大学生综合素养-理想在这里放飞 课件 ch16 面向星空筑梦未来

理想，在这里放飞面向星空筑梦未来第十六章大学生综合素养01火箭：飞天之路火箭是一种能够在太空中运送载荷的推进器，它们以燃料作为推进剂，通过燃烧产生高速气体并向后喷射以产生推力从而运送载荷。通俗来说，火箭就像能飞上天的子弹，它由弹头（卫星或太空舱等箭体及其他附加组件），弹尾（发动机）组成。由于太空是没有重力和空气的，因此无论是卫星还是宇航员都无法凭借自身的力量到达地球之外且不落回地球。在这种情况下，我们需要火箭这架“大炮”，推动各种卫星和宇航员摆脱地球引力，就像子弹被枪管击发一样，送入预定轨道飞到太空并在需要的时候安全返回地球。一、火箭的诞生（一）什么是火箭火箭的起源可以追溯到可以追溯到古代中国，我国古代的火药火箭被认为是现代火箭的雏形。早在唐朝时期，就有人开始研究如何利用火药产生推力，并用于战争或农用。时至宋代，已经出现以火药为动力的飞行火箭兵器。当时的火药火箭基本上是利用燃料燃烧后产生的气体，通过一个喷嘴向下喷出，从而产生向上的反作用力，通过这股力量推动火箭飞行。这种简单的火箭飞行原理，构成了现代火箭的雏形。一、火箭的诞生（二）火箭的起源火箭的早期用途主要集中在军事领域。二战期间，纳粹德国的V-2火箭成为了世界上第一种远程导弹，其武器威力震惊世界。该项技术的突破揭示了火箭技术的巨大潜力，也引发了世界对火箭技术的更多兴趣，推动了火箭技术的研究。一、火箭的诞生（三）火箭的发展二战后，美国和苏联在冷战中开启了太空竞赛，竞相发展火箭技术，为太空探索的崛起创造了契机。1957年，苏联成功发射了人类历史上第一颗人造卫星斯普特尼克1号，引发了国际社会的轰动，这也被视为太空时代的开始。此后，美国更是通过“阿波罗计划”成功将人类送上月球。火箭技术，由此从军事工具演化为人类进行太空探索的工具。一、火箭的诞生（三）火箭的发展时光流转，现代火箭技术不断演进。人类对太空的探索，无论是国际空间站的建立、探索火星或是其他行星探索的任务，都离不开这些强大的火箭。此外，火箭技术也在地球观测、通信和卫星导航等领域发挥着重要作用，卫星网络、GPS系统以及遥感卫星等都以火箭技术为基础，以此实现全球覆盖的通信和监测。一、火箭的诞生（三）火箭的发展我国的现代火箭起步阶段可以追溯到20世纪50年代。尽管新中国成立初期，我国仍处于一穷二白、百废待兴的局面，但我们仍然成立了自己的国家航天局并开始开展火箭技术的研发工作。一开始，我国的火箭研究主要集中在军事应用领域，尤其是导弹技术。20世纪60年代，我国成功发射了一系列包括“东风”系列的导弹，这些导弹不仅用于国防，切实维护了我国的国家安全，也为我国后来的火箭技术提供了宝贵的经验和基础。其中，1970年1月试飞成功的“东风四号”导弹可以说是中国运载火箭的雏形，“东风四号”在经过一系列升级改造后，成为了我国第一枚运载火箭“长征一号”（CZ-1）。二、中国火箭的发展（一）探索与起步1970年4月24日，我国第一颗人造卫星“东方红一号”就是由成“长征一号”运载火箭发射升空。自此，我国成为继苏联、美国、法国和日本之后，世界上第五个可以独立发射人造卫星的国家。“长征一号”之后，紧接着“长征二号”“长征三号”等相继问世，“长征系列”运载火箭的成功也让中国成为全球太空领域不可忽略的力量。二、中国火箭的发展（一）探索与起步工程师们在“长征二号”的基础上进行改进，试图研制出飞得更远、更高、更精准、载荷更大的火箭。经过无数次的实验，“长一号丙”（CZ-2C）和“长征二号丁”（CZ-2D）就此诞生，它们也成为了我国发射返回式卫星的主力火箭之一。而在它们基础之上，“长征三号”（CZ-3）火箭扛起我国地球静止轨道卫星发射大旗，进一步改进诞生的“长征三号甲”（CZ-3A），又首次将我国卫星送入地月转移轨道，从此开启了我国航天的“嫦娥时代”。二、中国火箭的发展（二）崛起与超越1988年9月7日，“长征四号”（CZ-4）火箭搭载着我国第一颗气象卫星“风云一号”成功进入预定的太阳同步轨道，任务的圆满完成宣告我国依靠国外气象卫星数据的时代正式结束。至此，我国运载火箭的近地轨道载荷已约6吨。1992年，中国国家航天局正式批准了载人航天计划，标志着中国进入了载人太空探索的新时代，“长征二号F”（CZ-2F）火箭开始研制，并于1999年11月19日完成首次发射，成功将我国第一艘实验飞船“神舟一号”飞船送入宇宙。“长征二号F”火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成。二、中国火箭的发展（二）崛起与超越进入21世纪后，国外商用大型火箭纷纷亮相，这也迫使我国运载火箭亟须升级。近地轨道载荷约14吨的“长征七号”（CZ-7）火箭应运而生。