地理必修1《问题研究:月球基地该是什么样子》课件ppt免费下载
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月球基地应该是什么样子
几千年来,中华民族就流传着“嫦娥奔月”的美丽神话,1969年美国“阿波罗”11号在月球探测中取得最辉煌的成果,先后有6次12名宇航员踏上月球,并向地面带回440千克的月岩样品。
美国、欧洲、中国、日本、加拿大和印度,最近都燃起了对月球的兴趣,计划在10年内派太空船到月球展开探索,并提出要建立月球基地。
2002年6月,科罗拉多开采学院土木工程师苏姗特,就跟欧洲太空总署(ESA)旗下的欧洲太空研究及技术中心(ESTEC)合作,于荷兰举办了第一届欧洲月球基地设计工作坊,由来自16个国家13个学系和40名毕业生,构思出他们心目中的月球基地。结果,工作坊成功“开发出”数个独特的月球基地设计,每个基地都发挥特有的功能,如开采冰水研究、开发太阳能、用水研究、开采氦-3等,同时也顾及在月球居住的社会和心理问题。
知识目标
1.在问题研究中初步学会探究学习;
2.把前面学习的有关地球上存在生命的条件等知识应用到问题研究中,以理论指导实践,巩固所学知识;
3.培养通过各种方式进行查找、收集、分析资料的能力。
能力目标
1.在所学知识的基础上大胆设想和创新,科学地尝试规划月球基地;
2.运用探究学习的方式加强研究性学习课程的实施。
情感态度与价值观目标
1.培养科学研究的素养和态度。
2.培养合作和团队精神。
重点
难点
1.探究学习方式的初步体验;
2.查找、收集、分析资料的能力培养。
1.探究学习方式的初步体验;
2.查找、收集、分析资料的能力培养;
3.月球基地的整体规划。
月球基地应该是什么样子
研究思路
了解月球表面的自然状况
分析月球基地应该具备的基本生命保障条件
分析人类可以开发的月球资源
人类目前在生物圈研究领域的成就
探讨可用于发展月球基地的月球资源
分析月球基地的基本功能,绘制基地构想图
月球表面的自然状况
月球表面有几厘米厚的月球土壤,是由陨石撞击月球表面岩石而形成 (和地球土壤形成原因不同),薄薄的土壤下面是十分坚硬的玄武岩。
月球赤道附近表面温度(注:是地表辐射热,不是气温,月表无大气):白天超过120摄氏度,晚上降到-180摄氏度。
月球表面无大气,只是在月球表面几十公分的空间范围内有一定数量的游离态氢、钠、镁等元素,使得这一空间的气压比一般的行星际空间的压力高3到4个数量级,达到0.0000001Pa(注:地球表面的气压是100000Pa)。月球表面的气体分子和水分子容易逃逸到宇宙空间,因此,月球表面没有空气和液态水。
月球表面的重力加速度大约是地球表面的六分之一,所以在月球表面物体就会变得很轻。
1998年1月,美国发射了“月球勘探者”,它发现在月球两极的盆地底部可能蕴涵固态水。
月球南极
月球上有哪些满足人类生存的基本条件?
固体表面,两极可能有冰。
如果人类要在月球上生活,人类还需要创造哪些条件?
大量的水源
适于呼吸的空气
适宜的温度
“生物圈2号”实验
1991年9月26日,美国历时8年在亚利桑那沙漠里建成占地1.5万平方米的全封闭式人工模拟生态系统。只有阳光可以照射进去,包括9种不同的生态类型:热带雨林、灌木林、草地、淡水沼泽、海水湿地、沙漠、深海(珊瑚礁等)、农田、楼房(包含人工风雨装置),引进物种3800多个、有4男4女住进,希望在这里可以获得(产生)足够的食物、水和空气,供这8位科学家生活2年。
一年多以后,“生物圈2号”的生态状况急转直下,氧气含量从21%迅速下降到14%,而二氧化碳和二氧化氮的含量却直线上升,大气和海水变酸,很多物种死去,而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡,所有的传粉昆虫的死亡造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控,人造沙漠变成了丛林和草地。“生物圈2号”内空气的恶化直接危及了居民们的健康,科学家们被迫提前撤出这个“伊甸园”。“生物圈2号”的实验以失败告终。
“生物圈 2号”和月球基地有哪些相同之处和不同之处?
人工建造
背景为荒漠环境
内部形成完整的生态环境
“生物圈2号”建在地球上,温度更适宜,更易制造。
相同之处
不同之处
我们可以从“生物圈2号”实验中吸取哪些经验和教训呢?
创造一个完整的自我更新的生态环境。
经验
教训
调节人工生态环境的长期平衡和稳定;
保护和利用好地球,进行环境保护和生态恢复是实现人类可持续发展的必由之路。
科技的力量还很有限;
月球资源
1.空间资源
月球是人类研究宇宙和地球本身的最佳平台。科学家认为,月球表面刻有能够追溯到数十亿年前被彗星和小行星碰撞的痕迹,而在地球上这种记载已被大气层所化解。通过对月面上没有人为改造和破坏的某些本来面目研究月球,有助于了解地球的远古状态、太阳系乃至整个宇宙的起源和演变,了解月球的成因、演变和构造等诸方面的信息,有助于搞清空间现象和地球自然系统之间的关系。
用月球作基地,进行深空探测活动。月球的引力只有地球的1/6,航天器从月球上起飞,可大大节省能源。
寂静的月球环境,是进行空间天文学研究得天独厚的场所。月球表面的地质构造极其稳定,月球直接承受太阳的辐射,没有大气层对光线和电波的吸收、散射和折射等干扰,没有尘埃污染,没有磁场,月球的背面没有人造光源和射电的干扰,地震很微小。月球有漫长的黑夜,夜间温度极低。这为建造高精度天文观测台提供了理想场所。
2.矿产资源
月球具有丰富的物质资源。据探测,月岩中含有地壳中的全部物质元素,约有60种矿藏。地球上常见的17种元素,在月球上都可以找到。在月球岩土中,具有丰富的氧、铁、镁、钙、硅、钛、钠、钾、锰等物质。月球表面平均有10厘米厚的沙土,共含有80000亿吨铁。月球研究者认为,如果不把碳氢化合物计算在内,月球上的物质能为人类制造出90%的所需物品。
尤其是月球上的氦-3,是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料,在月壤中的资源总量可以达到100万~500万吨。30吨这样的尘埃,经热核反应产生的能源,可相当于美国一年生产能源的总和,如果每年从月球上开采1500吨氦-3,就能满足世界范围内能源的需要。利用氦-3进行热核反应,产生的放射性最低,具有经济、安全两大优点。
月岩中含有大量硅酸盐,可作建筑材料。人类可以将月球上的矿产就地开采、冶炼,用来制造各种设备,供月球基地使用。
3.太阳能资源
由于月球表面几乎没有大气,太阳辐射可以长驱直入。计算表明,每年到达月球范围内的太阳光辐射能量大约为12万亿千瓦,相当于目前地球上一年消耗的各种能源所产生的总能量的2.5万倍。
哪些月球资源可用于发展月球基地?
硅酸盐、金属矿产、太阳能
月球基地有哪些重要功能呢?
太空探测的中转站
特殊材料生产基地
特殊环境的天然实验室
深化人类对宇宙认识的科研场所
人类社会资源与能源补给的新生长点
月球基地假想图
月球基地的最终建立还要依靠后来人不断地努力!