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深圳大学考试答题纸(以论文、报告等形式考核专用)二○15～二○16学年度第1学期课程编号1703750002课程名称科技改变世界主讲教师张敏评分学号姓名汤钊扬专业年级教师评语：题目：空间科技的过去、现在和未来摘要：空间技术是当代科学技术发展最快的尖端技术之一。空间技术是一个国家科学技术发展水平的重要标志。此外，开发和应用空间科技已成为世界各国现代化建设的重要手段。空间科学技术，以航天科技为基础，包括了空间飞行空间探测，以及空间开发等等几个方面，它不仅仅能够揭示宇宙的奥秘，而且还能给人类带来各种巨大的利益。其中空间探测是空间科学技术的基础。而，空间测探，主要类型有：空间飞行器探测，指的是人造地球卫星，月球与行星探测器，空间实验室与航天飞机等的探测，其探索空间范围广，时间长。又有火箭探测，机动性强，飞行时间短而受到某些限制。还有气球探测。这个探测技术比较简便，适用于对平流层和臭氧层的探测，范围小并且高度也有限。最后还有地面台站探测，以地面为基地进行间接探测。优点是它的连续性和稳定性，缺点也很明显就受大气层影响较大。本文将介绍空间科技领域的兴起时期、发展历史、代表人物、突出成果以及未来发展趋势。空间科技的兴起时期近代以来，人类的发展历程，不同于数千年来的是科学与技术成为了人类社会发展的主要推动力。尤其是二十世纪以来，科技推动着人类社会以无法想像的速度飞速发展。从二十世纪五十年代以来，有两个领域对人类社会产生深远影响。其一为信息科技领域，另外一个自然就是空间科技领域，始于1957年第一颗人造地球卫星冉冉升空之时。此后，法国于1965,年，日本、中国在1970年先后发射了自己制造的第一颗卫星，引发世界轰动，标志着空间科技进入一个高速发展的时期。它有许多特点，需要进行强调的是其中三点。首先，空间技术乃是高度综合的现代科学技术，它集成了喷气技术、电子技术、自动化还有遥感技术、材料科学、计算科学和数学物理化学等等。第二，空间技术是对国家现代化还有社会进步具有不可或缺的宏观作用的科学技术，此处从航天卫星、气象卫星和侦测卫星在这个信息时代发挥的各种作用便可略知一二。第三，空间活动是高投入高风险的事业，但这也正意味着它对应着极其高的收益和回报，尽管其风险巨大，更不能忽视的是它对人类的巨大贡献。空间科技的发展历史从1957年到现在，人类已经发射了接近8000个航天器。进入新世纪之后，人类社会在空间科技的引领下，不断开辟新前沿，很多困扰人类良久的重大科学问题都成了未来空间探索的重要关注对象，譬如黑洞的周边物质形态、地球以外是否还有生命存在、宇宙大爆炸后星系诞生前发生了什么等。当人类登陆月球之时，不仅仅有那么一句“这是一小步，却是人类的一大步”随风飘扬在全世界，也预示着人类从地球这个摇篮，向外迈出了第一步，在不断的突破空间的阻拦，对宇宙进行探索。接下来，哈勃空间望远镜和威尔金森微波探测卫星等卫星将宇宙年龄精确到了137.3亿，并且误差小于1%；同时，人们进一步确定了宇宙中存在的暗能量比例占到大概四分之三。这些研究突破彻底刷新了人们的宇宙观，进一步激发了人类对浩瀚星空宇宙的探索热情，引领了人类的宇宙探索方向。一般而言，空间科学大致包括了空间天文、太阳物理、空间物理、空间微重力和空间地球科学等主要科学方向。对这些方面的研究同时也不停地改变着人们对宇宙的认知以及生产生活方式。千百年来，宇宙空间一直是人类充满好奇并且渴望了解的一个领域。为了保持年轻人好奇心和推动科普方面工作，美国已经早有行动。该政府通过推行鼓励学生主修科学、技术、工程和数学领域的计划，代号“STEM”，鼓励美国的年轻人投身到这些科技领域，从而不断的为美国补充科学后备力量。空间科技的代表人物具体可以细分成空间科学与空间技术。空间科学方面，又可以从公元前开论述述。公元前4世纪，毕达哥拉斯提出了同心球学说，公元前3世纪，阿波罗尼奥斯发现了同心球说的不足之处，提出本轮说。到了1543年，哥白尼发表了改变人类历史的天体运行论，提出了日心说。1610年，伽利略推翻日心说。到近代，1910伟大的阿尔伯特·爱因斯坦提出了广义相对论。1929年，哈勃发现了最近的星系以外，其他星系都在不停的离我们远去。1964年，两位科学家威尔逊和彭齐亚斯发现宇宙微波背景辐射，证明了大爆炸的理论。1973年，史蒂芬·霍金提出了“黑洞辐射”。空间技术方面，中国方面有中国运载火箭研究院首任院长，中国航天之父钱学森。他于二十世纪五十年代初期，将控制论发展成为了一门新的技术科学，名为工程控制论，为导弹和航天器的研发制造奠定了坚实基础。