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飞天教学课件欢迎来到飞天教学课件,一段探索中华民族飞天梦想与现代航天成就的旅程本课程将带领大家穿越时空,从古代神话中对飞天的向往,到当代中国航天事业的辉煌成就,全面了解中国航天的发展历程、技术原理与未来展望课程引入仰望星空的梦想上古时代现代飞天自古以来,人类就对飞天充满了无限向往中国古代神话中的《嫦娥奔月》讲述了嫦娥偷食仙药后飞向月球的故事,体现了先民对探索未知世界的渴望123神话传说《夸父逐日》描述了夸父追赶太阳的壮举,虽然最终未能成功,但展现了中华民族不畏艰难、勇攀高峰的精神这些神话传说是中华民族飞天梦想的最早表达飞天的历史回顾航天技术雏形全球早期航天探索中国古代飞天尝试1903年,俄国科学家齐奥尔科夫斯基发表了早在400多年前的明朝万历年间,万户就曾《用喷气装置探索宇宙空间》,首次提出了试图制造火箭椅进行飞行实验这是中国历火箭方程,为现代航天技术奠定了理论基史上早期对航天技术的探索尝试,虽然以失础败告终,但展现了先人们的科学探索精神中国航天起步钱学森归国1955年,著名科学家钱学森克服重重困难,携带先进的航天技术知识回到祖国他带回的核心技术为中国航天事业的起步提供了宝贵的智力支持建立研究机构1956年10月8日,中国第一个导弹研究机构——国防部第五研究院正式成立,钱学森被任命为院长这标志着中国航天事业正式起步自主研发东方红一号中国首颗人——造卫星历史性发射技术突破1970年4月24日,中国成功发射东方红一号重173公斤,绕地球第一颗人造地球卫星东方红一一圈约115分钟,在轨工作了28号卫星入轨后,向全世界播天它的成功发射标志着中国掌放了《东方红》乐曲,向世界宣握了卫星设计、制造和发射的全告中国航天时代的到来套技术国际地位航天基础知识什么是飞天?飞天的本质突破地球引力束缚,进入太空卫星应用围绕地球运行的各类卫星系统载人航天将人类送入太空的飞船与空间站深空探测探索月球、行星及更远太空的探测器重大事件回顾神舟五号载人飞船发射时间航天员2003年10月15日9时整,神舟五号载人杨利伟成为中国首位进入太空的航天飞船在酒泉卫星发射中心成功发射员,开创了中国载人航天的新纪元返回着陆飞行轨道飞船绕地球飞行14圈,总飞行时间21小时23分,飞行轨道倾角为
42.4度神舟系列载人飞船成果2003年首次载人飞行神舟五号实现中国首次载人航天飞行,杨利伟成为中国首位航天员2008年首次出舱活动神舟七号任务中,翟志刚完成中国首次太空出舱活动,在太空中漫步约20分钟2011年首次交会对接神舟八号与天宫一号成功实现自动交会对接,验证了中国空间交会对接技术2021年至今空间站建设嫦娥工程探月壮举绕月探测2007年10月,嫦娥一号发射升空,成为中国首个绕月探测器它携带多种探测设备绕月运行,获取了大量月球表面图像和科学数据,完成了中国首次地外天体探测任务落月探测2013年12月,嫦娥三号成功在月球表面软着陆,释放玉兔月球车进行巡视探测2019年1月,嫦娥四号实现人类首次月球背面软着陆和巡视探测的壮举采样返回2020年12月,嫦娥五号成功实施月面取样并返回地球,带回约
1.73千克月壤样本这标志着中国成为继美国和苏联之后第三个能够从月球采样返回的国家天宫空间站建造历程天和核心舱2021年4月29日发射,作为空间站的指挥控制中心问天实验舱2022年7月24日发射,提供更大的科学实验空间梦天实验舱2022年10月31日发射,进一步扩展空间站能力三舱组合体2022年11月3日完成组装,形成T字基本构型中国天宫空间站是一个由三个舱段组成的空间实验室,总重约90吨,可容纳三名航天员长期驻留它的建成标志着中国成为继美国、俄罗斯之后第三个掌握空间站建造技术的国家,实现了中国人长期在太空生活工作的梦想载人飞船原理发射阶段火箭逐级点火推进,克服地球引力分离阶段助推器依次分离,减轻飞行负重入轨阶段飞船进入预定轨道,姿态调整返回阶段返回舱再入大气层,降落伞减速着陆载人飞船是将航天员送入太空并安全返回地球的特殊航天器神舟飞船的发射过程中,长征二号F运载火箭通过一级、二级火箭依次点火推进,将飞船送入预定轨道在返回过程中,飞船的返回舱需要承受高达3000℃的高温,依靠特殊的隔热材料保护航天员安全返回航天推进技术液体火箭发动机固体火箭发动机新型推进系统液体