初中生科普中國(guó)空間站演講人：日期:CATALOGUE目錄02中國(guó)空間站的結(jié)構(gòu)01認(rèn)識(shí)空間站03航天員太空生活04空間站里的科學(xué)05了不起的技術(shù)成就06未來展望01PART認(rèn)識(shí)空間站空間站是什么空間站是一種能夠在近地軌道長(zhǎng)期運(yùn)行、可供航天員生活和工作的載人航天器，具備完整的生命支持系統(tǒng)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)施。長(zhǎng)期駐留太空的載人航天器現(xiàn)代空間站通常由多個(gè)功能艙段組合而成，例如核心艙、實(shí)驗(yàn)艙、節(jié)點(diǎn)艙等，通過航天器分批發(fā)射并在太空中對(duì)接組裝完成。模塊化組裝結(jié)構(gòu)空間站處于地球引力與離心力平衡的微重力狀態(tài)，為材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等研究提供了獨(dú)特實(shí)驗(yàn)條件。微重力環(huán)境實(shí)驗(yàn)室空間站的作用與意義太空科學(xué)研究平臺(tái)支持天文觀測(cè)、地球環(huán)境監(jiān)測(cè)、微重力物理實(shí)驗(yàn)等前沿研究，例如阿爾法磁譜儀探測(cè)暗物質(zhì)、太空育種實(shí)驗(yàn)等。國(guó)際合作重要載體促進(jìn)全球科學(xué)家協(xié)同攻關(guān)，例如國(guó)際空間站已開展來自100多個(gè)國(guó)家的3000多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。航天技術(shù)驗(yàn)證基地測(cè)試長(zhǎng)期太空生存技術(shù)（如再生式生命保障）、驗(yàn)證深空探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)（如空間推進(jìn)系統(tǒng)）。"天宮"的命名內(nèi)涵1992年啟動(dòng)載人航天工程，先后通過神舟飛船（載人飛行）、天宮一號(hào)/二號(hào)（空間實(shí)驗(yàn)室）驗(yàn)證，最終建成天宮空間站。三步走戰(zhàn)略成果核心艙"天和"的寓意名稱出自《莊子·天道》"與人和者，謂之人樂；與天和者，謂之天樂"，體現(xiàn)宇宙和諧共生的哲學(xué)思想。源自中國(guó)古代神話中天帝居所"天宮"，象征中華民族對(duì)太空的浪漫想象與探索精神，英文名"Tiangong"體現(xiàn)文化自信。中國(guó)空間站的名字與由來02PART中國(guó)空間站的結(jié)構(gòu)天和艙是中國(guó)空間站的核心組成部分，全長(zhǎng)16.6米，最大直徑4.2米，配備完整的生命支持系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)和通信設(shè)備，承擔(dān)空間站整體控制、資源調(diào)配及航天員生活起居的核心任務(wù)。核心艙：天和艙中樞控制功能艙體前端設(shè)有節(jié)點(diǎn)艙，支持與實(shí)驗(yàn)艙、載人飛船等多模塊對(duì)接，后端配置推進(jìn)系統(tǒng)，可輔助調(diào)整空間站軌道高度，確保長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定運(yùn)行。模塊化對(duì)接設(shè)計(jì)艙內(nèi)劃分工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)，配備太空跑步機(jī)、微波加熱裝置等設(shè)施，為航天員提供長(zhǎng)達(dá)6個(gè)月的在軌生活支持。航天員駐留保障實(shí)驗(yàn)艙：?jiǎn)柼炫c夢(mèng)天問天艙的科學(xué)使命作為空間站首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，問天艙聚焦空間生命科學(xué)與生物技術(shù)研究，搭載植物培養(yǎng)柜、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)?zāi)K等設(shè)備，支持微重力環(huán)境下動(dòng)植物生長(zhǎng)、基因變異等前沿實(shí)驗(yàn)。夢(mèng)天艙的多學(xué)科平臺(tái)夢(mèng)天艙以微重力物理和材料科學(xué)為主，配置高精度冷原子鐘、高溫材料實(shí)驗(yàn)爐等裝置，可開展超導(dǎo)材料合成、流體動(dòng)力學(xué)等研究，推動(dòng)太空工業(yè)化應(yīng)用。擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)?zāi)芰膳摼O(shè)有大型載荷暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可直接將實(shí)驗(yàn)設(shè)備暴露于太空環(huán)境，研究宇宙輻射、原子氧等極端條件對(duì)材料的影響。