现代航天技术范文

时间:2024-01-04 17:53:31

导语:如何才能写好一篇现代航天技术,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

现代航天技术

篇1

前言

激光技术作为科学技术发展的重要产物,对带动相关行业领域的发展具有不可替代的作用。但较多领域如航空航天、机械加工在应用激光技术中,并未取得良好的效果,究其原因在于未使激光技术中较多技术手段的优势发挥出来,这就要求实际运用正确认识激光技术的本质并结合具体行业要求进行技术手段选择。因此,本文对航空航天领域、机械加工行业中现代激光技术的运用研究,具有十分重要的意义。

机械加工行业中激光技术的运用分析

a打标与切割技术的运用

机械加工行业中,一般对设备产品进行特殊符号、标记的设计都要求利用到激光打标技术。该技术应用极为广泛,如机械加工行业中的仪表、仪器、量具、汽车工业以及电子工业等,都涉及到打标工作。一般打标技术涉及到的对象多集中在印刷电路板、合成材料、橡胶、陶瓷、塑料、铝合金以及不锈钢等方面。另外,机械加工过程中往往也涉及较多材料处理工作,此时便要求引入切割技术,其主要通过聚焦镜的应用融化材料,并在激光束作用下将熔化材料吹走,这样便有相应的切缝形成。现代机械加工领域中,都将激光切割技术作为高新加工方式,能够使传统切割过程中变形过大、缝隙过大以及操作时间较长等问题得到解决。

b焊接与淬火技术的运用

关于激光焊接技术,其实质为将设备构件至于激光下,使构件能够连接为一体。将该技术引入机械加工领域中,其优势主要表现在对多种类型金属都可进行焊接,的 且焊接后不会出现凹陷或其他变形现象,整个焊缝在外表上极为美观。目前机械加工领域中焊接技术的运用主要表现在两方面,即:①焊接金刚石锯片,可直接利用该技术实现;②对壳体类零件、汽车板以及钢板等,可利用激光焊接技术。该技术的运用对于解决传统机械加工中焊接质量不高、焊接表面美观性差等问题可起到明显的作用。另外,在淬火技术运用方面,其主要对工件表面利用高能激光进行扫描,这样整个工件面温度上升极快,且可瞬间自冷。所以其优势集中表现为:①相比一般淬火硬度,激光淬火方式下的制品将超出其15%左右;②加工时间较短,且可直接利用计算机对整个操作进行控制,具有一定的自动化加工特点,生产效率极高;③技术应用下不会产生较多的污染,且不必引入冷却介质便可快速完成低温淬火。

c熔覆技术与打孔技术的运用

对于机械加工领域中的再制造工程,常涉及到旧设备修复工作,而设备修复的主要技术便以激光熔覆为主。实际应用过程中,可直接对旧设备二次加工,提升设备的使用性能,能够满足现代企业发展中资源节约的要求。另外,机械加工领域中的激光技术,也表现在打孔技术方面。一般对于较软材料、金属材料或非金属材料等,往往需进行不同类型孔的加工,该过程中便可引入打孔技术。从打孔技术应用的优势看,主要表现在打孔精密度较高,能够准确定位中心孔,且能够自由控制打孔深度,不会产生较大的变形问题。

航空航天领域中激光技术的运用分析

a航空航天工业中激光焊接的应用

一般该工业较多零部件的焊接多引入铆接方式,其应用下尽管能够熔铝合金材料,但由于热处理效果较差,极易导致晶间裂纹的产生。而将激光焊接方式引入,这些问题可直接得到解决,且整个机身制造过程都得以简化。相关实践研究发现,利用激光焊接取代铆接工艺,其可使机身自重降低许多,这样相应的制造成本也会节约,可见激光焊接的作用极为明显。此外,该工业领域中,对于零件冷却孔打孔工作,要求引入激光打孔方式,其成本较低且打孔效果较高。

b航空航天工业中激光切割的应用

传统用于该工业中的切割手段很难保证外壳材料得到有效处理,原因在于外壳材料多具有硬度高、强度高等特点。而在激光切割技术运用下,许多如发动机机匣、主旋翼、尾翼壁板以及蒙皮等自带处理中都可起到良好的效果。

c航空航天工业中表面与成形技术的应用

由于航空发动机较多构件在价格上较为昂亏,若不断更换将会耗费极多的成本,因此可引入激光表面技术,对受损的构件进行修复,如发动机叶片受损后,便可采取表面技术中的三维修复措施,可保证修复后的构件整体性能不受到影响。由此可见,航空工业中的构件制造与修复很大程度需依托表面技术、成形技术来实现。

结论

现代激光技术的运用为航空工业以及机械加工工业提供坚实的技术保障。实际应用中,应结合具体的行业领域要求,合理选择相应的技术手段,如机械加工领域中的焊接、打标打孔以及切割等,以及航空工业中焊接、切割、成形与表面技术等,确保激光技术作用得到充分发挥,才能推动相关行业领域的快速发展。

参考:

[1]马付建.超声辅助加工系统研发及其在复合材料加工中的应用[D].大连理工大学,2013.

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廉江市青平一中二(1)班 刘婷婷

梦想,梦寐以求;梦想,激励奋进。因为有了梦想,人民才会有非凡的智慧和力量 ;因为有了梦想,我们的民族才会有今天的繁荣和富强;因为有了梦想,我们的祖国才会有今天的发展和腾飞;因为有了梦想,才会有今天的中国骄傲。

他们是梦想的精灵,他们是中国的骄傲——

“七仙下凡,嫦娥奔月”。飞到太空,是千百年来中华民族的梦想。2003年10月15日,浩瀚太空迎来了第一位中国的访客——航天员杨利伟乘坐我国自行研制的神舟五号飞船成功进入太空,实现了中华民族千年飞天梦想,完成了我国在攀登世界科技高峰征程上的一次伟大壮举。2005年10月12日,中国航天员费俊龙、聂海胜乘坐神舟六号载人飞船再次飞上了太空,并且在天空遨游了五天,完成了很多重要的实验后,安全返回地面。杨利伟、费俊龙、聂海胜这三位航天英雄的名字将永垂史册。

载人航天技术,是当今世界衡量一个国家综合实力是否够强的重要标志,也是人类探索太空、开发太空资源的新疆域。神舟五号、神舟六号载人航天飞船的成功,标志着中国人从此成为世界上第三个独立掌握载人航天技术并能开展有人参与的空间实验的国家,显示了中华民族的伟大创造和卓越创新能力,这是中华民族的骄傲。

纵观我国航天事业的发展:1992年开始启动;1999年神舟一号横空出世,揭开了中国载人航天技术发展新的一页;2001年,神舟二号成功发射;2002年神舟三号、四号在全载人的状态下连续发射成功——在四次成功飞行试验的基础上,神舟五号、六号成功的把中国人送上了太空。中国航天人用13年的时间走完了发达国家三四十年所走过的路,这是航天科技人员用非凡的智慧和辛勤的汗水的成果,这是中国的骄傲。

太空探索永无止境。神舟六号遨游苍穹,预示着中国载人航天工程站在新的历史起点上。航天科技将向着从航天大国到航天强国的梦想与目标迈进。

飞吧!“神舟”,这是中国人的航天梦!

