北大太空探索課件03-1太空資源及其應(yīng)用

1、3.1 太空資源及其應(yīng)用一、太空資源的類型二、太空的商業(yè)應(yīng)用一、太空資源的類型太空硬資源：各類物質(zhì)和能量資源太空軟資源：太空特殊環(huán)境太空硬資源 行星、小行星、月球上的礦物資源 1986DA小行星：直徑1600m，蘊(yùn)藏鉑：10萬(wàn)噸；金：十幾萬(wàn)噸；鎳：10億噸。月球資源：氦-3、鈦鐵礦、其它礦物資源；行星大氣資源：可作為運(yùn)載火箭燃料太陽(yáng)能資源反物質(zhì)資源月球上的氦-3（3He）資源3He是He的一種同位素；月球的蘊(yùn)藏量約100500萬(wàn)噸。將月壤加熱到700C，氦就釋放出來(lái)；3He是核聚變的理想材料。太陽(yáng)能資源可用的太陽(yáng)能資源豐富；在太空，太陽(yáng)能利用效率高；具有構(gòu)筑大型太陽(yáng)電池陣的條件。太陽(yáng)能發(fā)電第一

2、步：在地球靜止軌道（GEO）設(shè)置大約50個(gè)太陽(yáng)能發(fā)電衛(wèi)星（SPS），可向地球提供510GW的電能；將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成激光束或微波束向地球傳輸；第二步：來(lái)自GEO的激光束使地球現(xiàn)存的光電能源廠的能力提高5倍；第三步：在GEO上建造和運(yùn)作大型SPS設(shè)施。太空軟資源航天器相對(duì)于地表的高位置資源高真空和高潔凈資源微重力環(huán)境資源超低溫?zé)岢临Y源航天器相對(duì)于地表的高位置資源主要用于對(duì)地球、大氣層的觀測(cè)和通信；航天器高200公里，對(duì)地面的點(diǎn)覆蓋半徑達(dá)1561公里，覆蓋面積達(dá)765萬(wàn)平方公里?？衫玫目臻g軌道有： 繞地球的各類傾角軌道 極軌道與太陽(yáng)同步軌道 地球同步軌道：覆蓋地表1/3衛(wèi)星通信地球同步軌道（GEO）

3、通信衛(wèi)星 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)地球相對(duì)靜止，便于接收； 覆蓋面積大，3顆衛(wèi)星即可覆蓋 全球。 缺點(diǎn)：需要配備大孔徑天線的地面站； 信號(hào)傳輸時(shí)延長(zhǎng)； 不能覆蓋極區(qū)； 靜止軌道資源有限。 目前GEO衛(wèi)星的分布東方紅三號(hào)通信衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間：1997年5月；設(shè)計(jì)壽命：8年；轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)：24（中等容量）；直流功率：1700W東方紅四號(hào)通信衛(wèi)星22路轉(zhuǎn)發(fā)器功率近10kW重5100公斤衛(wèi)星的國(guó)際登記登記內(nèi)容：頻率和軌道位置受理單位：國(guó)際電信聯(lián)盟未完成登記的后果東方紅-2號(hào)星的位置因比俄羅斯晚登記1個(gè)月，雖然比俄羅斯先發(fā)射，并工作了2年，但最后位置被俄羅斯占用；東方紅-2A星比新加坡登記早，但只登記了C波段，我國(guó)在Ku波段不

4、能充分發(fā)揮；70E衛(wèi)星：俄羅斯先于我國(guó)登記，我國(guó)定位于70E的衛(wèi)星被迫更改頻率。低地球軌道（1000km左右）通訊衛(wèi)星優(yōu)點(diǎn)： 不需大天線，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星直接通訊；缺點(diǎn)： 需要很多衛(wèi)星； 手機(jī)貴，每分鐘通話費(fèi)高。銥星系統(tǒng)66顆工作星和6顆備用星，1998年11月1日投入使用；2000年3月18日，摩托羅拉公司創(chuàng)建的銥星公司破產(chǎn)倒閉；破產(chǎn)原因：手機(jī)產(chǎn)品錯(cuò)失搶占市場(chǎng)良機(jī)；手機(jī)笨重而昂貴（5000美圓）；通話費(fèi)用高（中國(guó)大陸手機(jī)國(guó)內(nèi)話費(fèi)9.8元/分鐘，國(guó)際27.4元/分鐘，月基本費(fèi)250元）中國(guó)只有912個(gè)用戶。美國(guó)國(guó)防部已經(jīng)收購(gòu)銥星。全球星系統(tǒng)由美國(guó)勞拉和高通公司聯(lián)合創(chuàng)辦；由48顆工作星和4顆在軌備份星

