主要内容一月球概况二月球探测三嫦娥工程四未来计划

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翠随麻
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2 主要内容一月球概况二月球探测三嫦娥工程四未来计划

3 一月球概况 1. 表面特征 2. 轨道特征 3. 整体特征 4. 资源特征

4 肉眼可辨别出特征

5 乘卫星浏览月球

6 月球仪

7 月球正面

9 月球背面

10 描述表面特征的物理量 (1) 月海与月湾 (2) 高地与山脉 (3) 撞击坑多环盆地 (4) 月谷与月溪 (5) 悬崖与峭壁 (6) 熔岩管与天窗

11 1 月海与月湾表面上低洼平坦的区域反照率很小月面上有22个月海 lunar maria 其中有19个在朝向地球的半面月海延伸到高地的部分叫月弯最著名的月弯是虹弯 Sinus Iridium

12 (2) 高地与山脉月球表面高出月海的地区均称为高地月球表面上分布有连续险峻的山峰带, 称之为山脉, 亚平宁山脉是月球上最大的山脉

14 (3) 撞击坑与多环盆地数量巨大, 大小和形态各异多环盆地 : 直径为几百公里具有多个环的巨大撞击坑, 东方盆地是其中的典型, 直径约 950 公里

16 直径大于 1 公里的陨石坑个以上直径大于 1 米的陨石坑总数高达 3 万亿个

17 直径大于 20 公里的陨石坑 5185 个

18 (4) 月谷与月溪月球表面黑的大裂缝, 绵延数百千米, 宽度达几千米到几十千米通常将月表较宽的峡谷称为月谷 (Valleys), 而把细长的小谷称为月溪 (Riles) 月球上最长的峡谷是斯涅利玛斯峡谷, 长约 592 公里但最壮观的峡谷当属施罗特里峡谷, 号称月球大峡谷

19 月球大峡谷

20 (5) 悬崖与峭壁月表有 4 座长达数百公里的峭壁, 除最长的阿尔泰峭壁 (Altai cliff, 或 Rupes Altai) 组成酒海的外层环壁外, 其它 3 座峭壁均突出在月海水准面之上, 它们是静海中的科希峭壁云海中的直壁和湿海中西部边缘的利克比峭壁

21 阿尔泰峭壁

22 (6) 熔岩管与天窗熔岩管是月球表面之下由玄武岩质熔岩流动而形成的通道岩熔管崩塌的地方称为天窗

23 熔岩管

24 天窗 ( 直接约 130 米 )

25 月球正面的特征

26 2 轨道特征月球沿椭圆轨道围绕地球运动近地点 :363,300km 远地点 :405,500km 到地球的平均距离 : 384,400km

29 月相

30 自转周期与公转周期二者相等, 都是 27 天 7 小时 43 分钟平均公转速度 1.023km/s 月球总是以同一半球面朝向地球

32 3 整体特征半径 : 地球的 1/4 质量 : 地球的 1/81 体积 : 地球的 2% 平均密度 : 地球的 60% 重力加速度 : 地球的 1/6

33 阿波罗 11 号航天员月面行走

34 月表基本没有大气, 也没有液态水和生命 ; 表面最高温度 123 C, 最低达 C; 没有明显的磁场, 岩石有极微弱剩磁月面的严酷环境

35 月壤与月尘月球表面覆盖着的碎岩和细尘覆盖层称为月壤 (Regolith), 而月壤中的细尘 ( 小于 1 毫米 ) 另称作月尘 (Lunar dust) 不是风化过程形成的, 也不含腐植质

36 太阳风与月壤相互作用

37 4 月球资源

38 月球资源特点钛铁矿遍布全月稀土矿月球不稀氦 3 蕴藏量丰富氧元素多得出奇

41 估计的月壤中 3 Не 含量类型 TiO 2 wt.% Area STiO2, km2 3 Не 丰度 (ppb) 月壤厚度 (m) 密度 kg/m 3 3 He 大概含量 (t) I II III IV 总和

42 1. 月球探测的方式 2. 月球探测的历史二月球探测

43 1 月球探测的方式 1 飞越 (flyby) 2 环月 3 软着月 4 取样返回 5 载人登月 6 建立永久性的基地

44 2 月球探测的历史 1 高峰期 (1958~1976) 2 寂静期 (1977~1993) 3 恢复期 (1993~2006) 4 新发展时期 (2007--)

45 (1) 高峰期 (1958~1976) 发射的卫星数量多, 成功率低 (42/95) 实现了 4 种探月方式政治竞争是驱动力, 苏联赢得了开始, 美国笑到了最后科学目标不够明确

46 苏联的 Luna 计划 (24 次 ) 飞越 :3 次硬着陆 :6 次软着陆 :3 次飞越 :2 次环绕 :6 次月球车 :2 辆取样返回 :2 次

48 月球背面图像

49 美国的探月计划徘徊者计划 : , 发射 9 次撞击器, 完全成功只有 3 次勘测者计划 : , 共发射 5 个着陆器, 通过电视发回 8.6 万张月面照片轨道器计划 : : 共发射 3 个绕月飞行探测器, 获得 1000 多张高清晰度的月面照片阿波罗计划 : , 成功登月 6 次

