現(xiàn)貨EPRO PR9376-010-010供應(yīng) 傳感器現(xiàn)貨EPRO PR9376-010-010供應(yīng) 傳感器
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太空科學(xué),或稱空間科學(xué),主要利用空間飛行器或遙感裝置來研究發(fā)生在宇宙空間的物理、天文、化學(xué)和生命活動(dòng)等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。 [1]
中文名
太空科學(xué)
外文名
Outline of space science
領(lǐng) 域
物理、天文、化學(xué)等
種 類
自然科學(xué)
目錄
- 1 定義
- 2 研究領(lǐng)域
- ? 天文學(xué)
- ? 航天
- ? 相關(guān)的交叉學(xué)科
- 3 空間運(yùn)輸
- ? 火箭
- ? 航天器推進(jìn)
- ? 星際航行
定義
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太空科學(xué)(Space Science)亦稱空間科學(xué)。有廣義與狹義之分,廣義的太空科學(xué)系指一切涉及太空的科學(xué),包括太空技術(shù)科學(xué)、太空應(yīng)用科學(xué)和太空基礎(chǔ)科學(xué);狹義的太空科學(xué)主要指利用太空飛行器研究宇宙空間的物理、天文、化學(xué)和生命等自然現(xiàn)象及其規(guī)律的科學(xué)。其主要內(nèi)容包括:太空物理學(xué)、太空天文學(xué)、太空化學(xué)、太空地質(zhì)學(xué)和空間生命科學(xué)。太空科學(xué)的發(fā)展使人類對(duì)地球周圍環(huán)境及變化規(guī)律和機(jī)制有更加深入和全面的了解,對(duì)探索宇宙、生命的起源、演化等一些科學(xué)的基本問題提供幫助。同時(shí),也將不斷促進(jìn)太空應(yīng)用技術(shù)的更快發(fā)展,開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域。 [2]
研究領(lǐng)域
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天文學(xué)
空間天文學(xué)
空間天文學(xué)是指由地球外圍大氣層到大氣層外的空間進(jìn)行天文觀測(cè)與研究的科學(xué)。因?yàn)榇髿鈱拥拇嬖冢S多電磁波段如 Xray與紅外線對(duì)天文學(xué)家來說是不透明的,即使在可見光波段,也會(huì)受到大氣擾動(dòng)、消光、與光害等因素影響觀測(cè)品質(zhì)。將觀測(cè)儀器放在太空中,可以脫離大氣層的對(duì)觀測(cè)的限制,同時(shí)拓展天文觀測(cè)的電磁窗口。1946年,美國天文學(xué)家萊曼.史匹哲首先提出在衛(wèi)星軌道上設(shè)置天文臺(tái)的想法 [3] 。30年后,美國國家航空*與歐洲空間局開始合作發(fā)展日后公眾熟知的哈伯太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃,1990年哈伯進(jìn)入衛(wèi)星軌道,也成為*個(gè)太空天文臺(tái),開啟太空天文學(xué)的領(lǐng)域。太空望遠(yuǎn)鏡的計(jì)劃請(qǐng)參見太空望遠(yuǎn)鏡列表。
行星科學(xué)
行星科學(xué)是研究行星(包括地球)、衛(wèi)星,和行星系(特別是太陽系),以及它們形成過程的科學(xué)。它研究對(duì)象的尺度從小至微流星體到大至氣態(tài)巨行星,目的在確定其組成、動(dòng)力學(xué)、形成、相互的關(guān)系和歷史。它是高度科技整合的學(xué)科,初成長于天文學(xué)和地球科學(xué) [4] ,但現(xiàn)在包含許多學(xué)科,包括行星地質(zhì)學(xué)(結(jié)合地球化學(xué)和地球物理學(xué))、大氣科學(xué)、海洋學(xué)、水文學(xué)、理論行星科學(xué)、冰川學(xué)、和系外行星 [4] 。類似的學(xué)科包括關(guān)心太陽對(duì)太陽系內(nèi)天體影響的太空物理學(xué)和天文生物學(xué)。還有相關(guān)于行星科學(xué)的觀測(cè)和理論分支與關(guān)聯(lián)性。觀測(cè)的研究涉及與太空探索的結(jié)合,主要是與使用遙測(cè)技術(shù)的機(jī)器人的太空船任務(wù),和在地面實(shí)驗(yàn)室所做的工作比較。理論部分涉及大量的電腦模擬和數(shù)學(xué)建模。
