地球与空间科学.ppt

1、2012.11 中小学科学课程国家级培训,地球与空间科学学科前沿介绍 The frontiers of Earth and Space Sciences,王梅 重庆第二师范学院,内容目录,探索宇宙 地震火山频发 热点问题领土争端,探索宇宙,宇宙论（universe）,天文学上宇宙指迄今为止观测所及的星系及星系际物质的总体。时间上有起源，空间上有边界。 哲学上，宇宙是指普遍的、永恒的物质世界，时间上无始无终，空间上无边无际。 我国汉代古籍淮南子： “四方上下曰宇，往古来今曰宙”,20世纪前的宇宙说,西方宇宙论 远 古启蒙时期，关于宇宙的神话传说主宰 中世纪宇宙学沦入神学理论，地心说主宰 16-1

2、7世纪经典宇宙学（日心说、牛顿力学） 18-19世纪大量观测奠定了近代宇宙学基础， 视野扩大：太阳系-银河系-河外星系,开普勒,伽利略,托勒密,哥白尼,牛 顿,我国宇宙论 神话传说 盖天说 浑天说 宣夜说,近代宇宙学,从爱因斯坦1917发表论文对广义相对论的宇宙学的考察开始 前苏联数学家弗里德曼、比利时科学家勒梅特提出发展了“宇宙膨胀模型”,哈勃,1929年哈宣布：“宇宙正在膨胀着。星系之间的空间随时间线性增加，星系本身并没有改变；而且星系越远，离去得越快”。 河外星系退行速度同距离的比值是一个常数称为哈勃常数通常用 H 表示单位是公里/(秒百万秒差距)。 而后，由勒梅特、伽莫夫等人发展为大爆

3、炸理论。,现代宇宙学大爆炸理论,大爆炸理论基本要点是 在100-200亿年前，宇宙产生于一次大爆炸，物质、能量、时间和空间都由爆炸中创生。 爆炸前那个物质密度无限大的点被称为“奇点”。 由爆炸引起的膨胀，现在仍在继续着。 从30年代开始，膨胀的宇宙模型已经为大多数宇宙学家所接受，现在被称为现代宇宙学标准模型。 现代宇宙学被定义为：“以广义相对论为理论基础，以哈勃定律为观测依据，并在宇宙学原理的假设下，研究整体宇宙的结构、运动和演化规律的一门学科”。,伽利略折射望远镜光学系统,伽利略望远镜,反射望远镜,上海天文台25米射电望远镜,美国的甚长基线射电望远镜天线阵,阿雷西博射电望远镜世界上最大的单台

4、射电望远镜,直径350米，设在中美洲波多黎各（美国托管地）。这样一口硕大无朋的“锅”是没法像一般的射电望远镜那样随意转动的人们还无法让它既灵活转动又保持自身的形状不变。于是，干脆将计就计，把它安放在了一个山谷中。这个远远望去就像野餐用的铁锅的望远镜接受了很多非常宝贵的射电信息。当它正式投入使用的时候，还向武仙座发出了人类第一份有意识表达自己存在的电报。今天，阿雷西博仍然是天文学家非常重要的研究工具。人们所熟知的“搜寻地外文明”计划 (SETI) 就是由阿雷西博执行的，它全天候的接收来自地外的信号。,中国的航天事业,加入太空竞赛 继原子弹、氢弹之后，太空成为美苏争霸竞赛的场所。能否发射人造卫星，

5、成为加入太空竞赛的门槛。 1970年4月24日，酒泉卫星发射中心，“长征一号”运载火箭将中国自行 研制的“东方红一号”卫星送上了太空。 每当卫星从我国上空经过，短波电台就能收到“东方红，太阳升”的熟悉旋律。 时至今日，仍在太空飞行的“东方红一号”依旧是天文爱好者喜爱的观测对象。,东方红一号 1970.4.24,东方红二号1984.4.8,东方红一号”卫星的发射成功使中国成为世界上继苏联、美国、法国和日本之后第五个完全依靠自己的力量成功发射人造卫星的国家。 卫星运行28天后（设计寿命为20天）电池耗尽，“东方红”乐曲停止播放，卫星结束了它的工作寿命。但是，卫星的轨道寿命没有结束，据计算，大约能在

6、太空运行数百年（在没有任何意外的情况下）。,中国四大航天发射场,1、酒泉卫星发射中心（内蒙古额济纳旗） 2、西昌卫星发射中心 (四川) 3、太原卫星发射中心 (山西) 4、文昌卫星发射中心 (海南文昌市-在建) 酒泉卫星发射中心主要承担返回式卫星、载人航天工程等发射任务；太原卫星发射中心主要承担太阳同步轨道卫星发射任务；海南航天发射场建好后西昌卫星发射中心主要承担应急发射任务，并与海南航天发射场之间形成一定互补关系。,西昌卫星发射中心 (XSLC),西昌卫星发射中心始建于上世纪70 年代初，于1984年11月1日正式对外开放，是我国目前唯一对外开放的航天高科技旅游区。,大漠戈壁深处的 酒泉卫星

7、发射中心,太原卫星发射中心（TSLC）位于山西省太原市西北的高原地区，海拔1500米左右。发射中心始建于1967年。,文昌卫星发射中心纬度较低，距离赤道只有19度，地球自转造成的离心力可以让火箭负载更多的物品。该中心将可以用来发射正在研制的重型长征五号系列火箭。 该中心的建设是为了适应我国航天事业可持续发展战略，满足新一代无毒、无污染运载火箭和新型航天器发射任务需要。建成后，主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务。,据称，在海南发射地球同步卫星比起在西昌发射，火箭的运载能力可提高10%至15%，卫星寿命可延长2年以上。使用同样的燃料可以达到的速度也更快。同时，发射基地选在海南，火箭可以通过水陆运输，火箭的大小就不受铁轨的限制(长征二号系列由于受到铁路运输的限制，其组件的最大直径只能限制在3.5米)。 从海南岛发射的火箭，其发射方向1000公里范围内是茫茫大海，因此坠落的残骸不易造成意外。,海南文昌航天发射场(在建)区位图,人造天体装配发射过程,酒泉卫星发射中心 垂直装配厂房,发射塔架开始关闭，等到发射前40分钟才能打开。,发射塔架,酒泉卫星发射中心问天阁 航天员出征仪式,神舟九号飞船发射升空,天官一号发射