第一章 问题研究 火星基地应该是什么样子--人教版高中地理必修第一册教学课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
问题研究 火星基地
应该是什么样子
第一章 宇宙中的地球
地理
学习目标
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。
②应用地球的宇宙环境等所学知识，结合资料，加深对“行星地球的特殊性”的理解，强化环境保护意识。
③通过设计火星基地，提高地理有效信息的收集与处理能力，增强合作意识，激发想象力。
学习重难点
重点：
了解火星表面的自然状况、火星适宜人类生存的条件。
难点：
火星适宜人类生存的条件。

导入新课
在太阳系中，火星被认为是除地球外最适合人类居住的星球，从20世纪60年代开始，人类向火星发射探测器，开启了火星探测之旅。
1962年，苏联“火星1号”探测器飞越火星的尝试失败。1965年，美国发射“水手4号”火星探测器成功掠过火星，并传送回第一张火星表面的照片。1971年11月，美国发射的“水手9号”火星探测器进入火星轨道，提供了完整的火星地貌图并对火星大气层进行了研究。1997年7月，美国发射“火星探路者”火星探测器到达火星。2001年10月，美国发射“奥德赛”火星探测器到达火星。2003 年12月，欧洲航天局发射“火星快车”探测器到达火星。2012年8月6日，美国“好奇号”火星探测器在火星表面成功着陆。2018年，NASA 发射“洞察号”探测器探索火星地质结构。
1.火星的概况。
2.“绿航星际”的组成与原理。
请同学们仔细阅读教材第25~26页的内容，根据下面的导学问题，边读边思考边记忆，并在课本上勾画以下问题的答案。
新课讲授
学习任务一：了解火星概况
资料1 火星概况
火星因表层土壤中富含铁元素，具有红色的外表，被称为“红色行星”。火星大气稀薄，二氧化碳含量达95%以上。火星表面温差很大，赤道地区夏季白天温度为21℃，到了夜晚能降至-73℃。火星表面遍布尘埃，常年有大风，沙尘暴往往能持续数周。
新课讲授
从太空拍摄的火星照片显示，火星表面有干涸的河床，这表明火星上曾经存在过液态水。科学家据此推测火星表面曾有比现在更厚的大气层，温度也更高，这样才能保证液态水的存在。火星的两极覆盖着由干冰和冰组成的冰盖。科学家检测了火星探测器采集的火星土壤样本，发现火星土壤中含有少量的水分子。近期的研究还发现，火星中纬度地区地表之下埋藏着大量的冰，火星南极冰盖下蕴含着大量的液态水。
新课讲授
【我国的火星探测】
2020年7月23日，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务天问一号探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。
2021年5月15日7时18分，祝融号火星车发回遥测信号确认，天问一号着陆巡视器已成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。中国第一次火星探测就实现了三步走的“绕、落、行”，这是中国人创造的又一个重大航天科技奇迹。
2021年6月11日，国家航天局在京举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了由祝融号火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图。
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2019新教材 必修1 第一章 宇宙中的地球 问题研究 火星基地应该是什么样子
李君制作
天问一号探测器着陆火星
“祝融号”火星车
“祝融号”火星车拍摄的火星地貌
我国对火星的探索
2019新教材 必修1 第一章 宇宙中的地球 问题研究 火星基地应该是什么样子
李君制作
水星
金星
地球
天王星
小
行
星
带
木星
土星
火星
海王星
类地行星
巨 行 星
远日行星
彗星
火星：类地行星，位于地球和（小行星带）、木星之间
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
与太阳的平均距离（108km） 0.597 1.082 1.496 2.279 7.78 14.27 28.70 44.96
质量（地球为1） 0.05 0.82 1 0.11 317.94 95.18 14.63 17.22
体积（地球为1） 0.056 0.856 1 0.150 1316 745 65.2 57.1
地球 火星
与地球的质量比 1.00 0.11
与地球的体积比 1.00 0.15
有无大气层 有 稀薄
大气成分 氮、氧为主 二氧化碳为主（95%以上）
昼夜温差 小 大
液态水 有 无，有冰
地表环境 大部分地区植被茂盛 地表尘埃遍布，大风、沙尘暴
新课讲授
火星和地球的比较
火星直径约是地球的一半，体积为15%，质量为11%，表面积相当于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行星（地球、金星、水星）还要小很多。自转轴的倾角几乎和地球相同，也有四季变化。气温比地球低，公转周期几乎是地球公转周期的两倍，所以，火星上每个季节要持续6个月，而不是3个月。
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探究：结合所学知识及教材资料1，探究下列问题。
1.分析火星适宜人类生存的条件。