火箭发动机使用液态燃料和氧化固体火箭发动机使用预先混合好的固态离子推进、霍尔推进等电推进技术虽然剂,通过喷注器混合燃烧产生推力其推进剂,结构简单,可靠性高,但无法推力小,但效率高,适合长期太空飞优点是可以调节推力大小,甚至可以关调节推力或关闭后重新点火行中国已在实践二十号卫星上验证了闭后重新点火,控制精度高该技术中国在神舟飞船逃逸系统和长征十一号中国长征系列运载火箭的主力发动机YF-等运载火箭上使用了固体火箭发动机,未来,核热推进、太阳帆等新型推进技100就是一种液氧煤油发动机,单台推力为快速发射和应急逃逸提供了保障术有望应用于深空探测任务,大幅提升可达120吨,代表了中国液体火箭发动机航天器飞行能力的最高水平重返与回收技术隔热防护减速降落返回舱外表面覆盖特殊隔热材料,抵抗先后释放引导伞、减速伞和主降落伞,再入大气层时高达3000℃的高温将速度从每秒数千米降至每秒数米缓冲着陆定位搜救返回舱底部安装反推火箭和气囊缓冲装着陆后发射信标信号,搜救队伍根据信置,确保着陆冲击力在人体可承受范围号定位并迅速营救航天员内重返与回收技术是保障航天员安全返回地球的关键神舟飞船返回舱的外表面采用了蜂窝结构碳纤维复合材料隔热防护系统,能够有效抵抗再入大气层时产生的高温整个着陆过程精确控制,从再入到着陆仅需约30分钟太空生命保障系统环境控制系统水循环系统空间站内部安装了先进的环境太空中的水资源十分宝贵,因控制系统,能够精确调节舱内此空间站配备了先进的水循环的氧气浓度、二氧化碳含量、系统这套系统能够收集航天温度和湿度这套系统能够为员呼出的水蒸气、汗液,甚至航天员提供舒适的生活环境,尿液,通过多级过滤和处理,控制舱内氧气浓度在
19.5%-将其净化为可饮用的纯净水,
23.5%之间,温度保持在22-实现水资源的循环利用24℃食品供应系统航天食品主要采用冷冻干燥技术处理,既保留了食物的营养和口感,又大大减轻了重量和体积空间站内配备了专门的食品加热装置,可以让航天员享用热食每位航天员每天需要摄入约2500千卡的热量航天员遴选与训练严格遴选全面训练•身体条件身高165-175厘米,体•基础训练航天理论、外语、计算重不超过75公斤机等基础知识•健康状况通过300多项医学检查•专业训练飞船操控、空间站维护、科学实验等•心理素质能承受极端环境和高压状态•生存训练野外求生、水上救生等应急技能•专业背景优秀飞行员或相关专业科研人员•特殊环境训练离心机、低压舱、失重等极端环境适应水下训练•大型水槽深度10米以上的专用训练池•模拟失重水中浮力模拟太空微重力环境•舱外活动穿着航天服进行水下训练,掌握出舱技能•训练强度单次水下训练持续4-6小时主要航天员人物介绍杨利伟聂海胜刘洋2003年执行神舟五号任务,成为中国首位我国首位三飞航天员,先后执行神舟六2012年随神舟九号飞船升空,成为中国首进入太空的航天员他在太空中绕地球飞号、神舟十号和神舟十二号任务在神舟位女航天员她在太空完成了一系列科学行14圈,为中国载人航天事业开创了新纪十二号任务中担任指令长,率队完成中国实验,为中国女性参与航天事业树立了典元退役后担任中国载人航天工程办公室空间站首批航天员驻留任务,太空驻留时范2022年再次执行神舟十四号任务,成副主任间累计超过200天为中国首位两次飞行的女航天员太空授课与科普教育抵抗太空环境挑战微重力环境肌肉萎缩、骨质疏松、心血管系统变化太空辐射宇宙射线对人体细胞的损伤和长期风险太空病失重引起的前庭功能紊乱、空间适应综合征心理挑战长期封闭环境导致的心理压力和孤独感太空环境对人体提出了严峻挑战国际空间站上的宇航员需要每天进行至少2小时的运动锻炼,以对抗微重力环境对肌肉和骨骼的负面影响美国宇航员斯科特·凯利在太空连续驻留340天后,身高暂时增加了5厘米,肌肉质量减少了15%,需要长达一年的时间才能完全恢复中国航天员在天宫空间站内也配备了先进的健身设备和严格的锻炼计划,以维持身体健康同时,地面医疗团队会实时监测航天员的生理和心理状态,及时提供必要的支持和帮助神舟飞船结构剖析返回舱位于中部,是航天员乘坐舱,配备生命保障系统和控制设备,任务结束后返回地球推进舱位于飞船尾部,装有主发动机和姿态控制发动机,负责轨道变更和姿态调整轨道舱位于前端,提供额外生活和工作空间,可进行科学实验,任务结束后留在轨道上神舟飞船采用三舱设计,总长约9米,最大直径约