5、組成；地面設(shè)有38個(gè)關(guān)口站（中國(guó)有3個(gè)），把全球星的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與地面公共移動(dòng)網(wǎng)相連，或直接進(jìn)入市話局；總資費(fèi)是銥星的60%。低軌通訊衛(wèi)星的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：克服了GEO通訊衛(wèi)星的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人通訊；缺點(diǎn)：?jiǎn)晤w衛(wèi)星覆蓋面小，衛(wèi)星數(shù)量多，控制系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)難度大，風(fēng)險(xiǎn)高。中軌通訊實(shí)施中軌道通訊的公司叫ICO；ICO系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶終端組成；空間段由10顆工作星和2顆備份星組成，分布在距離地面10309km的2個(gè)軌道平面上，軌道傾角為45度。整個(gè)系統(tǒng)能不間斷地覆蓋整個(gè)地球表面。通訊衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)大功率（10kW);多轉(zhuǎn)發(fā)器；數(shù)字信號(hào)壓縮技術(shù)，可由一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射10個(gè)電視通道；導(dǎo)航衛(wèi)星衛(wèi)星上裝

6、有專用的無(wú)線電設(shè)備，用戶接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)，通過(guò)時(shí)間測(cè)量和其他方法，用戶可獲得相對(duì)于衛(wèi)星的距離或速度等導(dǎo)航參數(shù)。一般由多顆衛(wèi)星組成導(dǎo)航衛(wèi)星網(wǎng)。全球定位系統(tǒng)（GPS）由21顆工作星和3顆備用星組成；高度約2萬(wàn)公里，傾角55度，均勻分布在6個(gè)軌道面內(nèi)；用戶能同時(shí)接收4顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)，根據(jù)信號(hào)傳送時(shí)間，可計(jì)算出用戶的精確位置?！氨倍贰睂?dǎo)航定位系統(tǒng)導(dǎo)航通訊衛(wèi)星：是兩顆GEO衛(wèi)星，帶有信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置；地面站組：主控站、計(jì)算中心、測(cè)軌站以及校準(zhǔn)站，主要用于對(duì)衛(wèi)星定位，測(cè)軌，調(diào)整衛(wèi)星的運(yùn)行軌道、姿態(tài)，控制衛(wèi)星的工作，測(cè)量和收集校正導(dǎo)航定位參數(shù)，以形成用戶定位修正數(shù)據(jù)并對(duì)用戶進(jìn)行精確定位。中國(guó)的北斗

7、導(dǎo)航定位系統(tǒng)（COMPASS ）必要性：軍事價(jià)值、民用價(jià)值、科學(xué)價(jià)值關(guān)鍵技術(shù)： 高準(zhǔn)確度、小型化的原子鐘 高動(dòng)態(tài)特性的GPS接收機(jī)COMPASS構(gòu)成建設(shè)中的中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)空間段計(jì)劃由五顆靜止軌道衛(wèi)星和三十顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供兩種服務(wù)方式，即開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。COMPASS應(yīng)用監(jiān)控救援、信息采集、精確授時(shí)和導(dǎo)航通訊。具體可廣泛應(yīng)用于船舶運(yùn)輸、公路交通、鐵路運(yùn)輸、海上作業(yè)、漁業(yè)生產(chǎn)、水文測(cè)報(bào)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測(cè)等眾多行業(yè)。目前主要應(yīng)用范圍：西部和跨省區(qū)運(yùn)營(yíng)車輛、沿海和內(nèi)河船舶，水利、氣象、石油、海洋和森林防火，通信、電力、鐵路和交通，公安保衛(wèi)、邊防巡邏、海岸緝私和交通管理。未來(lái)20年技術(shù)

8、預(yù)見(jiàn)開(kāi)發(fā)出我國(guó)自主的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出星-地一體化地球環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及救援支持技術(shù)系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在建筑物內(nèi)、水下及地下定位中得到實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)出增強(qiáng)型全球衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)開(kāi)發(fā)出多導(dǎo)航系統(tǒng)和多導(dǎo)航傳感器信息融合技術(shù)6、高精度全天候天文導(dǎo)航技術(shù)7、開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)發(fā)式衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)8、基于脈沖星的宇宙導(dǎo)航定位系統(tǒng)9、中微子導(dǎo)航原理研究和概念設(shè)計(jì)以及量子定位原理得到闡明10、開(kāi)發(fā)出月面及行星表面導(dǎo)航定位技術(shù)氣象衛(wèi)星極軌衛(wèi)星與GEO衛(wèi)星；極軌衛(wèi)星：風(fēng)云1號(hào)/3號(hào) 可觀測(cè)全球的天氣狀況； 空間分辨率高，時(shí)間分辨率低。GEO氣象衛(wèi)星：風(fēng)云2號(hào)/4號(hào) 實(shí)時(shí)地觀測(cè)某一區(qū)域的天氣狀況； 空間分辨率低。 風(fēng)云1號(hào)

