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航天事业发展史

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航天事业发展史

航天事业发展史范文第1篇

[关键词]航天产业;航天企业;市场化转型

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.23.046

1962年,美国政府及许多私营公司共同出资成立“通信卫星”的公司,经营商用卫星通信系统,航天产品市场由此开始形成,随着航天技术的发展,不断出现了一些新的商业机遇,与之相适应的其他航天产品市场也陆续出现。近年来,世界航天工业及其市场呈现出迅速发展的态势,正在对政治、经济、军事等各个领域产生越来越大的影响。大力发展航天产业已成为世界主要国家现代化建设的重要手段,同时也是衡量一个国家经济、科技和国防发展水平的重要标志。

1 世界航天产业概述

航天科技与航天产业的发展不仅能够培育一个国家的科技创新能力,成为一个国家科技发展水平的象征,而且航天科技和航天产业的产品和服务也渗透到人们生活中的方方面面,不断地改变人们的生活方式。因此,各个国家都非常重视航天科技和航天产业的发展,对航天产业的投资也不断增长。新一轮的军事质量竞争比过去激烈,各国都着眼于未来的发展,调整自己的竞争战略、军事机构,发展新的武器装备,凝聚自己的实力。航天产业成为各国发展军事力量的主要载体,并且扩展到商业领域。航天产业已经形成了以欧洲和美国为主的竞争体系,各自在国防、商业和民用航空领域保持相当的市场份额。

从全球范围来看,美国目前仍保持着航天竞争力的领先地位,在政府、人力资源和产业的主要范围处于绝对优势。欧洲依靠改善政策和空间探索项目,政府方面得到改进,继续保持竞争力。全欧洲的航天制度(包括民用和军用航天)已经法制化,而且欧洲会继续加强其联合政策、多国(跨国)公司以及其他市场结构。俄罗斯人力资源和产业方面的竞争力相对较低,但一直是航天发射活动最多的国家,并通过在发射平台和基础结构方面的战略投资强化了俄罗斯的复苏。日本由于在航天战略上的实质性变化和新的空间法,航天竞争力获得了较大的提升。

2 世界航天产业的发展特点

2.1 计划机制与市场机制共同发挥作用

在世界航天产业发展中,计划机制与市场机制有机融合。市场机制具体运用到航天产业,体现为竞争机制、价格机制和合同承包机制。利用竞争机制和价格机制,促进了航天产品的研制和采购。但航天产业具有高投入、高风险、回报周期慢等特性,重大的基础创新型科技研发不可能单纯依靠企业,在这方面政府所扮演的角色非常重要。各国均明确制定了航天长远发展规划,持续加大航天领域的投入,以重大工程的实施带动空间技术和相关高技术领域快速发展。商业市场是驱动航天产业发展的重要力量,政府仍然是当前航天产业发展的最主要驱动力。

2.2 航天企业趋向大型集团化

世界主要国家的航天企业表现出集团化倾向,通过并购和重组不断扩大航天企业的规模和竞争能力。一系列航天公司合并与兼并的结果,使得当今航天集团的规模越来越大,世界航天科研生产形成越来越集中的局面。航天企业的集团化使资金集聚、产品结构互补、技术互补、市场互补,形成了规模生产能力,产生了明显的规模经济效益,大大增强了企业的实力,使企业在激烈的市场竞争中能依靠整体的优势而立于不败之地。

2.3 军用、民用和商业航天持续融合

冷战结束后,世界其他国家特别是各军事大国对国防科技工业的发展均提出了一系列调整和改革,实际调整改革围绕的中心和总体的目标就是实现军民一体化,形成富有弹性和市场化的航天产业基础。世界政治军事格局的变化使各国对军事装备的总需求量减少,对军事装备的性能要求和战略力量却越来越高,对突发事件的快速反应和应变能力强。作为以高科技为特征的航天产业,一定要和国民经济协调发展,推动技术进步,加速产业升级,带动投资和消费,从而促进经济增长。

3 我国航天企业市场化转型

航天企业具有专业性极强的生产体系,它在航天产品生产方面具有独特优势,在国内具有不可动摇的垄断性。另外,航天企业航天企业具有较高的技术开发能力和水平,人才优势的发挥,有利于在产品和技术开发上有较大的突破。在当前我国经济市场化进程中,航天企业必须进行市场化转型,通过市场化的改革,使企业成为自主经营、自负盈亏、自担风险、自我约束的独立的法人实体和市场竞争主体。

航天企业的市场化首先要有市场化的观念。解放思想、转变观念是一切改革与创新的“总开关”。进行市场化的转型,必须树立市场化的观念。所谓“市场”就是权利对等的买卖双方的自由交易。其中,既有供给方的供给竞争,也有需求方的需求竞争。而市场化改革就是打破对市场的各种限制,恢复这样一种自由交易。而这种“自由交易”的市场经济的理念,正是长期以来按照政府指令进行生产和供给的国有企业所不具备的。

