航天科技常识有哪些思维导图

建造国际空间站的目的总的来说就是在太空建立一个永久性的科学实验室，上面能安放各种研究设备和实验仪器，以便航天员利用太空微重力环境长期进行科学研究。具体地说有5个目的：(1)建造一个世界级的研究实验室，以便进行高质量的科学研究;(2)充分利用太空微重力资源;(3)让航天员能长期在上面工作与生活;(4)探索一种有效的国际合作机制;(5)为发展21世纪的科学技术提供一个理想的"试验平台"。

国际空间站的主要结构：(1)基础桁架，用来安装各舱段、太阳能电池板、移动服务系统及站外暴露试验设施等;(2)居住舱，主要用于航天员的生活居住，其中包括走廊、厕所、淋浴、睡站和医疗设施，由美国承担研制和发射到太空;(3)服务舱，内含科学仪器设备等服务设施，也含一部分居住功能，由俄罗斯研制并发射;(4)功能货舱，内设有航天员生命保障设施和一部分居住功能以及电源、燃料暂存地等，舱体外部设有多向对接口，由俄罗斯研制并发射;(5)多个实验舱，其中美国1个、欧空局1个、日本1个、俄罗斯3个;(6)节点舱(3个)，它们由美国和欧洲航天局研制，是连接各舱段的通道和航天员进行舱外活动的出口;(7)能源系统和太阳电池帆板，由美国和俄罗斯提供;(8)移动服务系统(主要是遥操纵机械臂)，它由加拿大研制。

空间站就是一个建在太空的研究实验室，因此航天员在空间站上的一项重要工作就是利用站上的科研仪器或试验设备进行科学研究或实验;另外航天员在空间站上需要完成大量的太空行走(即出舱活动)，出舱活动的目的一是组装国际空间站，还有就是对空间站的维修和保养(如前苏联的和平号空间站);第三是日常事务或工作，如完成地面控制中心下达的临时任务，更新站上计算机上的数据，对站上的设备进行测试和检查等。

在空间站上没有白天和黑夜，太阳每天升起和落下16次，因此航天员的作息时间完全是自己定。一般是06:00起床，起床后稍微活动一下，就开始对空间站作一次常规检查，然后吃早餐;08:10左右，在开始正式工作前，全体航天员与地面控制中心开一次当天的工作会议，会后进行一会体育锻炼，然后开始工作，一直到中午13:05;中午有1小时的午休时间，下午的活动包括工作和体育锻炼，直到19:30，然后是晚餐和一天的工作总结会;睡眠时间开始于21:30。一般情况下，航天员每天工作10小时，星期六工作5小时。其余的时间由航天员自己安排，可以休息，也可以加班。

人的一生有三分之一的时间是在睡眠中度过的，因此有一个舒适的环境以保证良好的睡眠极为重要。在这方面天上和人间都是同样的标准。但天上和人间有一个重要区别，这就是在地面上是1g重力环境，而在太空中是微重力或失重环境。在地面上最好的睡眠方式是躺在床上睡，实在不得已，也可坐在椅子上睡，极少有人站着睡，可能没有人会倒立着睡。但在失重条件下，睡眠不受姿势的限制，可以躺着睡，坐着睡，站着睡，甚至倒立着睡。在失重条件下睡眠的最大优点是无需要床。你只要在居住舱中找一个角落，没有噪声和振动干扰，便可舒舒服服地睡上一觉。不过在睡前一定要用一根带子将自己固定在某个地方，否则当你睡着后，由于呼气的推力会将你的身体推到空中，在舱内飘来飘去，直到碰撞在某个物体上把你撞醒。在早期的飞船上，航天员都是坐在座椅上睡眠，在航天飞机上为航天员提供的睡眠条件有很大改进。航天飞机上有两种睡眠设备分别提供给两种工作制使用;单班工作制使用睡袋;两班工作制使用卧厢。在单班工作制时，所有航天员都同时睡眠，因此每人有一个睡袋。在太空中有些任务需要24小时连续操作，因此要求航天员分两班轮流工作，这时航天飞机上提供给航天员的睡眠设备是小卧厢。卧厢分三个一组和四个一组的两种。每个小卧厢内都有睡袋，私人贮藏室、照明灯和通风口。睡袋固定在卧厢床板上，用6个弹簧夹固定。照明灯的亮度可调节。新鲜空气的进气口正对着航天员的头部，而排气口对着脚。所有卧厢都安装在中层甲板舱的右侧，在航天员睡觉时要求头对着气压过渡舱，脚对着电子设备舱。

