人類航天通識教育課演示文稿

人類航天通識教育課演示文稿當前第1頁\共有79頁\編于星期二\1點人類航天通識教育課當前第2頁\共有79頁\編于星期二\1點中國航天事業(yè)4萬有引力與天體2目錄浩瀚的宇宙1世界航天史3當前第3頁\共有79頁\編于星期二\1點當前第4頁\共有79頁\編于星期二\1點10億光年，哈勃望遠鏡可觀察的最大空間景象1025m當前第5頁\共有79頁\編于星期二\1點星光點點，可是真的是一顆一顆星星嗎？1024m當前第6頁\共有79頁\編于星期二\1點這些小白點看起來還是像星星1023m當前第7頁\共有79頁\編于星期二\1點這個形狀好熟悉！1022m當前第8頁\共有79頁\編于星期二\1點放大看！1021m當前第9頁\共有79頁\編于星期二\1點想搜尋地球嗎？1020m當前第10頁\共有79頁\編于星期二\1點密密麻麻1019m當前第11頁\共有79頁\編于星期二\1點依然密密麻麻！1018m當前第12頁\共有79頁\編于星期二\1點還是密密麻麻1017m當前第13頁\共有79頁\編于星期二\1點終于看到一點希望1016m當前第14頁\共有79頁\編于星期二\1點沒多大變化，這是什么呢？1015m當前第15頁\共有79頁\編于星期二\1點終于看到了希望！1014m當前第16頁\共有79頁\編于星期二\1點熟悉的太陽系1013m當前第17頁\共有79頁\編于星期二\1點放大點兒！1012m當前第18頁\共有79頁\編于星期二\1點地球軌道1011m當前第19頁\共有79頁\編于星期二\1點地球在哪里？1010m當前第20頁\共有79頁\編于星期二\1點月球軌道地球呢？109m當前第21頁\共有79頁\編于星期二\1點終于回家了！108m當前第22頁\共有79頁\編于星期二\1點親愛的家園可惜正對的是美國107m當前第23頁\共有79頁\編于星期二\1點密歇根湖106m當前第24頁\共有79頁\編于星期二\1點芝加哥105m當前第25頁\共有79頁\編于星期二\1點密密麻麻的房屋104m當前第26頁\共有79頁\編于星期二\1點湖邊小區(qū)103m當前第27頁\共有79頁\編于星期二\1點草地上是什么？102m當前第28頁\共有79頁\編于星期二\1點睡得真香呢！101m當前第29頁\共有79頁\編于星期二\1點被偷窺都不知道！100m當前第30頁\共有79頁\編于星期二\1點太陽水星海王星金星地球火星土星木星天王星冥王星體積最大體積最小太陽系當前第31頁\共有79頁\編于星期二\1點當前第32頁\共有79頁\編于星期二\1點當前第33頁\共有79頁\編于星期二\1點中國航天事業(yè)4萬有引力與天體2目錄浩瀚的宇宙1世界航天史3當前第34頁\共有79頁\編于星期二\1點思考：什么力量迫使地球克服自身慣性，繞太陽轉(zhuǎn)？當前第35頁\共有79頁\編于星期二\1點17世紀前：行星理所應當?shù)淖鲞@種完美的圓周運動

關于行星運動的各種動力學解釋開普勒：受到了來自太陽的類似與磁力的作用。伽利略：一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周運動。當前第36頁\共有79頁\編于星期二\1點胡克、哈雷等：受到了太陽對它的引力，證明了引力與距離有關在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。笛卡兒（法）：當前第37頁\共有79頁\編于星期二\1點所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。ab開普勒第一定律（幾何定律）當前第38頁\共有79頁\編于星期二\1點開普勒第二定律（面積定律）對于每一個行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。當前第39頁\共有79頁\編于星期二\1點開普勒第三定律（周期定律）所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。ab當前第40頁\共有79頁\編于星期二\1點萬有引力定律G為一個常數(shù)，叫做萬有引力恒量,G=6.67×10-11N·m2/kg2