跨栏飞影,跑道驰骋。他,就是110米栏的冠军——刘翔。在2004年的奥运会上他取得了12秒91的比赛成绩,平了世界纪录,跑出了人类有史以来最快的速度。但是,刘翔没有满足现状。因为他还瞄着下一个宏伟的目标——打破世界纪录,成为这个项目的世界上跑得最快的人!刘翔的目标和梦想,在短短两年以后就实现了。2006年7月12日在瑞士洛桑田径超级大赛中,刘翔以12秒88勇夺冠军,终于打破了沉睡了13年之久的世界纪录!这是他的骄傲,更是中国的骄傲!

刘翔如此神奇,屡创纪录,动力在于什么?在于他的梦想!他从小就树立远大的理想,要当一名出色的运动员,要打破世界纪录,为中国争光!

现在,年仅23岁的刘翔,所获得的各种荣誉和奖励已经不胜枚举。然而,他从不沾沾自喜,永不言满,继续在训练场上刻苦拼搏,不断提高自己的成绩、不断突破自己的极限,他正梦想与憧憬着2008年北京奥运会能带给我们更大的惊喜,带给中国更大的骄傲!

飞吧!“飞人”,这是中国人的奥运梦!

……

篇3

关键词: 高中物理教学 天文学 航天知识

2012年浙江高考理科综合卷的第15题,考查学生用物理知识和天文航天知识,以及用数学知识解决物理问题的能力。同样的,浙江2011年的第19题,2010年的第20题和2009年的第19题,考的都是这些知识和能力。其他省份和全国卷也都存在这一现象:天文和航天知识在物理高考中几乎年年出现。这表明在新课程标准的指导下,现行的高中物理教材和考试题型都紧跟时代的发展,反映现代科技的进步。教师在课堂教学过程中,需要注意增加物理的实用性和趣味性,使学生能把枯燥的物理理论和当代高新科学技术发展联系起来,增强学生的求知欲。特别是天文学和航天技术的发展这些内容。

一、物理学与天文知识、航天技术的关系

天文学在物理学中扮演着一个很特殊的角色。它是物理学的一个重要分支,又占据了物理学中一个相对重要的地位。它的发展是极其曲折而又激动人心的,每一次进步都带动了整个物理学界的巨大变革。而物理学界里程碑似的成绩无不有与之相关的地方,无不有其应用的地方。哥白尼的日心说带来了天文学的一次翻天覆地的变革。之后导致了天体物理学的自诞生以来最为飞速的一次发展,其中牛顿的万有引力的影响是极其深远的。它给天文学家解释许多问题提供了一个最有力的论证。

航天技术是一门高度综合性的科学技术,是很多现代科学和技术成就的综合集成。航天技术的设想来源于基础物理学中的力学和热学,而其发展主要依赖于电子技术、自动化技术、遥感技术和计算机技术等众多先进技术的发展。而这些技术的发展都离不开物理学基础理论的研究。如没有电磁学的发展,人类就无法使用电能,也无法生产电子产品,其他的高新技术就更加无法实现了。

二、扎实掌握高中物理基础知识

1.构建完整的知识脉络。

与天文、航天联系的物理问题主要考查了学生的力学和电磁学方面的知识。如:圆周运动,万有引力,洛伦兹力等知识点。如2009年浙江理综卷第19题,“关于太阳和月球对地上相同质量海水的引力”,考查的就是万有引力定律。2010年浙江理综卷的第20题“宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动……”考查的就是圆周运动与航天知识,以及用数学解决物理问题的能力。2011年浙江理综卷的第19题“探测X星球”,考查的也是万有引力和圆周运动,体现了理的实用性。

通过认真理解题目信息,联系所学物理知识,建立物理模型,就能运用所学的知识轻松解决这类问题。这需要学生全面、完整、系统地掌握相关的知识。具体有开普勒的三大行星运动定律:轨道定律、面积定律和周期定律;万有引力定律,包括万有引力定律的发现,定律公式,引力常量及其测定G,以及万有引力定律在实际中的应用:计算地球质量、中心天体质量和发现未知天体。宇宙航行章节中的三个宇宙速度及人造地球卫星的运行都需要扎实地掌握。

2.补充天文知识,激发学习兴趣。

有高中物理中,在介绍万有引力定律时,为了让学生感受万有引力定律的巨大作用,我引用了这样两个事实:哈雷应用万有引力定律预言了彗星的回归和勒维耶根据万有引力定律完成了对海王星位置的推算。这不仅证明了万有引力定律的正确性,而且是物理学和天文学互动发展的有力例证。

教师还可以在课堂上及时补充一些天文常识,开阔学生的视野,提高学生的兴趣,激发他们学好物理的主动性。如:中国为何远古就有“金木水火土”五行说呢?虽不科学,但也并非完全不科学,因为太阳系中唯有“金木水火土”五大行星,是用肉眼能观察到的,其他都要用望远镜才能观测到,而我们的祖先很早就对此有了记录,作为后辈的我们更要鞭策自己不断努力了。

再比如金星,又名太白金星,它是天空中最亮的星星,所以一眼就能看到它。它又叫启明星,每天天快要亮时,它出现在东方,很明亮,太阳出来后消失。它又被叫做长庚星,因为傍晚太阳落下不久,最早在西方天边出现的星星就是它。由于它的明亮,西方人把它叫做“爱神之星”。木星,体积最大的行星,它的亮度仅次于金星,也较早呈现天空中,西方人把它命为“众神之父”。

三、关注天文学的热点和新发现

宇宙大爆炸理论,黑洞,中子星这些都是天文学上最热门的研究领域,也是高考的热点。如果学生平时对这些知识有所关注,就可以在短时间内迅速理解题意,正确解答出来。

如2009年安徽理综卷的第16题,先给出宇宙大爆炸理论,假如真是这样,要求学生选出标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系图像。该题考查的知识点很简单,就是对运动图像的分析,看懂题目,准确了解题意,选择正确的图像并不难。

2009年江苏高考物理第3题以“英国《新科学家》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最”之一的“最小黑洞”为背景,紧跟国际新动向。但此题考查的仍然是万有引力定律的应用。虽然知识点非常简单,但是具备相关的天文知识,却能帮助学生更快地解题。尤其是其中计算结果精确到数量级,是天文中常见的估算法的运用。

2009年四川6月的高考,引用的是当年4月底美国的天文发现:代号为2009HC82,与太阳系其他行星逆向运行的小行星。可见高考对天文上的新发现的关注程度。

四、关注我国航天事业的发展

当我国重大天文和航天事件发生时,物理高考中常常会联系这些问题。比如2000年1月26日我国发射卫星,全国卷和天津、广东卷都考了;又如和平号退役,神舟2号、神舟4号、嫦娥一号等重大科技事件的发生,也在当年的高考中体现出来。如2008年的广东卷第12题的“嫦娥一号”奔月示意图,北京卷第17题“嫦娥一号”卫星,2009年福建理综卷的第14题的“嫦娥一号”月球探测器,2009年重庆理综题第17题都以“嫦娥一号”为背景,考查万有引力和圆周运动的知识点。

2010年安徽理综卷第17题,虽然考查的知识点依旧是万有引力定律的应用,却是以“我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器‘萤火一号’”为背景,时代感很强。可以预见,火星探测器项目还会随着今后航天技术的发展而在未来的高考题中成为被高度关注的对象。

在今年的高考中,江苏高考物理第8题也考到了我国航天的最新发展:2011年8月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的(?摇?摇?摇)