9、風(fēng)云2號(hào) 風(fēng)云3號(hào) 風(fēng)云4號(hào)風(fēng)云3號(hào)5月26日發(fā)射第二代極軌氣象衛(wèi)星對(duì)大氣進(jìn)行三維探測(cè)海洋衛(wèi)星觀測(cè)海浪高度和長(zhǎng)度、海洋風(fēng)速和風(fēng)向、海洋溫度、海流、潮汐、涌浪、海嘯、全球海洋水準(zhǔn)面、冰原和冰期等；海洋資源與海洋污染。資源衛(wèi)星用途：資源普查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、環(huán)境評(píng)估、城市規(guī)劃、土地管理典型衛(wèi)星：美國(guó)的陸地衛(wèi)星、地球觀測(cè)系統(tǒng)、遙感小衛(wèi)星、法國(guó)的SPOT的衛(wèi)星、加拿大的雷達(dá)衛(wèi)星、中巴合作資源衛(wèi)星地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）EOS-AM (Terra)EOS-PM(Aqua)EOS-CHEM(Aura)ISESatSORCEClouSatEOS-AMEOS-PMEOS-CHEMRADASAT未來(lái)20年我國(guó)的空間遙感

10、技術(shù)高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)得到應(yīng)用超高分辨率、多頻、多極化、多模式星載SAR對(duì)地觀測(cè)技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用空間分辨率小于1米的地球靜止衛(wèi)星遙感技術(shù)廣泛用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)基于小衛(wèi)星編隊(duì)飛行與虛擬衛(wèi)星的對(duì)地觀測(cè)技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用高分辨率、納米級(jí)超精細(xì)成像光譜技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用10項(xiàng)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最重要的技術(shù)自主的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)超高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)星地一體化地球環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及救援支持技術(shù)分辨率小于1千米的GEO衛(wèi)星遙感技術(shù)新一代GEO大型通信衛(wèi)星多導(dǎo)航系統(tǒng)和多導(dǎo)航傳感器信息融合技術(shù)空間因特網(wǎng)在建筑物內(nèi)、水下及地下定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)高級(jí)星載SAR增強(qiáng)型全球衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)10項(xiàng)對(duì)提高生活質(zhì)量最重要的技術(shù)自主的全球衛(wèi)星

11、導(dǎo)航定位系統(tǒng)星地一體化地球環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及救援支持技術(shù)在建筑物內(nèi)、水下及地下定位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新一代GEO大型通信衛(wèi)星分辨率小于1千米的GEO衛(wèi)星遙感技術(shù)空間因特網(wǎng)超高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)多導(dǎo)航系統(tǒng)和多導(dǎo)航傳感器信息融合技術(shù)增強(qiáng)型全球衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)星載降水雷達(dá)和高分辨率微波輻射計(jì)10項(xiàng)對(duì)國(guó)家安全最重要的技術(shù)超高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)自主的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)新一代一次使用的大型運(yùn)載火箭高級(jí)星載SAR量子密鑰空間分布技術(shù)增強(qiáng)型全球衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)新一代GEO大型通信衛(wèi)星空間站用新一代對(duì)地觀測(cè)遙感器高精度全天候天文導(dǎo)航技術(shù)多導(dǎo)航系統(tǒng)和多導(dǎo)航傳感器信息融合技術(shù)高真空和高潔凈資源航天活動(dòng)的先決條件空間天文學(xué)形成

12、和發(fā)展的基礎(chǔ)高質(zhì)量產(chǎn)品和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換效率的獲得環(huán)境衛(wèi)星星座第一期：2+1，兩顆光學(xué)衛(wèi)星，一顆雷達(dá)衛(wèi)星第二期：4+4微重力環(huán)境從效應(yīng)的角度看，微重力是指重力效應(yīng)大大減小的一種狀態(tài)；從表觀的角度看，微重力環(huán)境是系統(tǒng)的視在重力小于引力所產(chǎn)生的實(shí)際重力的一種狀態(tài)；引力隨距離的變化僅靠引力的變化獲得微重力條件是不容易的。例如，航天飛機(jī)和空間站的軌道高度一般在200到450km之間，在這個(gè)高度范圍，物體重力大約是在地球表面時(shí)的90%。如果要獲得地球表面百萬(wàn)分之一的微重力，物體應(yīng)離開(kāi)地球6.37106km，這個(gè)距離幾乎是月球到地球距離的17倍。獲得微重力條件的一般方法 落塔（或落井） 飛機(jī)作拋物線飛行 用探測(cè)