2.8米,重量约8吨这种设计借鉴了俄罗斯联盟号飞船的成熟技术,但进行了诸多创新和改进三舱结构使飞船具有更大的生活空间和更强的功能性,能够满足不同任务需求其中,返回舱是唯一返回地球的部分,内部空间约为6立方米,可容纳三名航天员轨道舱则是航天员在轨道期间主要的活动和工作场所,空间更加宽敞,约为8立方米推进舱装有大推力主发动机和多个小推力姿态控制发动机,确保飞船能够精确调整轨道和姿态长征系列运载火箭长征二号F载人航天专用火箭,将神舟飞船送入太空长征五号大型重型火箭,可将25吨载荷送入近地轨道长征十一号固体运载火箭,可快速发射,应对紧急需求长征系列运载火箭是中国自主研发的航天运载工具,自1970年首飞以来,已发展出多个系列、20多种型号长征二号F是我国目前唯一的载人航天运载火箭,被誉为神箭,具有高可靠性和高安全性,成功率接近100%长征五号是我国目前运载能力最大的火箭,被称为胖五,起飞重量约870吨,近地轨道运载能力25吨,相当于一辆大型客车的重量它的成功研制突破了大推力发动机、大直径箭体等多项关键技术,标志着中国进入航天强国行列未来的长征九号将进一步提升运载能力,为载人登月和深空探测提供强大支撑空间机械臂与舱外作业空间机械臂性能•长度10米(大机械臂),5米(小机械臂)•负载能力最大可搬运25吨的实验舱•精度毫米级定位精度舱外作业工具•专用工具箱包含30多种特殊工具•脚部限位装置固定航天员位置•安全绳系统防止航天员漂离舱外活动成就•首次太空行走2008年翟志刚出舱20分钟•首次双人出舱2021年刘伯明和汤洪波联合作业•最长出舱时间单次超过7小时空间机械臂是空间站的机械助手,可以协助航天员进行舱外维修、设备安装和科学实验中国天宫空间站配备了大小两个机械臂,它们可以像太空蛇一样灵活移动,将航天员送至工作位置,或者搬运大型设备航天员出舱时穿着的舱外航天服重达120公斤,内部有独立的生命保障系统,可提供约8小时的工作时间天宫空间站科学实验微重力物理实验空间生命科学实验空间天文与地球观测在微重力环境下,流体表面张力成为主微重力环境对生物体有显著影响在天天宫空间站搭载了多种观测设备,进行导力,形成特殊的物理现象航天员在宫空间站,科学家开展了一系列生物学天文观测和地球遥感没有大气层干扰空间站内进行了水球实验、燃烧实验实验,研究植物生长、细胞分裂和人体的太空环境为天文观测提供了绝佳条等,观察物质在微重力环境下的特殊行适应性变化这些研究成果对理解生命件,而从太空观察地球则能获得全球尺为这些实验有助于深入理解基础物理科学规律、促进医学进步具有重要意度的环境数据规律,为新材料研发提供科学依据义•宇宙线观测研究高能粒子起源•两相流体实验研究气液两相流动规•太空育种培育高产抗逆作物新品种•地球环境监测大气污染、海洋变化律•空间材料科学研究晶体生长过程•细胞实验研究微重力对细胞分化的•全球气候变化冰川融化、沙漠扩张影响•冷原子物理超冷原子精密测量•人体研究航天员生理心理适应性变化中国探火工程亿
4.9202飞行距离火星日天问一号飞行里程约
4.9亿公里祝融号火星车工作时间超202个火星日万118科学数据获取原始科学数据118万份2021年5月15日,中国天问一号探测器成功着陆火星乌托邦平原南部,成为继美国、苏联之后第三个成功将探测器送上火星的国家,也是首个一次任务就完成绕、落、巡三大目标的国家祝融号火星车重约240公斤,配备6种科学载荷,包括多光谱相机、地形相机、地下穿地雷达等它在火星表面行驶约1921米,获取了大量火星地貌、土壤和大气数据,为研究火星地质演化、水冰分布、大气成分提供了宝贵资料中国计划于2030年前后实施火星采样返回任务,进一步深化对火星的探索研究空间站国际合作中国天宫空间站秉持共商共建共享原则,面向全球开放合作目前已与欧洲航天局、俄罗斯航天局等建立了紧密合作关系,联合开展多项空间科学实验例如,中欧合作的γ射线暴偏振探测仪已在天宫空间站安装,用于探测宇宙中最剧烈的爆炸现象中国还通过联合国外层空间事务办公室UNOOSA向全球发出邀请,选取了来自17个国家的9个科学项目在中国空间站实施这些项目涉及空间生命科学、生物技术、微重力流体物理、空间材料科学等多个领域,体现了中国推动构建人类命运共同体的诚意与担当世界主要航天强国对比载人飞行医学保障健身设备健康监测医疗急救•太空跑步机特殊绑带固定身体•便携式超声设备检查内脏状况•太空医疗箱常用药品和器