中国航天器系列及航天科技小知识思维导图

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2023-04-04

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中国航天器系列及航天科技小知识

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思维导图大纲

"长征"指长征系列运载火箭，由我国自行研制的航天运载工具，就是把"神舟"载人飞船、"天宫"空间站、"嫦娥"探月探测器、"天舟"货运飞船、"东方红"卫星等各种航空航天设备送到太空的一种运输工具。因为卫星、飞船本身不能去太空，需要长征系列火箭运输。

长征火箭从1965年开始研制，1970年4月24日"长征一号"运载火箭首次发射"东方红一号"卫星成功。其中，2016年11月3日在文昌航天发射场成功首飞的"长征五号"运载火箭，是中国迄今为止运载能力最强的运载火箭。

二、"天宫"系列

"天宫"是我国的空间实验室，是空间站的前期，相当于太空基地。我国目前还没有空间站。空间站是一种可供多名航天员巡访、长期居住和工作的航天器。我国目前只有"天宫一号"和"天宫二号"。

"天宫一号"是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日在酒泉卫星发射中心由长征二号FT1火箭运载成功升空。

"天宫二号"，是继"天宫一号"后中国自主研发的第二个空间实验室，也是中国第一个真正意义上的空间实验室，于2016年9月15日在酒泉卫星发射中心发射成功。

迄今为止，"天宫"系列与"神舟"系列实现了四次对接，分别是2011年11月3日"天宫一号"与"神舟八号"成功对接，2012年6月18日"天宫一号"与"神舟九号"成功对接，2013年6月13日"天宫一号"与"神舟十号"成功对接，以及2016年10月19日"天宫二号"与"神舟十一号"自动交会对接成功。

2019年1月14日，天宫二号完成了伽马射线暴瞬时辐射的高精度偏振探测，相关成果发表于国际学术期刊《自然·天文学》

三、"神舟"系列

"神舟飞船"是中国自行研制，具有完全自主知识产权的载人飞船，是航天员天地往返的载人工具。迄今为止，神舟系列载人飞船由专门为其研制的长征二号F火箭发射升空，发射基地是酒泉卫星发射中心。

飞船结构分为：轨道舱、返回舱、推进舱、附加段四部分。轨道舱被称为"多功能厅"，因为几名航天员除了升空和返回时要进入返回舱以外，其它时间都在轨道舱里。轨道舱集工作、吃饭、睡觉和清洁等诸多功能于一体。

四、"天舟"系列

"天舟一号"是中国首个货运飞船，是天地间运货的工具，可以对未来空间站中航天员长期驻留和空间科学实验进行货物补给的支持。迄今为止，我国进行太空货运的"天舟"系列，只发射有"天舟一号"。

五、"嫦娥"系列与"玉兔"系列

"嫦娥工程"是2004年我国正式开展月球探测工程。迄今为止，我国"嫦娥"系列均在四川西昌发射升空。2007年10月24日，第一颗绕月卫星"嫦娥一号"成功发射升空。2010年10月1日"嫦娥二号"顺利发射。

2013年12月2日，嫦娥三号探测器发射成功，它是中国第一个月球软着陆的无人登月探测器。嫦娥三号探测器由月球软着陆器和月面巡视器(又称"玉兔号"月球车)组成。由此可以看出，"玉兔号"是随"嫦娥系列"踏上月球，并对月球进行巡视探测的机器设备。

2018年12月8日，"嫦娥四号"探测器携带"玉兔二号"在西昌卫星发射中心(该地区属亚热带气候，全年平均气温为16℃，全年地面风力柔和适度。这里每年10月至次年5月是最佳发射季节)由长征三号乙运载火箭成功发射。2019年1月3日，"嫦娥四号"探测器成功着陆在月球背面，(到达背面非常难的原因是月球永远以同一面朝向着地球，这种现象"潮汐锁定")并通过"鹊桥"中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图。此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆，首次月背与地球的中继通信。2019年1月11日，嫦娥四号与玉兔二号正常工作，在"鹊桥"中继星支持下顺利完成互拍。

嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称，随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中，棉花种子成功发芽。

2018年12月8日，"嫦娥四号"探测器携带"玉兔二号"月球车成功发射。

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★航天科技小知识

1. 在失重情况下航天员是否很难进入睡眠状态?