13、火箭產(chǎn)生減小的重力條件 返回式衛(wèi)星、航天飛機(jī)和空間站 空間環(huán)境與空間技術(shù)育種空間輻射和微重力等綜合環(huán)境因素對(duì)植物種子的生理和遺傳性狀具有強(qiáng)烈的影響作用；空間技術(shù)育種是指利用返回式衛(wèi)星，達(dá)到空間環(huán)境對(duì)植物種子的誘變作用產(chǎn)生的有益變異，在地面選育新種質(zhì)、新材料，培育新品種的植物育種新技術(shù)?？臻g植物學(xué)研究概況19571998年間，全世界共發(fā)射118顆空間生命科學(xué)衛(wèi)星，搭載植物材料42次，其中蘇聯(lián)/俄羅斯18次，美國(guó)16次，中國(guó)8次；1984年，美國(guó)將番茄種子送上太空達(dá)6年之久，在地面試驗(yàn)中獲得了變異的番茄；1995年，美國(guó)NASA在北卡羅來(lái)納州立大學(xué)建立了引力生物學(xué)中心，重點(diǎn)研究植物對(duì)引力的感受和反

14、應(yīng)；我國(guó)的空間植物學(xué)研究開(kāi)始于863計(jì)劃?？臻g環(huán)境對(duì)植物種子的生物效應(yīng)經(jīng)過(guò)空間飛行的小麥、大麥、玉米、棉花、向日葵、大豆、黃瓜、和番茄等種子，在地面發(fā)芽時(shí)，活力增加，發(fā)芽率明顯提高；經(jīng)過(guò)空間飛行的的水稻、谷子、豌豆、青椒萵筍和煙草等種子，起發(fā)芽率與地面對(duì)照無(wú)明顯差異；高粱、西瓜、茄子、蘿卜和絲瓜等植物種子經(jīng)空間飛行后，種子的萌發(fā)芽率受到抑制，發(fā)芽率降低。我國(guó)太空育種的主要成績(jī)自1987年，我國(guó)8次利用返回式衛(wèi)星搭載了40公斤種子；已經(jīng)育成高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)多抗的青椒、番茄、水稻和小麥等作物新品種、新品系，并從中獲得一些有可能對(duì)產(chǎn)量有突破性影響的罕見(jiàn)突變。有突出特點(diǎn)的新品種衛(wèi)星87-2青椒：果實(shí)特大，品

15、質(zhì)優(yōu)良，最大果重750克宇番1號(hào)番茄：果實(shí)金黃色，味甜、肉厚、籽少，最大單果重800克；航育2號(hào)水稻：太空金針菇：太空旅游太空旅游5種方式 太空旅游發(fā)展前景 太空旅游5種方式專用飛機(jī)拋物線飛行亞軌道飛行軌道飛行太空旅館月球旅行 專用飛機(jī)拋物線飛行拋物線飛行也稱“零重力”飛行，美國(guó)和前蘇聯(lián)訓(xùn)練航天員時(shí)都采用了這種方式。經(jīng)過(guò)特殊訓(xùn)練的飛行員在大約24000和34000英尺高度之間進(jìn)行這些機(jī)動(dòng)飛行。 飛機(jī)開(kāi)始時(shí)以大約45角向上爬升，飛到頂點(diǎn)時(shí)，機(jī)內(nèi)處于零重力狀態(tài)。在后面的2530秒時(shí)間內(nèi)，飛機(jī)上的任何物體都是無(wú)重力的。接著飛機(jī)以30角俯沖，然后慢慢地拉起，使飛行者穩(wěn)定在飛機(jī)地板上。最后，飛機(jī)內(nèi)物體的

16、重力平緩地增加到大約1.8 g，直到飛機(jī)達(dá)到24000英尺的高度。這樣的機(jī)動(dòng)可以多次重復(fù)進(jìn)行。 經(jīng)改裝的波音727-200飛機(jī) 波音727-200飛機(jī)的內(nèi)部 零重力飛行盡管時(shí)間短，但驚險(xiǎn)刺激，很受旅客的歡迎。一位乘客在談到他的感受時(shí)說(shuō)：“當(dāng)我開(kāi)始漂浮起來(lái)時(shí)，我感覺(jué)到什么事情都無(wú)法與這種經(jīng)歷相比。每次做拋物線飛行時(shí)，大多數(shù)頭發(fā)都豎起來(lái)了，使我很激動(dòng)，我真不希望這種狀態(tài)結(jié)束?！?亞軌道飛行指飛船離開(kāi)地球表面的大氣層，開(kāi)始進(jìn)入太空的邊緣，到達(dá)距地面大約100公里處的最高點(diǎn)后，開(kāi)始返回地面。由于飛船的速度達(dá)不到第一宇宙速度（圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最低速度），不能圍繞地球做軌道飛行。亞軌道旅游的運(yùn)載工具