械•阻力训练装置模拟重力下肌肉负荷•生命体征监测仪实时记录心率、血压•远程医疗与地面专家实时会诊•自行车测功仪锻炼心肺功能•骨密度测量评估骨量流失情况•急救培训航天员掌握基本医疗技能•运动处方针对每位航天员定制•血液检测分析生化指标变化•应急预案突发疾病快速返回机制载人飞行医学保障是确保航天员健康的重要环节太空环境中,人体会发生一系列适应性变化,如骨量流失、肌肉萎缩、心血管系统重塑等中国天宫空间站配备了全面的医学保障系统,航天员每天需进行2-3小时的体育锻炼,以抵抗微重力环境的负面影响太空垃圾与可持续发展太空垃圾现状防御措施目前地球轨道上有超过
3.4万个中国空间站配备了先进的防撞直径大于10厘米的太空碎片,系统,能够监测接近的太空碎数百万个更小的碎片难以跟踪片并进行预警当发现碰撞风这些太空垃圾以高达每秒7-8公险时,空间站可以启动推进系里的速度运行,即使很小的碎统进行机动规避此外,空间片也可能对航天器造成严重损站关键部位还安装了多层防护害随着航天活动增加,太空装置,可抵御小型碎片的撞击垃圾问题日益严重治理倡议中国积极参与国际空间环境治理,提出和平利用、平等互利、包容共享的外空治理原则我国已开发多种太空垃圾减缓技术,如使卫星任务结束后主动离轨,减少新增太空垃圾的产生,并探索捕获清除现有太空垃圾的新技术航天在国民经济中的作用卫星导航遥感监测1北斗系统已建成45颗卫星的全球组网,定位精高分辨率遥感卫星为农业、林业、海洋、环保度优于10米,服务全球200多个国家和地区等行业提供精确数据支持气象预报通信广播风云系列气象卫星提高天气预报准确率,预警通信卫星实现偏远地区信息覆盖,支持应急通极端天气事件信和防灾减灾航天技术已深度融入国民经济各个领域,创造巨大经济和社会效益北斗导航系统年服务产值超过5000亿元,应用于交通运输、精准农业、智慧城市等领域高分辨率对地观测系统实现了从看得见到看得清的跨越,为国土资源普查、城市规划、精准扶贫等提供数据支撑航天技术的广泛应用极大提升了国家治理能力和现代化水平,也为普通民众生活带来便利随着商业航天的发展,航天产业链不断延伸,将催生更多新技术、新业态、新模式,成为拉动经济增长的新引擎航天成果转化案例太空育种航天材料应用将种子送入太空,利用宇宙辐射航天用特种材料广泛应用于高铁、和微重力环境诱发基因突变,培汽车、电子设备等领域例如,育出性状优良的新品种中国已为航天器研发的碳纤维复合材料培育出200多个太空育种新品种,现已应用于高铁车身,减轻重量如太空辣椒、太空小麦等,增产30%以上,提高了速度和能效效果显著,为粮食安全提供保障航天隔热材料改良后用于建筑保这些作物普遍具有高产、抗病、温,节能效果显著耐高温陶瓷抗逆等特点,目前太空育种作物材料则用于新一代汽车发动机,种植面积已超过3000万亩提高了耐用性医疗健康技术航天医学研究成果转化为地面医疗技术航天员心电监测设备微型化后发展成可穿戴健康监测设备;失重环境下的骨质疏松研究促进了骨质疏松治疗药物的开发;航天远程医疗技术用于偏远地区的远程诊断,让基层群众享受到优质医疗资源飞天技术背后的科学原理牛顿第三定律与火箭推进轨道力学与重力摆脱相对论效应与卫星导航火箭推进的原理基于牛顿第三定律作用航天器要进入绕地球的轨道,需要达到爱因斯坦相对论在航天技术中有重要应力与反作用力火箭发动机将燃料与氧足够的速度以平衡地球引力近地轨道用根据狭义相对论,卫星高速运动会化剂混合燃烧,产生高温高压气体这的第一宇宙速度约为
7.9公里/秒此时,使其原子钟比地面慢约7微秒/天;而根些气体从尾部喷口高速喷出(作用航天器处于自由落体状态,但由于速度据广义相对论,卫星所处的较弱引力场力),同时对火箭产生向前的推力(反足够快,它不断落向地球的同时也不断会使其原子钟比地面快约45微秒/天作用力)绕过地球,形成稳定轨道这两种效应综合导致卫星原子钟每天比火箭推力计算公式F=q×Ve+Pe-要完全脱离地球引力场,航天器需要达地面快约38微秒如果不校正这一误Pa×Ae其中q为质量流量,Ve为排气到第二宇宙速度约