(A)线速度大于地球的线速度

(B)向心加速度大于地球的向心加速度

(C)向心力仅由太阳的引力提供

(D)向心力仅由地球的引力提供

该题并不难,考查的是匀速圆周运动的知识,但了解一定的航天知识对学生题意理解和考场发挥起着很重要的作用。因此,教师应该多关注生活中发生的重大事件,特别是我国航天事业的新发展。同时也引导学生多关注这方面的知识。关注我国天文和航天技术的发展,还有助于增强学生的民族自豪感和社会责任感,同时使学生对物理学在实际科技生产中的应用有更深的认识,激发学生对物理学习的兴趣,提高学生的积极性和主动性。

参考文献:

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2011年10月21日,为了贯彻中央关于国防科技工业体制机制改革的方针政策,落实集团公司党组关于院级实体公司建设的重要决定,承继着四川航天技术应用产业和服务业(以下简称两大产业)37年的跋涉历程,肩负几代四川航天人对未来发展的美好憧憬,集团公司首家院级实体公司——四川航天工业集团有限公司正式挂牌成立。

一年来,公司按照集团公司党组组建院级实体公司一系列指示和文件精神,在四川航天技术研究院的支持帮助下,团结号召广大干部职工走科学发展之路,推动公司发展战略制定,深化体制机制变革,大力实施内外资源整合,务实开展新项目培育,切实加强党的建设,各项工作稳步推进。今年以来,在公司8 000余干部职工团结奋斗、激情拼搏下,公司两大产业总收入、利润总额同比增长超过三成,经济规模和运营效益稳步提升,为两大产业持续、健康、快速发展奠定了坚实基础。

精心谋划发展战略。努力遵循市场和行业发展规律,系统分析两大产业面临的形势,紧紧围绕两大产业的现状、特点和发展需求,集聚广大干部职工智慧,凝聚“战略制胜”共识,用六个多月的时间,制定了公司总体发展战略,建立了共同发展愿景,提炼了核心经营理念,确立了近期和中远期战略目标,明确了发展路径和具体措施,并制定了技术、财务、人力资源、企业文化职能战略和各业务子战略,构建了动态的战略管控体系。同时,利用年度工作会、“战略与党建”研讨会、第一次“双代会”和党代会等平台,公司党委广泛发动,深入宣贯发展战略,向全体职工展现了两大产业的发展蓝图,进一步统一全员发展共识,坚定全员发展信心,点燃全员发展激情。

务实创新管理机制。以全新的发展体制为平台,大力推进机制创新。与市场接轨、与行业对标,重点推进以净资产收益率为核心导向的考核机制、以市场化选聘为重要引导的选人用人机制、以效率最大化为主要指引的业务流转机制创新,快速实现经济效益最大化;以既有的航天资源为起点,大力推进管理创新。打破条块分割,对内加速资源整合,实现内部相关业务、客户、渠道、人才、资金等资源的相互协同,又利用航天品牌和技术优势整合外部优质资源,有效推进合资合作和兼并收购,提升集成管理能力;以航天“三大精神”为指引,大力推进文化创新。充分吸收行业元素,注入市场活力,努力建设具有鲜明时代特征和航天特色、充分体现市场规律的企业文化体系。

逐步夯实“四大平台”。努力保障新项目培育、优势项目产业化发展、重点公司管理层级上升和重大项目市场化运作等资金投入需求,建立集中统一的投融资平台;完成航天模塑对华涛系的并购和对航天模塑的增资,以及上海航天机电和世都公司所持航天模塑股份的收购与划转等重大资本运作,积极推进世源公司增资扩股、航天模塑上市准备等各项工作,逐步做优资本运营平台;快速推进业务重组和资源整合,完成了石油火工装置、液压试验设备等项目专业公司组建方案论证,汽车离合器壳体、油气井井下完井工具、工程机械电控系统产品开发取得实质进展。努力推进项目战略合作,与温州商会、阜新市人民政府签订了战略合作协议,与阜新环宇橡胶集团签订了合资合作协议。积极运作政府BT项目,实施物流和通信业务转型,大力推进省、市级示范院校建设,着力强化医疗业务内涵建设,逐步拓展两大产业发展平台;根据投资管理、内部托管和业务管理的不同特点和需求,坚持战略引领、实施分类管控、推行对标管理,并建立了周、月、季经营例会制度,构建了规章制度体系和“一单位(项目)一策”的经营业绩考核评价体系,开展了基于“实战”的管理提升活动,逐步做实两大产业管理平台。

融入中心筑牢党建。建立健全两级党纪工团组织,紧紧围绕发展战略的制定、宣贯、实施,明确了新形势下公司党建工作的地位和使命,加强“思想同心、目标同向、工作同步、和谐同进”引导,在党群系统逐步形成“全局、市场、务实、增值”工作理念,为探索建立一套适应现代企业制度要求和符合公司自身特点的党建工作机制奠定了思想基础。坚持党委参与企业重大问题决策制度,坚持“党管干部、党管人才”原则,努力打造具有远见卓识的战略和经营管理团队。深入开展“新形势 新战略 新机制 新作为”“我与战略同行”等主题教育活动,持续深化党风廉政建设和反腐倡廉工作,大力推动企业文化建设,狠抓组织建设和民主管理,深化现代班组建设,切实加强新闻宣传工作,为公司改革发展大局提供了坚强的政治保障、思想保障和组织保障。

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航天技术的特点是飞行器必须依靠本身具有的速度挣脱地球或太阳的强大引力而能在极高真空的宇宙空间以类似于自然天体的运动规律飞行。为此,首先要研制具有巨大推力的运载火箭。

从古代火箭到现代火箭

原始火箭是中国人发明的,并于12世纪就在战争中予以使用。明代茅元仪编著的《武备志》中就记载了靠火药产生喷气推动前进的火箭。虽然其结构简单,但却具备了自主飞行的特点。由于火箭不依赖空气工作,故而可发展成为既能冲出大气层又能在太空中飞行的动力装置。尽管古代火箭产生的推力很小,飞行高度有限,但是它所体现的基本工作原理却一直沿袭至今。

20世纪初期,经俄国科学家齐奥尔科夫斯基、美国科学家戈达德和德国科学家奥伯特的努力,阐明了利用火箭能够开展航天活动的基本理论,从而奠定了现代火箭问世的基础。他们三人因此而同被称为现代航天学奠基人和先驱者。戈达德还于1926年3月16日成功地点燃了历史上第一枚液体火箭,成为液体火箭的实际创始人。德国于1942年10月3日成功地进行了A-4火箭的发射试验,随后将其更名为V-2火箭并投入作战使用。V-2是单级液体火箭,推进剂为液氧和酒精,推力达26.5吨,最大射程320千米。它虽未能挽救希特勒彻底覆灭的命运,但对现代大型火箭的发展起到了继往开来的作用。德国战败后,美国和苏联分别缴获了V-2火箭实物、部分科研人员与设备资料,为各自后来迅速发展火箭技术创造了有利条件。世界上发射航天器的运载火箭,也是这两个国家首先研制出来的。