他在研制实践中，创建发展了中国的航天工程，可以说没有他，就没有中国的航天系列科技。另一个人则是火箭控制系统专家梁思礼。作为清代名人梁启超最宠爱的小儿子，他完成了父亲的遗愿。先修无线电，后学自动控制，解放初期从美国留学回归，成为我国的著名火箭控制专家，是我国导弹控制系统研究领域的创始人之一。美国方面，有R.H.戈达德。他从20世纪初开始研究和试验固体火箭，后发表了火箭飞射上月球的可能性。到了1921年他开始研究液态火箭发动机，1926年发射了世界上第一个以液氧汽油为推进剂的液体火箭。空间科技的突出成果空间科技无时无刻不联系着我们的衣食住行。卫星通信、卫星导航定位和卫星遥感以及依靠卫星对地球观测的天气预报和灾害预报无处不在，是我们生活中不可缺少的元素。人们在发展空间科技研究出来的新技术，在为空间探索服务的同时也在改变着人们的生活。首先是通信卫星，凭借其传输能力远、覆盖面宽、机动灵活通信容量大质量又高等等一系列优点，成为了全球最重要也是最先进的通信技术手段，而且已经在很多领域成功运用，比如石油、地质、新闻、水利、外交、海关、军事国防、银行、安全、体育和救灾抢险。还有导航卫星，它更是早已渗透了人类社会，潜伏在人类的生活方方面面点点滴滴里，开车时的车载导航，手机地图导航，手机定位系统，GPS路线规划，还有它能使铁路、公路、海洋航空的运输更加安全高效和可靠。关于卫星导航系统，目前在全球范围内应用最广的还是美国队GPS全球导航定位系统，由24颗卫星组成，其性能优秀优点突出。此外，遥感卫星也是突出成果之一，它将人类观察观测、研究认识地球的角度从地平面和低空扩展到了高空、太空领域，通过对地球高视点、宽视域和连续性的观测，使人类对自己的居住环境有了更深刻更清晰的认知。目前，它已经应用到了各个方面如气象、资源、测绘、海洋领域，对社会经济的贡献相当的客观。就在2008年那场汶川大地震的救援抢险中，它就功不可没，发挥了自己独特的作用。除了上述之类的科技成果，还有其他一些方面，比如利用微重力环境制造地面无法制造的材料和生物制品，小到手机材料甚至是尿不湿，还有各种太空育种的植物，大到观测宇宙伽马射线暴的SWIFT卫星所使用的碲锌镉探测器，都有这方面的需求与应用。空间科技的未来发展趋势分别体现在空间科学探索、与人类生活密切相关的空间应用、空间安全这三个方面。在空间科学探索方面，为了解决目前尚无法解决的一些科学难题，黑洞、宇宙大爆炸、地球之外生命体是否存在之类老生常谈的问题，由于目前的观测技术均被普遍采用过，又无法解决这些问题，所以只有采用一些新的探测方法，比如采用常用谱段的高灵敏度探测技术或成像探测技术、甚低频无线电谱段的高分辨率探测技术、引力波探测技术等。这一个发展趋势，不但能够持续产生新的科学突破，而且能够拉动相关技术的发展，使其延伸到其他应用领域。在与人类生活密切相关的空间应用方面，目前我们的手机应用无论是什么导航定位地图地理信息方面的应用都缺少相关的空间观测实时信息。如能够将手机与空间对地观测的实时图像挂钩，那么普通人的视野将得到巨大的拓宽，每个人都能够获得准实时的世界范围的视觉。由此可见，这也是一个发展趋势。在空间安全方面，即使不谈太空军事运用，这个问题也是在人类社会中日益突显出其重要性，那就是如何清理太空垃圾、碎片。这是一个关乎可持续发展的重大问题，并且随着时间的推移越来越紧迫和重要。因为任何一次碰撞都会产生爆炸性碎片的增长，如果这些碰撞造成了连锁反应，那么人类将再也无法进入太空，那么我们就被迫回到了太空时代之前，只能仰望而无法接近。因此，制定一个进入空间和航天器寿命末期自主再入大气层的准则迫在眉睫，同时我们必须研究碎片清扫方法然后实施它。这个发展趋势将是不可避免的。参考文献[1]吴季.空间科技发展新趋势（大势所趋）.人民日报[N].2015-09-06（004）[2]林落,以空间科技谋人类福祉,《科学新闻》,2015(18):30-36[3]闵桂荣.空间技术的成就与发展趋势[J].知识就是力量,1997(10):46-47.[4]梁思礼.航天之箭：记火箭控制系统专家梁思礼院士[J].信息世界,1996(9):41-41.[5]倪迅.看不尽的灯火品不尽的钱学森.光明日报[N].2009-12-02（002）[6]中国科学院.中国至2050年空间科技发展路线图[M].科学出版社,2009.[7]李梓,陈晓英.空间科学技术发展引发的国际问题研究[J].辽宁工业大学学报：社会科学版,2015,17(01):45-48.[8]林云龙.空间科学技术在数字地球中的应用[J].卫星应用,2001(1):6-8.[8]宏裕闻.美国空间科技21世纪发展方向[J].全球科技经济瞭望,1997(06).