17、從降低成本的角度看，必須使用可重復(fù)使用的火箭，而不能是現(xiàn)在所使用的一次性運(yùn)載火箭。 亞軌道旅游的運(yùn)載工具 美國(guó)XP號(hào)火箭飛機(jī) 亞軌道旅游費(fèi)用 未來(lái)的亞軌道飛行費(fèi)用大約是每次10萬(wàn)美圓。根據(jù)美國(guó)一家公司的分析，如果亞軌道飛行費(fèi)用是10萬(wàn)美元，則2006年的旅游人數(shù)是500人，2010年是1330人，2020年為13000人。而如果亞軌道飛行費(fèi)用降低到25000美元，則相應(yīng)年份亞軌道旅游的人數(shù)將分別增加到850、2260和22100。 軌道飛行旅游 指完全環(huán)繞地球的太空飛行。為了使航天器能夠圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)載火箭的速度必須達(dá)到第一宇宙速度（約8公里/秒）。載人飛行的軌道高度一般在300公里以

18、上，軌道周期約90分鐘。目前具有軌道飛行的載人航天器有載人飛船、航天飛機(jī)和空間站。 世界上首位太空游客蒂托 在國(guó)際空間站上停留8天，所需費(fèi)用為2000萬(wàn)美元 太空旅游對(duì)軌道航天器的要求 安全、舒適、便于觀光；有多種太空實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使游客能進(jìn)行在地面上無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，觀看與地面完全不同的現(xiàn)象，如微重力環(huán)境下的氣泡和燃燒現(xiàn)象；有充足的自由活動(dòng)空間，游客可找到騰云駕霧的感覺(jué)。 Bigelow公司的大獎(jiǎng)賽 航天器必須達(dá)到至少400公里的高度；航天器在安全返回地面之前，至少圍繞地球運(yùn)行兩圈；航天器至少攜帶5名機(jī)組人員； 航天器必須能與Bigelow公司可膨脹的太空實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，或者證實(shí)有這種能力，并能與其保

19、持至少6個(gè)月；航天器在60天內(nèi)必須執(zhí)行2次連續(xù)的、安全的、成功的軌道操作；不能重復(fù)使用的硬件不大于航天器的20%；航天器必須在2010年1月10日前完成2次安全、成功的發(fā)射?？膳蛎浀奶掌脚_(tái)可膨脹的住所在地面上的情況 適合旅游的空間站可重復(fù)使用的空天飛機(jī) 軌道飛行旅游的費(fèi)用 如果軌道飛行費(fèi)用仍是2000萬(wàn)美圓，則2010年可能有10人旅游，2020年有54人。如果軌道飛行費(fèi)用下降到100萬(wàn)美圓，則相應(yīng)年度旅游人數(shù)將分別是43和232。若一次太空旅游的價(jià)格降到5萬(wàn)美元，則全世界每年可能會(huì)有50萬(wàn)人到太空旅游。 太空旅館 從太空旅游的角度看，目前乘坐的載人飛船、航天飛機(jī)和空間站都不理想。旅游者在整

20、個(gè)飛行過(guò)程中，必須蜷縮在狹窄的航天器內(nèi)，忍受極不舒暢的航程以及比民航客機(jī)上供應(yīng)的還要糟糕的食物。 太空旅館的類型 初始型 多功能型 豪華型 初始型初始的太空旅館一般是圓柱形，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但里面的配置適合于旅游觀光。一般設(shè)有觀光區(qū)、自由活動(dòng)區(qū)和居住區(qū)。 美國(guó)NASA設(shè)計(jì)的太空旅館 旅館的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 多功能型 外型是多種多樣的，功能比較齊全。除了具有初始型的功能外，還設(shè)有游泳池、體育館，游客可以體會(huì)在微重力環(huán)境下怎樣游泳、怎樣打球等。旅館內(nèi)還種植花草樹木，布置流水景物、配備醫(yī)療設(shè)施。 多功能太空旅館（1） 多功能太空旅館（2） 微重力條件下的游泳池 豪華型 為了使太空旅游達(dá)到或接近類似地上旅游的舒