“长征七号”采用了新型液氧煤油发动机和绿色、低温又高能的液氧煤油燃料，“长征七号”在我国的“空间站时代”发挥着至关重要的作用，是我国中型运载火箭的扛鼎之作。二、中国火箭的发展（二）崛起与超越2016年11月，“长征五号”火箭在文昌航天发射场首次成功发射，标志着我国运载火箭运载能力实现了质的飞跃，大幅提升了我国自主进入空间的能力。在此之后，“长征五号”火箭还承担了嫦娥五号探测器、问天实验舱等搭载任务。在未来的30年甚至更长的岁月里，“长征五号”火箭还将承担我国一系列深空探测任务，见证更多的历史性时刻。当然，我国超级火箭的梦想并不会终结于此。二、中国火箭的发展（二）崛起与超越02神舟：奔赴星辰大海“神舟一号”试验飞船采用三舱结构，最末端为推进舱为飞船提供动力，中间是返回舱，顾名思义是可以返回着陆的舱段，也是未来载人飞船时航天员的座舱，飞船的最前端是轨道舱，待返回舱返回后会继续留在太空。一、逐梦九天（一）无人飞船的发射与试验2001年1月，“神舟二号”飞船成功发射，这也是我国第一艘正样无人飞船。飞船上安装了人体代谢模拟装置和形体假人，以检验飞船的生命保障系统的功能；2002年3月“神舟三号”飞船成功发射，此时飞船的技术状态已经与载人状态完全一致。一、逐梦九天（一）无人飞船的发射与试验2003年10月15日，经历了“神舟二号”“神舟三号”和“神舟四号”的试验飞行，在“神舟一号”发射成功的四年后，“长征二号F”火箭再次点火，载着“神舟五号”与航天员杨利伟向太空进发，这是我国首次实施载人航天飞行。一、逐梦九天（二）载人飞船的尝试2005年10月12日，“神舟六号”飞船发射升空，航天员费俊龙和聂海胜进入太空并停留五天，完成了我国“多人多天”航天飞行的任务。2008年，“神舟七号”飞船的航天员增加至三人，身着我国自主研制的舱外航天服的航天员翟志刚在另外两名航天员刘伯明和景海鹏的密切配合下，更是完成了中国人第一次太空漫步。一、逐梦九天（二）载人飞船的尝试二、天有紫微宫：“天宫”空间站（一）空间站的预演二、天有紫微宫：“天宫”空间站（二）空间站的登场03格物致知叩问苍穹2020年6月23日，最后一颗北斗组网卫星在西昌卫星发射中心发射升空，至此，我国北斗卫星导航系统（下文简称北斗系统）全面建成。北斗是我国自主研发的卫星导航系统，是由45颗环绕地球地面的导航卫星和2700多个基准站组成“天罗地网”。北斗卫星导航系统主要是由空间段和地面控制段两个部分组成。空间段包括一系列位于地球轨道上的卫星，这些卫星分为不同的轨道面，以确保全球覆盖和高度精确的导航。而地面控制段负责监测、控制和管理卫星的运行，以及向用户提供导航数据。一、北斗卫星导航系统1983年，我国“两弹一星”功勋、著名电子学家陈芳允提出以两颗卫星组成的双星定位系统实现卫星导航的构想。在这个构想的指引下，2000年两颗北斗导航试验卫星成功入轨，这就是“北斗一号”。2010年起，西昌卫星发射中心先后发射升空14颗导航卫星，与此同时与之相关的地面配套系统也在完善建设。一、北斗卫星导航系统我们是如何做到的呢？时至2012年年底，新系统组网成功，这就是“北斗二号”。此间，我国科学家不仅首创了“混搭”的卫星布局方式，争分夺秒地自主研制原子钟以加快进度，夜以继日反复试验和测试确保技术万无一失，让卫星和火箭按时发射。终于，在突破重重技术封锁后，一个我国自主设计、覆盖亚太地区的卫星导航系统就此建成。一、北斗卫星导航系统我们是如何做到的呢？从2017年年底到2020年，不到三年的时间我国就发射了18枚运载火箭，搭载着30颗北斗导航卫星，以前所未有的速度完成系统组网。而在地面上，2700多个地面参考站点和数个数据处理中心在华夏大地上铺展开来，共同组成了一张地面数据加工网络，负责监测、控制和管理卫星的运行，以及向用户提供导航数据。一、北斗卫星导航系统“一箭双星”的技术已经成熟在我国贵州省的崇山峻岭、层峦叠嶂之间，隐藏着一颗宇宙之眼，它就是FAST（Five-hundred-meterApertureSphericalRadioTelescope，下文简称FAST）天眼。二、FAST：500米口径球面射电望远镜这座宇宙之眼不仅是中国的骄傲，也是全人类的探索宇宙的“眼睛”，是现今世界当之无愧的天文科学壮举。FAST是目前世界上最大的单口径射电望远镜，直径达到500米。它就像地球上一个巨人的耳朵，探听宇宙中微弱的射电信号，以此研究宇宙诸多奥秘，如脉冲星、星际气体和星系的演化等。二、FAST：500米口径球面射电望远镜在给“天眼”选址上，南仁东及其团队就耗费了12年的光阴，带着300多幅卫星遥感图，夜以继日、跋山涉水对1000多个洼地进行比选，又实地走遍上百个窝函，最终决定在我国贵州省黔南布依族