简介 ................................................................................................................................................ iv 考试技巧 .................................................................................................................................. v 标准复习与练习 .............................................................................................................................. 1 5.ESS.1 内容陈述:太阳系包括太阳和所有围绕太阳运行的天体。太阳系中的每颗行星都有其独特的特征 ...................................................................................... 1 5.ESS.2 内容陈述:太阳是宇宙中众多恒星之一 ........................................................................................ 4 5.ESS.3 内容陈述:地球和太阳之间的大部分运动周期和模式都是可预测的 ............................................................................................................. 8 5.LS.1 内容陈述:生物在生态系统中发挥着多种作用 ............................................................................................. 12 5.LS.2 内容陈述:生物体内发生的所有过程都需要能量 ............................................................................................................. 16 5.PS.1 内容陈述:物体运动的变化量取决于物体的质量和施加的力的大小 ............................................................................................. 20 5.PS.2 内容陈述:光和声音都是以可预测的方式表现的能量形式 ............................................................................................................. 25 基于表现的评估实践 A ............................................................................................................. 29 基于表现的评估实践 B ............................................................................................................. 32年终评估练习 A ................................................................................................................................ 35 年终评估练习 B ................................................................................................................................ 57 答案 ................................................................................................................................................ 79
摘要:在本文中,考虑了使用太阳能的工业过程热量的低至中等温度水的产生。特别是,本文概述了最佳设计方法的观点,该方法考虑了问题的所有典型变量(太阳辐照,系统架构,设计约束,负载类型和分布以及设计与优化标准),还考虑了化石燃料备用系统的使用。该方法的关键要素是定义合成的能量和经济效用功能。这考虑了与使用化石燃料备用有关的经济罚款对不可逆性的归因。此功能将太阳系生产(太阳级分)的份额作为最佳设计变量。本文显示,使用提出的标准,如何将太阳能分数的最佳值定义为太阳系在整个能源需求方面的运行份额。当前的实践考虑了40%至60%之间的值。但是,使用拟议的方法也可以获得高达80%的水平。因此,惩罚使用化石燃料并不排除先验的贡献。
太阳能电池是实现非核太阳系探索的重要电源。当看到太阳时,太阳能电池为太空飞行器及其有效载荷提供恒定的可再生能源,使其能够持续飞行到太阳系的外围。最先进的 (SOA) 太空太阳能电池阵列使用基于 III-V 化合物和锗的三结太阳能电池。然而,这些电池在辐射暴露下会显著退化,需要厚厚的盖玻片进行屏蔽。自从钙钛矿首次被确定为可行的光伏材料以来,人们已经对钙钛矿太阳能电池 (PSC) 的空间应用进行了大量研究。1–12 初步研究表明,新兴的超薄、柔性和轻质钙钛矿太阳能电池具有天然的抗辐射性能,11–17 有可能使高比功率 18 太阳能电池阵列设计用于高辐射和深空环境中的发电。此外,所需材料的低成本意味着 PSC 具有成本效益。19
