太空资源都有什么(一)?

如题所述

或许一说到资源,大家首先想到的是水、石油、煤炭和各种矿物等,很少有人一下子会想到太空资源。事实上太空资源是取之不尽用之不竭的。只是因为科技所限,所以才未能大规模开发。下面简单介绍几种常见的太空资源:

太空轨道资源

事实上,与海、空航线一样,太空中的卫星轨道也是一种资源,而且是一种重要资源。

如在对地静止轨道上的卫星,可以更有利地为固定地区提供通信、气象、环境监测、发电和照明等各种服务。各种顺行和逆行轨道,可以满足对地球不同纬度地区进行观测和信息传递的要求。由多颗卫星组成的网络,则可以随时随地提供各种服务。

地球资源探测

地球资源的合理开发和科学管理,是关系到人类当前和长远利益的大事。

我们知道,地球资源分布在广阔的地球上,地球表面积达到5.1亿平方千米,绝大多数重要的矿藏还深埋在地下。如煤炭、石油、天然气、各种珍贵金属等。要开采需要的各种资源,除了木材等表面资源,都必须要靠地质人员跋山涉水,一点一点地勘探,需要通过地质分析和判断,然后再通过钻探来确定,其艰苦和缓慢程度可想而知。然而这还不是全部,深海远洋、高山密林、沙漠深处等地区目前人类还无法涉足或还没有条件勘探,同时野外勘探还要受到黑夜和恶劣气候的影响。

另外,对地面上的资源管理也存在着麻烦。地面上有大量的农田、森林、河流、湖泊、海洋和已开采的矿业,这些资源都非常重要,然而要对所有这些资源进行有效的管理,就要建立庞大的机构,耗资巨大,即使这样也会顾此失彼,既浪费金钱又收效甚微。然而在太空轨道上进行地球资源调查和管理,就可以省去麻烦,大大地提高效率。

当地面接到太空发回的图像后,研究人员便可以根据这个图像绘制地矿图。因为不同的地下矿藏,具有不同的地表特征,而且对地上植被的生长也会产生不同的影响。这样可以准确地探测出地下矿藏的所在,甚至能准确地估出此矿藏的产物、类型和储量,为找矿工作提供了很大的便利。

通过太空发回的图像,研究者们还可以绘制土地利用图和分布图。因为太空图像是利用光谱区分物体的,同一物体处于不同的状态下,其光谱特性也有区别。例如:农作物在健壮状态、生命力低下或有病虫害的状态下的光谱反应都是不同的。这样,我们就可以在空中大面积地了解到农作物、牧草、森林的长势,监视病虫害和森林火灾的防治情况,还可以对大面积农作物进行估产和对森林进行估算贮藏量,其中对农作物的估产准确率可以达到97%以上。

另外,通过太空发回的图像还可以对城市进行规划;确定铁路线路和渠道、大桥的选址;了解河水水位变化,预报洪水;调查水利资源,寻找新水源,以指导、制定灌溉计划;对海洋进行综合考察,了解洋流和冰情、渔情;还可以绘制更加准确有用的海图和地图。

总之,太空图像可以让我们俯览地球,方便我们现在的生活,并有利于对将来做出规划与预测。当然,我们所说的太空图像和我们常见到的图像图片都不同。这些图像是航天器从高空用多光谱扫描仪、可见光和红外辐射计、微波辐射计等遥感设备,对地球表面依次扫描,遥感成像的。从太空中发回的图像必须由地面的专业人员进行分析和判断,才能绘制出各种反映地球问题的图表。

太空轨道通信

随着人类生活范围的扩大和对世界认识的增强,人类互相之间的联系越来越频繁,想与更远的地方的人联系的欲望也越来越强烈。由于整个地球面积广阔,生活在地球各地的人们的通信联系就成了一个大问题。

在没有交通工具的古代,人类发明了各种方法来互通信息,例如中国著名的长城烽火狼烟。如果有敌人来犯,白天就点燃狼烟,用事先约定好的信号使烟或长或短地发送出去,一个烽火台接一个烽火台,很快就可以把消息传递出去了。如果是晚上就点燃火,用火的一明一暗来传递消息。

烽火狼烟传递消息确实很快,但是也有许多不足,例如必须在有长城的地方使用,而且一般只能传递较短较单调的信息,否则就容易出错。这种办法在古代不失为聪明之举,但效率低又受各种因素制约,随着人类生活的发展,越来越不符合人类的要求。直到1837年摩尔发明了电报以后,人类的信息传递方式才有了质的飞跃。这时,人们可以用无线电的方式快速传递信息了。但是因为电波受到高层建筑物和高山的阻隔,必须架设高高的发射塔,而且电波还受到地球球形曲面的影响,所以每隔约60千米还必须架设一个中转站。无线电通信必须通过许多条件的干扰才能实现遥远距离间的信息传递,耗资巨大且费时费力。1876年,贝尔发明了电话,人们可以通过电话线与远方的人通话了,但是,由于电话线越长对信号的削弱程度越厉害,所以长途电话很不清晰。