太陽與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬有引力定律

當前第41頁\共有79頁\編于星期二\1點萬有引力常量：G＝6.67×10-11Nm2/kg2應用與所有的物體之間。當前第42頁\共有79頁\編于星期二\1點萬有引力定律的理解(1)萬有引力存在于任何兩個物體之間。(2)萬有引力定律中的距離r，其含義是兩個質(zhì)點間的距離。

(3)萬有引力是因為物體有質(zhì)量而產(chǎn)生的引力。當前第43頁\共有79頁\編于星期二\1點17世紀自然科學最偉大的成果之一，第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑。在文化發(fā)展史上的重大意義：使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學文化的發(fā)展史上起了積極的推動作用。萬有引力定律的意義當前第44頁\共有79頁\編于星期二\1點在大氣層內(nèi)或太空飛行的器械都叫飛行器。飛行器分為三類：航空器、航天器、火箭/導彈。在大氣層內(nèi)飛行的飛行器稱為航空器，如氣球、飛艇、飛機等。在太空飛行的飛行器稱為航天器，如人造地球衛(wèi)星、載人飛船、空間探測器、航天飛機、空間站等。但是飛機飛行高度如果超過30千米，就會因為那上面的空氣太稀薄而托不動飛機。航天航空小知識當前第45頁\共有79頁\編于星期二\1點四道難關①地球引力關。最終要達到將近每秒8千米的速度才能跳出這個手掌。一般的民航飛機航行速度每秒不到0.3千米，而聲音的傳播速度每秒不足0.4千米，子彈剛出槍口的速度大約每秒1千米，因而它們都跳不出這個手掌。至少要比子彈的速度大8倍，才有可能克服地球引力而不落到地球上。當前第46頁\共有79頁\編于星期二\1點

V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s當前第47頁\共有79頁\編于星期二\1點②真空關。人離不開氧氣，而一般汽車、輪船或飛機的發(fā)動機也需要“呼吸”空氣里的氧氣才能工作。而且，輪船和飛機還需要流體的浮力和反作用力才能運行。當前第48頁\共有79頁\編于星期二\1點③急劇變化的溫度環(huán)境關。地球上最熱的地方大約40℃，最冷的地方也不過零下40℃。而在空間離地球不遠處，向陽面的溫度可高達200℃，背陽面可冷到零下100℃。在遠離恒星的空間，環(huán)境溫度接近于絕對零度；而在恒星附近，溫度則高達幾百至幾千攝氏度。地面上的熱量交換、傳導、對流和輻射都起作用?？墒窃谔眨饕揽枯椛溥M行熱交換。當前第49頁\共有79頁\編于星期二\1點④有害輻射關。如果沒有大氣中的臭氧層對紫外線的強烈吸收，地球上的生物將無法生存。此外，地球磁場對射向地球的粒子輻射也起到屏蔽作用，如太陽射出的稱為“太陽風”的帶電粒子流，由于地球磁場的屏蔽而不能直入地面。但是，人類一旦進入大氣層外的空間，就將暴露于這些有害輻射之下。當前第50頁\共有79頁\編于星期二\1點中國航天事業(yè)4萬有引力與天體2目錄浩瀚的宇宙1世界航天史3當前第51頁\共有79頁\編于星期二\1點制作人：涂三明世界航天史當前第52頁\共有79頁\編于星期二\1點1957年10月前蘇聯(lián)發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星。半年后，美國的人造衛(wèi)星上天。1961年4月前蘇聯(lián)宇航員加加林成為世界第一位飛入太空的。1965年3月前蘇聯(lián)宇航員列昂諾夫走出飛船，首次實現(xiàn)人類航天史上的太空行走。1969年7月美國宇航員阿姆斯特朗乘坐“阿波羅”號飛船，成為人類踏上月球第一人。1970年12月前蘇聯(lián)發(fā)射金星探測器1971年4月前蘇聯(lián)“禮炮”1號空間站成為人類進入太空的第一個空間站。兩年后，美國將“天空實驗室”空間站送入太空