火箭的级数与速度

运载火箭只有使航天器达到一定的速度后才算完成发射任务。根据航天器遨游太空的区域不同,这个速度亦有大小不同的区别。科学家们将其分别称为第一、第二、第三宇宙速度。

第一宇宙速度为7.9千米/秒,是人造航天器在太空沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度,也叫环绕速度。第二宇宙速度为11.2千米/秒,是人造航天器能沿一条抛物线脱离地球的引力场而围绕太阳运行必须具备的速度,亦称逃逸速度。第三宇宙速度为16.7千米/秒,是从地面发射人造航天器,飞出太阳系到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度。地面发射的航天器在充分利用地球公转速度情况下获得这一速度后即可沿双曲线轨道飞离地球,在太阳引力作用下运行。它相对太阳的轨道是一条抛物线,最后将飞离太阳系。

就现代火箭发动机的性能和结构水平来说,单级火箭所能达到的飞行速度不超过每秒6千米,还不能把航天器送上太空。为了达到和超越第一宇宙速度,需用多级火箭。

多级火箭由两级以上的火箭组成,每级火箭可独立工作。从结构上来说,多级火箭可采用轴向串联、横向捆绑并联以及串并联共用三种形式。由于随着级数的增加,运载火箭变得更为复杂,致使其可靠性下降,因此常用的运载火箭多为2~4级。发射载人航天器的火箭,对其可靠性要求更高,一般为2~2.5级。所谓2.5级火箭,就是在两级串联火箭的第一级周围再捆绑几个助推器,以增加起飞推力。进行发射时,助推器虽然和第―级火箭基本上同时点火,但其先工作完毕并脱离,故称为半级火箭。

发射航天器时,垂直竖立在发射架旁的多级运载火箭,点火后逐级工作、熄火并被抛掉,每一级都使火箭的飞行速度增加+数值,直到末级火箭脱离,将有效载荷增至所需速度并送入预定轨道运行为止。截至目前,人类研制的多种运载火箭已分别成功发射了具有不同宇宙速度的近7000个航天器。

名目繁多的现代火箭

现代火箭的优势在于它具有多种用途,可以装载不同的有效载荷。当火箭顶端装载航天器时,就被称为运载火箭;当火箭顶端装载战斗部时,就成为了导弹;当火箭顶端仪器舱内装载探空装置,用来探测大气层有关参数时,就一并称为探空火箭。

鉴于现代火箭名目繁多,通常根据级数多少、有无控制、能源种类、用途不同来进行分类。按照有无控制,可分为无控火箭和有控火箭。航天活动和导弹都使用有控火箭;按照能源种类,可分为化学能火箭、电火箭、核火箭、太阳能火箭和光子火箭。化学能火箭就是依靠自身携带的燃料即燃烧剂和氧化剂的化学反应释放热能工作的火箭。它又可分为固体、液体、固液混合三种火箭,是目前使用最多的航天动力装置。电火箭、核火箭和太阳能火箭又统称为非化学能火箭。个别的电火箭和核火箭已在航天器上使用。太阳能火箭尚处于研制阶段。至于光子火箭,也属于非化学能火箭,目前仍处于探索阶段。

用于航天发射的运载火箭,都是由箭体结构、动力装置、飞行控制系统、有效载荷舱和电源构成的。迄今,各国已经和正在使用的运载火箭主要有:俄罗斯的东方号、上升号、联盟号、质子号、宇宙号、天顶号和能源号;美国的雷神系列、宇宙神系列、德尔塔系列、大力神系列、土星号系列;中国的号系列;欧洲空间局的欧里安系列;日本的H-1系列、H-2系列等。

火箭推力的比拼

在已经问世的所有火箭中,以美国土星号系列火箭中发射阿波罗号载人登月飞船的土星5号推力最大。土星5号为三级液体火箭,第一级总推力达3400吨,第二级真空总推力达521吨,第三级真空推力高达102吨,全箭长110.6米,最大直径10.1米,起飞重量2930吨,低轨道运载能力为127吨,逃逸轨道运载能力为48.8吨。从1967年9月到1972年7月,土星5号进行了多次发射试验,其中有7次是载人登月飞行,先后将12名航天员送上月球。1973年5月14日,美国用土星5号火箭成功发射了试验性空间站――天空实验室,让其在435千米的近圆轨道上运行。同年又用土星5号火箭发射了3艘阿波罗号载人飞船先后与之对接。

自2001年8月以来,日本、美国、欧空局已陆续试验成功或实用发射了H-2A、德尔塔4型、欧里安5改进型火箭,并还要在此基础上分别发展成为多种型号的系列型运载火箭 ,其地球同步转移轨道最高运载能力将依次达到9.5吨、13.3吨、12吨。与此同时,我国也在研制新一代的名为五号、六号和七号的运载火箭,将形成高、低轨道火箭系列。其中,五号火箭地球同步转移轨道最高运载能力将达到14吨,近地轨道最高运载能力将达到25吨。这3种运载火箭有望在未来5年实现首飞。

优点突出的“冷火箭”

包括我国在内的各国新一代大推力运载火箭都是以液氢、液氧和煤油、液氧等液体为推进剂的。由于液氢沸点为零下253℃,液氧沸点为零下183℃,其极低的温度给生产、贮存、运输和使用带来众多技术难题,但因其单位质量所产生的推力值即比冲较高,燃烧后的生成物是无毒无污染的水蒸气,故被世界各国视为一种重要的推进剂而采用,并将这种火箭称为低温高能运载火箭,简称为冷火箭。

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航天工程育种是我国科技工作者开创的一种新的农作物育种技术途径,那么,它是如何发展起来的?目前取得了哪些研究进展?发展前景如何?太空种子有辐射吗?我们吃的蔬菜哪些是由太空种子培育出来的?本期业界观察我们特别邀请到国家航天育种工程首席科学家刘录祥研究员,请他为我们一一进行介绍。

航天工程育种的概念与优势

航天工程育种是利用空间宇宙粒子、微重力、弱地磁等综合因素的诱变作用进行农业生物遗传改良,亦称农业生物空间环境诱变育种,具体指利用返回式卫星、飞船等搭载农业生物,使其在空间环境中产生有益的遗传变异,返回地面后通过进一步选育来创造农业育种材料、培育新品种的农业生物高技术育种新方法。航天工程育种是空间科学与生命科学交叉研究的新领域。

航天环境是一种地球上无法比拟的特殊诱变源,航天工程育种具有三大优势:一是航天环境的诱变因素多,加之各种因素复合作用,对生物造成的损伤小,变异种类多、幅度大,可产生地面传统理化诱变得不到的变异;二是航天环境诱变产生的变异是DNA内部发生的重组和突变,属于生物体内源基因自身诱变改良,不存在基因安全性问题;三是育种周期缩短,航天环境诱发的变异大多在生物的第3~4代即可稳定,而常规育种则需要6~8代。发展航天工程育种技术及产业对于获得罕见突变基因种质资源,加快农作物优良品种培育,提高我国农业生产能力,保障农产品供给具有重要意义。

国外航天工程育种研究概况

20世纪60年代初,前苏联及美国的科学家开始利用卫星搭载植物种子上天,在返回地面的种子中发现其染色体畸变频率有较大幅度的增加。1996-1999年,俄罗斯等国在“和平号”空间站成功种植小麦、白菜和油菜等植物。到2009年底,美国国家航空航天局所属的作物生理学实验室已经从国际植物遗传资源库中筛选出适合空间站培植的超矮小麦、水稻、大豆、豌豆、番茄和青椒等作物品种或品系。目前,美、欧等国正在利用国际空间站进行太空植物试验研究,其最终目的是要让宇宙飞船成为“会飞的农场”。培育和筛选适宜在航天环境中生长的不同植物品种是国外航天生物工程研究的重要发展趋势,迄今为止,国外鲜见有关利用航天诱变进行农作物育种的研究报道。

