《深空探测导论》学习报告

1、深空探测导论学习报告深空探测导论学习报告 学 院学 号姓 名 目录一、深空探测的意义31、推动高新技术发展32、彰显国家综合实力33、促进经济社会发展44、寻找生命起源答案4二、学习体会感悟4三、化学与深空探测的联系6四、中国深空探测畅想7五、课程建议8一、深空探测的意义深空探测是在卫星应用和载人航天取得重大成就的基础上，向更广阔的太阳系空间进行的探索。通过深空探测，能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状，进一步认识地球环境的形成和演变，认识空间现象和地球自然系统之间的关系。从现实和长远来看，对深空的探测和开发具有十分重要的科学和经济意义。1、推动高新技术发展深空探测是一项充满高新科技的

2、探索活动，他要求有最好的金属及非金属材料、最先进的测控通信技术、最可靠高效的能源系统等等。因此可以说，一项项深空探测活动的开展，不断对先进科学技术提出更高的要求，同时也极大地促进了高新科学技术的发展进步。比如，深空探测活动对遥感技术、测控通信技术提出了更高的要求。人类对于地球同步轨道（GEO）特别是近地轨道（LEO）上的航天活动，其测控通讯技术已完全适应，即已不存在技术难题。如上世纪后期建成并完善的天基测控通讯网即TDRSS，实现了对LEO上的航天器100%的测控通讯轨道覆盖率。但是，当人类将航天活动的范围扩展到月球、火星特别是冥王星以及太阳引力所能达到的奥尔特彗星云时，测控通信尚存在因距离变

3、远损失剧增、低覆盖率等许多技术难点，而这些难题正是世界各国的航天专家们致力于解决的问题。由此而催生了大口径天线、大发射功率、信源无损压缩等新技术，带动了高科技的向前发展。2、彰显国家综合实力一个国家开展深空探测活动的能力和水平，反映了一个国家的综合国力。早在上世纪50年代末，苏美两家超级大国就开始实施深空探测任务。在60-70年代，美国向水星、金星、火星、木星和土星等先后发射了“水手”、“海盗”、“先驱者”和“旅行者”等4种型号数十个行星探测器，其中“旅行者-2”在对木星、土星进行探测后，还首次对天王星、海王星进行了探测。到1989年，美国利用“亚特兰蒂斯”号航天飞机成功释放了“麦哲伦”金星探

4、测器和“伽利略”木星探测器，从而开始了第二轮深空探测计划。前苏联在1989年前的30年中，连续发射了“火星”、“金星”、“维加”和“福布斯”等型号几十颗各类行星探测器，且在1979-1989年这十年中可谓是一枝独秀，取得了辉煌的成就。除此之外，欧盟、日本等国家或组织也正在积极开展深空探测相关活动。我国要保住航天大国的地位，就要积极参与月球与深空探测活动，制定宏伟的月球与深空探测的近期和长期计划。登月将会像当年两弹一星的成功一样，极大地激发中国人民的爱国热情，增强中华民族的自豪感和凝聚力，对我国的军事、政治、经济、文化产生深远的影响。3、促进经济社会发展深空探测活动不仅能揭示科学的奥秘，还可带动

5、其他领域科学技术的发展，如人工智能、机器人、遥控作业、加工自动化、高超音速飞行、光学通信和高速数据处理、超高强度和耐高温材料、空间发电站、电能的微波传输、无污染飞行器以及空间生命科学等。据统计，美国在实施阿波罗计划所开发的新技术中，有4000项专利转化为生产力。深空探测、及其技术的二次开发应用，势必带动科学技术进步，促进工业发展，给国民经济带来巨大利益，对人类文明产生深远影响。4、寻找生命起源答案深空探测可以进一步解答地球如何起源与演变、行星和太阳系究竟是如何形成和演化、人类是不是宇宙中唯一的智慧生命、地球的未来将如何等一系列问题，同时有利于人类积极开发和利用空间资源。现在人类对地球形成所做出

6、的初步推测的依据，就源自深空探测，对太阳及其他太阳系内星体构成元素的探测，速度等指标的测量等等。尽管目前为止还没有发现任何地球外的生命星球，但我们不会停下深空探测的脚步，最终会揭开宇宙那重重的神秘面纱。二、学习体会感悟经过了近十堂课的学习，我不仅了解到了更多的太空探测知识，而且对深空探测的内容和意义有了更深入的理解。从太空中看去，我们的地球是一颗为蓝色的星球，同时也是一颗充满生机的星球。茫茫宇宙浩瀚无际，我们的地球不过是其中渺小的一份子。正是因为地球上存在生命，这颗蔚蓝色的星球才显得如此与众不同。人类从一开始，就在思考太阳系和地球是怎样发生和演变的、除了地球外还有没有其他星球存在生命等问题，以

