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文档简介
航天能想到经济、政治、哲学、文化哪些知识点高考政治-考点精讲-航天事业“三步走”(哲学方面)
真题训练:材料:人类在实践中深刻认识到太空资源对地球的重要意义,各国纷纷发展航天事业,其间充满了坎坷、血泪。1986年1月美国“挑战者号”航天飞机起飞后爆炸,7名宇航员殉难蓝天;2003年2月,美国“哥伦比亚号”号航天飞机在返回途中解体,宇航员全部牺牲。然而人类问鼎苍穹的脚步不会停止,她的奥秘会不断的为人类揭示。为了更好的利用太空资源服务于经济建设,我国航天事业制定了“三步走”的战略。2011年11月3日神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在太空深情相吻,标志着我国已经突破第二阶段,掌握了交汇对接和出舱活动为代表的更深层次的技术,深化了对航天工程的认识,为第三阶段的空间站建立奠定了基础。由于中国航天人根据我国实际情况,积极探索和掌握太空前沿技术,严格按照“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”的十七字方针,发挥航天精神,把质量作为载人航天工程的生命,使每次发射试验都真正做到了零故障、零差错、零失误。目前我国航天事业稳步发展前进,基本上没有走弯路。结合材料运用辩证唯物论知识说明,我国航天事业稳步发展前进的原因。(12分)本题答案:①物质决定意识,要求我们一切从实际出发,实事求是。我国航天事业稳步发展前进,是因为中国的航天人坚持从我国实际出发。(4分)②意识对改造客观世界具有指导作用,正确的意识对事物发展起推动作用。我国航天事业稳步发展前进,是因为重视质量,发挥了航天精神等正确意识的推动作用。(4分)③规律是客观的、普遍的,要求我们尊重规律,按客观规律办事,把尊重客观规律与发挥主观能动性相结合。我国航天事业稳步发展前进,是因为中国航天人积极探索前沿技术,把尊重规律与发挥主观能动性相结合的结果。(4分)航天这个词所有人都不陌生,通常被人们与高科技联系在一起,我们也都从各种渠道听说过航天的许多知识,比如火箭发射、卫星云图、航天英雄杨利伟、嫦娥探月、卫星导航等等,当然也有很多人分不清楚航空和航天的区别。作为航天工作者,我们希望通过这个系列,让大家能够比较系统的了解航天知识。原来我们对于航天的大多数接触,都是散点式的了解。而系统的了解,就是先我们在大脑中形成了一个框架,对相关所有知识类型进行初步了解,形成一个成体系的印象,而不只是进行散点式科普。有了系统框架之后,再去学习各种航天知识,就可以事半功倍。本系列“浅说航天”共分为6篇,分别为:(一)什么是航天(二)世界航天简史(三)航天基本原理与系统构造(四)运载火箭(五)航天器(六)航天技术应用本篇为全系列的第一篇。1.航天的定义首先来看一下“航天”这个词的定义。要知道航天这个中文词是由我国著名科学家钱学森先生发明的,它又可以称为空间飞行、太空飞行、或航天飞行,官方的定义,是指进入、探索、开发和利用太空以及地球以外天体各种活动的总称。这里的重点是:航天主要是进入到太空飞行,于是出现另一个重要词汇:太空。2.
什么是太空提起太空,我们可能马上想起科幻电影里的场景,深邃而广阔,蓝色的地球,黑色的天空里不布满了星星。那究竟什么是太空呢?这里就要涉及一点点地理学和天文学的内容。大气层的底部我们来看一下地球外面的构造,大家知道,地球外面环绕着薄薄的一层大气(这里的薄是指相对地球直径6400千米而言)。假设从地面垂直向上飞,距离地面8~17千米以内(不同纬度地区的厚度不同),叫做对流层,这里就是我们日常生活的大气层,在对流层中,空气是对流的,有各种方向、各种强度的风,并形成了云雨雷电,对流层中气压较高,天气复杂多变;超过10km就进入了平流层,这里的空气是规律的沿水平方向流动,从距离地面10km一直到50km附近的高度,都是平流层,我们平常坐飞机,飞到最高的时候一般是到达平流层的底部,这里的风向和风速都比较稳定,飞机既省油,又可以避免剧烈的颠簸。大气层的分界线:卡门线再往上走,到达距离地面100km的距离,这位置就叫做“卡门线”,这是国际航空联合会达成共识的,在这个高度以上,由于大气过于稀薄,飞机就无法进行正常飞行了,也就是说,卡门线可以认为是大气层和太空的分界线,这以上,就是太空。实际从科学角度严格来说,大气层和太空没有明显的边界,卡门线附近仍然有大气,只是大气太过稀薄而已,但从航空航天的工程角度,这里就是分界线了。