航天提供重要技術保證的是什麼

1. 神舟十二號多項技術突破提供有力保障——太空出艙 科技護航

來源:人民網

中國航天 科技 集團五院供圖

7月4日14時57分，經過約7小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組密切協同，圓滿完成出艙活動期間全部既定任務，航天員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙，標志著我國空間站階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。這是繼2008年神舟七號載人飛行任務後，中國航天員再次實施的空間出艙活動，也是空間站階段中國航天員的首次空間出艙活動。

「走出」航天器，到茫茫太空進行活動，具有高風險、高難度的特點。協助「神十二」航天員成功完成出艙任務，這些「利器」不可或缺。

新一代艙外航天服——

使用時間更長、安全可靠性更高、機動靈活性更好

據中國航天員中心航天服工程研究室主任、載人航天工程航天員系統副總設計師張萬欣介紹，艙外服是指航天員離開母船，走入外太空或其他星球時所穿著使用的個體防護裝備，根據使用環境又分為軌道出艙艙外服和星際艙外服。艙外服為航天員提供安全有效的環境防護、密閉空間的環境控制和生命保障，相當於一個小的飛行器。但與一般飛行器相比，艙外服還需要保證航天員在穿著艙外服的條件下能夠完成艙外活動任務，這是其最具特色的重要功能。

空間站航天員出艙活動屬於軌道的出艙活動，所面臨的是300—450公里軌道高度的空間環境，真空、失重，以90分鍾為周期的 120攝氏度左右的冷熱交變，還有微流塵/碎片和空間輻射。為了保證航天員在這樣一個環境下能夠維持正常生命活動和艙外作業，艙外服需具備環境防護、生命保障、工效保障、通信保障和安全保障五大基本功能。

張萬欣說，目前我國在研的空間站艙外服屬於軌道基艙外服，也就是艙外服運送入軌後不再返回地面，壽命周期內通過在軌維護與維修，保證狀態良好，完成出艙活動任務。適體性採用一對多的方式，也就是一套艙外服通過尺寸調節後能夠滿足所有航天員穿著適體，大大減少了上行載荷的重量和空間站空間的佔用。

針對空間站任務出艙活動需求，「神十二」任務航天員穿著的艙外服在「神七」任務研製的基礎上，進行了三個方面的重要改進：一是改變了結構布局設計，二是提高了服裝的壽命，三是提高了人服能力。與第一代相比，具有使用時間更長、安全可靠性更高、機動靈活性更好、測試維修性更強的特點。

核心艙機械臂——

空間站任務中的「大力士」

在「神十二」航天員出艙過程中，驗證了空間站機械臂的大范圍轉移能力，完成了我國空間站工程建造任務的又一重要任務。

空間站核心艙機械臂由中國航天 科技 集團五院抓總研製，是目前同類航天產品中復雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械繫統，主要承擔艙段轉位、航天員出艙活動、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查、艙外大型設備維護等八大類在軌任務。核心艙機械臂展開長度為10.2米，最多能承載25噸的重量，堪稱空間站任務中的「大力士」。

據介紹，空間站核心艙機械臂是我國首個可長期在太空軌道運行的機械臂，其肩部設置了3個關節、肘部設置了1個關節、腕部設置了3個關節，一共7個關節，每個關節對應一個自由度，就如同人的手臂一般，具有七自由度的活動能力。通過各個關節的旋轉，能夠實現自身前後左右任意角度與位置的抓取和操作，為航天員順利開展出艙任務提供強有力的保證。

為擴大任務觸及范圍，空間站核心艙機械臂還具備「爬行」功能。由於核心艙機械臂採用了「肩3+肘1+腕3」的關節配置方案，肩部和腕部關節配置相同，意味著機械臂兩端活動功能是一樣的。同時肩部與腕部各安裝了一個末端執行器。作為機器臂的觸手，末端執行器可以對接艙體表面安裝的目標適配器，機械臂通過末端執行器與目標適配器對接與分離，同時配合各關節的聯合運動，從而實現在艙體上的爬行轉移。

