(9)空间技术讲座

1、空间技术空间技术现代科学技术基础现代科学技术基础引例：阿波罗登月计划引例：阿波罗登月计划 美国从美国从19611961年到年到19721972年从年从事的一系列载人登月飞行事的一系列载人登月飞行任务总称。任务总称。 19691969年年7 7月月2020日，日，“阿波罗阿波罗11” 11” 登上月球登上月球 长久以来登月梦想终于成长久以来登月梦想终于成真阿波罗计划所花经真阿波罗计划所花经费达费达240240亿美元。亿美元。 有有2 2万家民间企业和万家民间企业和4040万名万名工作人员参与工作工作人员参与工作 在人类太空科学上代表意在人类太空科学上代表意义不是金钱所能估量义不是金钱所能估量引例

2、：阿波罗登月计划引例：阿波罗登月计划“这对一个人来说，只不过是小小的一步，可是对人类来讲，却是巨大的一步。这对一个人来说，只不过是小小的一步，可是对人类来讲，却是巨大的一步。” 尼尔尼尔阿姆斯特朗说阿姆斯特朗说 发展阿波罗计划的原因发展阿波罗计划的原因 19571957年年1010月，前苏联发射了世界上第一颗人造卫星史月，前苏联发射了世界上第一颗人造卫星史波尼克波尼克 1 1号号 当时正值冷战时期，美苏如火如荼的展开军备竞赛当时正值冷战时期，美苏如火如荼的展开军备竞赛 苏联的人造卫星飞越美国国土上空，对美国而言是非常苏联的人造卫星飞越美国国土上空，对美国而言是非常大的威胁大的威胁 2020世纪

3、世纪6060年代，美、苏在太空竞赛中为了拿到头彩，各年代，美、苏在太空竞赛中为了拿到头彩，各自从佛罗里达的海岸和丘拉塔姆的荒原向太空发射了自从佛罗里达的海岸和丘拉塔姆的荒原向太空发射了三三十多艘载人飞船十多艘载人飞船，完成六十多人次的太空飞行。，完成六十多人次的太空飞行。 冷战：北约组织VS华约组织主要内容主要内容 空间和空间技术空间和空间技术 运载火箭运载火箭 人造地球卫星人造地球卫星 载人航天载人航天 空间站空间站空间和空间技术空间和空间技术 空间：外层空间是地球稠密大气层之外的空间，空间：外层空间是地球稠密大气层之外的空间，简称空间或太空，是人类第四环境。（陆地、海简称空间或太空，是人类

4、第四环境。（陆地、海洋、大气层、太空）洋、大气层、太空） 空间技术三大支柱：空间技术三大支柱：航天器、运载器、地面测控航天器、运载器、地面测控技术技术 运载火箭运载火箭 由由多级火箭多级火箭组成的航天运输组成的航天运输工具。用途是把人造地球卫星、工具。用途是把人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测载人飞船、空间站、空间探测器等有效载荷送入预定轨道。器等有效载荷送入预定轨道。是在导弹的基础上发展的，是在导弹的基础上发展的，一一般由般由2 24 4级组成级组成。每一级都包每一级都包括括箭体结构、推进系统和飞行箭体结构、推进系统和飞行控制系统控制系统。末级有仪器舱，内。末级有仪器舱，内装制导与控制

5、系统、遥测系统装制导与控制系统、遥测系统和发射场安全系统。和发射场安全系统。运载火箭的发展运载火箭的发展 运载火箭是第二次世界大战后运载火箭是第二次世界大战后在导在导弹的基础上开始发展弹的基础上开始发展的。的。 第一枚成功发射卫星运载火箭是苏第一枚成功发射卫星运载火箭是苏联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭联用洲际导弹改装的卫星号运载火箭 到到 2020世纪世纪8080年代，年代，苏联、美国、苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和欧法国、日本、中国、英国、印度和欧洲空间局洲空间局已研制成功已研制成功2020多种大、中、多种大、中、小运载能力的火箭。最小的仅重小运载能力的火箭。最小的仅重10.2

6、10.2吨，只能将吨，只能将1.481.48公斤重的人造卫星送公斤重的人造卫星送入近地轨道；最大的重入近地轨道；最大的重29002900多吨，能多吨，能将将120120多吨重的载荷送入近地轨道。多吨重的载荷送入近地轨道。中国长征系列运载火箭中国长征系列运载火箭 长征一号系列长征一号系列： 长征一号长征一号 长征一号马杰长征一号马杰 长征一号丙长征一号丙 长征一长征一号丁号丁 长征二号系列长征二号系列：长征二号长征二号 长征二号甲长征二号甲 长征二号丙长征二号丙 长征二长征二号丁号丁 长征二号长征二号E 长征二号长征二号F 长征三号系列长征三号系列：长征三号长征三号 长征三号甲长征三号甲 长征三