实现航天企业转型,要进行体制机制的创新。改革计划经济下形成的不适应市场竞争的组织结构和内部管理体制,建立现代企业制度,完善法人治理结构是国有企业转型的基本要求。一方面,按照有进有退的原则建立合理的所有制结构。另一方面,按照现代企业制度要求完善公司法人治理结构。这是建立健全现代企业制度的必然要求,是深化国有资产管理体制改革和保障企业依法享有经营自的现实需要,也是推进国有企业持续、健康、稳定发展的体制保障。

实现航天企业转型,要按照市场化的要求创新管控体系。新型管控体系的建设就是要以市场化观念为指导,挑战行业或本企业内普遍接受的成规定式,重新思考目前的工作方式,寻找新的方式方法,突破“不可能”“行不通”的思维约束,改变企业的管控流程、业务运作流程和组织形式,促进企业适应市场竞争。进行战略管控,解决影响企业未来发展的最重要、最基本的问题。风险管控,逐步搭建起全面风险管理体系框架,从根源上规避战略风险、决策风险、经营风险、财务风险和组织风险等多种风险,降低风险损失。效率管控,以信息化的传输提高企业的快速反应能力,提高工作效率,提高经济效益。

实现航天企业转型,要建立市场化的选人用人机制。随着市场化的转型逐步深入,企业间的竞争日趋白热化,这种竞争由传统的资产、规模等资源的竞争,转移到人才的竞争上来。人才作为第一资源被提升到企业重要的战略地位。而市场经济公平竞争、自由选择的原则在人才资源配置上同样适用,实现人才市场化是企业的必然选择。一是有计划地引进大中专院校毕业生,不断改善企业人才结构。二是实现关键岗位、紧缺人才必须面向市场配置,为企业带来创新和活力。三是建立留住、使用、培养人才的机制,使有能力的人才充分发挥自己的专长以达到最大的效益。航天企业进行市场化转型,任重而道远,必须在不断地探索和尝试中总结提高,不断地增强驾驭市场和抗击市场风险的能力,不断地成长和壮大。

航天事业发展史范文第2篇

举世瞩目的中国神舟八号载人航天飞船于2011年11月1日成功发射,这是我国航天事业发展史上的又一个里程碑。全国各地人民以多种方式收看、收听了神八的发射过程,大家感到这是继中国成功举办奥运会后,又一个让中国人感到自豪,让世界聚焦中国的时刻。神八的成功发射,让国人骄傲,让世界瞩目,这充分说明我国的航天事业已处于国际领先地位,航天科技事业的高速发展,也证明了中国日益强大的国力,也充分证明了中华民族在party中央的正确领导下,在改革开放政策的指引下,正大踏步地向前迈进。我们要以中国航天人为榜样,不畏艰难,开拓创新,以Dengxp理论和三个代表为指导,用科学发展观指导新形势下的学习工作,把握机遇,与时俱进,在四个现代化的建设中做出新贡献。神八的成功发射,说明我国的航天科技水平已处于世界尖端,作为一名中国学社感到非常骄傲和自豪,刚刚结束的奥运会已经让世界震惊,让国人感叹,现在神八又成功发射,这将极大地激励我们广大青年学生对祖国的爱国之情,报国之心,更加坚定我们建设祖国的信心,我们相信在party中央的正确领导下,中国将更加强大,中华民族的伟大复兴将指日可待。

今天的“神舟八号”是中华儿女智慧的结晶,真情的付出,汗水的回报!它让我们看到了中华民族旺盛的生命力;它让我们看到了中华民族智慧的伟大力量;它让我们看到了中华民族源远流长的吃苦耐劳,力求奋进的上进心理。一代又一代像邓稼先,钱学森一样的爱国主义者,科学主义者,为国家的繁荣昌盛作出贡献,为国家的光荣史册上抹上辉煌的一笔,为国家的威望,地位倾尽毕身精力的人们正前赴后继地赶往科技第一线。是他们,是他们把更多的时间花费在稿纸上;他们把更多的心血花费零件上;他们把更多的精神花费在元件上。兴许,他们忽略了自己,忽略了家人,但他们给我们带来的是惊喜,是惊讶或许一时间成了惊怔。伟大的创举,伟大的突破,伟大的跨跃,我们应为之感动,为之骄傲,为之自豪。他们是我们的榜样,是我们的偶像,是我们的楷模。我们应该为他们鼓掌,为他们喝彩,为他们叫好!但是,我们是否考虑过我们能为祖国作点什么?