當前第53頁\共有79頁\編于星期二\1點1971年12月前蘇聯(lián)發(fā)射火星探測器1981年4月世界第一架航天飛機---美國“哥倫比亞”號航天飛機發(fā)射成功1986年1月美國航天飛機“挑戰(zhàn)者”號在第10次飛行時，在升空73秒后爆炸，7位宇航員全部遇難，成為迄今最大的一次航天災難。

1986年2月前蘇聯(lián)“和平號”空間站，已在太空中運行了13年，成為最成功的空間站。2003年2月，美國“哥倫比亞”在從太空返回途中解體，機上7名宇航員全部遇難.1993年11月美、俄簽署協(xié)議，決定在“和平”號空間站的基礎上，建造一座國際空間站.當前第54頁\共有79頁\編于星期二\1點中國航天事業(yè)4萬有引力與天體2目錄浩瀚的宇宙1世界航天史3當前第55頁\共有79頁\編于星期二\1點制作人：涂三明中國航天史當前第56頁\共有79頁\編于星期二\1點

飛行升空是人類最古老、最美好的愿望之一。中國很早就有嫦娥奔月的傳說，體現(xiàn)了中國古人對探索太空的美好愿望。此外中國古人在很早的時候就開始制作木鳶、風箏，以此寄托人類渴望在空中飛行的夢想。中國古代木鳶的形狀當前第57頁\共有79頁\編于星期二\1點人類對于天空的渴望從來沒有間斷過！中國古人在制作木鳶當前第58頁\共有79頁\編于星期二\1點

時至今日，隨著文明的進步，人類渴望的天空，早已不是我們?nèi)庋鬯暗囊黄{天了，而是蘊含著無數(shù)奧秘的宇宙。勤勞智慧的中國人在追尋飛天夢的路上，也留下了他們艱辛和踏實的腳印，在世界航天史上書寫下了濃墨重彩的一筆1956年10月，中國第一個火箭導彈研制機構(gòu)——國防部第五研究院成立，錢學森任院長。1964年7月，中國第一枚內(nèi)載小白鼠的生物火箭在安徽廣德發(fā)射成功。1970年4月，第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”1號在酒泉發(fā)射成功，中國成為世界上第五個發(fā)射衛(wèi)星的國家當前第59頁\共有79頁\編于星期二\1點東方紅1號長征系列運載火箭當前第60頁\共有79頁\編于星期二\1點61當前第61頁\共有79頁\編于星期二\1點中國載人航天發(fā)展計劃第一步是發(fā)射無人和載人飛船，將航天員安全地送入近地軌道，進行對地觀測和科學實驗，并使航天員安全返回地面。第二步是繼續(xù)突破載人航天的基本技術：多人多天飛行、航天員出艙在太空行走、完成飛船與空間艙的交會對接。第三步是探月工程。第四步，建立永久性的空間試驗室，建成中國的空間工程系統(tǒng)，航天員和科學家可以來往于地球與空間站，進行規(guī)模比較大的空間科學試驗當前第62頁\共有79頁\編于星期二\1點神舟一號的發(fā)射成功，就是中國載人航天工程發(fā)展計劃中的第一步—發(fā)射無人和載人飛船的一個開端。當前第63頁\共有79頁\編于星期二\1點神舟一號飛船是中華人民共和國載人航天計劃中發(fā)射的第一艘無人實驗飛船，飛船于1999年11月20日在酒泉航天發(fā)射場發(fā)射升空，承擔發(fā)射任務的是在長征2號載人火箭。飛船在軌運行期間，地面測控系統(tǒng)和分布于公海的4艘搣遠望攠號測量船對其進行了跟蹤與測控，成功進行了一系列科學試驗。當前第64頁\共有79頁\編于星期二\1點神州2號2001年1月10日神州二號在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，飛行7天后成功返回地面。這是我國第一艘正樣無人飛船。飛船上進行了微重力環(huán)境下的空間生命科學、空間材料、空間天文和物理等領域的實驗，各種儀器設備性能穩(wěn)定，工作正常，取得了大量數(shù)據(jù)。

