图解深空探测史 火星探测(中)
什么是“火星探测器”？
什么是“火星探测器”？火星探测器是指专门用来探测火星的人造卫星、探测器或火星车等设备。
近几十年来，人类一直在不断地研制和发射火星探测器，旨在深入了解火星的地质、气候、生命等方面的信息，为人类未来的火星探索和殖民活动奠定基础。
1. 火星探测器的种类火星探测器根据其功能和性能可以分为轨道器、着陆器和火星车等三类。
（1）轨道器轨道器主要用于对火星的全局观测，可以测量火星的大气、表面、磁场等参数，并且可以实时传回高清晰度的火星表面图像。
目前已经有多颗轨道器成功进入火星轨道，如美国的“火星全球勘探者”、欧洲空间局的“火星快车”等。
（2）着陆器着陆器是指能够在火星表面着陆并进行科学探测的探测器，通常包括陆地探测器和月球车。
它们可以通过对火星大气、岩石、土地等方面的详细调查来解答地质活动、火山、冰川、水文、气候等重要科学问题。
目前已经有多个国家的着陆器成功降落在火星表面，如美国的“好奇号”、“机遇号”等，中国的“天问一号”等。
（3）火星车火星车是一种可以在火星表面行驶并进行科学探测的探测器，通常包括移动机械臂、探测设备、太阳能板等部件。
它们可以通过行驶和采样等方式进行更加详细和精确的探测活动，目前仍是火星探测任务中非常重要的一部分。
2. 火星探测器的研制和发射火星探测器的研制和发射需要极其严格和细致的计划和实践，包括发射窗口、引擎推力、飞行轨迹、控制命令、信息传输等等。
每个环节都需要精心设计和监控，以确保探测任务的成功完成。
目前已经有多个国家和地区成功地发射了火星探测器，如美国、欧洲、俄罗斯、印度、中国等。
3. 火星探测的意义和前景火星探测对于人类了解和探索宇宙的重要性不言而喻。
通过对火星的探测，可以更加深刻地了解和探究火星的历史、现状和未来的演化趋势。
同时，火星探测还可以为人类未来的太空探险和殖民活动提供数据支持和参考。
此外，火星探测也成为多国开展深空探测和科技创新的重要契机和平台。
总之，火星探测器的研制和发射，是人类认知宇宙和未来殖民活动的重要途径和手段。
《飞向太空的航程》ppt课件
目录
• 课程介绍与背景 • 火箭技术原理及应用 • 卫星技术与应用领域探讨 • 载人航天器设计挑战与解决方案
目录
• 深空探测任务规划与执行策略 • 未来太空科技发展展望与挑战
01
课程介绍与背景
太空探索历程回顾
01
早期太空探索
包括火箭试验、卫星发射等早 期太空探索活动。
02
载人航天发展
讲述载人航天的发展历程，包 括阿波罗计划、国际空间站等
。
03
深空探测成果
介绍人类对月球、火星等深空 天体的探测成果和发现。
当代太空科技发展现状
03
太空科技前沿
国际合作与竞争
商业航天的崛起
介绍当前太空科技的研究热点和前沿领域 ，如太空旅游、在轨制造等。
分析各国在太空领域的合作与竞争态势， 以及国际太空法规的制定和实施。
无人探测器用于对月球、火 星பைடு நூலகம்天体进行探测和研究。 通过发射无人探测器，可以 获取天体表面的高分辨率图 像、分析天体成分和结构等 信息，为未来的载人登月和 深空探测提供重要支持。
空间站是人类在太空中建立 的大型居住和工作平台，可 用于进行长期的科学实验和 技术验证。通过发射空间站 的各个舱段和组件，并在太 空中进行组装，可以构建起 一个功能完备的空间站。
03
科研与实验平台
国际空间站不仅是一个载人航天器，还是一个重要的科研和实验平台。
在空间站上可以进行各种科学实验和技术验证，为未来的太空探索和开
发提供有力支持。
05
深空探测任务规划与执行 策略
深空探测任务目标设定和规划过程
设定科学目标
根据科学需求和前沿问题，设定深空探 测任务的科学目标，如寻找外星生命、 研究行星演化等。
小学教育ppt课件教案深空探测器：探索人类对外层空间的探测技术