我们可以简单理解为,距离离地面100km以上,就进入了太空。大气层与卡门线太空有多远?再往远处看,离我们最近的天体,也就是月亮,与地球的平均距离是380000km,比卡门线远了几千倍,光要走1.5秒左右才能到。光走1秒的距离是30万千米,我们开车天天飙车要开一年才能赶上光1秒走过的距离。再看太阳,太阳与地球的平均距离约是1.5亿km(称为“一个天文单位”),比地月距离又远了几百倍,光要走8分钟。太阳系多大呢?其边缘(以庞大的奥尔特星云球体计算)距离我们大约有2光年,比日地距离又远了十万倍。这还仅仅是刚出了太阳系,距离最近的恒星(比邻星,距我们约4.22光年),还有多一半的距离要走。太阳系的外围——奥尔特星云银河系而像我们太阳这种恒星,在银河系中有上千亿颗,太阳系这么大,在银河系的视角来看,可能连一个点都表示不出来(太阳系直径最大约4光年,而银河系直径10万光年)。即使是银河系,在整个宇宙中也不过沧海一粟,银河系之外,像银河系这种星系,又有数十亿个。可见,太空无比的宏大,远超我们的想象。所以说,太空很大,卡门线以外,都是太空的范围,也都是航天想要去到的目标范围。太空与我们平常生活的地面上和大气层内部有很大的不同,在介绍航天之前,首先来总结一下太空的主要特征。3.太空的特征简单来说,太空与地面上,主要有五个显著的区别:高真空、无重力、极端温度、昼夜周期和宇宙辐射。高真空真空是指一种不存在任何物质的空间,真正意义上的真空是一种理想模型,是不存在的,我们说的太空中的真空,是指空气稀薄到一定程度以下,也就是极低的气压。这个空气的稀薄程度用“真空度”来表示,单位与气压相同,当真空度低于0.1333Pa时,就可以叫做高真空状态。在卡门线以上的广漠太空中,也就是航天飞行的范围内,大部分都是中高真空态。真空与地面大气层中的主要区别在于几乎没有空气,所以气压非常低,也没有氧气,生命在那是不能存活的。由于没有空气,声音也不能传播,所以真空可以认为是寂静无声的。没有空气,也就不存在空气阻力,所以飞船在真空中飞行,即便是不给它动力也不会减速,动能损失很小,但同样也没有空气浮力,所以像鸟或飞机那种飞行方式是飞不起来的。如果人要上太空,人维持生命也需要氧气,还需要正常的大气压,即使高原上大气压只比平时低了一点,我们都很容易产生高原反应,没有氧气更是几分钟都活不了,所以在太空中,宇航员必须船上宇航服,来保证足够的大气压和供氧量。无重力太空的第二个特点是无重力,严谨的说是低重力环境,可以近似的看做无重力,我们称为“失重”。重力是由于地球对我们的吸引而产生的向“下”的力,而太空中是没有重力的,原因我们在后面讲万有引力的时候回详细解释。在失重环境下,与我们地面的普通重力环境是完全不同的。首先没有上下左右的概念,东西扔到空中不会掉下,就在那漂浮着,如果是水就更有意思了,会形成一个水球漂浮在空中,水中也不会产生浮力。由于没有重力,宇航员们的生活会与地面上完全不同,比如喝水,杯子是装不住水的,只能用吸管喝;床上也躺不住,会飘走,所以只能睡在睡袋里;就连称体重也没办法站在体重秤上,因为根本站不住,都是漂浮状态的。在神舟十号飞船上,宇航员王亚平曾经做过一系列实验,来演示无重力环境下的物体运动特性,包括了质量测量、小球运动和液体表面张力等,非常的生动有趣。极端温度由于太空中是真空环境,没有空气传热、散热和储存热量,所以太空温度与地面上有着极大的不同。如果物体受阳光直接照射,那照到的一面可产生高达100℃以上甚至几百度的高温。而背阴的一面,温度则可低至-100℃以下,而太空中本来的温度甚至到-200℃以下,这是什么概念呢,连空气中的氧气都无法维持气体状态,会凝结成液体甚至固体。所以航天器在制造时,要同时考虑超低温环境和高温环境下的工作状态,而宇航员在太空时,必须要穿上特制的宇航服来保温。昼夜周期我们在地面上的24小时的昼夜变化是由地球的自转形成的,但由于航天器在太空飞行,飞行速度、高度都各不相同,所以飞船在航天飞行中的昼夜周期,和我们在地球上的昼夜周期是有很大不同的。大多数航天器绕地球旋转,但由于速度必须要很快(原因我们后续再讲),所以绕一圈的时间比24小时要短得多,昼夜的一个周期也要短得多,比如载人飞船神舟五号的一个昼夜周期才一个半小时左右。不同高度的昼夜周期各不相同,它和飞船绕地球飞行的轨道高低相关。轨道高,昼夜周期就长;轨道低,昼夜周期就短。另外白天黑夜的长度也不是均等的,航天器只有转到地球的背阴面时,在地球的影子里才是黑夜,而在地球向阳面和两侧面时都是白天,由于它们距地面比较远,在地球影子区域的时间相对较短,所以往往白天很长而黑夜很短。