深空探测导论.docx

深空探测导论测试14071174苏宇杰-：深空探测的意义深空探测是我们人类强烈求知欲望的表达，这也是我们人类不断进步，人类文明飞速发 展的前提。现阶段，地球上许多东西我们人类已经研究透彻了，但是人类不会停止进步的步 伐，进而向更深入的方向去研究。研究更小更细微的东西，因此才有了各种粒子理论和“超 弦”理论，这些理论的建立都有利于我们更深入地理解物质的构成和他们之间的相互作用； 我们研究更古老的东西，研究化石和地质变化，推测千百万年前地球上的生物的生活和演化, 这有助于我们进一步认识生物的进化和地球的变化;我们研究更大的东西一一充分认识了地 球之后，我们研究太阳、星系、星团，研究天体的演化等等。这些都是我们人类追求不断进 步的表达。人类进行深空探测，同样处于这样的原因。我们要去到更远的地方，进一步认识 深空中的星体，这样可以帮助我们进一步认识我们所处在的星球和星系，进一步理解宇宙的 起源，掌握宇宙的奥秘。另外，深空探测还是一种实验手段，可以用于验证我们理论的正确与错误，同时探测的 结果也将会作为依据，为进一步研究理论提供支撑。星光偏析验证广义相对论就是一个比拟 好的证明。但是，深空探测更多的是为我们提供素材，比方了解少火星上曾经有水，这是认 识火星演化的一个重要依据。宇宙微波背景辐射帮我们了解宇宙的起源时间，深空探测是我 们认识深空的手段，也是我们认识、了解整个宇宙的手段。他会帮助我们认识宇宙的起源和 演化，证明许多理论的正确性。深空探测可以称得上当今世界的人类奇迹。想当年，埃及人民建筑金字塔时，是运用了 当时全人类智慧的结晶，创造出金字塔这一为世人所震惊的人类奇迹。而我们现在的探测, 同样也是凝聚了全人类的智慧结晶，最先进的理论，最先进的制造，最先进的燃料，最先进 的控制，因此深空探测是我们人类文明最高水平的象征。深空探测的每一步开展，都象征着 人类文明有了不断地进步。从最开始的苏联送加加林上太空，到后来的旅行者号远航星际, 再到现在美国对火星的探测，这就说明了人类在不断地进步，不仅仅是技术，还有理念，还 有合作精神等等。深空探测是人类最先进技术的结晶，但是它反过来也会促进先进技术的开展。笔记本电 脑最早就是用于深空探测而创造的，现在已经人手一台了。另外，随着深空探测的进行，人 类的检测控制技术在不断地开展，GPS定位现在已经可以非常准确了。这些技术的开展都可 以让我们普通人感受得到，我们现在科技的开展离不开深空探测上的努力。二：学习体会经过八周的学习，对深空探测有了初步的了解。我再一次认识到，在宇宙的幅度中，地 球很小，人类也很小。首先，地球在整个太阳系中显得很小，质量仅仅是整个太阳系的零头， 毫不夸张的说，有没有地球对太阳系其实影响不大。另一个层面上说，人类显得十分渺小, 人类在进行宁宙航行时，速度很慢，从宇宙尺度来看就像人来看蜗牛爬行一样。人类目前制 造的飞行器中，最快的旅行者号，经过引力加速才到达17千米每秒，连光速的万分之一都 不到，经过了将近四十年，也还没有飞出太阳系。以这样的速度进行深空探测是很困难的。 首先是速度慢，飞行时间太长，可能出现的故障更多，每一个探测的周期也会被拉长；另一 方面，飞行速度太慢，想要去更远的地方需要时间太长，很难实现载人远距离飞行。所以, 人类其实从能力上来说，在整个宇宙中显得十分渺小。但是，人类从思想上而言，却一点都 不渺小。虽然我们能力有限，飞行速度有限，不能去更远的地方探测，但是我们并没有放弃 对那些更远，更深处的地方的探究。我们利用可以运用的一切资源，一切条件，对我们的宇 宙，从时间上、空间上进行最大努力的研究，因此可以说，我们人类虽然足迹不能到达很久 以前的宇宙，也不能到达太阳系以外的地方，但是我们的思想，却到了宇宙开始时期，到了 宇宙的边界，这也是我们人类追求进步，不断探索的精神的表达。另一方面，从深空探测也能看出国际间的竞争与合作。最初，美苏争霸时，发射火箭, 进行太空旅行完全是竞争关系，通过航天技术的开展展现自己国家的实力。这很大程度上推 动力航天技术的开展和深空探测的开展。到现在，航天技术依然是国家实力的表达，但是每 个国家之间已经不是当时的争霸关系，而是一种竞争中带有合作的关系。在这样的环境中, 各个国家都可以开展自己的深空探测，并且依靠合作逐步取得进展。三：深空探测与机械工程航天技术与机械工程息息相关，深空探测也是如此。机械工程可以从很多方面对深空探 测提供技术支持。1 .先进的制造。航天对材料的要求十分高，理想的材料是重量轻，强度大，耐热耐腐蚀的，目前广泛采 用的是钛合金和复合材料。钛合金是一种十分难加工的材料，需要用适当的刀具和适当的机 床才可以进行加工。