月球探测
深空探测网
20世纪60年代，美国和苏联相继成功 发射月球探测器，实现了对月球的近 距离观测和着陆。
随着技术的发展，人类建立了深空探 测网，实现了对多个天体的同时探测 和数据传输。
火星探测
70年代开始，人类将探测目标转向火 星，发射了多个火星探测器，成功实 现了对火星的环绕、着陆和巡视。
21世纪的深空探测挑战与机遇
网络资源
推荐学生们访问一些专业的航天科技网站，如中国航天科 技网、美国国家航空航天局官网等，获取最新的深空探测 资讯和技术动态。
科普讲座和视频
推荐学生们观看一些有关深空探测的科普讲座和视频，如 《旅行者号的故事》、《火星探秘》等，这些资源有助于 学生更直观地了解深空探测的魅力和挑战。
THANKS
感谢观看
可持续化
为了降低深空探测任务的成本和风险，未来探测器将更加注重可持续 性设计，如采用可重复使用的部件、模块化设计等。
06
CATALOGUE
课程总结与拓展学习建议
课程重点内容回顾
深空探测器的定义和分类
介绍了深空探测器的概念、分类以及各自的特点和应用范围。
深空探测器的探测原理和技术
详细讲解了深空探测器的探测原理、主要技术和方法，包括光学、雷达、红外等探测手段 。
小学教育ppt课件教 案深空探测器：探 索人类对外层空间 的探测技术
contents
目录
• 引言 • 深空探测器的发展历程 • 深空探测器的关键技术 • 著名的深空探测器及其任务 • 深空探测器的挑战与未来展望 • 课程总结与拓展学习建议
01
CATALOGUE
引言
探测外层空间的意义
01
02
03
科学研究
第一章~第二章+复习课件-2024-2025学年七年级地理上学期人教版(2024)
正确
②地表温度变化幅度大
地球地表温度变化不大，②错误
③安全稳定的宇宙环境
正确
④有适合于呼吸的大气
正确
A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②④
地球在宇宙中 考点 地球是人类唯一的家园
考点特训
有着“超级天眼”之称的全球最大球面射电望远镜位于贵州平塘的大窝凼，是目前
世界上最大、性能最先进的射电望远镜，口径达到500米，探测范围可到达目前人类可 知的宇宙边缘，对探索地外文明具有重要意义。据此完成下面小题。
。
1973年
发射了
。
开始建设 国际空间站 1986年 长期停留的空间站。
，它是世界上第一个能供人类
现在
由16个国家共同建造，是第一个国际合作建设 的空间站，也是目前规模最大的空间站，从2000年至今， 一直保持在轨工作。
太空探索 考点 空间站建设
太空探索 考点 空间站建设
考点特训
2024年4月26日神舟十八号航天员入驻中国空间站，中国空间站一天可以绕地球飞行 很多圈。下面为中国空间站图片。据此完成下面小题。
正确
②促使人类竞争利用太空
合作，不是竞争，②错误
③彰显了太空探索的中国责任与担当
正确
④有利于推动人类命运共同体的构建
正确
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
太空探索 考点 空间站建设
考点特训
我国太空探索自20世纪60年代起稳步发展。经过多年努力，我国在空间站建设领 域取得一系列突破和成就，为人类探索太空贡献了中国力量。图为中国天宫空间站照
外部条件
；
自转和公转周期适中，地表温度变化幅度小；日地距离适中；
；
自身条件
中国航天发展史
中国航天发展史一、引言自古以来，人类对宇宙的探索就充满了无尽的渴望。
在我国，航天事业的发展始终承载着民族的梦想与希望。
从古代的观星、制历，到现代的航天科技，我国航天事业走过了漫长而曲折的道路。
本文将简要回顾中国航天发展史，展现我国航天事业从无到有、由弱变强的辉煌历程。