我国航天工程育种进展

航天工程育种是我国科技工作者开创的一种新的农作物育种技术途径。自1987年我国首次利用返回式卫星搭载农作物种子开展航天诱变育种,特别是2006年组织实施国家航天育种工程、专门发射“实践八号”育种卫星以来,我国已经在航天工程育种技术队伍建设、农作物新品种培育、特异新种质和新材料创制、新品种培育的产业化以及航天工程育种机理研究等方面取得了重要进展。

航天工程新品种培育

通过组织实施国家航天育种工程,我国农作物航天工程育种研究取得了显著成绩,一大批产量和质量双高的新品种脱颖而出,特别是“十一五”以来,已利用航天工程育种技术先后在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、茄子、苜蓿等15种作物上培育出进入省级以上区域试验的优异新品系200多个,其优航2号水稻、鲁原502小麦、川单189玉米、克山1号大豆、中油5628油菜、中棉所50棉花、中花15号花生、航芝2号芝麻、皖红7号番茄、申粉998番茄、宇椒5号青椒、紫云2号辣椒、白茄2号茄子、农大601茄子、农箐8号苜蓿等85个农作物新品种或新组合分别通过国家或省级品种审(认)定,使我国利用航天工程技术育成的农作物品种总数达到110个。

科研人员充分利用航天工程育种诱变农作物种质创新的优势,获得了大量特异性十分突出的作物新种质、新材料。全国航天育种协作组从“实践八号”育种卫星搭载的植物材料后代中已筛选培育出400余份育种新资源,其中包括利用传统地面诱变育种技术不易获得的特异突变材料,例如:极早熟、抗病、强筋小麦新种质SP8581、SP801和SP135;优质、多蘖和高配合力的水稻新矮源材料CHA-1;表现优异的特色番茄自交系09-37-9,抗病毒病番茄96-22,早熟、高番茄红素番茄HY-2,耐贮运番茄沪番2561Sp6,高抗青枯病番茄HT-6,早熟甜椒自交系07DH132,抗病甜椒自交系09-388,炒椒型辣椒自交系05-14,抗病长白茄子E49-54等。这些优异新种质、新材料已为全国多家育种单位所引进,并广泛应用于农作物常规育种及杂种优势育种中,对促进我国农作物育种技术进步起到了重要作用。

航天工程育种关键技术研究

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华腾公司是依托航天科工集团公司的雄厚实力和航天高科技背景,集中整合现有外经贸资源,按照中国特色现代企业制度而建立的。作为现代服务型企业,华腾公司以提供综合解决方案为特色,以航天技术、信息技术、装备技术和其他国际合作为主要方向,公司业务涉及航天产品和技术出口与引进、成套设备出口、国际工程总承包、战略资源贸易、国际经济技术合作、系统集成及综合解决方案六大板块。

中国航天与印尼PSN公司签署两项合同

2011年12月12日,中国航天科技集团公司所属中国卫星通信集团有限公司和中国长城工业总公司联合举行与印度尼西亚PSN公司两项合作合同的签约仪式。中国卫通总经理卓超和长城公司总裁殷礼明分别代表中方与PSN公司正式签署中星5B卫星转发器租用合同和146E卫星项目框架合同。

据悉,PSN公司是印度尼西亚主要的卫星运营商之一,主要经营固定和移动卫星通信服务业务。根据合同内容,中国卫通将向PSN公司提供高效优质的卫星通信服务,有效满足用户使用需求,使中国卫通处置被接替卫星的能力迈上新台阶。长城公司作为146E卫星项目总承包商,将通过在轨交付方式向PSN公司提供一颗通信卫星。该卫星将采用中国东方红四号卫星平台研制,并由三号乙运载火箭完成发射。

中国长城工业集团有限公司揭牌

2011年12月26日,中国长城工业集团有限公司揭牌仪式在京举行。

为落实国资委深化国企改革、建立现代企业制度的部署,在中国航天科技集团公司的具体知导下,长城公司2011年全面启动并完成了企业改制工作。中国长城工业总公司已经由国有全民所有制企业改制为法^独资的有限责任公司,由中国航天科技集团公司100%持股。近日国家工商行政管理总局已颁发企业法人营业执照。

据了解,自1990年进入国际商业发射市场以来,长城公司共承担了33次国际商业发射,将39颗卫星送上太空,为国外用户提供了6次搭载服务,实施了4个卫星出口在轨交付项目。此次改制旨在引入战略投资者,进一步整合资源,实现集团国际化服务业务的统筹管理,建立健全法人治理结构,逐步提高国际竞争力和可持续发展能力,充分发挥各方优势推进航天国际化进程。

中国航天商务网正式开通上线

2011年12月8日,中国航天科技集团公司组建的本级专业公司――航天新商务信息科技有限公司隆重成立。与此同时,中国航天商务网也在当天正式开通上线。

航天新商务信息科技有限公司负责中国航天科技集团公司市场服务公共平台暨中国航天商务网(省略)的规划、建设和运营。新商务公司将通过搭建集约化电子商务中心、客户服务中心、展示与体验中心等基础设施,构建集团公司统一的基于电子商务平台的现代市场营销服务支撑体系暨中国航天商务网,为集团公司各成员单位提供线上、线下市场信息,网上展会,贸易撮合,商务营销,中介等综合服务,成为集团公司现代市场营销服务平台和新渠道销售直属专业公司。

航天科工标准化研究中心成立

2011年12月15日,中国航天科工集团公司标准化研究中心揭牌成立。该中心挂靠在三院310所,成立后将为集团公司标准化工作提供重要的技术与管理支撑。

标准化研究中心是集团公司标准化战略与规划、标准化法规、标准化技术等研究机构,是集团公司标准化工作和标准化项目的技术组织与支持机构。中心成立后,将充分依托、联合有关单位,深入开展国际化经营的标准化战略支撑、重大型号研制与生产的标准化保障、国外先进标准跟踪与分析等工作,促进集团公司创新成果的转化与应用,满足新形势对标准化工作的更高要求,开创集团公司标准化工作新局面。

中国航天科工与沈阳市政府签约

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【关键词】现代通信技术发展

1957年10月第一颗人造卫星发射成功。自那以来,短短30余年,世界主要国家已形成了相当规模的航天产业,迄今已有22个国家组织发射了航天器;有58个国家投资发展航天技术,总投资高达近万亿美元;有170多个国家和地区应用航天技术成果。航天遥感的出现,给人类观测地球提供了最有效的场合。它的迅速发展使得在资源勘探、海洋开发、农林管理、气象预报、环境灾害监测、地貌测绘等应用领域中,发生着革命性变化。美欧日等24国发起了一项规模极为庞大的“行星一地球计划”,计划10年内发射24个地球遥感卫星,耗资150亿―300亿美元,目的是监测地球环境的变化。在空间已经采用的信息获取新技术是各类星载遥感仪器,如照相机、电视摄像机、红外及多光谱扫描仪、电荷耦合固态推扫式摄像器、微波辐射仪、合成孔径雷达等。目前的发展以信息传输型的遥感仪器为主流,而不是从空间回收拍摄的胶片。其中利用卫星红外传感器获得目标已取得显著进展,可以从空中对1/2地球表面进行实时监视,如帧频(每秒钟传送图像的次数)为每秒2次,每个像点用一个10位数码描述,每位数需硬运算10次,卫星上需要一个100亿次的计算机,而发展这样的计算机需要近10年时间。第三次或第四次产业革命相并列看待,而认为在第一次“革命”之后,一些重要事件对世界经济社会发展有重大“影响”。这种看法是有其道理的。人

