2019-2020年高中地理 第一单元 宇宙中的地球 1.3人类对宇宙的新探索 大纲人教版必修

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1、●备课资料一、空间开发：21世纪的最大产业随着人造卫星、宇宙飞船和航天飞机的出现，标志着人类对宇宙空间的探索已由起步进入了成熟。有专家称，空间开发将在21世纪成为世界上最大的产业。根据初步资料查明，月球有55种丰富的矿物是地球上所没有的，而且月球上一些元素，具有特殊的性能，如月球上的铁不生锈，带回地球后也不生锈。太阳系内的小行星有数万颗，现在估计可以采矿的有几十颗，而且矿藏量极高。如一颗1600米直径的小行星所含的铁，可供人类世界使用60年。月球上所含的大量元素硅、镍、镁等，正是地球上的紧俏资源。天文学家甚至还发现了一颗全部由黄金构成的星球，它的重

2、量达1000亿吨。为此，不少科学家提出开办太空工厂。目前，美国研制的航天飞机可往返太空，每周发送一次，可运30吨物资，被认为是运送开采人员、采掘设备和矿石或成品的运载工具。在宇宙空间，100克羽毛和1公斤铅块重量相等，油和水可很好溶合。利用这一特点，可在太空工厂冶炼铝钨合金，铝熔点很低只有600℃，钨的熔点却在3400℃以上。在地球上冶炼铝钨合金难以实现，而在太空工厂冶炼完全可以熔合，再带回地球时，仍能保持结合时状态。在地球上冶炼金属需用坩埚，锅底的沉淀物会污染锅内最末一批产品。但在太空工厂中可采取无容器熔炼法，熔炼物质都飘在空中，可熔炼出完美无缺

3、、纯度极高的晶体产品。人们还梦想着在太空收集太阳能，并把它送到地球变成电能。科学家认为，太空中没有空气对阳光的吸收和反射，没有昼夜和季节的变化，不受重力的影响，所以太阳能接受器可以做得很大，而且长期使用无需维修，同样的面积能够收集到比地球多几倍的能量。现在，人类已掌握了开发太空的技术，只是由于造价太高，在商业上还没有实用价值。根据科学家的幻想，开发太空能源的基本技术包括收集太阳能的光电极、微波发射器和接收器以及卫星发射到地面接收站上空3.3万千米的地球轨道固定点。这些卫星除了昼夜平分前后那一小段时间外都能避开地球的阴影。卫星上的光电极收集足够的太阳

4、能，使电子汞原子或氩原子中脱落出来，从而获得带电粒子或离子，变成高速微波发射到地面接收站。接收站直径７.５千米的接收天线，由能把微波转变成电流的金属和把这些电流以交流电变成直流电的整流器组成，接收站的发电功率可达50亿瓦，相当于5个大型核电站。专家们认为，一组能向地面传回50亿瓦功率微波的卫星，很可能重达5500吨，而现在发射的卫星最多重10~15吨，因此，要将重达5000吨的卫星一次送上轨道，目前来说是不可能的，必须分开来发射上去，然后再进行组装。另外，据科学家推测，在月球上，同位素氦—3的储备相当可观，而地球上的储备量很少。这种物质是核聚变过程

5、的重要原料，能产生出大量的能量。据统计，1吨氦—3能提供一个1000万人口的城市一年的供电，一般宇宙飞船一次能携带25吨。由此观之，人类所进行的空间开发活动，将成为21世纪的最大产业。二、太空育种前景诱人从20世纪50年代第一颗人造卫星升空以来，空间技术取得了突飞猛进的发展，不仅在通讯、气象、侦察、导航、地球资源调查等方面获得了广泛应用，而且在生命科学研究中也取得了许多重要成果，并诞生了一门新的学科——空间生命科学。科学家认为，生命的开始和发展与它所处的环境有密切的关系。在宇宙空间的特殊环境里，强宇宙射线辐射、微重力、高真空、重粒子等条件，都直接影

6、响着生物的生存、生长、衰老、异变，这些都是引起种子变异必不可少的条件，而这些条件在地面上却很难达到。为了探索空间条件对植物种子的诱变作用，各国科学家相继进行了试验。1980年，美国将西红柿种子作太空搭载试验。经试验的种子，发芽率高、生长快、长势旺盛，增产达30%～60%，而且果实个大色红，酸甜适中，美味可口，对人体无危害。1987年8月5日，在我国发射的第9颗返回式卫星上，中国科学院遗传所的科学家们首次将辣椒、小麦、水稻等一批种子搭载升空，开始了我国太空育种的有益尝试。至今，我国已经先后8次利用返回式卫星将51种植物、300多个品种的农作物种子送上

7、太空，进行诱变处理，返回后进行种植试验，获得了许多生理变异类型品种，从中筛选出了数百个早熟、早产、优质、抗病新品种。例如，经过搭载的“农垦58”水稻种子在江西试种，不仅穗长、粒大，有的一株竟长出3～4穗，亩产达600千克，有的高达750千克，其蛋白质含量还增加8%～20%，生长期平均缩短10天。在黑龙江省引进试种的青椒种子，经过几个回合的培育，已产生长势强、高产优质、抗病性强的新品种。水灵灵的大青椒像茄子一般大小，单个青椒平均重量从一般种植的90克提高到160克，有的可达300～400克，并且品质大大提高，个大肉厚，维生素C含量提高了20%～25%

8、。在上海育成的第四代“太空小麦”，长势旺盛，麦穗多而长、麦粒硕大、蛋白质含量提高，并有很强的抗赤霉病能力，亩产可达350千