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《问题研究:月球基地该是什么样子》ppt课件免费下载

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月球基地应该 是什么样子
关于月球
月球是地球的天然卫星,也是距离地球最近的天体,是人类向太空拓展生存空间的首选地。
开发月球
大量研究表明,月球有丰富的矿产资源。月球虽然环境恶劣,但也有独特的优点:引力很小,在那里建造发射场向空间发射载荷成本很低;没有大气,在那里建造天文台能看得更远、更清楚;在那里建造太阳能发电站效率高;月球有丰富的矿藏,能造福人类……总之,月球有巨大的开发价值。
月球基地
月球基地,是指人类在月球上建立的生活与工作区域。 在月球上建立基地,主要有以下目的:更好地开展天文观测等科学活动;在月球上建立空间发电站供地球使用;开发月球各种矿物资源;为人类向更远的目标探索提供一个落脚点;为飞向更远的行星的飞船提供建造材料甚至提供推进剂;为更远的将来人类向月球移民打前站。向月球发射一艘宇宙飞船,代价已经十分高昂,建造月球基地将花费更大的成本。因此,到目前为止,月球基地还处在一般性探讨阶段。
.建立月球基地需要满足哪些条件
人类的生存需要一定压力的空气,干净的水,食物,能源(温度)等.月球上的现有条件如果不经过人类科技的改造加工的话,没有一条能够满足人类生存的要求. 基地首先要有能源,制造空气,水,维持温度恒定,植物生长都需要能源,没有能源的话一切人类活动都无法进行.月球上有充足的太阳能可以使用,另外,在月球土壤中,有一种叫氦3的物质,是非常优质的核燃料. 人类生存需要空气,月球土壤中含有一定的氧化物,分解后可用于制造氧气,但遗憾的是月球上没有原料去制造氮气,目前科学界的两种解决办法是: 1用氦气代替氮气,月球上有丰富的氦元素,这种方法对人体有一定的危害. 2 从地球运输,这种方法技术上没问题,但成本极高. 水的话,最近的探测器结果表明,月球有极少数地方有冰存在,加热可形成水.另一种方法是,利用月球上丰富的氢,氧元素合成水,这种方法成本十分高. 月球土壤和岩石中有大量植物所需的矿物质元素,利用现有的无土栽培技术,在上述条件满足的情况下,可以实现植物生长.只是别忘了上月球时带上植物种子噢. 月球基地应具有生产,生活,科研的功能,应在最大程度上实现自给自足.但建设基地初期需要的建设材料,必需从地球上带.
创造条件——氧气,水,能源,食物
氧气
月球表面近于真空状态,没有水,自然也就没有生命。在登月的最初阶段,必须从地球上把人呼吸必需的氧气和水送上去。所幸的是,月球土壤中蕴藏着大量含氧量很高的钛铁矿,如果对其进行减热和分离处理,就可以生产出大量为人类呼吸和火箭推进剂必不可少的氧气。现已探明,月球上的岩石主要由硅酸岩组成,处理月岩,也可以获得大量氧气。
水和能源
月球岩石中有大量的氧化岩和石膏,可以从中提取水。有些岩石中还发现有结晶水。这就可为人类在月球上生存创造基本条件。美国前些年发射了一颗“月球勘察者”号飞船,对月球的南北两极进行了勘测,结果发现在一个永久性阴影区存在着大量的深冻冰。冰化解后不仅可以满足登月人员的饮用需要,还可以为太空飞船生产燃料。
食物
至于登月人员所需的食物,相对说来比较容易解决,可以在月面养猪、养牛、养鸡,也可以利用人造阳光,使用含有钾和钙的特殊液体作养料,在月面种植粮食和瓜果蔬菜。当然,这些都必须在塑料或玻璃覆盖的密封大棚内进行。
另外,月球基地的选址很重要
当人类再次登上月球后,将在月球表面建立永久性的月球基地。这其中最关键的就是基地的选址问题。经过反复的论证,NASA初步计划将这一基地建立在月球的北极或者南极。作出这样的选择有多重原因