二、古代航天探索1.天文观测早在公元前24世纪的夏朝，我国就有了关于天文现象的记载。
古代天文学家通过观测天象，为农业生产、国家政治、军事征战等活动提供依据。
随着观测技术的不断提高，我国古代天文学取得了举世瞩目的成就。
2.制历历法是我国古代航天探索的重要成果之一。
从夏朝的《夏小正》，到战国时期的《石氏星经》，再到汉代的《太初历》，我国古代历法不断发展完善。
唐代僧一行制定的《大衍历》更是达到了当时世界最高水平。
3.火药与火箭火药是我国古代四大发明之一，为航天事业奠定了基础。
宋元时期，火药武器得到广泛应用，火箭技术逐渐成熟。
明代，我国火箭技术传入欧洲，对世界航天事业产生了深远影响。
三、现代航天事业起步1.航天机构成立1956年，我国成立国防部第五研究院，标志着现代航天事业的起步。
钱学森、任新民等一批科学家投身航天事业，为我国航天科技的发展奠定了基础。
2.第一颗人造卫星1970年4月24日，我国成功发射第一颗人造卫星“东方红一号”，成为世界上第五个独立发射卫星的国家。
这标志着我国航天事业取得了重大突破。
3.返回式卫星与载人航天1975年，我国成功发射第一颗返回式卫星，成为世界上第三个掌握卫星返回技术的国家。
1992年，我国启动载人航天工程。
2003年，神舟五号飞船成功发射，航天员杨利伟成为我国首位太空英雄。
四、航天事业快速发展1.深空探测2007年，嫦娥一号卫星成功发射，开启我国月球探测工程。
2013年，嫦娥三号探测器成功着陆月球，实现我国航天器首次月面软着陆。
2020年，嫦娥五号探测器圆满完成月球采样返回任务。
2.北斗导航系统1994年，我国启动北斗导航系统建设。
天问一号火星着陆惊心动魄的9分钟
天问一号火星着陆惊心动魄的9分钟文/赵聪5月15日7时丨8分，中国天问一号探测器稳稳降落在位子火星北半球的乌托—从逬入火 邦平原上。
至此，我国首次火星探测任务顺利度过了最为凶险的阶段—星大气层到着陆火星表面的"惊心动魄9分钟"。
"天问一号"成功着陆，意味着 我国成为世界上第二个航天器成功着陆火星的国家。
赵停避障太空探索丨【中国肮天】▲天问一号着陆巡视器与环绕器分离模拟图坏火3个月5月15曰凌晨4时许，火星上空, 天问一号探测器系统中的“两兄弟”在 做最后的告别——相伴295天后，环绕器和承载着祝融号火星车的着陆巡视 器正式分离D随后，环绕器抬升了自己的轨道，迎来新的使命——为火星和地球之间架起通信桥梁。
此时，着陆巡视器独自上路，它 调整姿态，防热大底朝前，沿着进入火 星大气层的轨道滑行，瞄准进入火星大 气层的狭窄“走廊”。
3小时后，它进入火星大气，迎来整个火星探测任务的 惊心动魄时刻。
生死考验后，它将代表 中国完成首次着陆火星的壮举。
“天问一号”距离家乡3.2亿公里, 是走得最远的中国远行客。
去年7月 23曰，它从海南文昌启程，至此已跋 涉295天。
这些天里，它曾举起自拍杆, 拍下深空掠影，向祖国报告平安；也曾 回望故土家园，拍下地月合影，遥寄思 乡之情。
最重要的，它先后多次修正前 行轨道，更精准地朝火星奔去。
今年2月24曰，它踩下了 “史上 最难”的太空刹车——通过3次近火制动，成功进入火星轨道，顺利飞抵火星。
在火星上空踩下的这几脚刹车，分 寸有多难拿捏？科学家说，就像从巴黎 打出一个高尔夫球，让它落进东京的某 个球洞里。
到达火星上空后，“天问一号” 没有立即降落，而是环火飞行数月。
中 国首次探测火星，最重要的是妥妥成功， 因此，“天问一号”选择了最稳妥的模 式----“先绕后落”。
天问一号环绕器总体副主任设计 师杜洋介绍，我国在天问一号探测任务 之前，尚不掌握第一手火星环境资料， 对火星的地形地貌、天气环境等各方面 情况尚不熟悉。
美国的深空探测