空間站機械臂是我國航天事業發展的新領域之一，中國航天 科技 集團五院在關鍵技術、原材料選用、製造工藝、適應空間站環境的長壽命設計等方面均作出了巨大的突破和創新。在研製團隊的努力下，我國成功掌握大型空間機械臂核心技術並成功應用，全部核心部件實現國產化，並形成了多項國家空間機器人行業標准。

艙外維修與輔助工具——

航天員執行出艙任務的「機械夥伴」

我國空間站首次艙外活動中，作為航天員執行出艙任務的「機械夥伴」——艙外維修與輔助工具，也首次成功亮相。

艙外維修與輔助工具由中國航天 科技 集團五院研製，可協助航天員有效克服在軌著航天服狀態下，手套充壓後操作不便、航天員需單手操作難度大、在軌防漂要求高等難題，具備輔助航天員在軌著航天服狀態下開展艙外行走、位姿轉換、設備更換、產品安全防護等多項功能，是航天員執行艙外活動必不可少的工具。

為了確保艙外維修與輔助工具的 健康 狀態良好，滿足首次出艙任務需求，在首次出艙之前，航天員已在艙內進行了維修工具的 健康 狀態檢查、使用狀態設置等各項工作，確保滿足出艙應用需求。

艙外電動工具作為空間站維修工具產品的「一號選手」，是此次維修任務用到的唯一一個機電類工具，可以適應艙外復雜的真空和高低溫環境。艙外通用把手可以安裝到維修設備上用於航天員在軌維修時進行待維修設備的轉移及防漂，通過與設備端的通用把手底座配合，實現航天員單手完成對設備的快速鎖定、解鎖。

艙外維修與輔助工具不僅有用於艙外設備維修的艙外電動工具、艙外扳手、通用把手等工具，也有各種配合航天員艙外姿態穩定、轉換的攜帶型腳限位器、艙外操作台等輔助工具。攜帶型安全帶協助航天員實現艙外作業位置設備及維修工具的防漂；與航天服直接相連的微型工作台，則像一根多功能腰帶一樣環繞在航天服腰部，將航天員出艙使用的艙外電動工具、艙外通用把手和艙外扳手隨身攜帶，確保航天員隨用隨取。

此次航天員出艙任務的成功實施，充分驗證了艙外維修與輔助工具在軌應用的可靠性。

太空通信「天路」、網路「熱點」——

護航出艙活動

出艙活動是航天員身著艙外航天服在航天器外進行太空行走和作業的統稱。在空間站任務中，航天員將進行多次出艙活動，完成空間站的維修、維護及建造等任務。進行出艙活動時與地面建立高速及時的通信聯系尤為重要，出艙活動不僅是對航天員的全方位考驗，也是對空間站天和核心艙與地面測控站間通信能力的一大考驗。

據介紹，中國航天 科技 集團五院研製的第三代中繼終端產品，通過與中繼衛星天鏈一號和天鏈二號建立中繼鏈路，實現中繼通信，確保航天員與地面通信的實時暢通。這就好比在太空中搭建了地面與中繼衛星、中繼衛星與航天員之間的「天路」。

空間站中繼終端與其他型號在設計上最大的區別在於，為了保證在軌使用的長壽命，需要具備在軌可維修性。空間站中繼終端採用了集成化、模塊化的設計思路，在保證傳輸信號質量的同時，方便航天員維修更換。

此外，中國航天 科技 集團五院研製的出艙通信子系統實現了艙內外航天員之間、艙內外航天員與地面人員之間以及艙外航天員之間的全雙工語音通信，在航天員艙外活動范圍內實現無線通信全覆蓋，支持多名航天員同時出艙活動時的通話功能。