銀河系天文學(xué)
銀河系天文學(xué)是研究我們的銀河系和其所有成員。相對(duì)來說星系天文學(xué)是研究在我們銀河系之外,包括星系的所有成員。我們的太陽系在的星系,在很多方面是被研究得多的星系,即使重要的部分在可見波長區(qū)域被宇宙塵遮蔽了,在20世紀(jì)發(fā)展的無線電天文學(xué)、紅外線天文學(xué)、和次微米波天文學(xué)仍將被氣體和塵埃遮蔽的區(qū)域首度呈現(xiàn)出銀河系的圖形。
星系天文學(xué)
星系天文學(xué)是天文學(xué)的一個(gè)分支,研究的對(duì)象是我們的銀河系以外的星系(研究所有不屬于銀河系天文學(xué)的天體),又稱河外天文學(xué)。當(dāng)工作的儀器獲得改善,就可以更詳細(xì)的研究現(xiàn)在只能審視的遙遠(yuǎn)天體,因此這個(gè)分支可以再細(xì)分為更有效的近銀河系外天文學(xué)和遠(yuǎn)銀河系外天文學(xué)。前者的成員與對(duì)象包括星系、本星系群,距離近得可以詳細(xì)研究內(nèi)部的超新星遺跡、星協(xié)。后者遠(yuǎn)得只是可以測(cè)量的對(duì)象和只有明亮的部分可以描述或研究。
物理宇宙學(xué)
物理宇宙學(xué)是天體物理學(xué)的分支,它是研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu)和宇宙形成及演化等基本問題的學(xué)科。宇宙學(xué)的研究對(duì)象是天體運(yùn)動(dòng)和它的*起因,在人類歷史的很長一段時(shí)期曾是形而上學(xué)的一部分。作為科學(xué),宇宙學(xué)起源于哥白尼原則和牛頓力學(xué),它們指出天體和地球上的物體遵守同樣的物理原理并解釋了天體的運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)在這一分支被稱為天體力學(xué)。一般認(rèn)為,物理宇宙學(xué)起源于二十世紀(jì)的愛因斯坦廣義相對(duì)論和對(duì)極遠(yuǎn)天體的天文觀測(cè)。
航天
航天科學(xué)
航天又稱空間飛行或宇宙航行。“航天”系泛指航天器在太空在地球大氣層以外(包括太陽系內(nèi))的航行活動(dòng),航天,粗分為載人航天和不載人航天兩大類。
微波遙感
微波遙感是利用搭載在平臺(tái)上的傳感器發(fā)射和接收微波波束投射于物體表面,由其反射回的回波信號(hào)及極化、幅度信息等確定目標(biāo)物的大小、形態(tài)以及移動(dòng)速度的技術(shù)。根據(jù)是否發(fā)射出微波信號(hào),可以分為主動(dòng)微波遙感和被動(dòng)微波遙感。
行星地質(zhì)學(xué)
行星地質(zhì)學(xué)(Planetary Geology),亦稱為天體地質(zhì)學(xué)(Astrogeology)、天文地質(zhì)學(xué)(Exogeology),是行星科學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科,研究的范圍是行星、衛(wèi)星、小行星、彗星以及隕石等天體的地質(zhì)。
相關(guān)的交叉學(xué)科
天體生物學(xué)
天體生物學(xué),舊稱外空生物學(xué),是一門研究在宇宙中生命起源、生物演化、分布和未來發(fā)展的交叉學(xué)科,并不只限于地外生物,或包括對(duì)地球生物的研究。在天體物理學(xué)上,指研究天體上存在生物的條件及探測(cè)天體上是否有生物存在,研究太陽系除地球外其他行星及其衛(wèi)星上和其他恒星的行星系上可能存在生命現(xiàn)象的理論,以及探討探測(cè)方法和手段的 [5] 。 地外生物學(xué)是天體生物學(xué)的子集,研究范圍較為專門:包括在地球以外尋找生命,以及地外環(huán)境對(duì)生物的影響。
天體生物學(xué)綜合物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、行星科學(xué)、地理學(xué)與地質(zhì)學(xué)多個(gè)方面,焦點(diǎn)研究在探討生命的起源、散布和演進(jìn),探討在其他世界是否可能有生命存在,幫助辨識(shí)與地球生物圈環(huán)境不同的其他生物圈 [6] 。
一些天體生物學(xué)的研究課題包括:
什么是生命?
生命怎樣在地球誕生?
生命能忍受怎樣的環(huán)境?
我們?cè)鯓硬拍軟Q定生命有否在其他星球上存在?能找到復(fù)雜生命體的機(jī)會(huì)有多大?
在其他星球上,構(gòu)成生命的基本物質(zhì)會(huì)是什么?(是否基于脫氧核糖核酸/碳?生理學(xué)?)