身为当代中学生,我们不但肩负学习重任,同时也背负着建设祖国的光辉任务;我们不但要做好社会主义的接班人,而且要继承“三个代表”的伟大理论思想;我们不但要学会读书,品书,分析书,更要学会读自然,品自然 ,分析自然。因为我们要发展,就先要发现;要自强,就要自信自己;要富裕,就先要丰富自己的知识。当电的火花点亮的那刻起,我们就落后给西方国家数百年,从而就受到他们的侵略,甚至连小日本也曾在神圣的中华大地上放肆!

我认为,我们现在该做的就是好好学习,只有这样才能使自己的知识得到丰富,学习得到充分过滤,智慧得到淋漓发挥。相信,“神舟八号,神舟十号”在不久的将来一样可以一飞冲天,向世界展示我们中华民族的伟大复兴!

航天事业发展史范文第3篇

1970年4月24日21时35分,在甘肃酒泉发射中心成功地发射了第一颗人造地球卫星——东方红一号,由此开创了中国航天史的新纪元,使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家;2003年10月15日9时,“神舟五号”载人飞船载着航天员杨利伟由-2F型运载火箭发射升空。2003年10月16日6时23分,环绕地球飞行14圈后,飞船返回舱在内蒙古主着陆场成功着陆;2007年10月24日18时05分,在西昌卫星发射中心三号甲型运载火箭将“嫦娥一号”月球卫星成功送入太空。完成任务后,于2009年3月1日16时13分10秒,“嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,准确落于月球东经52.36度、南纬1.50度的预定撞击点,为中国探月一期工程画上一个圆满的句号;2008年9月25日,神舟七号载人飞船顺利升空,9月27日16时41分,中国航天员翟志刚身穿中国研制的“飞天”舱外航天服,打开神舟七号载人飞船轨道舱舱门,首度实施空间出舱活动,茫茫太空第一次留下中国人的足迹。成为中国航天事业发展史上的又一座里程碑。

2008年5月12日14时28分,中国四川汶川发生8.0级特大地震。灾害面前,中华儿女同心协力,共赴国难,并最终取得了抗震救灾的伟大胜利,谱写了一曲惊天地、泣鬼神的世纪赞歌。

2008年8月8日,第29届奥林匹克运动会在北京隆重开幕,并于8月24日圆满闭幕。国际奥委会主席罗格先生在闭幕式上称赞:“这是一届真正的无与伦比的奥运会”。在这届奥运会上中国代表团取得了51枚金牌,创造了中国体育代表团参加奥运会以来的最好成绩。

航天事业发展史范文第4篇

话说以诺兰导演为代表的一代代电影人前仆后继地投身太空题材,用自己的方式纪录并展现现实世界或想象世界的太空。而太空电影也一直都是好莱坞电影中很受欢迎的一个类型,从100多年前的那部《月球旅行记》开始,它就一直在为影迷们提供着无限的乐趣与遐想,带着人们遨游神秘的外太空。

因为天上没有人间,因为太空离我们太远,所以关于太空的电影,总是那么神秘又令人欲罢不能。

《星际穿越》提醒我们,是时候整装待发了

或许是因为第一部太空题材的电影《月球旅行记》也是第一部科幻电影,所以“太空电影”这个类型一开始就是科幻电影旗下的一个重要分支。随后又伴随着人类一步步太空计划的实现,进一步丰富了电影人对太空电影现实性的深度挖掘。如果要对目前我们能看到的太空电影进行粗略划分,大致可分为两类:现实风格和科幻风格。

一些太空电影很容易归类,比如描写人类航天事业发展进程或事件的纪实性电影,如《太空先锋》《阿波罗13号》毫无疑问属于现实风格;《星球大战》系列、《星际迷航》系列一眼就看得出是科幻风格。

不过太空电影的划分其实也没有那么严格,现实和科幻风格往往是既交错又重叠,事实上大部分科幻类的太空电影也具有现实意义。不管银幕上的太空征程使用的是哪类风格或形式,都体现着人类对星空的向往和远远没有终结的探寻或征服欲望。

有一些太空电影具有相当比例的虚构或超现实主义内容,比如《地心引力》《天地大冲撞》,但大部分观众还是认为它们属于现实风格,因为它们只是在现实的基础上增加了灾难等其他元素。如果加上探索元素的话,《超时空接触》甚至《第三类接触》也可以划入现实类。《2001:太空漫游》和《星际穿越》兼有现实风格和科幻风格,但它们的科幻元素并非单纯的天马行空而是具有非常扎实的科学基础或学术内核,所以更偏向现实类。