们震惊于现代信息技术飞速发展产生大量新的经济现象,为确定现阶段新技术革命的历史地位,才继二次、三次革命说之后进而提出四次产业革命的论点。一些描述强调目前发生的变化的重要性,借以唤醒那些仍沿着传统思路看问题,以第一次产业革命基础为发展战略出发点的科学家、政治家和国策决定者。如托夫勒的浪潮论,奈斯比特的趋势论,以及许多关于大国兴衰史的讨论等,这些震聋发馈的疾呼确实起到了唤起人们以新的眼光看世界、制定新的经济发展战略的催化剂作用。

“信息革命”就信息技术本身的变化看,为世界经济研究提供了新的工具,新的环境条件;就信息革命对世界经济产生的影响看,新的经济现象和经济问题的出现,为世界经济研究提供了新课题。

(一)“信息革命”与世界经济的形成

迄今为止,信息革命问题在世界经济研究领域尚未受到应有的重视;信息、信息技术、信息革命以及信息科学知识,在世界经济研究领域里出现的频率是比较低的。这并不表明信息及信息技术现在才变得重要起来,而是在世界经济形成过程中,它始终起着重大作用:首先,信息经济本身是世界经济中的一个重要组成部分;其次,信息传输、处理等技术条件,在世界经济整体性方面起着粘合作用;最后,每次信息革命对世界经济各方面的发展都有着巨大推动作用。

信息技术对世界经济整体形成的粘合作用,是显而易见的。信息技术进步是世界经济一体化或整体性增强的自然物质条件。关于建立世界经济科学体系的争论由来已久,人们并没有关注到,信息的传输与获取技术的整体水平和不平衡发展,仍是各国经济交流与国际性体现的障碍。当哥伦布、麦哲伦等航海探险家去发现“新大陆”时,人们所关注的是由此所带来的商业革命和市场开拓,并没有意识到,这是信息沟通方式的革命性进展。只是到了电子计算机网络使人们有可能通过全球数字通信网,全天候了解世界任一地区经济情况变化时,才意识到信息及信息传输、处理技术对世界经济整体化的作用。实际上,它存在于世界经济整体化发展的全过程之中。自然科学、哲学对时空的研究获得重大进展,时空现实变化对世界经济整体化发展的极其重大的意义,在社会科学那里却因其显而易见被忽视了。世界经济发展规律的研究,不重视信息及信息技术作用的线索,是不全面的。

由于信息技术的高度发展,世界经济出现了一些新现象,一些基于过去情况得出的某些结论,需要有新的发展。

1.产业结构步人调整,新兴产业代表着世界经济的发展趋势

信息技术产业或与信息技术有关的产业发展迅速,传统产业在衰退,服务业在国民经济中的比重大幅度上升。衰退中的传统产业曾一直是世界经济研究的主要经济资料。它们的规模、速度、关系等是主要的结论依据,如从钢铁、汽车、煤炭等传统工业看,它们的盛衰过去常常是经济增长的标志性因素。现在,在传统产业衰退的同时,新兴信息技术产业却保持较好的增长势头。随着信息产业以及服务业在国民经济中主导地位的确定,它自身的经济特征以及所特有的变化规律,将成为整个经济增长中首先要考虑的因素。

2.科学、技术、生产、市场一体化发展,经济周期波动趋于平缓

科学成果应用于技术发明,使技术发明进入产品生产的周期愈来愈短。一种产品的生命最短的只有两年、三年,甚至一年多。适应此种情况,制造业采取“柔性制造技术”,一改过去那样大批量生产同一品种的生产线为多品种小批量生产线。市场需要什么,能够做出及时的反映。固定资本更新作为资本主义经济周期波动的物质基础不那么明显了,“柔性制造技术”使大批更新设备的现象平缓化。需要更新、改进的,在大部分情况下将是软件,而不是硬件设备。“软件”是一种知识产品,受资源约束小,对整个物质产业关系链的连锁影响,相对于硬件设备的更新要小得多,引起的震荡也小得多。此外,全球“信息高速公路”的贯通,将使国际协调的物质技术条件进一步具备,国际间信息技术差距导致信息资源利用的不平衡等新现象,也应密切注视。

信息革命是正在进行中的革命,对经济、政治、社会的影响会逐渐显现出来。不重视这些影响,就不能正确解释世界,对实际经济活动也就难以起到应有的指导作用。

(二)信息技术发展为世界经济研究提供了新手段

信息技术是人的信息器官功能的延长,是科学研究的极好条件:(1)办公自动化设备,可使科学工作者从繁杂的文字、资料处理工作中解脱出来,加快科研成果的完成。(2)信息获取手段高技术化,使传统的信息资料查找方式大为简化。计算机数据库可提供全面、新颖、准确程度高的数据资料。

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现代科学技术概论不但应该是现代科学技术成果的概论,而且也应该是现代科学技术发展历史和规律的概论。离开现代科学技术发生、发展的历史,静止、孤立地介绍现代科学技术的基本理论和成果,就会使现代科学技术概论这门课程变得零乱庞杂而不成体系。而如果把“史”与“论”有机地结合和统一起来,则不但能克服“零乱庞杂”的缺陷,而且还能为现代科学技术概论这门课程注入生机和活力。同时,把“史”与“论”结合起来,更是为思想政治教育专业学生开设这门课程的教学目的之所需。作为思想政治教育专业的学生,通过现代科学技术概论课程的学习,不但要了解现代科学技术的主要成果、历史演进和完整体系,而且要了解科学技术发生、发展的一般过程和规律,了解哲学产生的现代科学技术基础以及对于推动科学技术发展的重要作用和意义。因此,只有做到史论结合,才能达到开课的目的和要求。

2现代科学技术概论的教学内容与体系

根据上述三原则,笔者认为,思想政治教育专业现代科学技术概论课程的内容与体系可做如下安排。导言。概要介绍现代科学技术及其理论基础、前沿阵地、中心内容和综合体现。

第一章,现代物理学革命及其影响。介绍现代科学技术的理论基础———相对论和量子力学。引言,概述近代物理学的辉煌成就及其所遇到的“两朵乌云”。第一节,相对论的建立。根据逻辑与历史相统一的原则,具体讲授伽利略变换和力学相对性原理,迈克尔逊—莫雷实验,洛伦兹变换的提出,爱因斯坦的狭义相对论及其主要结论,广义相对论及其验证。第二节,量子力学的建立和发展。一、量子力学产生的历史背景,概要介绍黑体辐射理论和紫外灾难。二、量子力学的建立与发展,具体讲述普朗克的量子假说,爱因斯坦的光量子理论,玻尔对原子结构的量子解释,德布罗意的物质波,薛定谔的波动方程,海森伯的矩阵力学。第三节,现代化学理论的发展。主要讲授元素周期理论的新发展和现代化学键理论。