21、適程度，一些私人公司、企業(yè)已設(shè)想了多種方案。一個(gè)叫“太空島”的集團(tuán)打算利用美國(guó)航天飛機(jī)的12個(gè)空燃料罐（每個(gè)直徑8.4米，長(zhǎng)48米）連接成環(huán)狀的太空旅館，以每分鐘旋轉(zhuǎn)一周的轉(zhuǎn)速模擬1/3的地球引力。他們計(jì)劃在2006年左右，在600多千米高的近地軌道上建成這樣的旅館。 具有人造重力的太空旅館 人造重力的太空游泳池 月球旅游 開(kāi)展月球旅游的前提是太空軌道旅游已經(jīng)得到充分的發(fā)展，月球上已經(jīng)建立了必要的設(shè)施。在早期階段，特別關(guān)注的問(wèn)題是水和液態(tài)氧的供應(yīng)。 地月之間的飛船 到月球旅游需解決一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是穿梭于地月之間的安全可靠的飛船。一家私人航空公司（Bigelow Aerospace）打算投入至少5

22、億美元研制豪華月球飛船，這種飛船在飛行過(guò)程中緩慢旋轉(zhuǎn)，能產(chǎn)生大約是地球引力40%的人造重力，旅客不必?fù)?dān)心微重力所帶來(lái)的不舒服感。該飛船長(zhǎng)800米，能載100名游客和50名機(jī)組人員。 月球旅館 根據(jù)目前人類的技術(shù)能力，到2020年，人類將重返月球，到2040年，將建立起月球村。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，國(guó)外許多公司都開(kāi)始設(shè)計(jì)月球旅館和月球基地。圖4是美國(guó)一家公司設(shè)計(jì)的雙塔型的4星級(jí)旅館，高160米。 可容納200名旅客的雙塔型4星級(jí)月球旅館 從月球旅館看地球 在月球旅館，游客從高樓下來(lái)，不必乘電梯，只要帶上一對(duì)翼，就可以飛下來(lái) 月球基地為了開(kāi)展月球旅游和開(kāi)發(fā)月球，需要在月球建立永久型的月球基地。目前，國(guó)

23、外對(duì)月球基地的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)行了大量研究，并提出了許多方案。這個(gè)基地是一個(gè)16米直徑的可膨脹建筑，可容納幾十名航天員生活和居住。包括基本操作中心、加壓的月球漫游車、小的居室、生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)室、月球著陸器、月球?qū)W工作室、水栽法的、一個(gè)溫室、塵埃排除裝置和對(duì)接艙。三、太空的軍事應(yīng)用太空在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位太空軍事力量構(gòu)成太空軍事化發(fā)展趨勢(shì)太空在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的地位1、太空已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的第四維空間2、太空軍事力量構(gòu)成3、太空技術(shù)的內(nèi)涵1、太空已成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的第四維空間戰(zhàn)爭(zhēng)向太空擴(kuò)展的歷史“制天”權(quán)的爭(zhēng)奪將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的焦點(diǎn)戰(zhàn)爭(zhēng)向太空擴(kuò)展的歷史“高邊疆”理論“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃“信息戰(zhàn)”理論航空航天一體化理論NMD

24、與TMD美國(guó)空軍的轉(zhuǎn)型飛行計(jì)劃“高邊疆”理論80年代初，美國(guó)陸軍退役中將格雷厄姆聯(lián)合30多位著名科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、空間工程師和軍事戰(zhàn)略家，對(duì)如何利用太空進(jìn)行了潛心研究。于1982年3月出版了高邊疆新的國(guó)家戰(zhàn)略一書。作者認(rèn)為，美國(guó)的下一個(gè)開(kāi)拓邊疆就是太空。格氏的“高邊疆”理論為一年后里根總統(tǒng)的“星球大戰(zhàn)計(jì)劃”提供了理論基礎(chǔ)。星球大戰(zhàn)計(jì)劃1983年，里根政府正式提出“戰(zhàn)略防御計(jì)劃”（SDI），要建立天地一體的戰(zhàn)略防御系統(tǒng)。人們形象地稱其為“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃。其后，美國(guó)開(kāi)展了激光武器、粒子束武器、太空軌道炮等空間武器系統(tǒng)的研究，并進(jìn)行過(guò)反衛(wèi)星武器試驗(yàn)?！靶畔?zhàn)”理論1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)，預(yù)示了新的戰(zhàn)爭(zhēng)