人类对太空的兴趣是普遍而持久的。人类被驱使着去探索未知世界,发现新世界,突破科学和技术的极限,然后进一步向前迈进。人类太空探索有助于解决关于我们在宇宙中的位置和太阳系历史的基本问题。通过解决与人类太空探索相关的挑战,我们扩展了技术,创造了新的产业,并帮助促进与其他国家之间的和平联系。好奇心和探索精神对人类精神至关重要。接受深入太空的挑战将邀请当今世界公民和未来的几代人加入 NASA 的这一激动人心的旅程。美国在探索新领域、发现和知识方面处于世界领先地位。美国国家航空航天局(NASA)在美国太空领域的领导地位中发挥着独特的作用。NASA 已将人类送上月球,向太阳和太阳系的每个行星发射了航天器,并发射了机器人探测器前往太阳系以外的地方。NASA 的愿景是达到新的高度并揭示未知事物,造福人类。美国宇航局成立于 1958 年,在载人航天领域积累了丰富的独特科学技术成就。从约翰·格伦 1962 年驾驶友谊 7 号绕地球飞行,到阿波罗任务和航天飞机时代,再到如今绕地球飞行的国际空间站 (ISS),美国宇航局一直处于载人航天飞行的最前沿。美国宇航局正在引领进入月球附近深空的下一步,宇航员将在那里建造并开始测试前往火星等深空目的地的具有挑战性的任务所需的系统。这片靠近月球的空间区域提供了一个真正的深空环境,可以为进一步深入太阳系的人类任务积累经验,而宇航员将足够接近月球表面执行机器人任务,如果需要,可以在几天内返回地球,而不是几周或几个月。美国宇航局未来的成功和全球领导地位将在很大程度上取决于我们今天在科学研究、技术和员工队伍方面的投资和创新。美国国家航空航天局的重点一直是、也将永远是发现、发明和展示新技术、工具和技巧,使我们的国家能够探索太空,同时改善地球上的生活。
除了这次任务之外,惠特克表示,其他几项创新也有可能改变机器人目前探索太阳系的方式。目前,探测器使用立体视觉来探测地形危险。惠特克表示,如果激光测距技术(称为 Lidar)可以小型化以适合机器人,那将是一个“突破”。
太阳系的地球行星和卫星;地球的大小,形状,内部结构和组成,银河系和太阳系。现代理论关于地球和其他行星的起源。地球的轨道参数,开普勒的行星运动定律,地质时间尺度;固体,大气和海洋中过程的时空尺度。放射性同位素及其应用。陨石化学成分和地球的主要分化。;等值概念;地震学的要素 - 人体和表面波,地球内部体波的传播,地球内部的物理化学和地震特性。;地球内的热流;地球引力场;地磁和古磁性;大陆漂移;板块构造 - 与地震,火山和山区建筑的关系;大陆和海洋外壳 - 组成,结构和厚度。地球学的基本概念和地球内部结构。岩石圈,水圈,大气,生物圈和冰冻圈的进化,花岗岩的岩性,地球化学和地层特征 - 绿石和颗粒带。印度克拉替核,移动带和原始沉积盆地的地层和地层学。前寒武纪的生活。前寒武纪 - 寒武纪边界,特别提到印度。地貌:
不同文化如何看待夜空,包括星座和神话 通过望远镜设计的变化,观察夜空的进步 有哪些不同类型的恒星和星系? 我们的太阳系是什么样的 我们如何处理太空图像 如何成为一名火箭科学家 世界各地的航天机构 系外行星、外星生物学、外星化学和外星医学 太空旅游和私人太空旅行
摘要。我们讨论了核电推进 (NEP) 能力,该能力将 (1) 使一类无法使用放射性同位素动力系统完成的外太阳系任务成为可能,并且 (2) 显著增强一系列其他深空任务概念。NASA 计划开发 Kilopower 技术用于月球表面发电。Kilopower 还可以作为 10 kWe NEP 系统的电源;因此,我们强调 10 kWe NEP 的优势,以鼓励 NASA 科学任务理事会 (SMD) 倡导(作为潜在受益者)NASA 开发 Kilopower 的计划,并激励进一步开展 10 kWe NEP 相关概念研究。背景和主张。2010 年,十年巨行星调查小组要求进行一项研究,以考虑使用小型裂变动力系统支持未来未指定的 NASA 科学任务的可能性。美国能源部 (DOE) 和 NASA 的研究小组(包括格伦研究中心 (GRC)、喷气推进实验室 (JPL)、洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 和爱达荷国家实验室 (INL))选择了一个简单的概念,提供 10 kWe 的功率、15 年的使用寿命,并可能在 2020 年具备发射能力 [Mason et al., 2010, 2011]。该初始概念导致了该概念的开发和测试计划,从 2012 年的平顶裂变演示 (DUFF) 测试开始 [Poston and McClure, 2013]。2015 年,NASA 的空间技术任务理事会 (STMD) 与美国能源部国家核安全局 (NNSA) 合作,进一步开发 Kilopower,作为一种新型、简单的 1 至 10 kWe 空间反应堆概念 [Gibson et al., 2017]。与电力推进一起使用的 10 kWe 电源可以实现一类外太阳系任务,并显著增强一系列其他深空任务概念 1 。该能力可以增加科学有效载荷质量、减少飞行时间、延长任务寿命 2 ,并为科学仪器提供充足的电力和/或提高数据速率。这样的进步将为卡西尼级任务提供科学价值的突破 [美国国家研究委员会,2006],使 NASA 能够继续执行大型外太阳系战略任务 [美国国家科学、工程和医学院,2017]。基于 10 kWe NEP 系统可以实现放射性同位素动力系统无法实现的任务的假设 3,4 ,NASA 和 DOE 研究中心的联合研究小组确定了使用 10 kWe NEP 进行外太阳系探索的一般和具体好处。裂变动力系统的使用已被确定为实现可持续发展的关键因素
高性能和长寿命可充电锂铁电池,专门为高功率太阳能光伏离网和备用应用程序而设计,并具有集成的电池管理系统-BMS。离网太阳系和高输送功率的高性能。专门设计用于最佳和快速的光伏离网太阳能充电。非常高的功率和瞬时功率传递能力。
在本模块中,学生将学习 NASA 深空网络 (DSN) 背景下的以下四个概念:通信、延迟、性能和网络。这些概念是现代电信的基础,随着我们想要通信的距离越来越远,这些概念变得越来越重要。本指南将挑战学生在他们之前对通信的理解(例如有关波、光速、太阳系和网络的知识)的基础上,了解 NASA 深空网络的创建、运行和规模。学生将有机会像计算机一样进行通信,方法是将数据编码为二进制或十六进制或解码数据;计算地球和太阳系中不同物体之间的延迟时间;模拟信号如何传递、延迟或降级;并将所有这些概念交织到更广泛的网络概念中。每个活动中的各种额外资源不仅可以增强体验,还可以让学生直观地看到这些概念如何影响他们的日常生活。鼓励教育工作者和辅导员探索每个活动中提供的额外内容,因为深空通信会根据研究不断变化。虽然 NASA 通信技术几乎可以在学生的生活中随处找到,但以下两个例子重点介绍了 NASA 最近开发的与深空通信研究相关的衍生技术。