第二章,原子物理学的开发研究及应用。主要讲授从物质结构的研究到原子能的开发和应用。第一节,对微观世界的探索和认识。一、物质结构初探,复习回忆德谟克利特的原子论,道尔顿的原子说,门捷列夫的元素周期律。二、向原子世界的进军,主要讲授X射线、放射性元素及电子的发现,原子结构模型及其实验和发现,原子核结构模型及其实验和发现,对基本粒子家族的认识。第二节,原子能的开发研究及应用。一、原子能的开发研究:重点介绍原子能开发研究中的三大发现,即慢中子效应的发现、核裂变的发现和链式反应的发现。二、原子能的应用,包括能源方面的应用和放射性同位素的应用。能源方面的应用包括两个方面:一是军用三弹即原子弹、氢弹和中子弹的研制;二是核电站的发展,主要介绍从慢中子反应堆到快中子增殖堆再到核聚变反应堆的历史发展。放射性同位素的应用可概要介绍在生产、生活、科研、军事上的应用及其成果。

第三章,生物学与生物工程技术。生物学是研究生命的科学;生物工程技术是用人工的方法创造生命的技术。生命科学是现代科学的三大前沿阵地之一;生物工程技术是现代科学技术的主要内容。第一节,生命的起源和生物的进化。一、生命起源的化学进化历程:从无机小分子物质生成有机小分子物质;从有机小分子物质形成有机高分子物质;从有机高分子物质形成有机多分子体系;从有机多分子体系演化成原始生命物质。二、生物进化论,主要介绍拉马克的生物进化学说和达尔文的生物进化论。第二节,现代遗传学和分子生物学。一、遗传学:主要讲授孟德尔的豌豆实验及其遗传学说;摩尔根的果蝇实验及其遗传学说。二、分子生物学:重点介绍蛋白质的性质、结构和功能;核酸的性质、结构和功能。第三节,生物工程技术。生物工程包括酶工程、发酵工程、细胞工程和基因工程四个部分的内容。因学时限制,可重点介绍细胞工程和基因工程两个部分。一、细胞工程,应首先讲授细胞的全能性,然后在细胞全能性的基础上具体介绍植物组织培养技术、细胞融合技术、细胞折合和胚胎移植技术、克隆技术等内容。二、基因工程:(1)基因工程的基础研究,主要介绍限制性内切酶、连接酶和基因载体的发现和研制。(2)基因工程的基本程序和方法,包括获取目的基因DNA、获取载体基因DNA、目的基因DNA与载体基因DNA的重组、把重组的DNA转入受体细胞进行增殖和筛选转基因生物体五个步骤及方法。三、生物技术的应用前景。主要介绍生物医药的研制及应用、生化工业的迅速发展、转基因动植物的大量出现,人类基因组计划(HGP)及其广阔的应用前景。

第四章,天文学和天体演化学说。天体演化学说是现代科学的三大前沿阵地之一,本章在重点讲述天体演化学说之前,先把天文学的相关知识作一简单介绍。第一节,天文学及其产生和发展。一、概要介绍天文学的研究对象和分类;二、重点讲授天文学的产生和发展:具体介绍古代天文学、近代经典天文学和现代天文学的发展情况。第二节,获取天体信息的渠道和手段;可分三个大问题来讲述。一、获取天体信息的渠道,主要介绍电磁辐射、宇宙线和中微子三条途径;二、获取天体信息的物质手段和仪器设备,主要介绍人眼的构造和功能、光学望远镜、射电望远镜和天体摄谱仪;三、天文观测发展简史:依次介绍光学天文学、射电天文学和空间天文学。第三节,天体的起源和演化。一、宇宙的起源和演化:主要介绍牛顿“无限无边”宇宙模型及其疑难、爱因斯坦“有限无边静态”宇宙模型及其疑难、哈勃定律与大爆炸宇宙模型;二、星系的形成和演化:先对星系及其类型作一简单的介绍,然后在此基础上介绍星系的形成和演化;三、恒星的形成和演化:具体介绍恒星的形成,表征恒星演化过程的赫罗图,恒星演化过程的三阶段,即主序星阶段、红巨星阶段和恒星的三种归宿(白矮星、中子星和黑洞);四、太阳系的形成和演化:主要介绍太阳系的基本情况和太阳系的形成和演化两部分内容;五、地球的构造和演化:包括地球概况、地球的圈层构造和地球的形成和演化。

第五章,信息技术和激光技术。人类历史在经历了6000年的农业社会和近300年的工业社会以后,现在正在迅速走向第三个文明社会———信息社会。所谓信息社会,就是信息在社会生产和生活中起主导作用的社会。信息技术和信息产业,是信息社会的重要支柱。所谓信息技术,就是信息的获取、传递和处理技术。信息技术以微电子技术为基础,包括计算机技术、通信技术、光导技术和人工智能技术等。第一节,微电子技术。一、微电子技术的出现:具体介绍集成电路的诞生、集成电路的种类及其历史发展和集成电路的制作工艺;二、微电子技术的应用。第二节,计算机技术。一、计算机概述:具体介绍计算机的结构与功能、计算机的特点和计算机的历史发展;二、计算机的应用:主要包括数值计算或科学计算、数据处理或称信息处理、实时控制或称过程控制、计算机辅助系统、人工智能或称智能模拟等;三、信息高速公路。第三节,通信技术。一、电气通信:主要介绍电话通信和非电话通信及传真;二、光纤通信:具体介绍光纤通信的基本原理、光纤通信的优点、光纤通信的应用和发展;三、卫星通信。第四节,激光技术。一、激光与激光器:具体介绍激光产生的基本原理、激光的特点、激光器的构造等内容。二、激光技术的应用:概要介绍激光加工(包括激光铸模、激光切割、激光焊接、激光雕刻等)技术及其在农业、医疗、军事上的广泛应用。

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“一件史无前例的大事”

上述两颗小行星是9月5日才被美国天文学家安德烈亚・博阿蒂尼发现的。当时,作为卡塔利娜巡天系统常规工作的一部分,博阿蒂尼正在美国亚利桑那州莱蒙山观测台使用一架1.5米口径反射望远镜观测天空。这两颗小行星处于不同的轨道运行,被分别命名为2010RF12和2010RX30。引人注目的是它们旋转着奔往飞掠地球的方向而来。

首先飞近地球的是2010RX30,它的直径仅为10~22米。北京时间9月8日下午5点51分,它到达近地点,在距离地球24.8万千米处飞掠而过。此一间距仅是地-月平均距离的3/5。9月9日凌晨5点12分,个儿更小的2010RF12又飞过地球。这个直径只有5.8~13米的小行星,飞越近地点时离地球更近,相当于地一月距离的1/5。人们虽然已经知道曾有其他小行星在这样近的距离上飞越地球,但是两颗小行星接踵而至却是第一次遇到,难怪被媒体称为是一件史无前例的大事。

两颗小行星在如此近的距离上飞掠地球,自然令人担心。因为它们的质量相对地球显得太小,万一被地球强大引力所吸引而改变飞行方向就会撞向地球。根据美国宇航局的近地天体撞击风险评估表显示,2010RX30撞击地球的概率不到千分之一,2010RF12撞击地球的概率约为1/50。它们太小了,即便真的撞上地球也不会造成多大危害,构成它们的岩石很可能在穿过地球大气层时就化为乌有了。但假若是直径再大一些的小行星以如此近的距离飞经地球时,那就值得人类警惕了。

