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1、月球基地应该是什么样子月球基地应该是什么样子广东省江门市新会第一中学 赵其庆 手机：13172261347 QQ：851637986 邮编：529100【问题提出】： 月球是地球的天然卫星，也是距地球最近的天体，是人类向太空扩展生存空间的首选地。在月球上 建立基地，人类可以通过开发月球资源来满足生存和发展的需要。到目前为止，月球基地还处在一般性 探讨阶段。但随着时间的推移、科技的发展，我们人类有能力来实现这个梦想。那么月球基地的建立， 到底需要怎样的条件？月球基地应该是什么样子? 【探究思路】：【探究过程】： 资料搜集：资料搜集： 1月球表面的自然状况： 月球上没有大气，处于一种高度的真空状态
2、。月球上没有水。月球上没有大气层，月面直接暴露在 宇宙空间，所以月表的温度变化非常剧烈。白天最热时，月表温度可达 127；夜间最冷时，温度则可降 到183。目前月球无人类已知的生命形态。 2人类目前在生物圈研究领域的成就： 生物圈 2 号是美国建于亚利桑那州图森市以北沙漠中的一座微型人工生态循环系统，目的是在密闭 状态下进行生态与环境研究，帮助人类了解地球是如何运作，并研究在仿真地球生态环境的条件下，人 类是否适合生存的问题。 联系教材：联系教材： 在联系教材所学内容进行实际应用分析时要从地球具有生命物质的条件入手，由于地球上具有了适 宜生物生存的温度、大气和水等物质条件，同时又具有安全的宇宙
3、环境，因此为生物生存提供了良好的 条件。地球上存在生命的条件形成生命条件的原因太阳光照稳定太阳从诞生至今没有明显的变化外部条件运行轨道安全地球附近的大、小行星各行其道、互不干扰有适宜的温度日、地距离适中，自转周期不长不短，使地表平均气温为 15有适合生物呼吸的大气地球的体积和质量适中，吸引气体形成大气层，并经过漫长的 演化形成以氮和氧为主的大气自身条件有液态的水地球内部放射性元素衰变致热和原始地球体积收缩产生热量， 不断产生水汽，并随地球内部的物质运动带到地表，形成原始 海洋对比探究：对比探究： 与地球相比，月球表面的自然状况一般不具备具有生命存在的条件。通过对比然后分析建立月球基 地时应该怎
4、样处理和解决这些条件。地球月球光照太阳光照稳定太阳光照稳定外部条件环境运行轨道安全高能粒子“雨”和等离子“风”以及磁爆的袭击，气压地球表面的气压是 100000Pa月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引力引力强引力只有地球的 1/6温度有适宜的温度，地表平均气温为15温度变化非常剧烈。白天最热时，月表温度可达 127；夜间最冷时，温度则可降到183大气以氮和氧为主的大气，适合生物 呼吸没有大气，真空状态自身 条件水有液态的水没有水，极地可能有冰对比结果有生命存在无生命存在
5、通过对比探究，月球上适合人类生存的条件有：引力，极地可能有冰、矿产资源等。月球尚不具备、 需要人类自己解决的条件是：适合人类呼吸的大气、适宜的温度条件、可以饮用的液态水、防御宇宙辐 射的措施等 案例探究：案例探究： 以人工建造的全封闭的模拟地球的生态环境的“生物圈”2 号实验为案例，分析在月球上如何解决不 符合生命存在的条件。实验虽然失败，但获取的经验和教训为以后人类在月球建立基地打下基础： 1模拟的生态系统不是自然的生态系统，生态系统各个组成部分简单、生物种类少、食物链的复杂程度 比农田生态系统差，需要人为调节而不是自然调节。 2种植绿色植物制造氧气不能过多，否则二氧化碳和肥力不足；动物饲养
6、不能太多，否则氧气消耗会增 加；科学家要维持气候、大气成分、生物种类和数量平衡，创造适合生命生存的环境。 3大气成分发生变化，内部气候没有调节好，粮食歉收，生态平衡被破坏等导致实验失败。 4氧气未能顺利循环是导致“生物圈”2 号失败的重要原因。由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳， 部分二氧化碳又与建“生物圈”2 号用的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致其中氧气含量从 21%降到了 14%。到后期， “生物圈”2 号中的植物几乎灭绝，必须注入氧气才能维持人员生存。 假设探究：假设探究： 假设人类已经建立了月球基地，那么月球上有哪些人类可以利用的资源？哪些资源可用于维护和发 展月球基地？ 1空间资
7、源：漫长的黑夜，极低的夜间温度，为建造高精度天文观测台提供了理想的场所。 2矿产资源：月球具有丰富的物质资源。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；月球上的氦3，是地球上所没有的核聚变反应的高效燃料， 所以通过采取一定的技术，对于人类找到新的能源和维护永久性月球基地十分重要。 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，加上月球自转周期一天相当于地 球自转一个月的长度，这样可以获得更多的太阳能。如果在月球表面建立太阳能发电厂，就可以获得极 其丰富而稳定的太阳能，这就解决了未来月球基地的能源供应问题。 得出结论：得
8、出结论： 要想在月球上建成永久性空间站，必须达到基本要求有： 1要有生产太阳能所需要的充足阳光，能使空间站获取足够多的能源，以维持空间站的运行。 2要有十分靠近一个很可能储存着丰富冰的储存区，便于空间站人员获取水。 3能够进行有效准确的空间天气预报。在月球空间站户外活动的空间站工作者要经受高能粒子“雨”和 等离子“风”以及磁爆的袭击，因此必须很好地了解和预测月球环境的变化情况。 探究结果探究结果： 月面上是真空环境，沙尘很多，在设计居住舱的时候要保证它的气密性，不能漏气，要采取有效的 措施来防止沙土进入舱内。防宇宙线的办法主要是用各种各样的防辐射屏蔽。溶洞是天然的防辐射屏蔽， 如果把居住舱建在
9、溶洞内，对于防宇宙射线是一种比较有效的措施和办法。 永久性月球基地有 12 名航天员，包括飞船的着陆和起飞设备、太阳能发电站、月球开矿设备、航天 员居住舱和实验室、核电站和月球天文台。航天员的居住舱和实验室一种由五层结构组成的复合体，其中第一层在月面上，其余 4 层在月面下。第一层是航天员出舱活动设备层，由两部分组成，里面包括气 闸舱、月球服的维修、保养和储存设备。这一层的顶部覆盖有防辐射的月球土壤。第二层不是一层建筑 结构，而是一个竖井状通道，竖井上连接第一层，竖井下连接第三层，竖井中安装有电梯，供航天员进 出各楼层时使用。第三层和第四层安装在月球溶洞内，两层紧连在一起，是航天员的居住舱和实验室。 这两层开始是充气结构，成型以后被固化，最后成为永久性结构。第五层是最底层，也在溶洞内，主要 用于安装基地的环境控制生态系统和其他设备。月面月面溶洞溶洞