7、号乙长征三号乙 长征三号丙长征三号丙 长征四号系列长征四号系列：风暴一号风暴一号 长征四号长征四号 长征四号甲长征四号甲 长征四号乙长征四号乙 长长征四号丙征四号丙 长征五号系列长征五号系列：长征五号甲长征五号甲 长征五号乙长征五号乙 长征五号丙长征五号丙 长征五号丁长征五号丁 长征五号长征五号E 长征五号长征五号F 长征六号系列长征六号系列： 长征六号长征六号 长征七号系列长征七号系列： 长征七号长征七号 19701970年年4 4月月2424日日“长征长征1 1号号”运载火箭诞生，首次发射运载火箭诞生，首次发射“东方红东方红1 1号号”卫星成卫星成功。功。 人造地球卫星人造地球卫星 卫星，

8、是指在宇宙中所有围绕卫星，是指在宇宙中所有围绕行星行星轨道上运行的天体轨道上运行的天体。环。环绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如，绕哪一颗行星运转，就把它叫做哪一颗行星的卫星。比如，月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。月亮环绕着地球旋转，它就是地球的卫星。 “人造卫星人造卫星”就是我们人类就是我们人类“人工制造的卫星人工制造的卫星”。科学家。科学家用火箭把它发射到预定的轨道，用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行使它环绕着地球或其他行星运转星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星

9、的人造卫星，比如最的人造卫星，我们就叫它哪一颗行星的人造卫星，比如最常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。常用于观测、通讯等方面的人造地球卫星。人造卫星发展人造卫星发展19571957年年1010月月4 4日苏联发射了世界上第一颗人造卫星日苏联发射了世界上第一颗人造卫星。之后，。之后，美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。美国、法国、日本也相继发射了人造卫星。中国于中国于19701970年年4 4月月2424日发射了东方红日发射了东方红1 1号人造卫星号人造卫星，截止，截止19921992年底中国共成功发射年底中国共成功发射3333颗不同类型的人造卫星。颗不同类型的人造卫星。 东方红东方红1

10、1号人造卫星直径约号人造卫星直径约1 1米，重米，重173173公斤，沿近地点公斤，沿近地点439439公公里、远地点里、远地点23842384公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角公里的椭圆轨道绕地球运行，轨道倾角6868，5”5”，运行周期运行周期114114分钟。发射分钟。发射“东方红东方红1 1号号”卫星的远载火箭为卫星的远载火箭为“长长征征”1 1号三级运载火箭，火箭全长号三级运载火箭，火箭全长2929，4545米，直径米，直径2.252.25米，起飞米，起飞重量重量81.681.6吨，发射推力吨，发射推力112112吨。吨。东方红东方红1 1号人造卫星号人造卫星 卫星的卫星的主要任务主

11、要任务是是向太空向太空播放播放东东方红方红乐乐曲曲，同时，同时进行卫星进行卫星技术试验，技术试验，探测电离探测电离层和大气层和大气密度。密度。人造卫星用途人造卫星用途科学卫星科学卫星：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地：送入太空轨道，进行大气物理、天文物理、地球物理等实验或测试的卫星，如中华卫星一号、哈伯等。球物理等实验或测试的卫星，如中华卫星一号、哈伯等。通信卫星通信卫星：做为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。：做为电讯中继站的卫星，如：亚卫一号。军事卫星军事卫星：做为军事照相、侦察之用的卫星。：做为军事照相、侦察之用的卫星。气象卫星气象卫星：摄取云层图和有关气象资料的卫星。：摄取云层图

12、和有关气象资料的卫星。资源卫星资源卫星：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探：摄取地表或深层组成之图像，做为地球资源探勘之用的卫星。勘之用的卫星。 星际卫星星际卫星：可航行至其它行星进行探测照相之卫星，一般：可航行至其它行星进行探测照相之卫星，一般称之为行星探测器，如火星号、探路者号等。称之为行星探测器，如火星号、探路者号等。载人航天载人航天 载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探载人航天是指人类驾驶和乘坐载人航天器在太空从事各种探测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天的测、试验、研究、军事和生产的往返飞行活动。载人航天的目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，