月球基地选址原则
首先,月球的两极日照充足,很适宜利用太阳能来发电,提供月球基地最初阶段所需的能量储备。
其次,月球的两极气候条件相对温和,全年的气温变化幅度只有50摄氏度较适合人类居住。相比之下,月球赤道初昼夜的温差就可达到250摄氏度左右。
第三,月球的两极处可能存在水,并且还蕴含有丰富的氘和氚。这是极为重要的自然资源,可以用作未来月球基地和进行星际航行的飞船的燃料。
第四,飞船在月球两极处起降所需的燃料比在其他地方要少,因此发射效率更高。最后,月球两极地区是月球上地理环境最复杂的地区之一,而且人类对其知之甚少。在两极地区建立基地,有助于人类对月球全境的深入探索。
初步计划
美国计划在登月的初始阶段,将首先建设小型的定居点,利用携带的能源和太阳能维持4名航天员生活和工作7天。随着登月计划的不断深入,月球基地将不断扩建,并将着重解决能源设备、食物供给以及机动设备(月球车等)等问题,真正实现月球基地的自给自足,从而将宇航员持续居住的时间延长到180天,并成为人类飞往其他行星的前进基地。
月球基地假想图
门德尔计划 ——从空想到设想
90年代初,美国休斯顿航天中心负责人温德尔·门德尔向白宫重提建设月球基地。科学家认为建立一 个月球基地对支持在太空进一步大规模的开发是极重要的。在巴西的圣卡塔林岛,美国科学家正在为开辟月球基地,进行类如“生物圈2号”的全封闭模拟实验。
门德尔计划的几个阶段
第一阶段从1997年开始,先发射人造卫星,为基地选择最佳地点作勘测。
第二阶段从2005年开始,为施工阶段,将向月球运送起重挖掘等基建机械,并用微波对地基进行硬化处理。
第四阶段开采利用月岩中氧、铝、铁、钛、硅等资源,制取生活用氧,及扩建月球基地所需的金属、玻璃等原材料。科学应用国际公司根据门德尔计划第四阶段作了相应的研究,其结果是令人乐观的:一座重量为1吨的小型试验型化工厂,在1年中可把10吨以上的月岩加工成氧、金属和玻璃。
第三阶段为构件组装,采用21根直径6米,长18米的巨型管道,组成3个等边六角形,六角形中用高压充气建立18米高的巨大圆舱,人员设备皆可容纳在管道或圆舱中。
但是……
门德尔的整个计划需耗资上千亿美元,人类必须不间断地努力100年才能完成。
我国未来将建立有人值守月球基地
我国探月工程二期将实现月面勘测、软着陆和自动巡视勘测,包括“嫦娥二号”、“嫦娥三号”、“嫦娥四号”任务:
“嫦娥二号”卫星是探月工程二期的先导星,主要进行环月观测,轨道高度100公里,安装了高分辨率立体相机,将为二期工程软着陆任务开展部分技术试验。 “嫦娥三号”和“嫦娥四号”任务要实现软着陆和自动巡视机器人勘测。
探月三期完成月面采样
探月三期工程在科学上将深化对月壤、月球形成演化的认识,技术上将突破月面采样与风动技术、月面起飞上升技术和地球大气缓和技术等探测器系统关键技术,以及具有更大运载能力、全新无毒液体燃料运载火箭技术
目前正在论证的探月三期工程,其核心是完成无人月球表面采样返回,具体而言就是着陆到月面后进行撞取和采取两种方式的采样,然后通过上升、月地转移和高速载人返回等一系列过程,将月球样品返回地球进行详细的实验分析。
条件具备建立驻人基地
在月球探测领域,航天科技集团公司在完成探月工程既定目标的基础上,将实施开展无人月球普查和详查任务,逐步建立无人值守的月球基地,在条件具备后实施载人登月,直至建立有人驻留的月球基地。
虽然目前中国还没有明确的载人登月计划,但相关单位和科技人员正在进行论证,积极开展载人登月和建立月球基地的研究与探索。
航天科技集团公司提出了两种可能的技术方案。第一种是研制重型运载火箭,采取一到两次发射和一次月球交汇对接。第二种基于现有技术能力,采用多次发射、多次地球轨道交汇对接和一次月球轨道交汇对接。
再看看世界其它航天大国的月球基地计划…..
