空間科技簡介過去現(xiàn)在與未來

1、深圳大學考試答題紙(以論文、報告等形式考核專用)二 15 二 16 學年度第 1 學期課程編號課程名稱科技改變世界主講教師張敏評分學 號姓名湯釗揚專業(yè)年級教師評語：題目：空間科技的過去、現(xiàn)在和未來摘要：空間技術(shù)是當代科學技術(shù)發(fā)展最快的尖端技術(shù)之一?？臻g技術(shù)是一個國家科學技術(shù)發(fā)展水平的重要標志。此外，開發(fā)和應(yīng)用空間科技已成為世界各國現(xiàn)代化建設(shè)的重要手段?？臻g科學技術(shù)，以航天科技為基礎(chǔ)，包括了空間飛行空間探測，以及空間開發(fā)等等幾個方面，它不僅僅能夠揭示宇宙的奧秘，而且還能給人類帶來各種巨大的利益。其中空間探測是空間科學技術(shù)的基礎(chǔ)。而，空間測探，主要類型有：空間飛行器探測，指的是人造地球衛(wèi)星，月球與

2、行星探測器，空間實驗室與航天飛機等的探測，其探索空間范圍廣，時間長。又有火箭探測，機動性強，飛行時間短而受到某些限制。還有氣球探測。這個探測技術(shù)比較簡便，適用于對平流層和臭氧層的探測，范圍小并且高度也有限。最后還有地面臺站探測，以地面為基地進行間接探測。優(yōu)點是它的連續(xù)性和穩(wěn)定性，缺點也很明顯就受大氣層影響較大。本文將介紹空間科技領(lǐng)域的興起時期、發(fā)展歷史、代表人物、突出成果以及未來發(fā)展趨勢。空間科技的興起時期近代以來，人類的發(fā)展歷程，不同于數(shù)千年來的是科學與技術(shù)成為了人類社會發(fā)展的主要推動力。尤其是二十世紀以來，科技推動著人類社會以無法想像的速度飛速發(fā)展。從二十世紀五十年代以來，有兩個領(lǐng)域?qū)θ祟?/p>

3、社會產(chǎn)生深遠影響。其一為信息科技領(lǐng)域，另外一個自然就是空間科技領(lǐng)域，始于1957年第一顆人造地球衛(wèi)星冉冉升空之時。此后，法國于1965,年，日本、中國在1970年先后發(fā)射了自己制造的第一顆衛(wèi)星，引發(fā)世界轟動，標志著空間科技進入一個高速發(fā)展的時期。它有許多特點，需要進行強調(diào)的是其中三點。首先，空間技術(shù)乃是高度綜合的現(xiàn)代科學技術(shù)，它集成了噴氣技術(shù)、電子技術(shù)、自動化還有遙感技術(shù)、材料科學、計算科學和數(shù)學物理化學等等。第二，空間技術(shù)是對國家現(xiàn)代化還有社會進步具有不可或缺的宏觀作用的科學技術(shù)，此處從航天衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和偵測衛(wèi)星在這個信息時代發(fā)揮的各種作用便可略知一二。第三，空間活動是高投入高風險的事業(yè)，

4、但這也正意味著它對應(yīng)著極其高的收益和回報，盡管其風險巨大，更不能忽視的是它對人類的巨大貢獻?？臻g科技的發(fā)展歷史 從1957年到現(xiàn)在，人類已經(jīng)發(fā)射了接近8000個航天器。進入新世紀之后，人類社會在空間科技的引領(lǐng)下，不斷開辟新前沿，很多困擾人類良久的重大科學問題都成了未來空間探索的重要關(guān)注對象，譬如黑洞的周邊物質(zhì)形態(tài)、地球以外是否還有生命存在、宇宙大爆炸后星系誕生前發(fā)生了什么等。當人類登陸月球之時，不僅僅有那么一句“這是一小步，卻是人類的一大步”隨風飄揚在全世界，也預示著人類從地球這個搖籃，向外邁出了第一步，在不斷的突破空間的阻攔，對宇宙進行探索。接下來，哈勃空間望遠鏡和威爾金森微波探測衛(wèi)星等衛(wèi)星