天舟貨運(yùn)飛船三艙構(gòu)型（軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙）確保航天員安全往返，返回艙配備緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)和降落傘系統(tǒng)，再入大氣層時(shí)可耐受2000℃高溫，著陸精度控制在10公里范圍內(nèi)。神舟載人飛船快速交會(huì)對(duì)接技術(shù)貨運(yùn)與載人飛船均采用自主快速交會(huì)對(duì)接方案，最短可在6.5小時(shí)內(nèi)完成與空間站的對(duì)接，大幅提升任務(wù)效率與應(yīng)急響應(yīng)能力。采用全密封貨艙設(shè)計(jì)，運(yùn)載能力達(dá)6.5噸，可為空間站輸送食品、氧氣、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等物資，并具備在軌燃料補(bǔ)加功能，延長(zhǎng)空間站運(yùn)行壽命。貨運(yùn)飛船與載人飛船03PART航天員太空生活如何在太空睡覺吃飯010203太空睡眠的特殊方式航天員在失重環(huán)境下需使用固定睡袋，睡袋通常固定在艙壁上以防止漂浮。由于沒有上下之分，航天員可以任意方向入睡，但需注意避免碰撞艙內(nèi)設(shè)備。太空飲食的獨(dú)特設(shè)計(jì)太空食品需經(jīng)過特殊處理，如脫水、真空包裝等，以防止食物碎屑漂浮。航天員使用磁性餐具和吸管進(jìn)食，食物需粘在特制餐盤上，液體需裝在密封袋中飲用。營(yíng)養(yǎng)均衡的太空菜單太空站提供多樣化的食物選擇，包括主食、蔬菜、肉類和水果，確保航天員攝入足夠的蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)，維持身體健康。太空中的日常鍛煉鍛煉計(jì)劃的科學(xué)性航天員的鍛煉計(jì)劃由地面專家制定，結(jié)合有氧運(yùn)動(dòng)和力量訓(xùn)練，并根據(jù)個(gè)人身體狀況調(diào)整強(qiáng)度，以最大限度減少太空環(huán)境對(duì)身體的負(fù)面影響。對(duì)抗肌肉萎縮的鍛煉設(shè)備航天員每天需進(jìn)行數(shù)小時(shí)的運(yùn)動(dòng)，如使用太空跑步機(jī)（配有彈性帶固定身體）、阻力訓(xùn)練器等，以防止長(zhǎng)期失重導(dǎo)致的肌肉萎縮和骨質(zhì)流失。心血管健康的維護(hù)太空站配備特殊的自行車功量計(jì)，航天員通過騎行鍛煉增強(qiáng)心肺功能，同時(shí)監(jiān)測(cè)心率等健康指標(biāo)，確保心血管系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。液體的球狀漂浮在失重環(huán)境下，液體因表面張力形成完美球狀，航天員可以輕松制造懸浮的水球，甚至將果汁球“吃”進(jìn)嘴里，這種現(xiàn)象在地球上難以實(shí)現(xiàn)。有趣的太空失重現(xiàn)象物品的隨意懸浮任何未固定的物品都會(huì)在空中自由漂浮，航天員可以輕推一支筆或一塊食物，看著它們緩慢移動(dòng)，甚至玩“太空傳球”游戲。人體的自由翻轉(zhuǎn)航天員可以輕松完成在地球上需要極高技巧的動(dòng)作，如空中翻轉(zhuǎn)、倒立行走等，失重環(huán)境讓身體移動(dòng)變得異常靈活和有趣。04PART空間站里的科學(xué)太空站處于持續(xù)自由落體狀態(tài)，形成接近零重力的實(shí)驗(yàn)條件，可研究流體行為、材料結(jié)晶等地面無法模擬的現(xiàn)象。微重力環(huán)境外層空間近乎真空且充滿高能粒子，為天文觀測(cè)、輻射生物學(xué)研究提供了獨(dú)特平臺(tái)。高真空與宇宙輻射向陽(yáng)面與背陰面溫差極大，考驗(yàn)設(shè)備耐候性，同時(shí)為熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)造特殊變量。極端溫度波動(dòng)太空實(shí)驗(yàn)的特殊環(huán)境科學(xué)家研究什么生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察動(dòng)植物在太空中的生長(zhǎng)規(guī)律，分析微重力對(duì)細(xì)胞分裂、骨骼肌肉退化的影響，為長(zhǎng)期太空生存提供依據(jù)。材料科學(xué)突破開展愛因斯坦相對(duì)論相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如超高精度原子鐘比對(duì)，檢驗(yàn)引力理論在宇宙尺度下的準(zhǔn)確性。利用無對(duì)流環(huán)境制備超純晶體、新型合金，提升半導(dǎo)體、超導(dǎo)材料的性能極限?；A(chǔ)物理驗(yàn)證太空種植小嘗試無土栽培技術(shù)開發(fā)基于聚合物基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)液栽培方案，解決傳統(tǒng)土壤在失重狀態(tài)下的固定難題。