资源简介

(共19张PPT)
火星基地
火星基地应该是什么样子？
教
学
目
标
1.了解火星表面的自然状况,探究人类定居火星的条件与风险,增强科学精神和创新意识。（区域认知）
2.应用地球的宇宙环境等所学知识,结合“知识拓展”提供的资料,加深对“行星地球的特殊性”的理解,强化环境保护意识。（地理实践力）
3.通过设计火星基地,提高查找、收集、分析资料的能力,增强合作意识,激发想象力。（综合思维）
据Worldometers网站数据，全球人口数量已达到80.55亿。联合国经济与社会事务部预测，全球人口将在本世纪80年代突破100亿大关。
伴随着人口高速增长，而且人们的生活品质和资源消耗不断增加，地球的生态系统已逐渐不堪重负。加拿大不列颠哥伦比亚大学的人口生态学家威廉·里斯近日发布论文警告称，世界可能会在本世纪末迎来“人口重置”。
处于危险之中的不仅是人类。今年早些时候，斯坦福生物学家托尼·巴诺斯基曾警告称，全球的生物物种正面临自恐龙灭绝以来最严重的大规模灭绝危机。
加拿大科学家发出预警：地球生态不堪重负 世界或在本世纪末迎来“人口重置”
2023-08-21 16:21
流浪地球虽可行，但人类还不具有飞出太阳系的能力。
虽然科技发展日新月异，但人类面临的命运却十分脆弱，我们面临的重大自然灾难除了地震、火山、海啸外，还包括小天体撞击、地球磁极倒转、超新星爆发、超级太阳风暴等。生命体即使庞大如恐龙，也能在一夕间灭亡殆尽。因此，人类必须保持足够的危机感和紧迫感。
然而，在可预见的将来，人类还不具有飞出太阳系的能力。在太阳系范围内，只有火星环境最适宜生命生存，是我们移居外星球的首选目标。虽然我们在太阳系中探索木卫二和土卫六等天体，在太阳系外搜索系外行星，但这些任务的主要目标是探测这些天体上的生命信息，而非为人类提供未来的移居地。
美国太空探索技术公司负责人伊隆·马斯克计划10年后让人类成功移居火星;美国宇航局的科学家们比较保守，他们估计，30年后人类才有可能创造出自给自足的火星城市。
火星是目前最适合移民的星球，因为相对于太阳系里的其他行星来说，火星与地球最相似。火星的质量、大小和距离太阳的远近都比较接近地球，火星有大气和重力，而且最近的研究表明，火星上存在液态水。
人类或将移民火星
新华网北京9月29日电，美国科技狂人、亿万富翁埃隆·马斯克27日公布“火星移民计划”，要在这颗距地球2.25亿公里的行星上建造一座自给自足的人类城市。马斯克在墨西哥瓜达拉哈拉国际宇航大会上说，希望人类成为“多星球物种”，因为这样“人类文明会延续更久”，而实现这一目标的最佳途径就是在火星建立新的居住地。
马斯克公布“火星移民计划”
活动一：火星的基本概况
思考：火星与地球相比，自然地理环境有什么不同？
活动二：火星基地建立的条件
思考：在火星上我们人类能不能和在地球上一样自由自在地生活？为什么？
地球生命存在的必要条件：
外部条件：（1）安全的宇宙环境
（2）稳定的太阳光照
内部条件： （1）适宜的温度
（2）充足的液态水
（3）适宜的大气成分
思考：火星上是否具备地球生命存在的条件？
从火星所处的宇宙环境看，稳定而安全的宇宙环境是人类生存的基本条件。火星与太阳的_______比较适中，而且太阳光照比较_______；太阳系中大小行星___________、互不干扰，使火星与地球一样，处于一个比较安全的宇宙环境之中。
从火星自身所具有的条件来看，能够满足人类生存的基本条件有两项：一是火星具有固体表面，表面遍布_________；二是火星的土壤中含有少量的_________，火星中纬度地区地表之下埋藏着大量的_________。
探究：火星上满足人类生存的基本条件应该从宇宙环境和自身条件两方面展开讨论。
距离
稳定
尘埃
各行其道
水分子
水冰
1、大气稀薄，只有地球的百分之一，主要是由遗留下的二氧化碳（百分之95.3）加上氮气（百分之2.7）、氩气（百分之1.6）和微量的氧气（百分之0.15）和水汽（百分之0.03）组成的。
2、由于大气稀薄，二氧化碳少而无法形成温室效应，火星温度一直保持零下，夏季平均气温负五十度，冬季最冷负一百二十度。
3、氧气几乎没有，人会马上窒息。
4、因为大气稀薄，所以大量紫外线能照到火星表面。
5、火星虽然在有些地方有残余的水冰（火星三十多一年前拥有海洋），但很难发现。
6、没有像地球上那样的环境，那样的资源（食物）。
火星表面不适合人类生活的理由