航天器轨道的昼夜一些航天器沿着地球的经线飞行,也就是南北方向绕着飞,这种航天器永远都能看见太阳,永远都是白天。还有一些飞向月球、火星等深空的航天器,更是完全和地球自转没关系,更是无法区分昼夜。宇宙辐射太空中并不像想象中那般平静,而有着各种强电磁辐射存在。太阳有太阳电磁辐射和太阳风,太阳风是由日冕吹出的高能等离子体流,另外在太阳在发生耀斑爆发时还会向外发射的高能粒子,由于太阳离我们相对较近,它发出的辐射到地球附近是很强的。太阳之外还有很多其它的天体,它们也向外辐射电磁波,许多天体还向外辐射高能粒子,形成宇宙射线。另外,由于宇宙大爆炸的残留,宇宙各处都存在着一个普遍的辐射,叫做宇宙微波背景辐射。这些对人体有着极大的伤害,对电子产品也有强烈的影响。我们在地球上之所以没有感觉,是因为地球有强大的地磁场和电离层,把这些辐射挡在了外面,保护了我们。但到了太空就不同了,没有了地球的保护,我们在设计航天器和宇航服时,必须要充分考虑这些宇宙辐射对我们的影响。4.航天与航空的区别航空航天这个词在我们中国是很流行的,往往象征着“国家实力”、“高科技”,但如果问:航空和航天有什么区别?恐怕好多人说不清楚。既然我们讲航天,那么必须要了解一下航天和它的近亲航空有哪些主要的区别。飞行高度不同航空和航天的最主要区别是飞行的高度不同。简单来说,“航空”,就是人类在地球大气层中的活动;“航天”,就是人类冲出地球大气层,到宇宙太空中去活动。刚才我们在讲太空的时候提到距地面100km的“卡门线”这个概念,这条线就可以理解为航空和航天的分界线。在卡门线以下,属于航空飞行的范围,越过卡门线到上面就算冲出了大气层,就属于航天的飞行范围了。飞行原理不同航空和航天由于在大气层的内外,它们飞行的原理大不相同。首先看航空,也就是我们平常乘坐的飞机或直升机,它们在大气层内部飞行,能留在空中不掉下来,主要靠的是空气的升力,机翼形状经过精心设计后,下方空气流速较慢因此气压较大,而上方空气流速较快因此气压较小,只要到达一定速度,就可以让机翼上下产生足够的气压差,进而产生空气的托举力,托着飞机飞起来,所以航空飞行时主要是要保证有足够的速度,发动机要一直工作。但是航天的原理完全不同,由于在大气层外,几乎没有空气,根本没办法用这一原理,而是靠足够的速度产生的惯性离心力来克服地球引力,才能保证不掉下来,这一部分我们将在后面章节做详细解释。但也正是因为几乎没有空气,也没有空气阻力,所以在太空中的航天器不需要发动机一直工作就能保持工作速度。发动机不同同样还是由于一个在大气层内,一个在大气层外,它们的发动机原理也有很大不同。我们知道发动机大多都是靠燃烧来产生推力的,燃烧需要氧气,而空气中有大约20%的氧气,所以航空发动机在大气层内飞行只需要携带燃料就可以了,氧气由空气来提供,现在多数的航空发动机采用“喷气式发动机”原理,推力也是吸收空气再喷出去产生的,所以空气在航空发动机中的作用至关重要。但航天发动机就完全不同了,大气层外几乎没有空气,所以它的燃烧不仅要带燃料,还要带氧化剂(这里不一定是氧气,也有其它的氧化剂,但作用相似),并且也不能采用喷空气的方式产生推力,而需要自己产生喷出的物质。起降方式不同飞行原理不同,自然起降的方式也大不相同。航空的飞机都是水平滑翔到一定速度才能飞起来,降落时也是采用滑翔着陆,直升机虽然看似是垂直起降,但其实它的螺旋桨也是水平运动的,基本原理和飞机机翼很像。航天都是采用真正的垂直升空,用运载火箭直接向下喷射产生反推力升空,到高空后还要专项、逐级分离和入轨。有些航天器可以回收降落,降落时采用的原理主要是两个:一是降落伞,二是反推发动机。所以说,航空和航天虽然都是往天上飞的高科技,但还是有着非常大的区别的,我们今后可不能把他们混为一谈。5.
航天的意义航天是一项耗时耗力耗资的巨大工程,又承担着巨大的风险和不确定性,但为何世界各大强国都争先恐后的发展航天呢?有人质疑,现在还有很多人连饭都吃不饱,为什么要搞这些天上的东西,把钱先用来解决民生问题不好吗?其实民生问题的确需要解决,但航天也是一项刻不容缓的工程。我们来细数一下航天的主要意义。国家战略意义航天耗资巨大,需要投入大量人力和时间,正能体现一个国家综合国力和提升国际威望,更是一个国家综合国力强大的标志。航天技术的水平与成就是一个国家经济、科学和技术实力的综合反映。因此航天工程在国家顶层有着重大的战略意义
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