7、及太阳和地球的未来如何。宇宙的浩瀚和奇妙引起了人类很大的好奇心，驱使着无数的科学家们前赴后继，投身到深空探测的研究中来。从上世纪60年代起，人类的深空探测开始迅速发展。目前人类已经探测了太阳系的全部行星、2 个矮行星，以及多个小行星和彗星，人类发射的多个深空探测器已经到达太阳系的磁场边界（旅行者-1号、先驱者10号等）。在二十一世纪，人类对太阳系的认识正以一种不可预见的速度前进。进入21世纪后,特别是2004年后,世界各主要航天大国纷纷提出明确的深空探测规划或任务计划, 比较有代表性的有：美国在2004年提出“新太空计划”, 将通过一系列的工程和探测任务实现2018年重返月球,并在2025年将

8、人类送上火星，同时开展一系列无人星际探测任务；欧洲在2004年提出“曙光女神计划”,被称为“欧洲的阿波罗计划”，初步规划2024年前后载人登月，2033年实现载人登陆火星,同时开展其他无人星际探测任务；日本在2005年出台规划,近期将发射多个无人月球探测器和小行星探测器, 并提出月球基地建设的设想；印度在2008年发射第一颗月球环绕探测卫星；俄罗斯在2010年前后发射火星探测器, 2015年前后发射月球撞击器和金星探测器。在我国的深空探测活动中，最引人注目的当属探月工程。中国探月工程又称“嫦娥工程”。中国探月工程经过10年的酝酿，最终确定中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。第一期

9、绕月工程是在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”，对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。第二期工程时间定为2007年至2016年，目标是研制和发射航天器，以软着陆的方式降落在月球上进行探测。第三期工程时间定在2016至2020年，目标是月面巡视勘察与采样返回。其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车，对着陆区进行巡视勘察。2007年10月24日“嫦娥一号”月球轨道器成功发射，总共飞行了13天18小时到达月球。“嫦娥一号”的主要科学目标是：测绘月球三维地图，探测月面14种元素的分布，测量月壤的厚度，进行地月空间环境探测。任务结束后，嫦娥1号于2009年11月14日受控撞击了月球

10、。“嫦娥2号”月球轨道器于2010年10月1日发射，是嫦娥-1号的备份星。设计寿命6个月的嫦娥二号在工作26个月后，进行了两次任务扩展，继续飞向更远的深空。为了积累深空探测经验，嫦娥二号于6月9日下午离开月球，前往距地球约150万km远的日地拉格朗日L2点，对太阳实施探测，同时进行测控技术等试验。2012年12月13日，嫦娥二号在距地球约700万km远的深空掠过小行星4179，最近距离仅为3.2km，飞掠时速高达10.73km/s。这是中国第一次对小行星进行探测，中国也成为继美国、欧空局和日本后，第四个对小行星实施探测的国家或组织。嫦娥二号分别在100×100km的圆轨道和100&#

11、215;15km的椭圆轨道进行了高分辨率成像和环月探测，完整获取了7m分辨率的月球表面三维影像数据，并完成了对嫦娥三号落月任务预选着陆区虹湾局部区域的达到1.3m的高分辨率成像。2013年12月2日我国用长征三号乙增强型火箭发射了嫦娥-3号登月器，12月14日带着中国的第一艘月球车“玉兔号”成功软着陆于月球雨海西北部，实现了月球软着陆并释放了“玉兔号”月球车。这是继前苏联1976年的月球24号后首个在月球表面软着陆的探测器。从1958年8月17日美国发射第一个月球探测器“先驱者0号”开始，人类迈向太阳系的深空探测活动至今已有近50年的历史了。据统计，截止到2006 年6月，人类已发射过的向月球

