；但能量密度较低，如进行大规模开发利用，必须安装结构庞大的转换装置。目前正在开发的海洋能源主要是：波浪能、潮汐能、海洋温差能、海流能和盐度差能等。,（五）海洋空间资源的开发,海洋工程作为一门综合性很强的科学技术，正在不断地与各项现代科学技术成就的应用紧密联系在一起。可以肯定，现代科学技术 上的每一项新的成就，都将给海洋工程的发展带来新的推动力，使海洋技术产生一系列的重大突破。海洋开发的深度广度将越来越大，并逐步向着全面开发利用海洋资源、能源和空间的方向发展。,