美国的深空探测在深空探测方面，美国拥有世界领先的技术和装备，特别是宇宙飞船、天文观测和深空探测器方面。
例如，哈勃空间望远镜是以天文学家哈勃为名、在轨道上环绕着地球的望远镜。
它于1990年发射之后，已经成为天文史上最重要的仪器。
哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉X射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分。
目前，哈勃望远镜的最大问题是衰老和维修，计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作到2013年。
如果成功了，后继的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)应该已经发射升空，可以衔接得上任务了。
韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过哈勃，但将只观测红外线，因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。
另外，“勇气号”火星车是美国用于探测火星的深空探测器。
2004年1月4日，经过半年多的孤独飞行，“勇气号”终于成功登陆火星，和随后赶到的兄弟“机遇号”一同开始了探测火星之旅，由美国设计的“勇气号”和“机遇号”是迄今为止最先进的火星探测器，其工作时间已经远远超出了设计寿命，它的探测结果在9分钟后就能传到地球，是人类迄今为止对火星的最透彻的探测。
40多年来，美国先后发射了数十个深空探测器，已经把八大行星全探测过了。
其中，“水手4号”、“信使号”探测了水星；“麦哲伦号”探测了金星；“海盗1号”、“海盗2号”、“勇气号”、“机遇号”、“凤凰号”等探测了火星；“先驱者10号”、“先驱者11号”、“旅行者2号”、“伽利略号”探测了木星；“旅行者2号”、“卡西尼号”探测了土星；“旅行者2号”探测了天王星和海王星；目前，美国的“新地平线号”正在飞向冥王星的途中。
所以，太阳系的所有大行星，美国的探测器都登陆或飞掠探测过了。
美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境，重点是月球和火星，■万佩华科技视野EJISHIYEK百科知识2011.03上其次是金星、水星、木星和土星。
深空探测计划的科学价值解读
深空探测计划的科学价值解读随着人类科技的飞速发展，深空探测逐渐成为了科学界和工程界的重要研究领域。
从最早的阿波罗计划到现代的火星探测，人类想要更好地了解宇宙、揭开什么个天体的面纱，进行深空探测的科学价值愈发显现。
本文将深入探讨深空探测计划的科学价值，着重分析其对天文学、行星科学、生物学及人类未来探索的意义。
深空探测计划概述深空探测是指通过各种航天器、探测器和科学设备，向太阳系内外不同天体搜集信息的一项活动。
近年来，各国航天机构纷纷推进深空探测计划，包括美国的“火星2020”任务、欧洲的“朱诺使命”、中国的“嫦娥”工程等。
这些任务不仅涉及技术工程建设，还包括科学研究的各个领域。
天文学与宇宙学的发展深空探测计划对天文学的发展产生了深远影响。
在过去，天文学家依赖于地面观测来获取宇宙信息，但由于大气和其他环境因素，观察结果存在很大局限性。
而通过在太空中发射望远镜和探测器，比如哈勃望远镜和“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，人类能够直接观察到更为清晰、更为深入的宇宙现象。
1.1 了解宇宙起源深空探测使我们能够更好地理解宇宙的起源与演变。
通过观测遥远星系、超新星以及宇宙微波背景辐射等数据，天文学家被赋予了揭示宇宙早期状态的能力。