12、以远的太阳系天体开展的深空探测活动共215次，其中成功和部分成功的114次，占总次数的53.0%，意味着近一半的探测活动是失败的。人类杰出的科学家们，凭借已知的自然科学规律，勇敢地向着浩瀚无际的宇宙进发，期间虽有失败，但是人类只会愈挫愈勇，不断地总结经验，不断地开拓新知，不断研发更先进的技术，朝着宇宙更深处前进，去探索无穷无尽的奥秘。三、化学与深空探测的联系作为化学专业的一名学生，我们能为深空探测服务的部分有宇航员的太空服的设计、火箭发动机的推进剂、航天器结构合金材料的制备等方面。宇航服是保护宇航员在太空不受低温，射线等的侵害并提供人类生存所需的氧气的保护服。宇航服的氧气罐为太空人提供氧气。而

13、排出的二氧化碳则由氢氧化锂所吸收。太空人的体温则由一套贴身内衣调节，这件内衣布满水管，水泵不断把水循环，把太空人身体所发出的热力带走，而水则由升华器所冷却。宇航服最后一个重要功用，是为太空人提供所需的气压（约等于半个标准大气压力52kPa）。宇航服的表层有阻隔辐射的功用，关键是气密加压限制层和真空隔热层的材料的选择，今多选用多层镀铝的聚酰亚胺薄膜或聚酯薄膜并在各层之间夹以无纺织布制成。火箭发动机的推进剂，或称火箭发动机的燃料，由氧化剂和燃烧剂组成。氧化剂常选用液态氧、四氧化二氮等，燃烧剂则有煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等。从物理形态上讲，火箭发动机使用的推进剂有两种形式，一种是液态物质，另一种

14、是固态物质。如果在两种燃料中，一种为固体，一种为液体，则称为固液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如，氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高，所以，研制的火箭发动机多是固液火箭发动机，两种燃料相遇燃烧，形成高温高压气体，气体从喷口喷出，产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。铝合金比强度高，抗蚀性强，一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能，因而是航天器中较常使用的一种合金材料。稀土元素钪（Sc）是许多有色金属的优良改性添加元素，尤其是对铝合金具有非常神奇的合金化作用。加入0.2%-0.4%的钪（Sc）可以明显提高合金的高温强度、结构稳定性

15、、焊接性能和抗腐蚀性能，并可避免长期高温工作时已产生的脆化现象。通过添加微量的稀土元素钪（Sc）可在现有铝合金的基础上开发出一系列新一代铝合金材料。四、中国深空探测畅想人类为什么要开展深空探测？对未知世界的探索是人类发展的永恒动力，对茫茫宇宙的探测是人类拓展生存空间的必由之路。探索太阳系乃至整个宇宙的起源、发展和演化，是深空探测任务的永恒科学目标，深空探测对于激发人类的探索精神，促进新一代科研工作者的成长，推动深空资源的综合开发利用和人类科技水平的持续发展至关重要。中国深空探测的未来要重点突破深空探测器和运载火箭等一系列关键技术，提升工程能力，满足深空领域科学探测的需求。未来我国深空探测的发展

16、可以设计为：发展火星探测器，形成达到距地球约4亿公里远的深空探测能力；实施探月三期工程，掌握月球无人取样返回技术，发展火星“软着陆”巡视探测器，掌握行星接力发行等关键技术，形成在距地球约4亿公里有大气天气的“软着陆”和巡视能力；第三步是实施载人登月、火星无人采样返回，掌握载人登月火星无人采样返回等关键技术，使中国人的足迹第一次踏上意外天气，形成无人采取样返回和10亿公里远无人探测能力。在月球探测领域，在全力完成好探月工程既定目标的基础上，实施开展无人月球普查和详查任务，逐步建立无人值守的月球基地，在条件具备后实施载人登月，直至建立有人驻留的月球基地。在行星器探测方面，根据中国科学家的建议，无人

17、行星探测的重点目标包括火星探测、巨行星的探测和小行星和彗星的探测。火星作为距离地球最近的内地行星，是开展行星器探测的首选目标。对于运载火箭而言，目前具有最大能力的长征三号乙发射第二轨道的能力不少于3吨，未来“行星大运载”将具备发射火星轨道运载能力，发射到木星的轨道能力将达到3吨以上。对探测器而言，从月球环绕探测起步，进而发展月球“软着陆”与巡视探测，再发展月球无人采样返回和近地行星“软着陆”随时探测，最后发展火星无人取样返回和躯体巨行星及其卫星的探测，逐步形成对太阳系内有无大气的各类天体多种形式的探测能力，最终可根据科学家提出的探测需求，开展任意形式的深空探测活动。五、课程建议深空探测导论这门课是一门很有意思的课程，而且我也从中学到了许多。不过有一点略感遗憾，课