印度研究第一个月球基地
印度空间研究组织发布消息说,印度正在研究在月球寻找一块约15平方公里的土地,以建立该国第一个月球基地,为进行载人登月等空间活动作准备。
  印度空间研究组织卫星中心主任亚历克斯2日对新闻界说,月球基地在坡度上应该较为平坦,一端有抬高的地形,可以接触阳光;基地还应该有个坑,可以存放足够的水;此外,基地还应该有足够的阴影区,供未来在月球生活的人员在天热时“纳凉”。
  亚历克斯说,印度空间研究组织计划2013年发射“月船2号”探测器,这一无人探测器将在选定的月球着陆场所降落,并对科学家选定的月球基地进行考察。2020年,印度空间研究组织将开始建立月球基地,为印度首次载人登月作准备。
美国未来月球基地
北京时间2009年7月30日消息,英国《新科学家》杂志近日公布了美国宇航局未来重返月球计划中,建造月球基地的部分设计方案。
  2006年12月,美国宇航局对外公布了“重返月球”计划,其核心目标是2024年在月球上建立永久基地,月球南极有望成为选址地点。建成后的月球基地上将有探测车和生活区,能够实现电力供应,保证宇航员在月球上长驻180天。
尽管各国月球基地计划不尽相同,但是公认的月球基建设设应该为四个阶段。。。
第一阶段是准备阶段。
 
 该阶段的主要任务,首先是积累建设月球基地需要的科学数据,包括绘制高分辨率月球三维图像,探测月球环境和资源,完成月球基地的选址等;其次是对月球基地建设任务进行规划,确定月球基地的任务和研究计划;第三是开发建设基地和月表应用的各种技术。在这个阶段,环月探测器和月球机器人将发挥重要作用,让月球机器人 “驻”在月球上,为建设月球基地进行充分的准备。
第二阶段将建设临性月球前哨站。
这是短期运行的小型基地,需要依靠地球提供补给。航天员在这个前哨站可以开展十分有限的科学研究,并为建设永久性月球前哨站作准备。例如开展提取氧的实验研究, 进行植物培育实验, 进行小范围区域性月面探测等。美国科学家提出,这种前哨站的首批入驻人员将是4~6名航天员组成的小组,成员中除职业航天员外,可能还包括地质学家、化学家、生物学家、医生或其他领域的专业人员。
第三阶段将建设永久性月球前哨站。
  这一时期可进行较大范围的区域性月面探测,其中航天员在基地附近区域进行考察, 机器人将承担远距离收集样品、安装仪器等工作。这一时期的主要任务是,研究与验证月球资源的开发和利用技术;建立技术试验基地或多个科学实验室,如研究循环生态系统的先进实验室; 开展长期的航天医学和心理学研究,为人类长期行星际航行任务作准备;进行推进剂的实验生产,开始以月球为中转站进入更远的深空。在这一阶段,人类将积累在月球上生存和生产的丰富经验,为建设更大规模的永久性月球基地奠定基础。
第四阶段将建成先进的永久性月球基地。
  在这个阶段,驻月的人数将有较多增加,可以进行多种月球矿产资源和月球能源的开发,可以充分利用月球的环境和位置资源进行太阳系探测、天文观测、特殊材料与生物制品的合成与生产,移动实验室还可以建立 “野外营地” 。
对月球基地建设的计划反映出
人类认识的领域还有很大的未知,对未来的事情都是无法把握的,只有先探索才能知道以后是什么样的。
谢谢观看