艙外圖像傳輸子系統則為艙外提供無線網路覆蓋，通過出艙無線收發設備提供的網路「熱點」進行圖像傳輸，實現了航天員出艙活動的實時顯示。

制圖：蔡華偉

2. 為哥倫布麥哲倫實現遠洋航行提供重要技術保證的是什麼

為哥倫布麥哲倫實現遠洋航行提供重要技術保證的是指南針。

指南針在航海上的應用對地理大發現和海上貿易有極大的促進作用。 古代中國人將指南針用於軍事和航海的活動，也被用於堪輿術，後來還輾轉傳入歐洲，在歐洲的航海活動和地理大發現中，發揮了不可替代的重要作用。在航海技術發明中，指南針也是最重要的單項發明。

簡介：

指南針，古代叫司南，主要組成部分是一根裝在軸上的磁針，磁針在天然地磁場的作用下可以自由轉動並保持在磁子午線的切線方向上，磁針的南極指向地理南極(磁場北極)，利用這一性能可以辨別方向。

常用於航海、大地測量、旅行及軍事等方面。物理上指示方向的指南針的發明有三類部件，分別是司南、羅盤和磁針，均屬於中國的發明。

3. 航天技術有哪些重要功能

古希臘時，有一個荒淫的克里特國王，囚禁了建築師代達羅斯和他的兒字愛琴。建築師用石蠟製作成一對翅膀，由兒子操控，建築師和兒子一起飛出了克里斯特島。建築師的兒子展翅高飛，結果飛得離太陽太近，石蠟製成的翅膀被太陽融化，不幸落入大海。後人為了紀念他，把他葬身的大海取名愛琴海。可見，造訪太空是人類的千古夢想。如今在航天技術的幫助下，人類製造出了各種航天器，如宇宙飛船、太空梭等，遨遊太空的夢想終於成為現實。目前，世界各國共發射各類航天器數千個，其中軍用衛星佔70%以上。這大大提高了現代軍隊的組織指揮能力，而且開辟了太空戰場。航天技術對贏得未來戰爭的勝利至關重要，以致很多軍事家斷言：誰想控制地球，誰就得控制太空。

一、航天技術的三大領域

在未來戰爭中，航天技術是爭奪外層空間的綜合性技術。航天技術主要有三大研究領域：運載火箭技術領域、航天器技術領域和跟蹤測控技術領域。這三大技術研究領域構成了航天技術的基礎。

1.運載火箭技術領域

運載火箭是航天器升空的運輸工具，它的作用是把各類航天器、武器和物資等運送到太空。運載火箭一般由2級到4級火箭組成，最下面的一級稱為第一級，最上面一級稱為末級。運載火箭的總重量可達數百噸，高度達數十米。火箭的燃料一般是具有很高燃燒值的液態氫燃料，發動機的推動力達數百噸乃至數千噸。運載火箭每一級都有自己的箭體結構和動力裝置，控制系統則通常為幾級共用。航天器被放在末級火箭的前端。早期的運載火箭大多由彈道導彈改造而成，後來為了適應不同航天發射任務的需要，專門研製了系列化的運載火箭。目前的運載火箭需要專門的發射場發射，比如我們國家的酒泉、西昌等火箭發射場。運載火箭只能使用一次，成本很高。未來運載火箭技術要向可返回地面、能重復使用的方向發展。

2.航天器技術領域

航天器是指在大氣層以外的空間飛行的一種飛行器，用以執行探索、開發等任務。世界上第一個航天器是蘇聯在1957年10月4日發射的「人造地球衛星1號」。到2002年底，世界各國共發射了近5000個航天器，其中軍用航天器佔三分之二。大量軍用航天器的使用以及太空武器的研製成功，使「天軍」的建立成為可能，也催生了「太空戰」的產生，這必然給軍事領域帶來重大影響。航天器分為無人航天器和載人航天器。

（1）無人航天器包括人造地球衛星、空間平台和空間探測器

人造地球衛星是指在空間軌道上環繞地球運行的無人航天器，是人類目前發射數量最多、用途最廣的一種航天器，發射數量占航天器發射總數的90%以上。衛星中的很大一部分是軍用或者軍民兩用的。軍用衛星分為軍事偵察衛星、軍事氣象衛星、軍事導航衛星、軍事測繪衛星、軍事通信衛星以及「反衛星」衛星等。軍用衛星的大量使用給現代戰爭帶來了巨大的影響。在未來戰爭中，軍用衛星可作為一種發射平台，與激光武器、定向能武器等新式武器一起構成「天戰」的武器裝備系統，成為爭奪太空的主要武器。