这是个值得讨论的问题，因为影响睡眠的原因有很多。首先，要分航天员在太空的工作是一班制还是二班制。在国际空间站和大多数航天飞机上，所有的航天员都是同时睡觉，他们将睡袋挂在自己喜欢睡的地方，如墙上、墙角、天花板上等等。当航天员实行倒班工作制时，像包括空间实验室在内的一些航天飞机上，航天员睡在一个小的铺位上，将它关闭后，可以隔绝工作室传来的噪音。开始，航天员有些不安的感觉，觉得自己躺在一个狭窄的鞋盒中，而且大多数航天员出现10-15秒的背部感到舒适的错觉。然而，当你打算睡觉的时候，你需要习惯你的背部和侧面没有感觉，事实上你是在睡袋中漂浮着，只是用绳子将你倒挂着，因而那种使得你昏昏欲睡的重力感觉是不存在的，也有些航天员对此还不太适应。他们毫无睡意，紧张得必须吃安眠药才能睡着。另一些人即使是在这种特殊环境下也能睡得很香。需要补充的是：如果睡觉的时候你的头部处在不通风的地方，呼出的二氧化碳会聚集在你的鼻子附近，当你血液中的二氧化碳达到一定程度的时候，脑后部的一个报警系统就会发出警告，使你惊醒，会感觉呼吸急促。这时，你走几步或换个地方，又可以沉睡了。

2. 航天员在太空中穿衣服时会有什么特殊的感觉吗?

航天员的航天服除了在舒适性和安全性上有特殊要求以外，通常和我们在地球上穿的没什么差别。例如，衣服必须由防火材料制作。当在失重情况下穿航天服的时候，航天员实际上就是在衣服内漂浮，只有当衣服碰触到肌肤的时候，才会感到是穿着衣服。

3. 太空中漂浮很有意思么?

航天员们都认为一旦适应微重力环境后，在太空中漂浮是非常有趣的。顺便说一下，科学家们不喜欢将微重力称为零重力，这是因为除非你正好站在围绕地球做自由落体运动太空船的中心位置，此外你就不可避免的受到来自微小的加速度和潮汐的影响，即使它们的作用很小，只有地球引力的百万分之一，我们也不能认为它是无重力或0重力。这就是我们为什么称之为失重的原因。在微重力环境下生活是很有趣，不同人的感觉也不同。第一次参加太空飞行的航天员，在进入太空后的头两三天，约有30%-40%的人出现"空间适应性综合症"(它是运动病中的一种)，其他人不会出现这种症状。血液流向上身，使鼻窦和舌充血，影响人的感觉，一周左右的时间，航天员体内就会出现适应失重的反应。在失重情况下，脊椎由于没有重力的作用而变长了，使得人变高了(长高1-2英寸)。在失重情况下，当所有的肌肉放松的时候，就会出现大腿轻轻的向上抬起，胳膊向前方舒展开，身体略微弓着，仿佛是在水中一般。由于没有"上"或"下"的感觉，需要依靠别的标志来确定"上"和"下"，在航天飞机内部设计时，考虑用天花板和地板的不同来定位。在微重力的情况下，航天员常常产生错觉。当航天员告诉自己的大脑哪个方向是"上"，它立刻会认为那是错觉。这样，在太空定位、转移或运动等感觉与在地面上不一样。在太空行走是非常轻松的，航天员很快就习惯到处行走和用固定足的方法将自己固定在空间站上。穿上航天服在太空中行走变得困难得多，这是因为工作服体积大，就像套上一个气球，视觉和触觉都受到了限制。

4. 你可以穿多长时间的航天服?

一般可以穿5-7小时。当然也要视航天服的中的可消耗材料的情况，例如氧、电量、冷却水等。航天服简直就是小型太空船，穿航天服工作是很辛苦的。穿着的时间也与穿着者对舒适性和耐磨性要求有关。

5.如果在太空中遇到骨折或重病如何处理?