11.2公里/秒深空探差,北斗导航定位误差将每天累积约10速度,Pe为喷口压力,Pa为环境压力,测任务通常利用引力弹弓效应,借助行公里因此,卫星导航系统必须精确计Ae为喷口面积通过这一原理,火箭能星引力加速,节省燃料实现更远距离的入相对论效应,才能保证定位精度够在真空环境中依然产生推力,实现太飞行空飞行课堂互动你知道哪些航天知识?让我们通过一个有趣的互动环节来检验和巩固所学知识我们可以进行航天知识接龙游戏,每位同学说出一个与航天相关的词语,下一位同学必须用上一个词语的最后一个字开头,说出另一个航天词语例如航天员→员工舱→舱外活动→动力系统→统一规划→划时代→代表作→作用力...另外,我们还可以进行航天知识问答竞赛,回答以下问题中国第一颗人造卫星叫什么名字?中国首位进入太空的航天员是谁?天宫空间站由哪几个主要舱段组成?嫦娥五号从月球带回了多少月壤样本?天问一号探测器着陆在火星的哪个区域?飞天精神创新、协作、奉献——创新勇于突破、敢为人先协作2集智攻关、团结协同奉献甘于寂寞、无私奉献飞天精神是中国航天人在长期实践中形成的宝贵精神财富两弹一星元勋钱学森回国后带领团队白手起家,创造了中国航天的辉煌;嫦娥工程总设计师孙家栋30多年如一日专注于深空探测技术研究;神舟飞船研制团队数万名科研人员默默无闻,为中国航天事业倾注心血感人故事比比皆是有的科学家一生深居简出,几十年专注于一个技术难题;有的工程师为了赶工期,常年驻扎在戈壁荒漠;有的测试人员在发射前夜反复校验数据,确保万无一失正是这种精神,支撑着中国航天事业从无到有、从小到大,取得了举世瞩目的成就航天事业中的女性力量王亚平太空教师刘洋首位太空女性幕后女英雄2013年,王亚平在天宫一号进行了中国首2012年,刘洋搭乘神舟九号飞船进入太在中国航天工程的研发、制造、测试等各次太空授课,向全国6000万中小学生展示空,成为中国首位女航天员她打破了中个环节,活跃着大量女性科技工作者她了太空微重力环境下的物理现象2021国航天员队伍的男性垄断,为中国女性们以精益求精的工作态度和细致入微的观年,她再次在天宫空间站进行太空授课,参与高科技领域树立了榜样2022年,她察能力,在火箭发动机研制、卫星通信系并完成了中国女航天员首次太空行走,树再次飞天,成为中国首位两次执行太空任统开发、航天器质量控制等关键领域发挥立了女性航天员的新标杆务的女航天员着不可替代的作用大国重器鹊桥中继卫星创新使命鹊桥中继卫星是世界首颗运行在地月拉格朗日L2点的通信卫星,主要任务是为嫦娥四号月球背面探测任务提供地月间的通信中继服务由于月球背面始终背对地球,没有鹊桥卫星就无法与月球背面的探测器通信轨道设计鹊桥卫星运行在地月L2点附近的Halo轨道上,这一位置可以同时看到地球和月球背面L2点是地球和月球引力平衡的特殊点,卫星在此运行只需很少燃料即可长期保持稳定鹊桥卫星设计寿命为3年,实际已工作超过5年技术突破鹊桥卫星配备了4米口径的伞状抛物面天线,能够接收来自月球背面微弱的信号并放大后传回地球卫星还搭载了荷兰研制的低频射电探测仪,用于开展射电天文观测,探索宇宙早期奥秘2018年5月21日,鹊桥中继卫星成功发射,为半年后嫦娥四号登陆月球背面铺平了道路这是人类航天史上的重大突破,开启了探索月球背面的新篇章嫦娥四号任务获得的科学数据为研究月球形成与演化提供了新证据,也展示了中国航天的创新能力和技术水平民族飞天梦想的传承古代飞天向往1敦煌莫高窟壁画中的飞天形象,展现了古人对飞向天空的美好向往云冈石窟、龙门石窟等古代艺术作品中也有大量飞天造像,反映了中华民族自古以来的飞天梦想2近代探索尝试明朝万户设计的火箭椅虽然失败,但体现了中国人早期的航天探索精神近代以来,詹天佑、钱学森等科学家的努力,为中国航天事业奠定了基础现代航天成就3从东方红一号到天宫空间站,中国航天事业实现了从无到有、从小到大的跨越式发展,将古老的飞天梦想变为现实中国航天文创产品融合传统文化元4未来星辰大海素,受到年轻人喜爱中国航天规划建设月球科研站,计划实施载人登月和火星探测,向更遥远的深空进发飞天梦想将继续激励中华民族不断前行青少年与航天未来航天创新大赛全国青少年航天创新大赛每年吸引数万名中小学生参与,参赛项目涵盖航天模型设计、太空居住舱构想、月球基地规划等多个方面这些比赛激发了青少年对航天科技的兴趣,培养了创新思维和团队协作能力小型卫星实践多所高校开展了大学生小卫星设计与制作项目,如翱翔方舟等系列卫星已成功发射入轨这些重量只有几公斤的小卫星由大学生自主设计、制造和测试,为青年学子提供了难得的航天实践机会航天教育基地全国已建成近百所航天科普教育基地,通过互动展品、模拟训练、沉浸式体验等形式,让青少年近距离感受航天魅力这些基地每