【探究】我们人类要移民到火星之上，目前还不能直接在地表自由地生活，必须要先要建立火星基地，思考一下，建立火星基地需要改变火星的哪些环境条件？
(1)_______昼夜温差。火星表面温度变化剧烈，赤道地区夏季昼夜温差达_____℃。
(2)改造大气环境。火星大气_________，二氧化碳含量在________％以上，因而要改造火星的大气环境。
(3)改造水环境。火星表面没有_________水，只是土壤中含有少量的水分子，中纬度地区地表之下埋藏着水冰。
减小
100
稀薄
95
液态
一、温度控制
可以通过使用高效的隔热材料和技术，来控制火星的低温和对人体的影响。同时，可以采用太阳能等可再生能源，来为机器设备和人类提供能量。
二、气压调节
可以通过使用加压服等技术，来调节火星的低气压和对人体的影响。同时，可以采用高压氧气瓶等设备，来为人体提供足够的氧气。
三、水的利用
可以通过使用水回收技术和设备，来回收和利用火星上的水和废水。同时，可以采用太阳能等可再生能源，来对废水进行蒸馏和净化。
四、食物的供应
可以通过使用高效的食品加工和储存技术，来延长食物的保质期和供应量。同时，可以采用生物技术等手段，来研究和种植适合火星环境的植物和微生物。
五、辐射的防护
可以通过使用高效的辐射防护技术和设备，来减少火星上的辐射和对人体的影响。同时，可以采用医学手段等措施来检测和预防辐射对人体的危害。
移居火星需要改善的条件
活动三：火星基地的设计和功能区
思考：火星基地应该包含哪些功能区？各功能区如何联系？
2016年6月17日上午，随着4名志愿者进入密闭舱，“绿航星际——4人180天受控生态生保系统集成试验”在深圳市太空科技南方研究院正式启动。该试验的启动，对建立发展适合多乘员长时间驻留的生命健康保障体系新方法、新技术具有重要意义，标志着我国自主掌握的受控生态生保技术达到国际先进水平。
受控生态生保技术又称第三代环控生保技术，是在神舟飞船上使用的非再生式环控生保技术。该技术基于生态学原理，通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元协同匹配，实现封闭环境内大气、水和食物高效循环再生，旨在建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系，大幅减少地面物资补给需求。
本次试验的密闭舱由乘员舱、生物舱、生保舱、资源舱4类8个舱段组成，包括环境控制、循环再生、测控管理3类14个子系统，面积370平方米，容积1340立方米，具备开展多人一年以上试验的能力。
资料2：绿航星际
“绿航星际”实验对火星基地的建设提供哪些参考？
火星基地可以模拟“绿航星际”，根据生态学原理，通过培养动植物、建立废水废物处理系统和大气调控系统等，获得人类生存所需的氧气、水、食物。
火星基地的基本功能区——登陆区
火星的表面，像地球表面一样，崎岖不平，有山脉、有平原、有峡谷，只是没有像地球上一样有海洋。未来建立火星基地，面临的第一个问题就是如何使人员和航天器安全登陆火星，因此登陆区的建设要求就是保证航天器安全着陆，保证登陆人员安全。
火星基地的基本功能区——居住区
人类要想在火星上立足，最大的挑战是如何开发出适合人类生活的居所。这个居所需要使用火星自身拥有的资源，如水冰、土壤、太阳能等来支撑生物的生存。设计居住区需要注意以下几点：
①能为人类提供氧气、水、食物以及所需的燃料等。
②要有完善的住宅、公共服务设施，并且有宜人的居住环境。
③居住区的用地布局要合理，公共建筑与住宅有方便的联系；各项公共服务设施的规模和布局恰当，方便居民使用。
④居住区内有完善的给水与排水以及供暖系统，居住区内空气新鲜洁净，无有害气体与烟尘污染，日照充足，通风良好，无噪声等。
⑤对预防火灾、地震、沙尘暴等灾害有周密的考虑，创造安全的居住环境。
⑥居住区应赏心悦目，景观有特色，建筑空间应富有变化，色调和谐统一。
火星基地的基本功能区——科研区
科研区的建设需要满足以下要求：
①科研区与生活区分开；
②减小科研区的温差，以保证设备安全运行(因为火星温差太大，所有的研究设备都要面临极端的考验)；
③有先进的安全防护措施，保证科研人员以及信息的安全。
分工设计：根据本节课的学习和对天文知识的了解，请同学们自己绘制一个火星基地的方案。
网络设计：

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