在国际空间站的美国居住舱内，为每名美国航天员提供一个卧室，这是一个私人小空间，小卧室有一人大小，能隔音，卧室中也有睡袋，此外里面还有台灯、小书桌、书架、笔记本电脑和放置私人物品的抽屉，航天员躺下后还可以听音乐。不过对于临时来访的航天员，则没有这种待遇，他们一般只能睡在睡袋内，睡袋是挂在站舱的舱壁上。不过很多航天员不愿意睡在这种小卧室内，而是在地板上，天花板上或是墙壁找一个比较安静的地方，将睡袋系在上面，即可安安稳稳的睡上一觉。为了防止噪音和光亮的干扰，航天员睡觉前一般都用耳塞将耳朵堵住，并用眼罩将眼睛蒙上。为了尽可能模拟在地面睡觉的情景，这种航天睡袋是特制的，在睡袋的一边做得比较硬一些，相似于床垫。另外在航天员睡觉的时候，睡袋上还应当用两条宽的带子将身体固定住，这样使航天员有一种盖被子的感觉，同时还可防止手臂和下肢飘动。人体的手臂在脸的前方飘来飘去虽没有什么危险，但会让人感到不舒服。不过也有个别航天员既不要睡在小卧室内也不愿意使用睡袋，而是愿意在完全飘浮状态中睡觉。

目前在国际空间站上有两个太空厕所，太空厕所内使用的是太空马桶，这种太空马桶都是由俄罗斯设计的。太空马桶与地面上使用的马桶不一样。由于太空是失重环境，水不会往下流，因此太空不能使用抽水马桶，而是使用"抽气马桶"。这种"抽气马桶"是靠气流将大小便带走，因此使用这种马桶时，屁股一定要跟马桶的边缘贴紧，使马桶内完全密封。如果密封不严，里面的气流就无法将粪便带走。在"抽气马桶"内大小便是分开收集的。马桶的前端有一个漏斗状的适配器，可以将小便收集和输送到小便桶中。"抽气马桶"不分男女，但适配器则分男女。

航天员在太空飞行期间可以使用太空厕所，但是在航天飞机发射时、在太空行走期间、以及在航天飞机返回着陆时，航天员又是使用什么东西解决大小便问题?现在在美国，无论是男航天员或是女航天员，在航天飞机发射和着陆时，以及在太空行走期间，都穿着一种称为"强力吸尿裤"的短衬裤，以解决小便问题。当航天员需要小便时，直接将小便尿在强力吸尿裤上，等回到地面上或是回到气闸舱以后，将这种裤子扔掉即可。航天飞机发射前，宇航局发给每名航天员三条强力吸尿裤，一条在发射时穿用，一条在着陆时穿用，还有一条留作备用。航天员在太空行走前，也要穿上这种裤子，一般是贴身穿，穿在液冷通风服的里面。这种强力吸尿裤外形像普通的运动短裤，不过它有极强的吸水能力，一条裤子能吸附2升多的尿。

国际空间站的食品分为三大类：日常食品、应急食品和舱外活动食品。日常食品包括冷冻食品、冷藏食品和室温食品。冷冻食品又包括小菜、蔬菜和各种点心;冷藏食品包括新鲜水果和蔬菜、可以在冰箱中较长期保存的食品以及一些乳制品。室温食品包括热稳定食品、无菌包装的食品，自然形态的食品以及复水饮料。