在早期曾发生过阿波罗13号航天员佛瑞德尿感染的问题及小规模的流感的问题。太空船上总会带上足够的药品以应付这些突发事件。一旦在围绕地球飞行过程中发生意外，不管是在航天飞机上或在国际空间站，都要以最快速度将航天员送回地球。美国宇航局也为国际空间站开发了一个大型的七人座的返回舱，是为在特别情况下作为"太空救护车"使用的。如果发生骨折，在太空船上也准备了固定骨骼的器材。当人类出发进入外太空，比如在探险火星的时候，太空船上将携带医疗设备，有一名或多名航天员是经过良好的医学知识训练的，他们可以进行救护和治疗。因为在这种情况下，短期内返回地球是不可能的。可能情况下，飞船上将配备经验丰富的医生。

6.空间站上的航天员在太空中是怎样打发业余时间的?

他们根据自己的不同喜好，各有偏重。在飞行中，他们可以各自选取自己喜欢的娱乐。有的可以利用膝上型电脑看书或给家人发邮件，有些人在听音乐或玩游戏，再有些人就是与地面的亲友打电话或与其他同事聊天。可是绝大多数航天员在刚进入空间站时，大部分业余时间是站在窗旁，眺望宇宙和注视着地球从空间站下消失。

7. 国际空间站的航天员是如何挑选出来的?

任何身体状况良好，符合航天员基本要求的成年男女都可以被选拔出来参加航天员训练。要成为国际空间站的任务专家或航天员，最低要求是至少获得一所国家承认院校的工程、自然科学或数学学士学位，在这一领域有三年以上相关工作经验，更高的学位将更合适。航天飞机驾驶员至少要有1000小时的喷气式飞机的飞行经验，其视力要比专家好。竞争是相当激烈的，每两年平均有4000名申请者角逐20个名额。定期征募航天员。

8. 航天员在太空中使用什么样的餐具吃饭?它们有什么不同吗?

航天中使用的是普通的餐具，像刀、叉、勺，与地球上使用的相同。航天员吃的大部分食物和饮料可以放在容器里。不同的是，当要吃这些食物时，它们会漂浮出来。一些食物，像在制备豌豆、豆等时要加入沙司，这样它们就会粘在餐具上。食物有热菜、凉菜或冷冻的。饮料是装在一些可压挤的瓶子中，像运动饮料瓶。但是有些事情航天员很难适应，他们常抱怨在长时间的执行任务中，无法得到新鲜的蔬菜和口味清新的咖啡。顺便提一下，在俄罗斯的和平号空间站，一旦运输的航天飞机到达，就可以得到像西红柿这样的新鲜水果和蔬菜。美国航天员Shannon Lucid说，他们经常和俄罗斯航天员联欢。也许几年后，在国际空间站和火星探险队里将能吃到新鲜蔬菜。目前还无法保证提供口味清新的咖啡和汽水，但至少有一家软饮料公司已经开始开发一种在失重状态下使用的容器。此外，在航天中由于体液的转移，使航天员的味觉和嗅觉发生改变，在轨航天员经常挑选味重的食物。

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★航天航空科普小知识

1、最早发明火箭的国家是(中国)。

2、为纪念一位传奇式的人物，月球上的一座环形山用他的名字命名，他的名字是(万户)。

3、我国第一个火箭研究机构——国际部第五研究院的第一任院长是(钱学森)。

4、世界上第一颗粒人造地球卫星是(前苏联)发射的，从而开创了人类航天的新纪元。

5、人类第一位成功进入太空的宇航员叫(尢里•加加林)，他是(前苏联)人。

6、第一位登上月球的宇航员是(阿姆斯特朗)，他是(美国)人。他首先实现了人类登上月球的理想。

7、人类第一艘载人宇宙飞船在首次飞行时绕地球飞行了(一)圈，在太空飞行了(108分钟)。

8、我国神舟号试验飞船是用(长征二号F)运载火箭发射的。

9、长征三号甲运载火箭第三级所用的推进剂是(液氢和液氧)。

10、我国在(1980年)向太平洋发射了远程火箭。