年接待学生超过1000万人次,成为培养未来航天人才的重要平台飞天在文学与艺术里的形象古代艺术中的飞天现代艺术中的航天元素航天文创与公共艺术敦煌莫高窟中的飞天形象优美动人,飘当代中国艺术家创作了大量以航天为主近年来,航天元素广泛融入文创产品和带飞舞,姿态各异,被誉为东方的天使题的作品雕塑《飞天》《太空行走》公共艺术航天博物馆推出的嫦娥奔月这些飞天形象始于十六国时期,盛于等成为许多航天城市的地标;油画《东神舟系列文创产品深受年轻人喜爱;唐代,是中国古代艺术的瑰宝云冈石方红》《神舟飞天》等记录了中国航天航天主题邮票、纪念币成为收藏热点;窟、龙门石窟等地也保存了大量飞天造的重要时刻;音乐作品《飞天》《太空航天主题公园和景观设计则让航天文化像,反映了古人对飞向天空的向往漫步》则表达了对航天事业的赞美走进公共空间除了佛教艺术中的飞天,中国古代神话科技艺术领域也涌现出一批融合航天元2022年北京冬奥会开幕式上,24名宇航中的嫦娥、神农等人物也有飞天情节,素的创新作品,如利用卫星数据创作的员组成的太空漫步表演,以及点燃主火《西游记》中孙悟空的筋斗云更是一种《地球之眼》数字艺术展,将科学数据炬的微火成炬创意,都巧妙融合了航天独特的飞行方式,体现了中华民族对飞转化为视觉艺术,让观众从艺术角度感元素,向世界展示了中国航天的成就和天的丰富想象受太空之美中华文化的创造力信息化与智能化航天智能遥控系统人工智能应用•机器人辅助操作空间站内部微型机器人•智能助手类似太空版小冰,为航天员协助日常维护提供语音交互•远程精确控制地面操作人员可精确控制•实验辅助AI辅助完成复杂科学实验和数空间站设备据分析•自主故障检测系统能自动识别潜在问题•资源优化智能算法优化空间站能源、氧并报警气等资源分配•虚拟现实操作地面人员通过VR设备身•预测性维护AI预测设备可能故障,提前临其境操作安排维修大数据与云计算•海量数据处理每天处理数TB的科学和工程数据•分布式计算地面与空间站协同计算,提高效率•知识图谱构建航天领域知识网络,辅助决策•智能控制中心新一代航天控制中心实现可视化操作智能化技术正在重塑航天活动天宫空间站配备了智能运行管理系统,可自主进行舱内环境调节、设备状态监测和资源分配航天员可通过语音指令控制设备,减轻操作负担地面控制中心则通过数字孪生技术实时监测空间站状态,实现预测性维护航天安全与应急处置发射阶段安全长征二号F运载火箭配备了完整的逃逸系统,可在火箭发生异常时将载人飞船迅速拉离这套系统包括塔式逃逸火箭和分离装置,能在
0.1秒内做出反应,将飞船拉离危险区域神舟飞船的每次发射都要经过上万次检查和百余项预案演练轨道飞行安全神舟飞船和天宫空间站装有防微陨石和空间碎片的多层防护系统对于可能的碰撞风险,空间站能够启动推进系统进行规避机动舱内配备气体泄漏检测和修补设备,可应对小型撞击造成的气密性破坏舱内应急处置空间站内设有多个紧急避难区,配备独立生命保障系统对火灾、减压、有毒气体等紧急情况,航天员定期进行专项演练每个舱段都配备了应急设备包,包含灭火器、氧气面罩、医疗器械等,确保航天员能够应对各类突发事件紧急撤离机制空间站长期对接一艘神舟飞船作为救生艇,可在紧急情况下撤离全体航天员飞船具备自主返回能力,即使没有地面支持也能安全返回地球地面救援队伍24小时待命,可在着陆后最短时间内到达现场实施救援飞天故事堂航天员的日常太空饮食健身与休闲中国航天员的太空食谱非常丰富,包航天员每天需要进行2-3小时的体育括120多种食品,从传统的八宝粥、锻炼,以抵抗微重力环境对身体的影宫保鸡丁到现代的披萨、牛排应有尽响锻炼设备包括太空跑步机、自行有食物多采用冷冻干燥技术处理,车和阻力训练装置休息时间,他们加热后口感接近地面食物航天员还可以看电影、听音乐、阅读电子书,可以喝到茶、咖啡和果汁特殊节日或者欣赏地球美景航天员还可以通还有定制食品,如月饼、饺子等,增过视频与家人通话,分享太空生活点添节日氛围滴睡眠与个人卫生太空中没有上下之分,航天员睡在固定的睡袋中,身体漂浮空间站每24小时经历16次日出日落,航天员按北京时间作息,睡眠时间约8小时个人卫生方面,航天员使用特制湿巾擦拭身体,用无需冲洗的牙膏刷牙,理发则使用带吸尘器的剪刀,防止头发飘散航天员在太空中经历了许多有趣的事情王亚平曾在太空中尝试用水滴制作太空水球,观察表面张力现象;聂海胜在空间站里种植的蔬菜成功发芽生长;刘伯明