資源簡介

(共19張PPT)
第4節(jié) 星際航行和空間技術
第一章 宇宙的起源和演化
華師大版九年級下冊
人造衛(wèi)星、載人航天飛船和空間站等航天器的發(fā)明已經(jīng)使星際航行成為現(xiàn)實。
發(fā)展空間技術和開發(fā)空間資源不但能使我們深入探索宇宙的奧秘，還會給人類生活帶來美好的前景。
離開地球，飛向星空，2003年10月15日我國“神舟5號”載人航天飛船沖天而起，實現(xiàn)了中華民族夢寐以求的夙愿。
“神舟5號”發(fā)射成功
我國首位宇航員 楊利偉
一、星際航行和航天器
1、人類對星際航行的渴望：
自古以來人類就向往著能自由地飛離地球，在宇宙空間遨游或者到別的星球去做客。但是，要離開地球去進行星際航行卻是很困難的事。
第一個障礙：地球引力
保證星際
航行的安全
避免受到星際空間致命輻射的襲擊
保證星際旅行中人類生存所必需的供給
所有航天器需解決
載人航天器需解決
我們離開地球要解決哪些問題？
第一宇宙速度：
使物體圍繞地球運轉而不掉下來的速度，數(shù)值為7.9km/s
小資料：第一、第二和第三宇宙速度
第二宇宙速度：
使物體脫離地球而成為太陽系內行星的速度，數(shù)值為11.2km/s
第三宇宙速度：
使物體離開太陽系而去的速度，數(shù)值為16.7km/s
多大的速度才能沖出地球？
第一宇宙速度：使物體圍繞地球運轉而不掉下來的速度，數(shù)值為7.9 km/s。
第二宇宙速度：使物體脫離地球而成為太陽系內行星的速度，數(shù)值為11.2 km/s。
第三宇宙速度：使物體離開太陽系而去的速度，數(shù)值為16.7 km/s。
所以，人類要繞地球飛行或登月，必須
達到第一宇宙速度（已成功）；
若人類想到達火星等太陽系的行星上去旅
行，則必須達到第二宇宙速度（已成功）。
若人類要離開太陽系去到更遠的星球，
則非第三宇宙速度不可。
第一、第二和第三宇宙速度（km/s）
（1）20世紀50年代，人類終于邁開了星際航行的第一步。
1957年10月4日，蘇聯(lián)成功地發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，為人類的航天史揭開了光輝的一頁。
（2）繼蘇聯(lián)之后，美國、法國、日本和中國等國都先后發(fā)射了自己的人造衛(wèi)星，航天器的種類也很快增加。
（3）我國于1970年4月24日，中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅1號”發(fā)射成功，向世人展示了中華民族的強大國力。
2、人類星際航行的歷程：
第一個進入太空的地球人：加加林
3、航天器
目前，航天器基本上可分為無人航天器和載人航天器兩大類。
無人航天器有人造衛(wèi)星、無人航天飛船、空間探測器等；
載人航天器有載人航天飛船和空間站等。
此外，還有把各種航天器送入空間的運載火箭。
（注：運載火箭不是航天器，只是航天器的推送裝置。）
人造衛(wèi)星(無人)
航天飛船(無人/載人)
空間探測器(無人)
空間站(載人)
人造衛(wèi)星是空間科學技術的結晶。自第一顆
人造衛(wèi)星發(fā)射成功至今，在地球的上空已經(jīng)先后
由數(shù)千顆人造衛(wèi)星圍繞地球運轉過。人造衛(wèi)星是
發(fā)射數(shù)量最多、用途最廣、發(fā)展最快的航天器。
（1）人造衛(wèi)星的主要功能是依靠它的高位置優(yōu)勢
對地面進行觀測或作為微波通信的中繼站。
（2）因此，按照使用功能的不同，人造衛(wèi)星
可分成通信類衛(wèi)星和對地觀測類衛(wèi)星兩大類。
例如，各種通信衛(wèi)星、電視轉播衛(wèi)星和導航
定位衛(wèi)星都屬于通信類衛(wèi)星；氣象衛(wèi)星、資源衛(wèi)星
和海洋衛(wèi)星等都屬于對地觀測類衛(wèi)星。
3.1、人造衛(wèi)星
通信類衛(wèi)星
對地觀測類衛(wèi)星
人造衛(wèi)星是無人航天器，載人的人造衛(wèi)星就成為載人航天飛船。
載人航天飛船和人造衛(wèi)星不同之處：
①載人航天飛船必須具有應急營救、返回和生命保障系統(tǒng)。
②載人航天飛船的技術指標和制造技術要求都遠比人造衛(wèi)星高。