挑选食品的标准是适用性、营养价值和方便性。航天员在发射前6个月对食品进行选择。虽然每批航天员在站上一般要停留90天，但食品菜单的选择只要求选出头28天的来。在选择菜单时允许航天员对空间站标准菜单中的项目进行删改和更改。

应急食品可以提供空间站上航天员45天的食品供应。所谓应急供应包括两种情况，一种是空间站发生严重事故;另一种是由于某种原因不能正常供应航天员食品。该系统对食品的体积和重量作了严格的限制。每人每天仅提供2000kcal的热量。应急食品在室温下保存，温度范围是16～30℃，因此必须是耐贮存的。这类食品包括热稳定食品、中湿度食品、脱水食品和饮料。食品的保存期必须在2年以上。

舱外活动食品供航天员在舱外活动(即太空行走)期间食用，包括食物和水，其中食物可提供500kcal的热量，水有1.08kg，能保证8小时的身体需要。舱外活动食品与水的容器都是特制的，可以多次使用。每次用完后要带回站内进行清洗，然后重新装满食物和水，以备下次出舱时再用。

国际空间站上的冷藏食品有乳制品(包括美国干酪、乳脂干酪、酸奶油);还有水果(包括苹果、葡萄柚、猕猴桃、橙和李子)。

国际空间站上的冷冻食品包括肉蛋类、主食类、蔬菜类、水果类、甜点心、汤类、乳制品、饮料和调味品等。其中肉蛋类包括牛肉、小羊肉、火鸡肉、猪肉、海产品和蛋类。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

航天服包括背包在内净重近280磅(在地面)。当然了在太空中它没有重量(即使什么都没有变化)。 21. 为何航天员必须穿这么重的装备? 一旦航天员进入有压力的生活舱，他们就穿上地面上的人们在温暖的春天穿的衣服，通常是短裤、短袖衬衫和袜子(因为他们的脚需要一些防碰撞保护和防寒，但他们不走路，所以不需要鞋子。)们仅在发射和返回以及走出气压舱进行太空船外活动或舱外活动的时候需要穿上特殊的衣服。发射/着陆服有防火功能和在航天飞机的加压系统失控后维持身体周围的压力不变的作用。 航天员舱外活动穿的航天服要提供维持生存的氧气和压力。它们必须使航天员免受快速飞行的太空碎片的伤害，所以他们的航天服必须有压力。当他们背向阳光，远离太阳光照射变冷的时候，航天服必须保暖。衣服提供与地面、航天飞机和其他舱外活动的航天员联系的无线设备。提供太空短途行走和在黑暗中工作所需的光线，避免航天员的眼睛受太阳光的直接照射，便于携带外出工作的工具，满足航天员生理需要的食物。航天服要保证六小时无故障，可适应不同航天员的要求。你可以将它看成小型的太空船。在地球上它重达280磅，但是在太空中没有重量。

第一位两次进入地球轨道的美国人是戈登·库铂。第一次飞行：1963年5月15-16日，驾驶水星9号飞船，历时1天10小时20分钟。第二次飞行：1965年6月3-7日和皮特·康拉德一起驾驶双子座5号，历时7天10小时2分。 实际上格斯·格里森是第一个两次乘坐火箭进入太空的美国航天员。但在1961年7月21日，他第一次飞行驾驶的"自由钟"仅仅是亚轨道飞行的飞船，带着他沿抛物线飞行15分钟，高度是190公里，有五分钟处于失重状态。然后又开始了他的第二次飞行，这次他进入了地球轨道，在1965年3月23日，他和约翰·杨一起乘坐双子座3号绕地球三圈。顺便提一下，这次飞行将第一台电脑带入太空：它是每秒可运行7000次计算的小型计算机。格里森用它来计算地球轨道的变化。从那时起，航天员可以真正的飞越太空，而不是只沿着固定的轨道环绕地球飞行。

"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。

"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》

"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。

"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"。

"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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