就中国而言，很多技术从理论上可能并不落后于外国，比方说发动机, 原理我们都知道，但是为什么就是不能跟外国一样呢，是因为我们做不出来，不能制造出相 应的叶片、涡轮等。可以说，制造很大程度上限制了航天技术的进一步开展，因此开展制造 对深空探测技术的开展具有极大的意义。与此同时，许多新的制造技术运用到航天技术中，比方说3D打印技术。3D打印技术成 本高，成型慢，其实不太适用于普通制造业，但是于航天制造可以说十分合适。因为3D打 印可以精确的成型，做出来的产品与设计模型完全相同，对于一些难加工的曲面，曲线，可 以实现比拟快速精确的成型。目前主要需要解决的问题是材料问题。首先要保证材料粉末纯 度高，熔点均匀，才能保证成型的产品比拟均匀，强度刚度满足要求。2 .先进的焊接技术。焊接是一种紧密牢固的连接，在航天中，受力大的部位都需要焊接进行连接，以保证连 接可靠，保证航天器可以正常的工作。目前，铝合金是航天产品的主要结构材料之一。随着 材料技术的开展,铝合金家族不断壮大。在美国和俄罗斯铝合金都已获得了广泛的应用，2195 铝合金也已开始应用。在国内S147和2195等在未来航天型号中的应用前景不容忽视0。载 人航天和可重复使用航天器对焊接结构的可靠性提出了更高的要求。随着这一进程的出现, 新焊接技术在航天工艺焊接生产中的应用必将获得突飞猛进的开展，焊接自动化和高的质量 及可靠性保证能力将是21世纪对焊接技术的基本要求。尤其是铝合金中厚板和厚板焊接技 术在近几年将成为航天焊接工作者研究和推广的热点之一。所以目前实现焊接的自动化和提 高焊机强度，减轻质量是开展的主要方向。3 .精确的检测与控制。在航天中，检测与控制是非常重要的，在许多方面都有应用。比方说航天器姿态的调整。 首先由传感器测量航天器的姿态，传给系统，系统根据姿态进行相应的控制，发送指令到执 行元件，完成对航天器姿态的调整。在整个过程中，检测与控制系统显得十分重要。首先时 需要精确的检测，对航天器的姿态要有足够精确的测量；其次就是要快速的控制，系统响应 既要快速又要准确，有快又准地实现姿态的调整。这个过程离不开自动控制，离不开机电传 动和机电一体化。目前，中国在实施制造强国战略，提出“中国制造”2025,其中很重要的就是智能制造。制造的质量很重要，但是制造过程的智能化也很重要。整个生产制造过程，需要有精确的检 测与控制，实现自动制造，自动运输，自动检测，并且跟据生产状况进行一定的调整，使各 个生产部门之间相互配合协作，实现生产效率的最大化。这也就是自动控制技术在新时代中 在制造业中的应用。4 .自动装配技术。和飞机一样，航天器上也有许多零件，通过人工装配效率低，而且往往不能定位准且, 现在虚拟现实技术和精确检测控制的技术开展，使得自动成为了现实。首先通过虚拟现实场 景模拟现实装配现场，对各种装配流程进行仿真，寻找最合理、最高效的装配方式。然后通 过精确的全场定位系统，确定每一个部件的精确位置，并且可以自动指出零件的错位装配。 最后通过各种智能机器人、机械臂进行自动装配。现在这种自动装配技术已经广泛运用在汽 车或飞机的装配中，在航天装配中也有所应用。5 .机构设计在航天器中，需要用到许多机构，比方说太阳能帆板，需要用机构翻开、缩回。要求太 阳能帆板在缩回时，体积足够小，整体质量轻，这样方便于运输；同时要求翻开时要迅速, 展开的面积要广。在更加复杂的航天器，比方空间站上，所用到的机构就更多了。一个合理 的机构可以保证系统的简洁高效，也可以保证合理的工作要求。由此可见，机构在航天中应 用也十分广泛。四：我认为中国应该优先开展探月工程。一方面，月球离地球近，飞行距离短，探测的周期相应较短，这样相应本钱也会降低, 花费的人力物力也会降低。而且美国和苏联已经对月球进行过探测，有了十分丰富的经验可 以进行参考、借鉴，美苏都是通过先对月球探测，再一步一步追求向更远处探测的方式逐步 开展自己的航天技术的，所以，我们中国也可以通过先开展探月工程，进行一定的技术积累， 在各个方面积累更丰富的经验，完善我们的技术，同时认识到我们技术的缺乏，寻找合理的 解决方法，逐步完善自身，使我们的航天技术平稳又快速地开展，在这之后就可以开展进一 步的探测，比方探测火星、登陆火星等等。这些工程对航天技术的要求更高，需要投入更多 的资源，而且成功率不如探测月球高。而探测月球积累的经验可以帮助我们提高成功率，保 证这些工程的实行。另一方面，我们对月球更加熟悉，大家都知道月球是什么，因为我们都能看到，这样更 得到群众的支持，大家对这样的工程也会更加关心，这样一来，大家对航天事业的开展也会 更加关注。这可以为航天事业积累群众基础，这样对航天事业的进一步开展也有十分重要的 意义。