特殊品種選育篩選適應(yīng)太空環(huán)境的矮稈小麥、速生生菜等作物，通過基因分析培育抗輻射突變株。封閉生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建測(cè)試人工光照、水循環(huán)系統(tǒng)下作物生長(zhǎng)效率，探索未來深空任務(wù)中食物自給的可能性。05PART了不起的技術(shù)成就重型運(yùn)載火箭技術(shù)采用大推力多級(jí)火箭設(shè)計(jì)，通過分級(jí)燃燒和分離技術(shù)逐步將空間站模塊送入預(yù)定軌道，確保載荷精確入軌。模塊化分段運(yùn)輸空間站由多個(gè)功能模塊組成，通過多次發(fā)射分批運(yùn)送至太空，再通過對(duì)接組裝形成完整結(jié)構(gòu)，降低單次發(fā)射難度。軌道調(diào)整與姿態(tài)控制火箭末級(jí)需精確調(diào)整軌道高度和傾角，確?？臻g站模塊進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行軌道，為后續(xù)對(duì)接奠定基礎(chǔ)。火箭如何運(yùn)送空間站飛船如何與空間站對(duì)接自主交會(huì)對(duì)接技術(shù)飛船通過雷達(dá)、光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)算與空間站的相對(duì)位置和速度，自動(dòng)調(diào)整軌道實(shí)現(xiàn)毫米級(jí)精準(zhǔn)對(duì)接。對(duì)接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)采用異體同構(gòu)周邊式對(duì)接裝置，通過緩沖機(jī)構(gòu)和鎖緊裝置吸收沖擊力，確保對(duì)接過程平穩(wěn)且密封性可靠。人工干預(yù)與備份系統(tǒng)航天員可手動(dòng)操控對(duì)接流程，同時(shí)配備多套冗余系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)突發(fā)故障，保障任務(wù)安全性。多自由度靈活操作機(jī)械臂由多個(gè)關(guān)節(jié)組成，可模擬人類手臂的伸展、抓取和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，完成艙段轉(zhuǎn)移、設(shè)備維護(hù)等精細(xì)任務(wù)。視覺與力反饋系統(tǒng)搭載高精度攝像頭和力傳感器，實(shí)時(shí)識(shí)別目標(biāo)物體并調(diào)節(jié)抓取力度，避免對(duì)航天器表面造成損傷。艙外作業(yè)輔助功能機(jī)械臂能固定在空間站外壁移動(dòng)，擴(kuò)展工作范圍，協(xié)助航天員進(jìn)行艙外實(shí)驗(yàn)或維修，減少高風(fēng)險(xiǎn)出艙次數(shù)。神奇的太空機(jī)械臂06PART未來展望空間站會(huì)一直運(yùn)行嗎長(zhǎng)期運(yùn)行機(jī)制任務(wù)需求驅(qū)動(dòng)中國(guó)空間站采用模塊化設(shè)計(jì)，具備在軌維護(hù)和升級(jí)能力，通過定期更換關(guān)鍵部件和補(bǔ)充燃料，可大幅延長(zhǎng)使用壽命。技術(shù)迭代支持隨著航天技術(shù)進(jìn)步，未來可能通過新材料應(yīng)用、智能控制系統(tǒng)優(yōu)化等方式提升空間站可靠性，確保其持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行?？臻g站作為科學(xué)實(shí)驗(yàn)、技術(shù)驗(yàn)證和國(guó)際合作平臺(tái)，其運(yùn)行周期將根據(jù)科研任務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整，而非固定年限限制。國(guó)際合作與太空探索多國(guó)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)中國(guó)空間站已向全球開放科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目申請(qǐng)，包括微重力物理、空間生命科學(xué)等領(lǐng)域，促進(jìn)跨國(guó)科研資源共享。航天員聯(lián)合培養(yǎng)未來可能開展國(guó)際航天員聯(lián)合訓(xùn)練計(jì)劃，共同制定太空操作標(biāo)準(zhǔn)，提升人類深空探索的協(xié)同能力。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融合通過艙段對(duì)接接口標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)協(xié)議互通等方式，推動(dòng)全球航天裝備兼容性發(fā)展，為月球基地等深空任務(wù)奠定基礎(chǔ)。青少年如何參與航天航天課程學(xué)習(xí)參與航天院校或科技館組織的STE