例如，“詹姆斯·韦伯”太空望远镜将专注于理解宇宙第一颗恒星和第一批星系形成过程，通过研究这些古老星系，科学家们可以推断出宇宙的起源与发展。
1.2 探索暗物质与暗能量暗物质和暗能量是现代宇宙学中的重要组成部分，它们对宇宙结构和命运有着关键影响。
然而，它们非常难以直接观测。
通过高精度的深空观测数据，科学家们可以推导出暗物质与暗能量在不同天体中的分布，从而揭示它们在宇宙演化中的角色。
这一过程中，深空探测提供了重要的数据支持，使我们能够从多个角度理解这些神秘成分。
行星科学的突破行星科学是另一个因深空探测而蓬勃发展的领域。
在太空探索任务中，我们成功地对多个行星及其卫星进行了细致观察和研究，从而获得了大量珍贵的数据。
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深空探测史
文/ 叶楠
图解
随着冷战的结束，美苏两国对火星探测的热情也急剧下降，“海盗”任务之后的十几年里都没有新的探测器飞向火星。
1996年11月7日，美国的火星全球勘测者号探测器从卡纳维拉尔角发射升空，它的主要任务是收集火星表面地形、组成、重力、大气和磁场等数据，这些数据用于研究火星表面地质构造、物质分布、内部性质、磁场变化及天气气候等。
1997年11月12日，“火星全球勘测者号”进入火星环绕轨道，原计划利用火星大气使飞船减速进入圆形测绘轨道，但由于其中一块太阳能电池板出现故障，直到1999年2月才最终达成这一目标。
“火星全球勘测者号”借助先进的激光设备，以每秒10次的频率将激光射向火星，然后记录下激光返回探测器所需要的时间并计算出高度，据此绘制出了高精度的火星地图（上图）。
火星探测（中）
火星全球勘测者号：重启火星探测
火星全球勘测者号的成果
“火星全球勘测者号”的轨道接近正圆形，高度为378公里，公转周期为117.65分钟，轨道倾角93度，基本上是垂直于火星赤道公转，选择这个轨道也是为了测绘需要。
每次公转一周以后，火星表面会因为自转向西偏移28.62度，经过88次公转后，“火星全球勘测者号”会重新回到开始时的位置，但会向西偏移59公里，以确保可以探测到整个火星表面。
主要测绘工作直到2001年初才完成，后续又进行了两期延续任务，直到2006年11月2日失去联系。
其间，“火星全球勘测者号”还作为后续火星着陆器及火星车同地球通讯的中转站。
除了绘制火星表面高精度地图以外，“火星全球勘测者号”还有许多其他重要发现：类似地球表面液体流动造成的地形（左图），但火星表面气温和压力过低，液态水是无法存在的；火星表面貌似乳酪的地形（右图）；众多被掩埋的火山；正在发生的火星龙卷风等。
2001火星奥德赛号：
最长寿的火星探测器
美国的2001火星奥德赛号探测器于2001年4月7日发射升空，同年10月24日抵达火星，2002年1月通过火星大气减速成功进入火星环绕轨道。
“2001火星奥德赛号”的名称来自于电影《2001太空漫游》，它携带的科学仪器主要包括热辐射成像仪、伽马射线光谱仪和火星环境辐射探测仪。
迄今为止，“2001火星奥德赛号”已经服役超过18年，是火星探测史上最
长寿的探测器。
它的主要工作是对火星表面进行测绘，并寻找水与火山活动的迹象，2018年还监测到了席卷火星全球的沙尘暴，另外一项工作是为后续登陆火星的着陆器提供通讯服务。
火星探路者号：首辆在火星表面行驶的火星车
美国的火星探路者号探测器于1996年12月4日发射升空，仅比“火星全球勘测者号”晚了不到一个月。
该任务是继“海盗”任务20年之后，人类探测器再次登陆火星。
1997年7月4日，“火星探路者号”成功在火星北半球的阿瑞斯谷着陆，其主要任务是探测和分析火星岩石和土壤。
此外，“火星探路者号”开创性地使用了安全气囊着陆装置（左图）及障碍自动回避系统，这些在后续的火星车任务中都得到了继承。