科学家们在行动

面对天外来客的可能侵袭,科学家已经发出忠告并开始了行动。1993年4月,多国科学家在意大利召开研讨近地小天体撞击地球的会议,并通过了《埃里斯宣言》。科学家们的迫切任务就是建立国际合作空间警戒搜索网,全力寻找地球运行范围内的所有天体,并力求计算出它们的运行轨道。一旦发现天外杀手扑向地球,应能从容地启动防范措施,有效地保卫人类摇篮不受损伤。1994年国际上建立了一个完整的全球监测网络,其目的是对运行轨道与地球轨道最近距离小于地-月距离20倍的小天体至少能够提前30年予以预报,以便让人类尽早设法防范。

1994年7月,苏梅克一列维9号彗星分裂成的21个碎块,连珠炮式地轰击木星。科学家运用各种手段对彗木相撞事件的观测证实,1993年5月22日美国天文学家马尔斯登等人根据轨道计算作出的14个月之后将发生彗木相遇的预报是正确的。就撞击的时间来说,预报同实测仅差5~10分钟。对于远离地球7.7亿千米发生的这次天文奇观,预报理论已具有相当高的水平。

目前世界各地有几十座天文台每天晚上都在夜空中仔细搜索,寻找来自太空的任何危险对象。各国天文学家和空间机构通过一个松散的合作组织一太空监视基金会来分担监测任务,并分享获得的数据。1999年世界各国制定了衡量来自太空危险的国际标准即托里诺标准。设在巴黎的国际天文学联合会负责对有关警报进行审查,以便确定危险天体的体积,避免发出错误的预报。

阻止天敌入侵的几种方案

打好地球保卫战,行之有效的途径就是运用航天技术对其予以迎头痛击或将其制服。

观测和监视对地球具有威胁的小行星和彗星动态乃是首当其冲的第一步。其具体做法主要是采用天文望远镜、雷达和航天测控中心等组成的探测与预警系统来实施。也就是说,要建立和强化全球警戒网络,对近地小行星和周期彗星一一记录在案,并随时跟踪和长期监视,一旦发现有来袭地球者,可利用高科技手段予以迎战。

关于实战的可行措施,目前科学家们已提出三种方案:

第一种方案,就是用航天技术运载核武器将天外不速之客击得粉身碎骨。这一创意最早是由美国氢弹之父泰勒博士提出来的。具体做法就是提前发射导弹或宇宙飞船,将核装置运载到正冲向地球的小天体上引爆,将其炸碎。当然,一次未达预期目的,可进行多次拦击。在小天体被击碎之后,即使有的碎块仍沿原先轨道运行而接近地球,由于其体积和质量都比较小,人类也就不必为之担忧了。同时,这也为人类研制成功和储存的大量核武器找到了一个正确的使用途径。这种办法对结构比较松散的彗星更为适宜。

第二种方案,就是用核武器改变天体的运行轨道。这是几名英国科学家提出的创新举措。他们计划设计一种武器系统,使一系列核弹头在小天体的一侧爆炸,利用爆炸释放的能量和产生的强中子辐射,打掉小天体表面的一部分,使其重心偏移,从而改变运行轨道,躲开地球。要使直径为1~2千米的小行星改变轨道,需要使用相当于10万颗广岛原子弹的TNT当量。目前人类掌握的核武器,早已拥有这一能量。科学家们普遍认为,此种办法比第一种方案更切实可行。

第三种方案,就是在小行星上安放动力装置改变其运行轨道。这是近几年来科学家们才提出的一项重要措施。具体实施途径有两种,都需要发射机器人飞船或载人航天器携带必备的动力装置在小行星上实现软着陆,并由机器人或航天员进行技术操作。一种是在小行星的适当位置安放核火箭发动机系统,并点火让其工作一定的时间,用它产生的反作用力,推动小行星脱离原来的运行轨道;另一种是在小行星上选择合适位置安装太阳帆并将其展开,使帆面尽量垂直太阳光,以便能够最大限度地接受太阳光子反射所产生的压力。在这种压力的较长时间的作用下,小行星也会逐渐改变运行方向。从目前人类掌握的技术状态来说,采用核火箭发动机的做法相对把握性更大一些。由于彗星彗核结构不如小行星那样结实,这种方案不太适用于彗星。

实现愿望的可能性和新的设想

目前世界上很多国家都在进行近地小行星观测,并不断取得实质性的进展。如日本于2009年3月开发出一种新的小行星轨道探测系统,用来推算可能冲向地球的小行星的轨道、撞击时间、相遇概率等数据。该系统曾以2008年10月降落苏丹的小行星为对象进行试验,测试结果发现,小行星进入地球大气层的时间误差仅为0.5秒,坠落地点误差为13千米。这说明现代科技对威胁地球安全的小天体的监测与跟踪已达到了相当高的精度,基本上可以满足临战侦察的需要。

2010年7月29日,科学家发现,一颗编号为1999RQ36的小行星有可能于2182年9月24日撞击地球。这颗直径为560米的小行星撞击地球的概率尽管仅为千分之一,但已引起了科学家们的关注。因为这个尺寸意味着一旦它撞上地球,造成的破坏将是灾难性的。美国宇航局为此已提出了应对计划,并将于2011年夏天最终予以敲定。如果该计划获准,美国将于2016年发射探测器,用3年左右的时间飞抵1999RQ36,对其表面进行测绘,并登陆采集样本后返回地球,以深化人类对它的形状和组成的认识。

至于用携带核弹头的导弹武器或载有核装置的宇宙飞船奔袭近地小行星或彗星的任务,以人类目前已达到的航天技术水平已能承担和完成。这可以用深空探测的成功实例来加以说明。如美国1996年2月17日发射的苏梅克号飞船,于2000年2月14日开始围绕目标爱神小行星飞行和观测,并于2001年2月12日成功软着陆于爱神星,获得了宝贵的探测成果。显而易见,如让苏梅克飞船运载核武器直接撞击爱神星,是肯定能够命中的。更能说明问题的是,2005年7月4日,美国的深度撞击号航天器释放的撞击者探测器在距离地球1.32亿千米处以每秒10.2千米的速度猛烈撞击坦普尔-号彗星的彗核,击中地点仅比预计的位置相差1米,证明准确度非常之高。科学家认为,这是一次应对小天体撞击地球的有效演练。由于轰炸小天体的核武器不是一发,而是多发射击,可以想象成功率乃是相当高的。

与实现第三种方案有关的一条好消息是,美国宇航局正在计划2025年前发射载人航天器登陆小行星。其关键点是,将会使用小型可回收飞行器作为登陆工具,经过改进的猎户座太空船恰好满足这一条件。这种飞船的制造商洛克希德・马丁公司已经拿出一项派遣两位航天员持续半年时间探索小行星的代号为“移民石”的计划。猎户座原本是为运送航天员重返月球而设计的,在美国搁置登月计划后,它被当作国际空间站的救生船继续研制,现已具备登陆小行星所需的绝大多数要求。航天员成功软着陆小行星,可以直接了解其实际情况,帮助科学家们加深对该类天体的认识,从而让他们能够更好地选择和完善迎战威胁地球安全的小行星的具体方案。