空間平台是無人航天器的新品種，它可以在軌道上進行維修、更換儀器，還可以加註燃料、補給消耗品，並且能夠收回。空間平台的出現可以大大減少衛星的發射成本。

空間探測器按照探測的目標可分為：月球探測器和星際探測器。美國1972年發射的「先驅者」10號探測器，已經在1986年10月越過冥王星的軌道，成為飛出太陽系的第一顆航天器。空間探測技術對於發現潛在的敵方軍事目標具有重要的意義。

（2）載人航天器，按照功能分為載人飛船、空間站和太空梭

載人飛船是活動於外層空間的一種運載工具。2008年9月我國發射的「神州七號」飛船就是載人飛船，「神州七號」飛船里承載著翟志剛、劉伯明、景海鵬三名航天員。載人飛船一般由航天員座艙、軌道艙、服務艙、氣閘艙和對接機構等部分組成，能夠保障航天員在太空執行航天任務，並能使航天員乘坐的座艙返回地面。載人飛船除了用作太空實驗平台外，還可以作為航天運輸平台和武器平台。

空間站是長時間在太空運行的飛行器，在太空逗留時間可長達數十年之久。空間站就像人類在太空建立的實驗室和工作站，具備供航天員實驗、生產、生活的設備條件。空間站可以與太空梭或載人飛船對接，使太空梭和飛船能把物資運送到空間站，從而保證航天員可以長年累月地生活在太空站里。空間站，使航天活動由太空探索轉向太空的利用開發，也可以作為安放太空武器的軍事基地。

3.跟蹤測控技術領域

該技術領域主要研究如何跟蹤測量航天器的飛行狀態，並控制航天器的運行和工作狀態。對航天器的跟蹤和測控任務由航天測控中心和若干航天測控站或測控船組成的測控網完成。如我國的「神州七號」從發射升空到進入軌道運行再到降落，都是由酒泉衛星測控中心和西昌衛星測控中心以及多隻在大海中游動的測量船共同完成的。測控網通過對航天器跟蹤測量、監視、檢測和控制航天器上各種設備的工作狀態，接收來自航天器的通信信號，與航天員進行通信聯絡，從而保證航天器按照預定的方式飛行、工作和著陸。

二、航天技術在軍事領域的應用

1960年，美國首次成功回收世界上第一顆軍事衛星「發現者13號」偵察衛星，標志著軍事航天的開始。隨著軍事航天技術的快速發展，其應用領域也越來越廣泛，在未來戰場上，軍事航大技術一定會大大改變戰爭的面貌。軍事航天技術將在以下幾個方面大顯身手：

1.太空監視

太空監視是指利用航天器上的偵察探視設備，對地面軍事目標進行監視、拍照，從而獲得戰場情報，為陸海空作戰提供情報保障。太空監視運行軌道高、速度快、監視范圍大，而且不受國界、地理條件限制，可定時、重復監視某個地區。這些優點使太空監視獲得其他偵察手段難以獲得的情報。

2.太空支援

太空支援是利用軍事航天器對陸海空天軍事力量進行支援，以增加軍事力量的戰鬥力。支援種類包括：導航定位、氣象觀測、衛星通信、軍事測繪等等。未來的戰爭將是陸、海、空、天、電、網五維一體的作戰，任何作戰行動都離不開來自太空的支援。

3.太空作戰

太空作戰是指利用軍用航天器作為武器發射平台，攻擊敵人的太空武器或來襲武器；也指利用航天器上的定向能武器、激光武器等武器系統，攻擊、摧毀敵方陸地、海洋和空中目標。太空戰場是未來奪取制天權的關鍵戰場。