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2.分析火星不适宜人类生存的条件。
3.如果在火星上生活，人类还需要创造哪些生存条件
分析火星适宜人类生存的条件
从火星所处的宇宙环境看，火星与太阳的距离比较适中，太阳光照比较稳定；太阳系中大小行星各行其道、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上看，能够满足人类生存的条件有两项：一是火星具有固体表面，表面遍布尘埃；二是在火星的土壤中含有少量的水分子，火星中纬度地区地表之下埋藏着冰， 火星南极冰盖下蕴含着大量的液态水。
分析火星不适宜人类生存的条件
温度（昼夜温差大）；
水（地表缺少水）；
火星大气层构成（以二氧化碳为主）。
恶劣的环境：火星上还经常有非常严重的超级大沙尘暴，大风也不是人类能直接抵抗的。火星上没有食物来源，还需要承受住强烈的宇宙射线。
如果在火星上生活，
人类还需要创造哪些生存条件？
减小昼夜温差。火星温度变化剧烈，夏季昼夜温差达94℃。
创造合适的大气环境。火星大气稀薄，二氧化碳含量高达95%以上，因而要创设与地球相似的大气环境。
创造合适的水环境。火星表面没有液态水，只是在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。
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；
防御宇宙辐射的措施；等等
为开展载人航天深空探测提供技术储备，为人类星际旅行和地外居住创造保障条件，我国科学家研发了“绿航星际”这一受控生态生保系统集成试验平台。该试验平台由植物舱、乘员舱、生保舱和资源舱组成。
它基于生态学原理，通过动植物培养、废水废物处理、大气调控等多个功能单元的协作，以实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生，建立适合人类长期驻留的生命和健康保障体系，减少地面物资补给需求。
2016年12月14日，4名志愿者结束了为期180天的密闭试验。舱内系统实现了志愿者所需氧气、水以及部分食物的再生式供应。
该次试验为我国空间站任务提供了有力的技术支持，也为未来地外星球基地生命保障技术的预先研究打开了新局面。
学习任务二：了解“绿航星际”实验平台
资料2“绿航星际”
探究：阅读教材资料2，探究下列问题。
1.“绿航星际”试验平台为什么要在封闭环境中进行
火星表面环境恶劣，人类很难生存，或许可以尝试在密闭的人造环境中生存。
封闭环境内的大气、水和食物的循环再生，恰好就是在模拟地球表层大气圈、水圈、生物圈。
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2.“绿航星际”试验平台模拟的是什么

3.“绿航星际”试验对火星基地的建设能提供哪些参考
可以为火星基地的形态、功能、防护等方面提供一定的参考。火星并不具备人类生存的条件，所以制造可循环的封闭环境，对于实现人类在火星生存的愿望显得尤为重要。“绿航星际”和“生物圈2号”基于生态学原理，实现封闭环境内的大气、水和食物的循环再生，为未来火星基地的建设提供了很好的模拟实验，为人类走向火星打开了新局面。
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能够和地球保持方便的通信联系；
能够为火星基地与地球之间的物资运输提供最大的方便；
有良好的光照条件，可以充分利用太阳能；
周围有丰富的资源，能满足研究和利用的需要；
能满足科学研究的需要；
火星基地应具有生产、生活、科研的功能，应在最大程度上实现自给自足！
火星基地的基本功能需要有哪些？
活动：设计一个火星基地
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模拟火星基地
2019年3月1日中国首个火星基地建成开始投入运行，该基地坐落于中国青海省茫崖市，地处3 000米高海拔、人烟稀少的高原之上。中国天文学家和地理学家认为这里的地理环境与火星地貌最为相似，是整个中国境内“最像火星”的地方。这片位于青海柴达木盆地的红崖地区，拥有这全中国最大的雅丹地貌，其气候寒冷干燥，昼夜温差极大，可以最大限度地模拟火星上的生存环境。
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假设火星基地分为登陆区、居住区、科研区、能源区等几个站区。选择你感兴趣的一个站区，从形态、功能、防护等方面提出一个设计方案。最后画出示意图，把不同的站区对接起来，形成一个完整的火星基地。
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【小组展示】：
每个小组派一到两位代表到讲台上展示自己的成果：展示本小组设计的火星基地图，对登陆区、居住区、科研区、能源区等所选站区进行解说，说明设计的功能原理及其合理性，最后说明如何把不同的站区对接起来，形成一个功能完整，适宜人类居住的火星基地。
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随着世界人口的激增、人类科技水平的不断提升，地球资源环境问题日渐凸显。寻找人类的另一家园，既有研究价值，也有很重要的现实意义。
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课堂小结
建立火星基地的基本条件
具有淡水和氧气
保证食物供应
有充足的能源
火星表面的自然状况
火星基地的建设
谢谢大家