1、航天科普知识

主要内容：三、人类对太空飞行的不懈追求一、人类对太空结构的不断认识二、人类对太空天体运行规律的认识四、中国现代的探索太空之路2、神舟飞船系列1、北斗卫星导航系统3、嫦娥系列1、中国古代的宇宙论（1）盖天说：出现于周代，主张“天圆如张盖，地方如棋局”的天圆地方说。（2）浑天说起于战国时期，“天地之体，状如鸟卵，天包于地外，犹卵之襄黄，周旋无端，其形浑浑然，故曰浑天。其术以为天半覆于地上，半在地下，其南北极持其两端，其天与日月星宿斜而回转。”一、人类对太空结构的不断认识2、托勒密的地心宇宙3、哥白尼的日心说波兰哥白尼1543年《天球运行论》提出了日心说。对宇宙的看法从主观、神秘、原始，上升到近代、客观、合理。触犯宗教教条，引起强烈反对与仇视。由于宣扬日心说，布鲁诺烧死罗马广场。伽利略被宗教审判并处终身监禁，后被平反。太阳星系满天星斗循环往复、东起西落，是什么力量使日月星辰有着这样的运动规律？银河星系2006年8月24日，在布拉格召开的国际天文学联合会上，天文学家投票“驱逐”了冥王星。行星和太阳系中的其他天体定义为三类，即行星、矮行星和“太阳系小天体”。“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”，如冥王星其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”1、天体分类二、人类对太空天体运行规律的认识2、牛顿设想（牛顿的苹果猜想）卫星运行遵从的规律是：卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力（F=GMm/r2）提供向心力。地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢?航天器上为什么有失重环境？正是因为重力（万有引力）部分或完全用来提供向心力，重力好象消失了一样。（1）第一宇宙速度：v=7.9km/s(地面附近、匀速圆周运动）（2）第二宇宙速度：大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的吸引，不在绕地球运行，而绕太阳运行。11.2km/sv7.9km/sV3=16.7km/s（3）第三宇宙速度：等于或大于16.7km/s，卫星将摆脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。3、天体环绕与运行速度V1=7.9km/s地球V2=11.2km/s4、开普勒的椭圆轨道（1）开普勒第一定律：行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。（2）开普勒第二定律：行星的矢径单位时间扫过的面积是常数。（3）开普勒第三定律：行星轨道半长轴的立方和周期的平方之比对所有的行星都相同。如果用R、T表示半长轴和周期，这条定律的数学表达式就是R3/T2=k。对所有的行星都相同。图1s图2υrR远古人们就梦想飞出地球探索星空的奥秘。嫦娥奔月是广为留传的民间神话，体现了人类了解自然奥秘的渴望。三、人类对太空飞行的不懈追求1、中国古代对太空飞行的探索与贡献明初，燕王朱棣与建文帝战于白沟河，当时水战中使用的一种叫“火龙出水”的火器。据《武备志》记载，这种火器可以在距离水面三、四尺高处飞行，远达两三里。用竹木制成，腹内藏数支小火箭，大“起火”点燃后推动箭体飞行，“如火龙出于水面。”火药燃尽后点燃腹内小火箭，从龙口射出。击中目标将使敌方“人船俱焚。”这是世界上最早的二级火箭。物理课本图俄罗斯S-400多弹头导弹头中国古代的玩具“竹蜻蜒”火箭的发展，使人产生了利用火箭的推力飞上天空的愿望。根据史书记载，14世纪末，明朝的一位木匠万户坐在装有47个当时最大的火箭的椅子上，双手各持一个大风筝，试图借助火箭的推力和风筝的升力实现飞行的梦想。尽管最后他付出了生命的代价，但却成就了人类首次载人航天的勇敢尝试。2、1957年10月4日世界上第一颗人造地球卫星发射成功.①世界上第一颗人造地球卫星,震惊了世界。（1957年10月4日）——前苏联②太空旅行的第一人:尤里·加加林（1961年4月12号）——前苏联③太空行走第一人：列昂洛夫(1965年3月18日)——前苏联④登月第一人:尼尔·阿姆斯特朗(1969年7月21日阿波罗11号飞船)——美国⑤1981年4月12日美国首架“哥伦比亚”号航天飞机试飞成功。使机上7名航天员全部遇难，其原因是航天飞机起飞时遭到外力撞击，结果导致防热瓦上出现裂缝，使得超高温气流乘虚而入，最终造成飞机解体。⑥2003年2月1日，美国“哥伦比亚号”航天飞机返回地面时在空中解体3、航天器和空间应用系统的种类四、中国现代对太空飞行的探索与发展我国为什么要发展航天事业•一、政治方面1、提高我国在国际政治舞台上的影响力。2、提高我国在军事方面的威慑力量。3、提高民族自信心和自豪感。•二、科学技术方面1、太空探测：发射人造卫星和宇宙飞船，架设天文望远镜。2、登陆外星：登上月球、火星。3、太空抢险：修理或回收航天器•三、经济方面1、太空生产：纯度极高的大块半导体晶体。形成新的合金结构等。2、太空制药：药物的纯度提高5倍，提纯速度提高了400～800倍。3、太空育种：经过宇宙射线的照射，基因结构发生了突变。4、资源探测：农业资源、环境状况、渔业资源、地质资源等等。5、太空旅游：花一百万到太空去旅游，已经成为现实。•四、军事方面１、军事侦察和军用通信。２、充当太空预警指挥所。３、未来的太空大战。▲太空有限资源：为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。▲中央台报道：北斗卫星导航工程2012年覆盖亚太2020年覆盖全球1、北斗卫星导航系统神舟一号（无人）１９９９年１１月２０日神舟二号（无人）２００１年１月１０日神舟三号（无人）２００２年３月２５日神舟四号（无人）２００２年１２月３０日神舟五号（载人）杨利伟2003年10月15日神舟六号（载人）费俊龙、聂海胜2005年10月12日神舟七号（载人）翟志刚、景海鹏、刘伯明2008年9月25日2、神舟飞船系列（1）回顾神舟发展历程①逃逸塔（2）神舟飞船的结构与组成②逃逸助推火箭③推进舱：即动力舱，为飞船在轨飞行和返回时提供能源和动力。轨道舱：航天员生活和工作的地方。返回舱：飞船的指挥控制中心，航天员乘坐其上天和返回地面。（3）航天员工作装备与日常生活①工作装备②航天员在太空如何吃饭？③航天员在太空如何上厕所？（4）①②③④⑤⑥⑦⑧⑨降落伞--飞船安全返回的“保护伞”降落伞面积有1200m2，半个足球场大小，80多m长，相当于一座26层高的大楼。制伞用的布料薄如蝉翼，伞重量仅有90多kg，做伞筋用的布带可以耐住100℃以上的高温。经减速伞减速，返回舱的速度从每秒150～200m减至每秒80m，最终下降到每秒6～8m。3、嫦娥系列（1）嫦娥一号探月卫星2010年10月1日，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨，赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据，为嫦娥三号在月球软着陆做准备。（2）嫦娥二号探月卫星（3）两代嫦娥探月比较图结束语：仰望天空一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。我们的民族是大有希望的民族！我希望同学们经常地仰望天空，学会做人，学会思考，学会知识和技能，做一个关心世界和国家命运的人。——温家宝谢谢大家！