发现自己在太空中身高增加了2厘米这些日常小事看似平凡,却记录了人类在太空环境中生活的珍贵经历中国空间站三人长期驻留纪实2022年,中国空间站首次实现了三人六个月轮值的长期驻留神舟十四号和十五号两个乘组共6名航天员顺利完成在轨交接,标志着中国空间站进入长期有人照料的运营阶段航天员们在太空中的作息安排非常规律早6点起床,晚10点就寝,工作时间为北京时间8:30-12:30,13:30-17:30长期太空驻留对航天员身心都是巨大挑战为保持健康,他们每天进行严格的体育锻炼;为缓解心理压力,他们通过视频与家人定期交流,并在工作之余开展集体活动航天员们还通过拍摄地球美景、记录太空生活、进行科普讲解等方式,与地面民众分享太空体验,让更多人了解航天知识宇宙探索新视界亿20204000+已知星系数量已发现系外行星哈勃望远镜观测开普勒等太空望远镜贡献亿137宇宙年龄年基于宇宙微波背景辐射测量中国正在规划建设太阳系外行星巡天望远镜,将专注于寻找类地行星和可能存在生命的天体这一望远镜将采用先进的日冕仪技术,能够直接成像遥远恒星周围的行星,大幅提升系外行星探测能力与此同时,中国的怀柔一号卫星将研究宇宙暗物质分布,探索宇宙演化奥秘在行星际探测方面,继火星任务之后,中国计划在2030年前实施小行星采样返回任务,并开展木星系统探测这些深空探测任务将采用电推进、核动力等先进推进技术,大幅提升航天器飞行能力中国还积极参与国际月球科研站建设,为人类探索宇宙贡献中国智慧推动全民航天科普中国航天日航天博物馆媒体传播每年4月24日是中国航中国航天博物馆、酒泉航天发射全程直播、纪天日,全国各地举办航卫星发射中心等场所向录片《飞天》《九天》天主题展览、讲座和互公众开放,展示火箭、广泛播出,微信公众号动活动,吸引数百万公卫星和航天服实物,通中国航天等平台定期推众参与航天员、科学过沉浸式体验让公众近送航天知识,全方位多家走进校园,与青少年距离感受航天魅力虚角度传播航天文化,提面对面交流,分享航天拟航天博物馆在线上提升全民科学素养故事和科学知识供全天候参观体验航天科普在激发公众特别是青少年对科学的兴趣方面发挥着重要作用据调查,观看过太空授课的学生中,有42%表示对科学产生了更浓厚的兴趣,15%的学生因此立志从事航天相关工作中国航天科普工作坚持寓教于乐原则,通过航天模型制作、VR太空漫步、模拟航天器操控等互动形式,让科学知识更加生动有趣飞天工程对世界的影响科幻想象与现实航天《流浪地球》的科学基础从科幻到现实的技术科普与科幻的融合电影《流浪地球》设想了一个地球作为宇宙许多曾在科幻作品中出现的航天技术后来成近年来,中国航天科普工作积极借鉴科幻元飞船离开太阳系的宏大场景虽然整体构想为现实上世纪中叶的科幻小说中描绘的太素,使知识传播更加生动有趣航天博物馆超出当前技术能力,但影片中的许多细节有空电梯概念,如今已有多个国家开展相关研中的互动装置让参观者体验太空电梯、星着坚实的科学基础例如,行星发动机的喷究刘慈欣《三体》中的水滴技术启发了航际旅行等科幻场景;科普读物《太空生存指射原理基于现有的核聚变研究;宇航员在太天器表面超光滑处理的研究科幻作品中的南》以科幻故事形式介绍真实的航天知识;空中的活动方式也参考了真实的舱外作业程太空采矿、行星地形改造等设想也逐渐进入航天科普短视频融入科幻元素,在年轻人中序科学研究议程广受欢迎影片中的空间站设计借鉴了国际空间站和中同时,现实航天技术的进步也为科幻创作提同时,科幻作家也越来越注重科学准确性,国天宫空间站的结构特点,而地下城市的生供了更坚实的基础中国空间站的建成、火许多作品邀请航天专家担任顾问这种科普态循环系统则与现实中的生物再生生命保障星探测的成功,为科幻作家提供了丰富的创与科幻的融合不仅提高了公众对航天的兴趣,系统研究相呼应《流浪地球》的成功表明,作素材科幻与航天的这种良性互动,既拓也培养了科学思维方式,为航天事业的持续科幻创作与现实航天技术的结合能产生强大展了人们对未来的想象,也为航天技术发展发展奠定了社会基础科幻想象与现实航天的文化影响力指明了可能的方向相互促进,共同推动人类探索宇宙的脚步展望中国深空探测目标206012030年代实现载人登月,建立月球科研站,开展大规模月球资源调查与利用试验完成火星样本采集返回任务,为后续火星建设奠定基础22040年代建成月球永久基地,实现月球资源初步利用火星载人探测任务启动,建立小型