然而利用太空轨道通信就没有以上这些麻烦了。卫星是挂在空中的无线电中转站,它居高临下,不受建筑物和高山的阻隔,地球曲面对它的影响也小得多。因此,要实现全球通信所需要的卫星数量要比地面上需要的中转站的数量少得多。在地球赤道上空,离地球35786千米的卫星轨道相对地面是静止的,这条同步轨道就叫地球静止轨道。在地球静止轨道上等距离设置3颗卫星,就可以将地面上发出的无线电信号,发送到地球除南北极少数地区以外的任意一个角落。

太空环境资源

太空特有的微重力、高辐射、高真空、高低温、无菌、高洁净的环境,是一种重要资源。在这种特殊环境下,人类可以进行工业加工、生物试验、空间制药等。

太空工业加工

说到太空工业加工,我们就必须谈一谈太空最重要的特殊环境——微重力环境。

说起失重,人们并不陌生,大家或许都有这方面的经验。例如我们从高处落下时,人就暂时处于失重状态,最鲜明的例子就是过山车了,它利用加速度下滑使人们产生失重状态,因为很大的加速度暂时平衡了地球的吸引力。但是这只是暂时的,由于地球吸引力的作用,人们最终还是要回到地面上来。

而在太空中,无论是宇航员还是各种物体都处于长时间的失重状态下。太空中的失重与地面上的失重还不太一样。确切地说,当一个航天器沿着太空轨道运动时,环绕地球旋转所产生的离心力和重力达到平衡,因而出现了失重状态。

而实践证明,空间站等航天器在太空中并不能形成完全真正的零重力环境,实际上总有某种干扰因素存在。例如太阳光的压力、反作用力矩、稀薄气体阻力、地球磁场的作用力与重力梯度影响等会形成微小重力。还可能产生干扰的有航天器中人员的走动、机器运转时的振动、定向系统发动机的工作、零部件的更换、陨石的撞击等诸多因素。因此,航天器中很难达到完全的失重,确切地说,航天器是处于微重力环境下。

在太空中,所有物体处于微重力环境中,这种失重环境就成了一种资源,可以帮助人类做许多在地面上无法做到的事。

首先,我们可以轻而易举地制造100%圆度的滚珠轴承。或许大家有些不解:地面上可以生产出来的东西,何苦跑到太空去生产?滚珠轴承是一种非常重要的工业零件,是许多机械中不可缺少的一部分,如果没有它,很多大型精密仪器就无法运转。一些高精密度仪器,对滚珠轴承在制造工艺方面的要求非常之高,绝不是普通自行车轴承里用的滚珠可以相比的,这些有特殊精度要求的滚珠制作起来非常不易。

远古时代,人们就知道利用失重方法制造金属球。方法是从高塔上用筛子过滤熔融的金属液,让金属液滴在下落时的失重状态下冷却成型,使制成的金属球近似于理想的球体状态。

现代工业需要大量的轴承,其内装的滚珠在地面上生产,通常要经过锻造、轧机、冲模、切削和研磨等多道加工工序,一般难以保证有很高的质量,因而影响轴承的使用和寿命。

在太空微重力环境下就没有这些麻烦了。因为处于微重力状态下的熔化金属,其表面张力很大,但不产生地面上常见的自重变形,能自动地收缩成理想的球体。

如果需要空心球体,则在加压下把气体注入自由蒸发的液滴中,就像吹肥皂泡那样将其吹胀,等液体冷凝后就自然而然地形成了空心球体。空心球体比实心球体更加坚固耐用。经测试,带空心球体滚珠的轴承比实心球体滚珠轴承的寿命长4~7倍。

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第1个回答  2019-11-27
激素是人体协调各个器官组织功能的重要分泌物,通常对于缺乏激素的疾病,都采取注射的办法,利用动物或人腺体的提取物加以治疗。
由于一般激素只能通过注射的方法进入人体,因此,对激素药物纯度的要求极高。而随着人们生活水平的提高,各种激素缺乏类疾病发病率也越来越高,激素类药品的要求量越来越大。所以光凭地面制药厂越来越难以满足人类的需求。
糖尿病是困扰人类的难以根治的激素缺乏类疾病之一,据报道,世界上有6000多万糖尿病患者,其中多数需要每天注射胰岛素来维持生命。按平均用量计算,如果每人每天需要2毫克胰岛素注射液,那么全世界一天就需要12000多万毫克胰岛素注射液,这还是最保守的计算。即使这样,地面药品加工厂也根本无法满足这些患者的巨大需求。在太空中利用连续电泳法,可以有效地将胰B细胞与其他细胞分离开来。临床试验充分表明,如果将这些细胞移植到人体内,就能持续地产生胰岛素,使糖尿病患者从根本上得到治疗。这样不仅可以解决地面胰岛素产量不够的问题,而且有可能从根本上治疗糖尿病这一困扰人类的疾病。
太空制药可以制造许多我们目前在地面上无法制造的特效药,而且产量大,质量好,是太空科技发展最有潜力的一项产业,一旦大规模正式投入生产,可以给人类带来意想不到的益处,也许可以使人类永远摆脱某些病魔的困扰,真是仙药天上来!
太空矿产资源大家都清楚,在有限的地球空间里,人口的密度在不断地加大,而过度开采造成的资源匮乏和能源短缺一直在威胁着人类的生存,有远见的人们开始为子孙后代担忧,人类一直在寻求出路。
现在,载人航天为我们展现了一个美好的前景:通过不同手段的探测,人类了解到地球以外其他星球上有着丰富的矿物资源,而载人航天的发展使得这些资源归为我用成为可能,也就是意味着人类的资源危机将在不远的将来得到缓解。
太空中除了地球还有无数的星球,这些星球上都有它们特有的资源可以供人类利用。远的不说,下面就具体说一下地球的姊妹星球——月球。月球是地球唯一的卫星,是地球的近邻与伙伴。人类要想解决所面临的资源枯竭的问题,就必须首先认真考虑如何利用月球资源。