天體化學(xué)和宇宙化學(xué)
天體化學(xué)研究宇宙中元素和分子的豐度,以及它們和輻射的相互作用;還研究星際間氣體和塵埃間的相互作用,特別是分子氣體云的形成、相互作用和毀滅。天體化學(xué)和天文學(xué)以及化學(xué)有相互交叉之處。天體化學(xué)的研究范圍包含了太陽系行星際物質(zhì)和星際物質(zhì)。而研究隕石等太陽系物質(zhì)元素豐度和同位素比例的學(xué)科又被稱為“宇宙化學(xué)”;研究星系物質(zhì)中原子和分子以及前述物質(zhì)和輻射相互作用的學(xué)科有時(shí)候稱為“原子和分子天文物理學(xué)”。天體化學(xué)主要研究星際分子云的形成、組成成分、演化和終結(jié)局,因?yàn)檫@些相關(guān)知識(shí)與太陽系如何形成有關(guān)聯(lián)。
許多年來,天文學(xué)家缺少星際間的化學(xué)知識(shí),認(rèn)為星際間只是黑暗,無物。1950至60年代出現(xiàn)射電天文學(xué),開始有令人興奮的發(fā)現(xiàn);觀察氫分子的21公分線顯示星際間有豐富的氫、氦、碳、氮等的各種化合物。從空間的微波譜發(fā)現(xiàn),有180種類型的碳,氮等分子的拼料。這些分子繞化學(xué)鍵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就產(chǎn)生能量。研究這些新發(fā)現(xiàn)的化合物可以為我們提供很有價(jià)值的科學(xué)信息:這些分子(化合物)很有可能是生命的;由于宇宙間稀薄的氣體性質(zhì)使在地球上不能實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)在星際間能實(shí)現(xiàn),進(jìn)而令人認(rèn)識(shí)新的反應(yīng)過程。
天體物理學(xué)
天體物理學(xué)是研究宇宙的物理學(xué),這包括星體的物理性質(zhì)(光度,密度,溫度,化學(xué)成分等等)和星體與星體彼此之間的相互作用。應(yīng)用物理理論與方法,天體物理學(xué)探討恒星結(jié)構(gòu)、恒星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學(xué)相關(guān)的問題。由于天體物理學(xué)是一門很廣泛的學(xué)問,天文物理學(xué)家通常應(yīng)用很多不同的學(xué)術(shù)領(lǐng)域,包括力學(xué)、電磁學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、量子力學(xué)、相對(duì)論、粒子物理學(xué)等等。由于近代跨學(xué)科的發(fā)展,與化學(xué)、生物、歷史、計(jì)算機(jī)、工程、古生物學(xué)、考古學(xué)、氣象學(xué)等學(xué)科的混合,天體物理學(xué)目前大小分支大約三百到五百門主要專業(yè)分支,成為物理學(xué)當(dāng)中前沿的龐大學(xué)科,是近代科學(xué)及科技重大發(fā)展的前導(dǎo)科學(xué),同時(shí)也是歷史悠久的古老傳統(tǒng)科學(xué)。
空間運(yùn)輸
編輯
火箭
火箭或稱噴進(jìn)器,是一種利用排出物質(zhì)以制造反作用力而前進(jìn)的載具,因火箭機(jī)構(gòu)早用于發(fā)射箭矢上,因此在中文稱為火箭?;鸺七M(jìn)是一種精密的結(jié)構(gòu),它的原理主要是力學(xué)、熱力學(xué),以及其它有關(guān)科學(xué)之運(yùn)用,諸如電學(xué)等?;鸺话愕娘w機(jī)主要的不同點(diǎn)在于:飛機(jī)只能在大氣層內(nèi)飛翔,但是火箭可以在外層空間工作,因?yàn)樗恍枰猛饨缈諝獗隳軌蛉紵七M(jìn)?;鸺屏Φ墨@得,乃由高速噴出物反作用而生成。其原理與用水管噴水時(shí)水管會(huì)向后退,以及槍向后座的原理一樣。火箭的燃料經(jīng)過燃燒室燃燒以后,會(huì)產(chǎn)生高溫高壓的氣體,之后再經(jīng)過一個(gè)噴嘴而加速,并排氣到外界。這些氣體便是推動(dòng)火箭的原動(dòng)力。
航天器推進(jìn)
太空飛行器推進(jìn)是任何加速太空飛行器和人造衛(wèi)星的方法,目前已知具有許多方式,每一種方式都有弱點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)。目前許多推進(jìn)方式是采用火箭。
星際航行
星際航行是行星際航行和恒星際航行的統(tǒng)稱。行星際航行是指太陽系內(nèi)的航行,恒星際航行是指太陽系以外的恒星際空間的飛行。不載人行星際航行已經(jīng)實(shí)現(xiàn),而恒星際航行尚處于探索階段。