25、形態(tài)的開(kāi)始，即遠(yuǎn)距離精確打擊和信息戰(zhàn)；科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)一步確認(rèn)了這種新戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài);伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)使這種戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)得到進(jìn)一步發(fā)展普通炸彈與激光制導(dǎo)炸彈轟炸一個(gè)目標(biāo)，在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)要投9000枚炸彈，越南戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)需要投300枚普通炸彈，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)只需1枚激光制導(dǎo)炸彈。信息戰(zhàn)的含義是指綜合運(yùn)用信息技術(shù)和武器，打擊敵人的信息系統(tǒng)，特別是偵察和指揮系統(tǒng)，使敵人情況不明，難以做出決策，或者給以虛假的信息，使之做出錯(cuò)誤的決策，處處被動(dòng)挨打，最后不得不放棄抵抗；與此同時(shí)，采取一切措施保護(hù)自己的信息系統(tǒng)不受敵人的干擾和破壞，各種功能得以充分發(fā)揮。這種攻防兼?zhèn)涞男畔?zhàn)，核心是爭(zhēng)奪制信息權(quán)。綜合電子信息系統(tǒng)發(fā)展歷程上個(gè)世紀(jì)5

26、0年代，美國(guó)建成了世界上第一個(gè)“指揮與控制”（C2）系統(tǒng)60年代，隨著戰(zhàn)略導(dǎo)彈和戰(zhàn)略轟炸機(jī)大量裝備部隊(duì)，形成了“指揮控制與通信”（C3）系統(tǒng)70年代，美國(guó)將情報(bào)作為指揮自動(dòng)化不可缺少的因素，形成了“指揮控制通信與情報(bào)”（C3I）系統(tǒng)80年代加上“計(jì)算機(jī)”一詞，變成了“指揮控制通信計(jì)算機(jī)與情報(bào)”（C4I）系統(tǒng)；海灣戰(zhàn)爭(zhēng)后，綜合電子信息系統(tǒng)增加了監(jiān)視與偵察功能，演變?yōu)镃4ISR系統(tǒng)。信息戰(zhàn)武器計(jì)算機(jī)病毒預(yù)置陷阱。就是在信息系統(tǒng)中人為地預(yù)設(shè)一些“陷阱”，以干擾和破壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行電磁脈沖武器。這是一種利用電磁能對(duì)敵方的電子信息系統(tǒng)進(jìn)行干擾、破壞乃至摧毀的武器。航空航天一體化理論1992年3月，美國(guó)

27、空軍以條令形式發(fā)表空軍航空航天基本理論一書。明確提出，航空和航天已成為無(wú)法分割開(kāi)的統(tǒng)一體?！昂娇蘸教煲惑w化”指利用信息系統(tǒng)把航空航天系統(tǒng)內(nèi)全部資源融為一體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、人員、信息和系統(tǒng)共享和一體化。它旨在把航空航天資源集成一支全方位航空航天軍。NMD與TMD2001年，美國(guó)宣布要突破俄美反導(dǎo)條約 布署導(dǎo)彈防御系統(tǒng)1993年5月，美國(guó)宣布停止SDI，改名為“彈道導(dǎo)彈防御計(jì)劃”，依次重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（TMD），國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（NMD）和先進(jìn)反導(dǎo)技術(shù)。小布什上臺(tái)后，加緊推行NMD美國(guó)空軍的轉(zhuǎn)型飛行計(jì)劃2003年11月，美國(guó)空軍制定了長(zhǎng)達(dá)176頁(yè)的“轉(zhuǎn)型飛行計(jì)劃”，2004年2月向社會(huì)公布為什

28、么要轉(zhuǎn)型轉(zhuǎn)型的目標(biāo)重要轉(zhuǎn)型能力什么是轉(zhuǎn)型發(fā)展和部署能夠給部隊(duì)提供革命性的或不對(duì)稱優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)斗力；轉(zhuǎn)型來(lái)自開(kāi)發(fā)一些新的方法、創(chuàng)造作戰(zhàn)理念和能力，用新的技術(shù)，建立新型的組織編制。轉(zhuǎn)型可能包含軍事行動(dòng)的形式發(fā)生根本性變革，某種戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)可能被另一種戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)取代，例如進(jìn)行空、陸海戰(zhàn)的方式可能發(fā)生根本性的變化，還可能出現(xiàn)新的戰(zhàn)爭(zhēng)類型。轉(zhuǎn)型的六個(gè)目標(biāo)信息優(yōu)勢(shì)空中和太空優(yōu)勢(shì)精確打擊全球攻擊迅速全球機(jī)動(dòng)敏捷作戰(zhàn)支援轉(zhuǎn)型的六個(gè)作戰(zhàn)理念全球移動(dòng)全球響應(yīng)全球攻擊本土安全核響應(yīng)太空和C4ISR重要轉(zhuǎn)型能力反衛(wèi)星通信系統(tǒng)反偵察和監(jiān)視系統(tǒng)用于機(jī)載和星載全球激光交戰(zhàn)的中繼鏡地基激光武器超速集束彈6. 軌道深空成像器7. 軌道轉(zhuǎn)