火星前哨站木星系及其卫星探测任务完成,获取关于欧罗巴地下海洋的重要数据32050年代月球基地发展为月球科技城,支持100人以上长期驻留火星基地初步建成,支持科学家团队常年工作土星探测任务启动,近距离研究土星环和卫星泰坦42060年建成地月经济区,月球产业初具规模火星移民试点工程启动,小型生态系统在火星表面运行太阳系边缘探测器到达柯伊伯带,人类探索范围扩展至太阳系边界展望2060年,中国深空探测有望实现从探索到开发的转变月球将不再只是科研目的地,而是人类经济活动的新疆域;火星基地将为人类提供第二个家园的可能性;木星、土星等外行星探测将揭示太阳系形成的奥秘这些目标虽然宏大,但随着航天技术的快速发展,许多看似遥远的梦想有望在本世纪内变为现实学生自主探究设计你心中的飞天器本环节鼓励学生运用所学航天知识,结合创意想象,设计自己心中的飞天器你可以设计一艘未来的星际飞船、一个月球基地、一套新型宇航服,或者任何与航天相关的创意产品可以使用纸张、卡纸、塑料瓶、易拉罐等简单材料,制作模型来表达你的设计理念设计时需要考虑以下问题你的飞天器有什么功能?它将如何克服太空环境的挑战?有哪些创新点?制作完成后,每位同学有2分钟时间向全班介绍自己的作品,分享设计灵感和创意亮点这个活动旨在培养创新思维和动手能力,让航天知识在实践中得到应用和巩固课堂小结与提问重大发现问题思考通过本课程,我们了解了中国航天航天技术的发展对人类社会产生了从无到有的发展历程,掌握了航天深远影响,但也带来了一些问题,器的基本原理,认识了航天技术对如太空垃圾增多、太空资源分配国民经济和日常生活的重要影响等如何平衡航天发展与环境保中国已从一个航天落后国家发展为护?航天探索的下一个重大突破可航天强国,成功实现了五星红旗星能在哪些领域?中国航天事业如何辰大海永不缺席的承诺更好地服务国家发展战略?开放讨论现在开放提问环节,欢迎同学们就课程内容提出疑问或分享见解你最感兴趣的航天领域是什么?对中国未来航天发展有什么期望?如果有机会成为航天员,你最想在太空中做什么实验或探索?通过这门课程,希望同学们不仅掌握了航天知识,更重要的是培养了科学思维和创新精神航天事业的发展需要不断突破自我、勇于创新,这种精神同样适用于学习和生活的各个方面希望飞天精神能够激励大家在未来的道路上不断进取,为实现中华民族伟大复兴贡献力量课后拓展航天知识推荐资源科普书籍纪录片与影视数字资源•《太空简史》从古代神话到现代航•《飞天》中国载人航天工程纪实•中国载人航天工程网官方信息发布天的历史演变平台•《九天》庆祝中国航天事业创建60•《载人航天技术概论》全面介绍载周年纪录片•中国航天科普网丰富的航天科普资人航天基本原理源•《太空生活》记录航天员在轨工作•《中国航天员的故事》记录航天员生活的纪录片•中国航天微信公众号最新航天动态的成长与飞天经历•《流浪地球》具有中国特色的硬科•《太空中的地球》航天员视角看地幻电影•航天云科普App互动性航天知识学习球的精美图册平台•《太空授课》王亚平太空授课完整•《火星探索全书》关于火星探测的实况•中国航天博物馆线上展厅虚拟参观最新科学发现体验除了上述资源,同学们还可以关注中国各大航天发射活动的直播,参观各地的航天科普基地,参与航天主题夏令营等活动对航天特别感兴趣的同学可以考虑加入学校的航天兴趣小组,或者参加全国青少年航天创新大赛等科技竞赛,在实践中深化对航天知识的理解结束语让飞天梦想照进现实梦想萌芽从古代神话到现代科技,飞天是中华民族的永恒追求筑梦历程几代航天人接续奋斗,将飞天梦想一步步变为现实星辰大海新一代接过飞天接力棒,开创更加辉煌的航天未来飞天梦想承载着中华民族对宇宙的无限向往和探索精神从敦煌壁画上飘逸的飞天仙女,到如今遨游太空的航天英雄,中华民族的飞天梦想历经千年而不变今天,我们已经实现了自主进入太空、建造空间站、探索月球和火星的能力,但这只是星辰大海征程的开始未来的航天事业需要你们这一代年轻人继续接力前行希望通过本课程的学习,能够在你们心中播下航天科学的种子,激发对浩瀚宇宙的好奇与探索热情无论未来你是否从事航天相关工作,都希望你能保持对科学的热爱,勇于追梦,用知识和创新为人类文明进步贡献力量让我们共同期待,中国人的飞天梦想在星辰大海中绽放更加绚丽的光彩!。
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