5、將宇宙年齡精確到了137.3億，并且誤差小于1%；同時，人們進一步確定了宇宙中存在的暗能量比例占到大概四分之三。這些研究突破徹底刷新了人們的宇宙觀，進一步激發(fā)了人類對浩瀚星空宇宙的探索熱情，引領(lǐng)了人類的宇宙探索方向。一般而言，空間科學大致包括了空間天文、太陽物理、空間物理、空間微重力和空間地球科學等主要科學方向。對這些方面的研究同時也不停地改變著人們對宇宙的認知以及生產(chǎn)生活方式。千百年來，宇宙空間一直是人類充滿好奇并且渴望了解的一個領(lǐng)域。為了保持年輕人好奇心和推動科普方面工作，美國已經(jīng)早有行動。該政府通過推行鼓勵學生主修科學、技術(shù)、工程和數(shù)學領(lǐng)域的計劃，代號“STEM”，鼓勵美國的年輕人投身到

6、這些科技領(lǐng)域，從而不斷的為美國補充科學后備力量?？臻g科技的代表人物具體可以細分成空間科學與空間技術(shù)?？臻g科學方面，又可以從公元前開論述述。公元前4世紀，畢達哥拉斯提出了同心球?qū)W說，公元前3世紀，阿波羅尼奧斯發(fā)現(xiàn)了同心球說的不足之處，提出本輪說。到了1543年，哥白尼發(fā)表了改變?nèi)祟悮v史的天體運行論，提出了日心說。1610年，伽利略推翻日心說。到近代，1910偉大的阿爾伯特愛因斯坦提出了廣義相對論。1929年，哈勃發(fā)現(xiàn)了最近的星系以外，其他星系都在不停的離我們遠去。1964年，兩位科學家威爾遜和彭齊亞斯發(fā)現(xiàn)宇宙微波背景輻射，證明了大爆炸的理論。1973年，史蒂芬霍金提出了“黑洞輻射”?？臻g技術(shù)方面

7、，中國方面有中國運載火箭研究院首任院長，中國航天之父錢學森。他于二十世紀五十年代初期，將控制論發(fā)展成為了一門新的技術(shù)科學，名為工程控制論，為導彈和航天器的研發(fā)制造奠定了堅實基礎(chǔ)。他在研制實踐中，創(chuàng)建發(fā)展了中國的航天工程，可以說沒有他，就沒有中國的航天系列科技。另一個人則是火箭控制系統(tǒng)專家梁思禮。作為清代名人梁啟超最寵愛的小兒子，他完成了父親的遺愿。先修無線電，后學自動控制，解放初期從美國留學回歸，成為我國的著名火箭控制專家，是我國導彈控制系統(tǒng)研究領(lǐng)域的創(chuàng)始人之一。美國方面，有R.H.戈達德。他從20世紀初開始研究和試驗固體火箭，后發(fā)表了火箭飛射上月球的可能性。到了1921年他開始研究液態(tài)火箭發(fā)

8、動機，1926年發(fā)射了世界上第一個以液氧汽油為推進劑的液體火箭?？臻g科技的突出成果 空間科技無時無刻不聯(lián)系著我們的衣食住行。衛(wèi)星通信、衛(wèi)星導航定位和衛(wèi)星遙感以及依靠衛(wèi)星對地球觀測的天氣預報和災害預報無處不在，是我們生活中不可缺少的元素。人們在發(fā)展空間科技研究出來的新技術(shù)，在為空間探索服務(wù)的同時也在改變著人們的生活。首先是通信衛(wèi)星，憑借其傳輸能力遠、覆蓋面寬、機動靈活通信容量大質(zhì)量又高等等一系列優(yōu)點，成為了全球最重要也是最先進的通信技術(shù)手段，而且已經(jīng)在很多領(lǐng)域成功運用，比如石油、地質(zhì)、新聞、水利、外交、海關(guān)、軍事國防、銀行、安全、體育和救災搶險。還有導航衛(wèi)星，它更是早已滲透了人類社會，潛伏在人類