29、移運(yùn)載器8. 快速的攻擊識(shí)別探測(cè)和報(bào)告系統(tǒng)9. 星載射頻能量武器10.星載空間監(jiān)視系統(tǒng)GPS快速飛行器空軍可重復(fù)使用的太空運(yùn)輸機(jī)長(zhǎng)距離攻擊機(jī)動(dòng)能武器軍事星太空激光武器定向能武器激光交戰(zhàn)的中繼鏡非核動(dòng)能攔截器美國(guó)“星火”激光武器研究基地轉(zhuǎn)型的兩個(gè)核心信息化部分：以太空系統(tǒng)、空中偵察系統(tǒng)、遠(yuǎn)程戰(zhàn)略預(yù)警雷達(dá)和超級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成全球性的偵察傳感系統(tǒng)，將全球數(shù)字化、透明化，為美國(guó)進(jìn)行全球打擊，提供準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。機(jī)械化部分：美國(guó)“機(jī)械化”的含義是遠(yuǎn)程和快速。以“全球瞬時(shí)打擊”實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略癱瘓2、太空軍事力量構(gòu)成偵察系統(tǒng)精確導(dǎo)航與定位系統(tǒng)信息傳輸與處理系統(tǒng)預(yù)警系統(tǒng)天基武器系統(tǒng)美國(guó)在軌偵察衛(wèi)星白云（1顆）廣角勘

30、查衛(wèi)星（1顆）電子海洋搜索衛(wèi)星（1顆）長(zhǎng)曲棍球衛(wèi)星（2顆）鎖眼12(3顆）EIS(1顆）電子偵察衛(wèi)星(7顆）美國(guó)偵察衛(wèi)星類型照相回收型衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸型衛(wèi)星SAR衛(wèi)星電子偵察衛(wèi)星導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星導(dǎo)航與定位衛(wèi)星軍事通訊衛(wèi)星全球廣播系統(tǒng)（3顆）能對(duì)戰(zhàn)斗部隊(duì)提供寬帶數(shù)據(jù)和近實(shí)時(shí)視頻能力國(guó)防衛(wèi)星通信系統(tǒng) （10顆）軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng) （4顆）極區(qū)軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（4顆）甚高頻跟蹤衛(wèi)星（7顆）導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星天基紅外系統(tǒng)(SBIRS U)（高軌道）天基紅外系統(tǒng)(SBIRS L)（低軌道）“空間中段監(jiān)視試驗(yàn)”衛(wèi)星（MSX）“快速攻擊、探測(cè)和報(bào)告系統(tǒng)”（RAIDRS)“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”（SBSSS)“天基雷達(dá)”（SBR

31、)系統(tǒng)天基紅外系統(tǒng)(SBIRS U)4顆地球靜止軌道衛(wèi)星：用于探測(cè)和發(fā)現(xiàn)處于助推階段的彈道導(dǎo)彈2顆大橢圓軌道衛(wèi)星：將預(yù)警能力擴(kuò)展到南、北極該系統(tǒng)可在導(dǎo)彈發(fā)射后1020秒內(nèi)將警報(bào)信息傳送給地面部隊(duì)天基紅外系統(tǒng)(SBIRS L)（低軌道）由2128顆小型衛(wèi)星組成，部署在1600公里高的34個(gè)大傾角的低地球軌道面上能對(duì)導(dǎo)彈發(fā)射的全過(guò)程進(jìn)行跟蹤“空間中段監(jiān)視試驗(yàn)”衛(wèi)星（MSX） 攜帶3臺(tái)光學(xué)遙感器，其中包括星載高光譜成像儀，主要目的是：監(jiān)測(cè)途中階段的導(dǎo)彈太空目標(biāo)監(jiān)測(cè)天空背景和陸地背景光探測(cè)太空粒子和氣體污染監(jiān)測(cè)“快速攻擊、探測(cè)和報(bào)告系統(tǒng)”（RAIDRS)目的：知道太空中有什么、正在發(fā)生什么、發(fā)生的事情意味著什么、誰(shuí)有可能在這么做，以達(dá)到空間控制的目的由多顆衛(wèi)星組成，能夠探測(cè)到對(duì)軍用空間平臺(tái)發(fā)起的攻擊并進(jìn)行報(bào)告“天基空間監(jiān)視系統(tǒng)”（SBSSS)目的：監(jiān)視會(huì)對(duì)美國(guó)空間飛行器帶來(lái)危害的衛(wèi)星或空間碎片“天基雷達(dá)”（SBR)系統(tǒng)目的：對(duì)全球提供晝夜、持續(xù)的監(jiān)測(cè)能力組成： 低地球軌道星座：處于1000公里高的軌道，由1824顆雷達(dá)成像衛(wèi)星組成 中地球軌道星座：處于10000公里高的