13、把人类的活目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空 载人航天历程载人航天历程19601960年苏联成功发射了两艘年苏联成功发射了两艘无人的卫星式飞船无人的卫星式飞船19611961年苏联发射世界第一艘年苏联发射世界第一艘载人飞船载人飞船“东方东方”1 1号。号。加加林加加林少校乘少校乘“东方东方”1 1号飞船用了号飞船用了108108分钟绕地球运行一圈。分钟绕地球运行一圈。 19691969年美国发射年美国发射“阿波罗阿波罗”1111号载人飞船，号载人飞船，第一次把人送第一次把人送上月球上月球。 “这对一个人来

14、说，只不过是小小的一步，可是对这对一个人来说，只不过是小小的一步，可是对人类来讲，却是巨大的一步。人类来讲，却是巨大的一步。” 19711971年苏联发射世界上第一个年苏联发射世界上第一个载人空间站载人空间站“礼炮礼炮”1 1号。号。 19811981年美国发射世界上第一架年美国发射世界上第一架航天飞机航天飞机“哥伦比亚哥伦比亚”号。号。 20012001年世界上首位年世界上首位太空游客太空游客、美国富翁蒂托搭乘、美国富翁蒂托搭乘“联联盟盟”TM32TM32号飞船到国际空间站上旅游观光号飞船到国际空间站上旅游观光8 8天。蒂托此行耗资天。蒂托此行耗资20002000万美元。万美元。我国载人航天

15、我国载人航天 2003年，我国自行研制的年，我国自行研制的“神舟神舟”五号五号载人飞船载人飞船发射升空。这是中国首次进行载人航天飞行。乘发射升空。这是中国首次进行载人航天飞行。乘坐坐“神舟神舟”五号载人飞船执行任务的航天员是五号载人飞船执行任务的航天员是岁的岁的杨利伟杨利伟。 2005年，我国成功进行了第二次载人航天飞行，年，我国成功进行了第二次载人航天飞行，将两名航天员将两名航天员费俊龙、聂海胜费俊龙、聂海胜同时送上太空。同时送上太空。 2008年，我国第三艘载人飞船年，我国第三艘载人飞船神舟七号神舟七号成功发射，成功发射，三名航天员三名航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏翟志刚、刘伯明、景海鹏顺利

16、升空。顺利升空。空间站空间站 又称航天站、太空站、轨道站。是一种在近地轨道长时间又称航天站、太空站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。器。 空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。将组件送入轨道，在太空组装而成。 到目前为止，全世界已发射了到目前为止，全世界已发射了9个空间站。其中苏联共发个空间站。其中苏联

17、共发射射8座，美国发射座，美国发射1座。座。 和平号空间站和平号空间站 和平号核心舱于和平号核心舱于1986年发射，它提供基本的服务、航天员居年发射，它提供基本的服务、航天员居住、生保、电力和科学研究能力。住、生保、电力和科学研究能力。 按照美俄国际空间站合作计划，美国航天飞机与和平号空间按照美俄国际空间站合作计划，美国航天飞机与和平号空间站实施了交会和对接，在轨对接期间，进行了设备和航天员站实施了交会和对接，在轨对接期间，进行了设备和航天员的交换。的交换。1995年发现号航天飞机与和平号在太空交会，两航年发现号航天飞机与和平号在太空交会，两航天器相距仅天器相距仅11.3米。米。 由于和平号设

18、备老化，加之俄罗斯资金匮乏，从由于和平号设备老化，加之俄罗斯资金匮乏，从1999年起，年起，和平号进入无人自动飞行状态，准备最终坠入大气层焚毁，和平号进入无人自动飞行状态，准备最终坠入大气层焚毁，完成其历史使命。完成其历史使命。 2001年年3月月23日从地球轨道上消失日从地球轨道上消失 。天宫一号和神八对接天宫一号和神八对接 9.29：天宫：天宫一号成功发一号成功发射升空射升空 11.1：神舟：神舟八号飞船发八号飞船发射升空射升空 11.3：天宫：天宫神八首次交神八首次交会对接会对接 11.13:天宫天宫神八建立倒神八建立倒飞姿态飞姿态 11.14:天宫天宫神八二次对神八二次对接成功接成功 我国空间技术主要成就我国空间技术主要成就19701970年年4 4月月2424日，我国成功研制并发射了日，我国成功研制并发射了第一颗人造地球卫星东方红一号第一颗人造地球卫星东方红一号。中国空间技术取得历史性突破。中国空间技术取得