50 Apollo 11 发射日期 : 返回地球 : 重 kg 机组人员 :3 人

53 苏联人想象的月球表面

55 阿波罗飞船着陆点

56 阿波罗飞船的两次重大事故阿波罗 1 号在地面试验时座舱失火, 3 名航天员被烧死阿波罗 13 号飞行 56 小时以后, 服务舱的液氧箱发生了爆炸

57 (2) 寂静期 (1977~1993) 日本于 1990 年发射了飞天号 ( 日本 ) 政治上的竞争有了结局资料分析处理美国的兴趣转向航天飞机与火星探测, 苏联转向空间站

58 (3) 恢复期 (1994~2004) 克莱门町 ( 美国国防部 ) 月球勘探者 ( 美国航空航天局 ) 聪明 1 号 ( 欧洲空间局 )

59 (4) 新发展时期 1 月亮女神 ( 日本,2007.9) 2 嫦娥 1 号, 初航 -1 号 ( 印度, ) 4 月球勘察轨道器月球陨石坑观测与遥感卫星 ( 美国, ) 5 嫦娥 2 号, 重力恢复与内部结构实验室 (GRAIL) ( 美国 ), 月球大气层与尘埃环境探索者, 美国,

60 月球科学的内涵 Science of the Moon 关于月球的科学 Science from the Moon 基于月球的科学 Science on the Moon 居于月球的科学

61 关于月球的科学 1 月球形成演变和当前的状态 2 月球内部结构和成分 3 月球的矿物成分与分布 4 月球极区挥发物的特征 5 月球受撞击的历史 6 月球上水的分布 7 月壤的分布与物理化学特性 8 近月空间环境

62 基于月球的科学利用月球表面环境的优点, 开展多学科的科学观测和研究受益的学科有天文学天体物理学太阳物理学空间物理学和高能物理学

63 居于月球的科学人类生理学 ( 营养学肌肉研究心血管研究及骨质疏松研究 ) 免疫学 ( 免疫功能淋巴分布 ) 放射生物学 ( 辐射防护免疫系统 ) 动物学 ( 再生系统发展骨质疏松大脑功能 ) 微生物学 ( 放射生物学基因工程 ) 社会学和心理学进化生物学 ( 胚胎学有机繁殖 )

64 月球研究在行星科学中的意义 1 月球唯一揭示了内太阳系受撞击的历史 2 月球的内部结构和成分提供了行星体演变的基本信息 3 多种多样的月球外壳岩石显示了关键的行星过程 4 月球极区环境提供了太阳系后期挥发物通量的证据 5 月球火山作用提供了月球热和成分演变的窗口 6 月球是一个适合研究行星尺度上撞击的实验室 7 月球是研究在无水无空气天体土壤的天然实验室 8 月球大气层与尘埃环境保持在原始状态

65 关于月球资源氦 3 资源 : 月球上的 He-3 是由太阳风带来的这些 He-3 数十亿年来在月壤中越积越多, 现在大概有 100 万吨到 500 万吨中国一年的发电量, 只需要不超过 10 吨的 He-3, 而全世界的需求约在 100 吨左右矿物资源 : 钛铁矿储量高达亿吨 ; 稀土元素含量为亿吨

66 月亮女神的成果高清晰月球立体图月球背面重力异常图月球表面矿物分布

69 月球初航 1 号的发现印度卫星搭载了美国 NASA 的小型雷达和高分辨率光谱仪, 通过这两颗仪器, 发现月球表面含有水, 特别是北极地区的陨石坑中估计总含水量达 6 亿吨

70 月球勘察轨道器探测近月空间辐射环境确定全球地质形态辨别极区近表面水冰, 为人类重返月球确定着陆点

71 月球南极陨石坑

72 南极陨石坑中的水冰

73 月球陨石坑观测与遥感卫星 LCROSS 由导引飞船 (S-S/C)( 重 700 公斤 ) 和人马座顶级 (EDUS) 两部分组成当飞船到达月球南极时,EDUS 与 LRO 分离, 撞向南极的陨石坑

75 三中国的嫦娥工程第一步 : 发射月球卫星第二步 : 软着月, 月球车第三步 : 取样返回

76 我国为什么要探测月球 1 展示综合国力 2 维护在月权益 3 推动科技进步 4 激励青年学生 5 发展行星科学 6 利用月球资源 7 促进深空探测 8 共创人类文明

77 第一步 : 发射绕月卫星嫦娥 1 号 :2007 年 10 月 24 日发射成功

80 嫦娥 1 号获得的三维图

84 嫦娥 2 号 2010 年 10 月 1 日发射成功 2011 年 6 月 9 日飞离月球轨道, 飞向 150 万公里外的第 2 拉格朗日点 ;