“火星探路者号”的着陆器中还携带了一辆名为索杰纳号的小型火星车（右图），这是人类第一辆在火星表面行驶的火星车，它长65厘米、重11.5千克，装配有一次性电池和太阳能电池板，科研设备为X 射线光谱仪和三台相机。
任务设计时长为7个火星日，但实际上“索杰纳号”共工作了83个火星日，行驶距离100
米。
火星探险漫游者计划：
双车探火星
火星探险漫游者是美国宇航局的2003年火星探测计划，目的是将勇气号和机遇号两辆火星车（上图）送往火星，主要科学目标有：搜寻火星岩石和土壤中水活动的踪迹、探测着陆区周边的矿物分布及成因、寻找液态水存在时期的地质学因素等。
两辆火星车为六轮设计，独立驱动，动力来源为太阳能，外形尺寸2.3×1.6×1.5米，重180千克，最高速度为每秒50毫米，平均速度为每秒10毫米，携带的科学仪器有全景相机、显微成像仪、岩石研磨器（下图）、X 射线光谱仪等。
小猎犬2号着陆器
小猎犬2号着陆器（左图）是“火星快车号”任务的一部分，主要任务是搜寻火星生命信息，名字来自于两次跟随达尔文远航的小猎犬号帆船。
2003年12月19日，“小猎犬2号”被“火星快车号”发射至飞向火星的轨道，按计划应于12月25日着陆在火星表面，但是无论是“火星快车号”还是“2001火星奥德赛号”，以及地面射电望远镜均未收到登陆成功的信号。
直到2005年，一张“火星全球勘测者号”的照片公布发现了已经成功着陆的“小猎犬2号”（右图中箭头所指处），由于太阳能板未能全部打开，其下面的通信天线无法正常工作，因此无法收到任何来自于它的信息。
火星快车号：欧空局首个火星探测器
“火星快车号”（左图）是欧空局的首次火星探测任务，包括火星快车号轨道飞行器和小猎犬2号着陆器。
2003年6月2日，“火星快车号”从拜科努尔发射升空，同年12月25日进入火星绕转轨道，近火点298公里、远火点10107公里，轨道倾角86.3度，轨道周期7.5小时。
“火星快车号”携带多种科学仪器，包括光学与红外矿物光谱仪、紫外与红外大气光谱仪、高分辨率立体相机等，发现了火星极冠的干冰和水冰、火星大气中存在甲烷、火星矿物中存在水合硫酸盐等。
还记得在上一期出现的那张“海盗1号”拍摄的火星“人脸”照片吗？当时“海盗”计划的首席科学家杰瑞·苏芬已经对此做出了解释：这是由光线和阴影造成的错觉。
但公众对这张照片的关注和议论却从未停止过。
直到“火星全球勘测者号”和“火星快车号”重新对这片地区进行了拍摄，并合成出清晰的立体影像（右图），可以看出，这只是火星上一座普通的山峰而已。
责任编辑：薛滔
勇气号火星车于2003年6月10日发射升空，2004年1月3日在火星表面成功着陆。
“勇气号”的设计寿命为90个火星日，却运行了2695个火星日，远远超出预期。
在这六年多的时间里，“勇气号”的太阳能电池板多次
被沙尘覆盖，多次陷入松软的沙地，在右前轮失灵的情况下依旧行驶了7.73公里，发现了火星上的玄武岩以及水与岩石相互作用的痕迹，还观测了火星上的日落（上图）、火卫一“月食”、火卫二凌日和火星上的流星雨。
机遇号火星车
2003年7月7日，“机遇号”从肯尼迪航天中心发射升空，经过7个月的飞行于2004年1月25日安全降落在火星的子午高原。
“机遇号”和“勇气号”的结构完全一样，设计寿命也是90个火星日，但它比“勇气号”还要顽强，一直工作了5352个火星日，直到2019年2月13日，处于休眠状态的火星车未能再被唤醒。
在这漫长的15年里，“机遇号”在火星上行驶了45.16公里（左图），共传回超过20万张照片。
它还发现了火星上的赤铁矿、火星上的陨石、水作用的痕迹。
为纪念“机遇号”对火星探索的重大贡献，39382号小行星以“机遇号”
的名字来命名。
勇气号火星车。