自从1969年7月21日,“阿波罗11”号载人航天飞船上的宇航员阿姆斯特朗走下登月舱的扶梯,在月球的土壤上印下人类的第一个脚印开始,人类就开始了对月球的真正探索与研究。
月球具有丰富的物质资源,月岩中含有地壳中含有的全部元素和60多种矿物,另外,月岩中还有6种地球上所没有的矿物。
在月球的土壤中,氧占40%、硅占20%、铝占6%~8%、镁占3%~7%、铁占5%~11.3%、钙占8%~10.3%、钛占5%~6%,这些都是月球上含量比较高的元素,也正是人类比较缺乏的元素,如果可以大规模开发,将大大地解决人类的资源匮乏问题。
另外,月球上还有钠、钾、锰等元素,虽然含量没有上述几种元素高,但就整个月球的含量来看,也是很可观的。月球上还有锆、钡、钪、铌等稀有珍贵金属元素,这些更是不可多得的财富。
科学家们把从月球上带回来的土壤样品加热到2000℃后,发现有惰性气体从土壤中逸出,其中有氦、氩、氖、氙等放射性粒子。月球中还富含地球上所没有的能源氦-3,这是核聚变反应堆的理想燃料。
月球上最奇特的就是“纯铁”了。从月球带回的岩石标本上有一层很薄的无锈铁薄膜,开始科学家们认为,如果让这些铁处于地球氧条件下,它一定会马上被氧化腐蚀。但是,试验结果证明,这种铁即使在地球高氧空气条件下也不会被氧化,是所谓的“纯铁”。
“纯铁”对人类生活的现实意义非常重大,因为,每年全球由于金属的氧化腐蚀所造成的损失已成为了一个天文数字。如果可以在月球上生产“纯铁”,在地球上大量使用,不仅可以弥补地球生产上的一个空白,还可以避免金属氧化造成的巨大损失,可以获得很大的经济效益。这可以说是载人航天对人类做出的又一个巨大贡献。
月球上矿藏丰富,开采月球天然矿藏是人类解决资源危机的有效方法,具有广阔的前景。而在月球资源的大规模开发中,载人航天的发展是最重要的一步。
太阳能资源

太阳能对于人类来说并不稀奇,由于地球资源的日益匮乏和日益严重的环境污染问题,人类早已将眼光投向了这个取之不竭又清洁无污染的新型能源。
然而,在地球上收集太阳能要受到这样那样的限制和阻碍。例如,地球大气层对太阳光的吸收和反射、散射等就阻挡了大部分的太阳光到达地球,而且,在地面上收集太阳能还要受阴雨天气以及昼夜变换的限制,非常不方便,且效率很低。
从太空直接利用阳光来发电就没有这么多的麻烦了。在太空直接发电,由于不受昼夜限制,而且避开了大气层和云雾对太阳光的吸收、反射、阻隔,效率可以是地面太阳能发电的5~10倍。太空中的阳光不仅可以用来发电,还可以直接反射回地球为人类造福。1993年2月4日,俄罗斯用已经完成任务的“进步M15”号货运飞船进行了“人造小月亮”的试验。“进步M15”号张开一张直径20米的伞状阳光反射器,用以向地面反射阳光,在地面上看到其亮度比一轮满月还亮。
“进步M15”号的试验证明,利用太空飞行器向地球反射太阳光是完全可能的。在地球同步轨道上用多个反射镜向地面上一个地区反射阳光,可以在夜晚为城市或野外作业工地提供照明。还可以增大反射镜的面积,增加光照强度,形成所谓的“人造小太阳”,延长高寒地区的日照时间和无霜期,提高农作物的产量。
对太阳能的开发和利用是挖掘太空能源的又一个重要方面。
知识点
重力
由于地球的吸引而使物体受到的力,叫做重力,生活中常把物体所受重力的大小简称为物重。重力的单位是N,但是表示符号为G。公式为:G=mg。m是物体的质量,g一般取9.8N/kg。在一般使用上,常把重力近似看作等于万有引力。但实际上重力是万有引力的一个分力。重力之所以是一个分力,是因为我们在地球上与地球一起运动,这个运动可以近似看成匀速圆周运动。我们做匀速圆周运动需要向心力,在地球上,这个力由万有引力的一个指向地轴的分力提供,而万有引力的另一个分力就是我们平时所说的重力了。
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