當前第65頁\共有79頁\編于星期二\1點神舟三號飛船于2002年3月25日發(fā)射。飛船搭載了人體代謝模擬裝置、擬人生理信號設備以及形體假人，能夠定量模擬航天員呼吸和血液循環(huán)的生理活動參數(shù)?！吧裰邸比栜壍琅撛谔樟糗夁\行180多天，成功進行了一系列空間科學實驗。

當前第66頁\共有79頁\編于星期二\1點2002年12月，“神舟”四號飛船成功發(fā)射，標志著中國載人航天工程經(jīng)受住了無人狀態(tài)下最全面的飛行試驗考驗，創(chuàng)造了中國航天史上低溫發(fā)射的新紀錄，創(chuàng)造了世界航天史上火箭低溫發(fā)射的奇跡。中國神州1號到神舟4號的發(fā)射為載人航天工程獲得了寶貴的試驗數(shù)據(jù)，同時為實施載人航天打下了堅實的基礎。

當前第67頁\共有79頁\編于星期二\1點2003年10月15日9時整，楊利偉乘坐的“神舟”五號飛船在震天撼地的轟鳴中騰空而起。從這一天起，在浩渺的宇宙間飄動的旗幟中開始有了中國的五星紅旗。那艘承載全民族希望的“神奇之舟”劃開了中國一個嶄新的航天時代。是中國載人航天工程的歷史性突破、即第一步的任務已經(jīng)完成。

當前第68頁\共有79頁\編于星期二\1點中國飛天第一人楊利偉神州5號當前第69頁\共有79頁\編于星期二\1點

除了中國飛天第一人楊利偉外，“神舟”五號載人飛船返回艙內(nèi)還搭載有一面具有特殊意義的中國國旗、一面北京2008年奧運會會徽旗、一面聯(lián)合國國旗、人民幣主幣票樣、中國首次載人航天飛行紀念郵票、中國載人航天工程紀念封和來自祖國寶島臺灣的農(nóng)作物種子等。

試驗項目：神舟5號將盡量減少機艙內(nèi)的實驗項目及儀器，以騰出更多空間來供航天員活動并執(zhí)行科學觀察任務，可以說神州5號的任務主要是考察航天員在太空環(huán)境中的適應性。

新技術應用：首次增加了故障自動檢測系統(tǒng)和逃逸系統(tǒng)。其中設定了幾百種故障模式，一旦發(fā)生危險立即自動報警。即使在飛船升空一段時間之后，也能通過逃逸火箭而脫離險境。當前第70頁\共有79頁\編于星期二\1點2005年10月12～17日，航天員費俊龍、聶海勝圓滿完成神舟六號飛行任務，中國載人航天實現(xiàn)了2人5天、航天員直接參與空間科學實驗活動的新跨越，中國成為繼俄羅斯和美國之后世界上第三個掌握載人航天技術的國家，這是我們中華民族的驕傲。而發(fā)射神舟六號，即標志著中國開始實施載人航天工程的第二步計劃。酒泉發(fā)射中心當前第71頁\共有79頁\編于星期二\1點當前第72頁\共有79頁\編于星期二\1點2008年9月24日下午在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的“神舟七號”載人航天飛行任務總指揮部新聞發(fā)布會上，受“神舟七號”載人航天飛行總指揮部的委托宣布：9月25日21時07分至22時27分直接發(fā)射，進行載人航天飛行。中國航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬搭乘神七遨游太空，其中翟志剛成功實現(xiàn)了太空漫步。當前第73頁\共有79頁\編于星期二\1點神七宇航員太空出艙太空漫步當前第74頁\共有79頁\編于星期二\1點中國載人航天事業(yè)是在基礎工業(yè)比較薄弱、科技水平相對落后和特殊的國情、特定的歷史條件下發(fā)展起