4.太空裝備後勤保障

太空裝備後勤保障是指航天工作人員乘坐著太空梭或飛船等太空運輸器，對外層空間運行的航天器實施檢測、維修、更換儀器以及補充物資等活動。太空裝備後勤保障是各類航天器能夠有效運行的基礎，是保持己方太空作戰能力的重要手段。

4. 航天工程關鍵技術有哪些

航天技術(space technology)
航天技術，又稱空間技術。是一項探索、開發和利用太空以及地球以外天體的綜合性工程技術。是一個國家現代技術綜合發展水平的重要標志。 軍事航天技術，是把航天技術應用於軍事領域，為軍事目的進入太空和開發利用太空的一門綜合性工程技術。

其組成主要包括:
(1)航天運載器技術.航天運載器技術是航天技術的基礎.要想把各種航天器送到太空,必須利用運載器的推力克服地球引力和空氣阻力.常用的運載器是運載火箭.
運載火箭主要由動力系統,控制系統,箭體和儀器,儀表系統組成.為了使航天器獲得飛出地球所需要的速度,靠單級運載火箭的推力目前難以達到.為此,人們發展了多級運載火箭.多級運載火箭是由幾個能獨立工作的火箭沿軸向串聯組成.
(2)航天器技術.航天器是在太空沿一定軌道運行並執行一定任務的飛行器,亦稱空間飛行器.航天器分無人航天器和載人航天器兩大類.
無人航天器按是否環繞地球運行又分為人造地球衛星和空間探測器等.其中人造地球衛星按用途分為:①科學衛星:用於探測和研究;②應用衛星:直接為國民經濟和軍事服務;③技術試驗衛星:用於技術試驗和應用衛星試驗.空間探測器按探測目標分為月球探測器,行星(金星,火星,水星,土星等)探測器和星際探測器.
載人航天器按飛行和工作方式分為載人飛船,空間站和太空梭等.其中載人飛船可分為衛星式載人飛船,登月式載人飛船和行星際載人飛船等;空間站可分為單一式空間站和組合式空間站.
(3)航天測控技術.航天測控技術是對飛行中的運載火箭及航天器進行跟蹤測量,監視和控制的技術.為了保證火箭正常飛行和航天器在軌道上正常工作,除了火箭和航天器上載有測控設備外,還必須在地面建立測控(包括通信)系統.地面測控系統由分布全球各地的測控台,站及測量船組成.航天測控系統主要包括:光學跟蹤測量系統,無線電跟蹤測量系統,遙測系統,實時數據處理系統,遙控系統,通信系統等.

5. 關於航天的知識

航天活動包括航天技術（又稱空間技術），空間應用和空間科學三大部分。航天技術是指為航天活動提供技術手段和保障條件的綜合性工程技術。

空間應用是指利用航天技術及其開發的空間資源在科學研究、國民經濟、國防建設、文化教育等領域的各種應用技術的總稱。

空間資源系指地球大氣層以外的可為人類開發和利用的各種環境、能源與物質資源，入空間高遠位置、高真空、超低溫、強輻射、微重力環境、太陽能以及地球以外天體的物質資源等。

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太空資源：

太空資源泛指太空中客觀存在的、可供人類開發利用的環境和物質。主要包括：相對於地面的高遠位置資源，高真空和超潔凈環境資源，微重力環境資源，太陽能資源，月球資源，行星資源等。

太空上可利用的資源比地球上可利用的資源要豐富的多。僅從太陽系范圍來說，在月球、火星和小行星等天體上，有豐富的礦產資源；在類木行星和彗星上，有豐富的氫能資源；在行星空間和行星際空間，有真空資源、輻射資源、大溫差資源，那裡的太陽能利用有效率也比地球上高的多。

目前取得了巨大的社會效益。高真空和高潔凈是外層空間的顯著特徵，是進行許多科學實驗、發展航天技術、生產電子產品和高級葯品的理想環境，尤其它是人類的航天活動的先決條件。

高真空、超潔凈環境資源取得了相當大的實際效果，但微重力資源和太陽能資源的利用還處於試驗、研究和創造條件的階段。