3.2、載人航天飛船
空間站是長期圍繞地球運行的空間基地，它既能作為空間科學技術的研究室和試驗站，又能作為人類飛向月球和其他行星的中間站。
3.3、空間站
空間站
運載火箭：由多級火箭組成的航天運輸工具。是在導彈的基礎上發(fā)展的，一般由2～4級組成。每一級都包括箭體結構、推進系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)。要發(fā)射的衛(wèi)星被安裝在末級火箭里。
用途：把人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間站、空間探測器等有效載荷送入預定軌道。
我國目前較先進的是長征5號系列運載火箭。
4、多級運載火箭
我們如何讓各種航天器達到第一宇宙速度？
人類航天技術的發(fā)展
回顧中國航天的發(fā)展歷程
中國首次載人航天飛行
2005年10月12日，發(fā)射了“神舟6號”載人航天飛船。
2008年9月25日，成功地發(fā)射了“神舟7號”飛船，于27日航天員首次完成空間行走。
2011年9月29日，中國成功發(fā)射“天宮1號”，它是中國首個目標飛行器和空間實驗室。
2011年11月3日，“神舟8號”與“天宮1號”成功實現(xiàn)空間交匯對接。
2012年6月8日，載有三位航天員的“神舟9號”與“天宮1號”自動對接成功。
2021年6月17日，神舟十二號與空間站成功對接，中國人首次進入自己的空間站。
2023年5月26日，搭載神舟十七號載人飛船與空間站組合體完成自主快速將會對接。
2023年12月14日，長征二號F運載火箭成功發(fā)射一型可重復使用的試驗航天器。
2023年12月15日21時41分，長征五號運載火箭成功將遙感四十一號衛(wèi)星送入預定軌道。
中國航天史上的一些重要事件
二、空間資源和空間開發(fā)
1、空間資源
航天器的高位置及宇宙空間的高真空、高潔凈、微重力、超低溫、強輻射等都是非常有用的空間資源。
2、空間開發(fā)
（1）高位置；
①可以用來作為微波通信的中繼站；
②可以放置空間太陽能電站向地球輸送電能；
③可以“登高望遠”對地球表面的活動進行監(jiān)測和了解地球表面的資源分布、海洋活動、氣象變化等狀況。
（2）利用高真空、高潔凈、微重力、超低溫可以制造或生產出地球上無法制造的高純度、高均勻的晶體和藥片，生產出新型的合金。
碳化硅晶片
光學KDP晶體
在空間高潔凈和微重力的條件下，半導體材料有著更均勻的成分和滲透物的分布，甚至可獲得無尺寸限制的晶體。
小資料：在空間生產半導體晶體
太空茄子：
果大、色美、味甜，富含維生素C和糖分。
太空椒：果大色艷，籽少肉厚，維生素c、銅鐵等微量元素含量都比原來高。
（3）利用宇宙空間強輻射誘發(fā)物體的基因突變，可以進行作物品種的改良等。
（4）此外，月球和其他行星上的稀有金屬也是可為人類利用的資源。
月殼由多種主要元素組成，包括：鈾、釷、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。鉻、鎳、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產資源。月球有豐富的礦藏，據(jù)介紹，月球上稀有金屬的儲藏量比地球還多。
閱讀P25小資料：了解探路者號
好奇號
探路者號
從“探路者號”到“好奇號”
勇氣號
機遇號
鳳凰號
第一個登上月球的人：阿姆斯特朗
我國“嫦娥一號”月球探測器
2004年，中國正式開展月球探測工程，并命名為“嫦娥工程”。
2007年10月24日，成功地發(fā)射了“嫦娥一號”月球探測衛(wèi)星。
2013年12月14日，“嫦娥三號”在月面軟著陸。
2018年5月21日，“嫦娥四號”中繼星“鵲橋號”成功發(fā)射。
2018年12月8日，“嫦娥四號”探測器在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。
2019年1月3日，“嫦娥四號”成功著陸在月球背面預選著陸區(qū)。
閱讀P25小資料：中國探月工程與“嫦娥四號”

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