9、的生活方方面面點點滴滴里，開車時的車載導航，手機地圖導航，手機定位系統(tǒng)，GPS路線規(guī)劃，還有它能使鐵路、公路、海洋航空的運輸更加安全高效和可靠。關(guān)于衛(wèi)星導航系統(tǒng)，目前在全球范圍內(nèi)應(yīng)用最廣的還是美國隊GPS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，由24顆衛(wèi)星組成，其性能優(yōu)秀優(yōu)點突出。此外，遙感衛(wèi)星也是突出成果之一，它將人類觀察觀測、研究認識地球的角度從地平面和低空擴展到了高空、太空領(lǐng)域，通過對地球高視點、寬視域和連續(xù)性的觀測，使人類對自己的居住環(huán)境有了更深刻更清晰的認知。目前，它已經(jīng)應(yīng)用到了各個方面如氣象、資源、測繪、海洋領(lǐng)域，對社會經(jīng)濟的貢獻相當?shù)目陀^。就在2008年那場汶川大地震的救援搶險中，它就功不可沒，發(fā)揮了

10、自己獨特的作用。除了上述之類的科技成果，還有其他一些方面，比如利用微重力環(huán)境制造地面無法制造的材料和生物制品，小到手機材料甚至是尿不濕，還有各種太空育種的植物，大到觀測宇宙伽馬射線暴的SWIFT衛(wèi)星所使用的碲鋅鎘探測器，都有這方面的需求與應(yīng)用?？臻g科技的未來發(fā)展趨勢分別體現(xiàn)在空間科學探索、與人類生活密切相關(guān)的空間應(yīng)用、空間安全這三個方面。在空間科學探索方面，為了解決目前尚無法解決的一些科學難題，黑洞、宇宙大爆炸、地球之外生命體是否存在之類老生常談的問題，由于目前的觀測技術(shù)均被普遍采用過，又無法解決這些問題，所以只有采用一些新的探測方法，比如采用常用譜段的高靈敏度探測技術(shù)或成像探測技術(shù)、甚低頻無

11、線電譜段的高分辨率探測技術(shù)、引力波探測技術(shù)等。這一個發(fā)展趨勢，不但能夠持續(xù)產(chǎn)生新的科學突破，而且能夠拉動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，使其延伸到其他應(yīng)用領(lǐng)域。 在與人類生活密切相關(guān)的空間應(yīng)用方面，目前我們的手機應(yīng)用無論是什么導航定位地圖地理信息方面的應(yīng)用都缺少相關(guān)的空間觀測實時信息。如能夠?qū)⑹謾C與空間對地觀測的實時圖像掛鉤，那么普通人的視野將得到巨大的拓寬，每個人都能夠獲得準實時的世界范圍的視覺。由此可見，這也是一個發(fā)展趨勢。 在空間安全方面，即使不談太空軍事運用，這個問題也是在人類社會中日益突顯出其重要性，那就是如何清理太空垃圾、碎片。這是一個關(guān)乎可持續(xù)發(fā)展的重大問題，并且隨著時間的推移越來越緊迫和重要。

12、因為任何一次碰撞都會產(chǎn)生爆炸性碎片的增長，如果這些碰撞造成了連鎖反應(yīng)，那么人類將再也無法進入太空，那么我們就被迫回到了太空時代之前，只能仰望而無法接近。因此，制定一個進入空間和航天器壽命末期自主再入大氣層的準則迫在眉睫，同時我們必須研究碎片清掃方法然后實施它。這個發(fā)展趨勢將是不可避免的。參考文獻1吳季.空間科技發(fā)展新趨勢（大勢所趨）.人民日報N. 2015-09-06（004）2林落,以空間科技 謀人類福祉,科學新聞,2015 (18):30-363閔桂榮.空間技術(shù)的成就與發(fā)展趨勢J. 知識就是力量, 1997(10):46-47.4梁思禮.航天之箭：記火箭控制系統(tǒng)專家梁思禮院士J. 信息世界, 1996(9):41-41.5倪迅. 看不盡的燈火 品不盡的錢學森.光明日報N. 2009-12-02（0