85 嫦娥 2 号远行

86 突破月球软着陆自动巡视勘察深空测控通信月夜生存等关键技术第二步 : 落月探测

87 嫦娥 3 号落月

88 嫦娥 3 号降落相机观测画面

89 着陆器有效载荷地形地貌相机 : 获取着陆区的光学图像降落相机 : 在 2~4 公里各个高度获取月貌地征途地形地貌图像极紫外望远镜 : 对地球周围的等离子体层进行极紫外成像探测月基光学望远镜 : 在近紫外波段 ( nm) 对各种天文变源的亮度变化行为进行长时间连续观测

90 月球车有效载荷全景相机 : 用于巡视区地形地貌研究测月雷达 : 巡视路线上月球次表层结构探测月壤厚度和结构探测月壳浅层结构探测红外成像光谱仪 : 用于巡视区月表矿物组成和分布分析能源和矿产资源综合研究粒子激发 X 射线光谱仪 : 月表物质主要元素含量的现场分析, 用于识别鉴定岩石和月壤全岩成分

93 2001 年 9 月第三次月球探测学术会论文题目论文摘要回执我国环月探测的科学目标 1. 我国应制订探测月球的总体规划, 摈弃一星一议的发展模式为了扩大探月计划的影响, 建议将此规划称为嫦蛾计划 2. 我国首先应进行环月探测探测项目重要包括两方面 : (1) 描绘月貌, 勘测月球资源, 探测近月空间环境 ; (2) 充分利用月球的特殊位置, 开展日地空间环境探测由于月球的轨道距离地球约 50Re, 当月球处于地球与太阳之间时, 用此探测器可监测太阳太阳风的状况 ; 当月球处于地球的阴影时, 月球处于中远磁尾, 这时可测量发生在磁尾的动力学特性开展这方面的探测的有利条件是, 可利用我国双星计划中的一些探测器姓名性单位地址职务邮编电话别焦维新男北京大学北京大学副系主地球物理系任濮祖荫男同上同上教授付绥燕女同上同上副教授

95 四未来的探索计划 1. 国外探月计划 2. 中国探月计划

96 1 国外探月计划

97 NASA 与 ESA 联合载人飞越月球

98 新型月球车

99 2 中国未来的探月计划 2015(?): 发射嫦娥 4 号 2017(?): 发射嫦娥 5 号, 取样返回 2019(?): 发射嫦娥 6 号, 取样返回 2028(?): 载人登月

100 嫦娥三期面对的四大技术难点 1 月面自动采样与封装技术 2 月面起飞技术 3 月球轨道交会对接技术 4 告诉再入返回技术

101 月面钻探

102 月面采样

103 月面上升

104 月球轨道交会对接 ( 阿波罗 15 号 )

105 从月球返回再入地球的特点月地返回飞行再入速度接近第二宇宙速度, 约为 11km/s, 给其再入走廊设计和再入飞行器气动力热防护设计等方面带来更严峻的挑战航天员要承受更为严重的再入过载环境月地返回窗口受月球赤纬月地转移时间再入角返回再入航程测控条件和地面着陆区设置选址的影响

106 再入走廊

107 跳跃式和弹道 - 升力式控制相结合的飞行过程

108 阿波罗飞船再入大气层过程模拟

109 新时期载人登月的必要性 1 阿波罗计划的局限性 2 科学探索的必要方式 3 建立月球基地的前提 4 开发资源的必要条件 5 载人深空探索的基础 6 国际交流合作的平台

110 阿波罗计划的局限性着陆点限于月球正面的低纬地区获得的探测数据和现场试验数据精度不高有些实验项目设计不甚合理没能获取更多的实地探测数据与月球特殊环境有关的试验项目太少

111 中国开展载人登月的必要性 1 政治和社会意义 2 书写中华民族的新篇章 3 扩展国家的利益空间 4 具备经济和技术的基础

112 北京大学参与了载人登月科学目标研究研究小组构成 : 地球与空间科学学院物理学院生命科学学院研究成果 : 向国家有关部门提交了长达 120 页的载人登月科学目标研究报告

113 中国载人登月的前期工作研制超重型运载火箭 (120 吨级 ) 研制新型飞船 (25 吨左右 ) 研制登月舱 ( 包括下落级和上升级 ) 突破深空交会对接技术深空返回技术建设大运载火箭发射场

114

115 人机合作系统人工辅助取样返回 : 由航天员指挥控制机器人取样远程临场 (Telepresence)

116 人工辅助取样返回

117 在国际空间站上操作机器人

118

119 远程临场

120

121

122

123 月球基地载人登月发展的必然初级月球基地高级月球基地

124 初级月球基地

125 半地下的固定基地

126 具有成群建筑的基地

127 可种植植物的月球基地

128 高级月球基地

129 封面

130 代结束语地球是人类的摇篮, 但人类不能永远躺在摇篮中, 而应不断地探索新的天体和空间人类将首先穿出大气层, 然后去征服太阳系齐奥尔科夫斯基

银河银联系列证券投资基金

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