一百多年来,现实风格的太空电影也经历了各个阶段,从最初的少人问津到一度层出不穷,随后又数次起起落落。之前的风潮几乎都是由太空人发起,而现在电影人正在通过他们的努力反过来影响太空人。最近几年,如果说2012年的《普罗米修斯》引发了观众对起源的思考,2013年的《地心引力》让地球人类开始重新审视太空,那么现在的《星际穿越》正在提醒地球人:是时候重装待发了。

每一次太空探索,银幕都没有忘记

宇宙的神奇魅力一直带给电影人无限遐想,在莱特兄弟1903年正式发明飞机的前一年,电影先驱法国人乔治・梅里爱拍摄的《月球旅行记》,就已经让人类乘坐炮弹飞到了月球。在马丁・斯科塞斯的《雨果》中,这部人类最早的科幻影片尽管只出现了不到2分钟的太空画面,但我们还是可以从中感受到早期电影人对太空那份童话般的憧憬。

1961年,美国的墨丘利飞船带上黑猩猩汉姆飞越大西洋700公里,最终汉姆成功着陆海上。它的事迹给2008年的动画片《太空黑猩猩》赋予了灵感,影片讲述了汉姆的孙子汉姆三世和其他黑猩猩同伴再次为人类两肋插刀,穿上太空服、驾驶飞船穿越虫洞到达遥远星系,寻找失踪船员的故事。还是在那一年,美国开始实施阿波罗计划,美国人的流行观念也由西部片以及西部电视剧向太空为主题的影视、广播剧转移,阿波罗计划在某种程度上促成了西部片的让位。赶在宇航员登陆月球之前,好莱坞先期抵达:1968年2月上映了《太空登月记》, 同年4月又上映了《2001:太空漫游》。虽然这部电影在第二年只获得了一座奥斯卡最佳特效奖,但随着时间的推移,这部太空史诗巨作的地位愈发显赫,它不仅是史上最伟大的太空电影,更是电影艺术、特效发展史的一座里程碑。尽管2001年距今已经过去14年,片中的星际旅行、杀人电脑并未变成现实,但它作为科学寓言以及有关进化、人性和宇宙的思考依然有效。

太空让好莱坞如获至宝

真正让太空片成为主流的应该是1977年乔治・卢卡斯导演的太空科幻史诗《星球大战》,这部兼具全新高科技视效和拓展太空新疆域精神的科幻类太空电影开始全面俘获观众。

1970年代末,科幻电影成为好莱坞最倚重的类型片。1977年11月,斯皮尔伯格的《第三类接触》上映票房爆棚,这多少反映了当时很多美国人已经将注意力转移到UFO和外星人。1978年,彼得・海勒斯的《摩羯星一号》大胆挑战权威,以揭穿“登陆火星”的骗局来质疑美国政府的阿波罗登月计划。

在经历了时而大热时而平淡的发展之后,太空电影迎来了1995年《阿波罗13号》的问世。这部影片云集了一批演技派好演员,紧张的灾难场面、逼真的太空镜头以及荡气回肠的配乐令《阿波罗13号》反响颇佳,并取得了惊人的票房。而现实类太空题材电影也因此受到好莱坞的青睐。

《阿波罗13号》给之后的现实类太空电影最大的启发就是灾难元素的使用,这让好莱坞如获至宝,宇航员成为拯救世界的大救星。趁着这一轮热潮,《异形》《地心引力》《星际迷航》又让此类电影持续加热。

太空离你很近,请随电影去遨游

太空电影就这么一直在持续加热中走过了很多年,虽然它并不是始终热得当仁不让,但它总能时不时地给人惊喜。而由去年的《星际穿越》之后,以诺兰导演为首的大师们似乎又有意让我们进一步“走近”太空,让你我觉得,太空离我们这些普通影迷很近。所以,准备好跟着接下来的太空电影去遨游太空吧。未来还有更多太空电影值得我们翘首以待,比如由雷德利・斯科特执导的、号称是《阿波罗13号》遇上《荒岛余生》的《火星人》,仍由斯科特执导的《普罗米修斯2》,环球影业改编自传记小说《第一人:尼尔阿姆斯特的生活》的《尼尔・阿姆斯特朗传》,《黑洞》重拍版等等。这些都将是非常精彩的太空影片。

曾几何时,美国人的太空探索给人类和好莱坞带来了无限鼓舞,并一度给人错觉――人类就要登陆火星、飞出太阳系了,但这一切都没发生。而如今,以导演诺兰为首的电影人们正在用大银幕上的太空行动,唤起大家对太空探索的再次关注,尽管任重道远,但也许会给略显停滞的人类太空事业带来一些推动力。

IMAX:太空电影的最佳拍档

上世纪80、90年代,IMAX公司携手NASA(美国国家航空航天局)、航空航天制造商洛克希德・马丁公司拍过一批IMAX原生态的太空科教片,比如《嗨!哥伦比亚》《执着的梦想》《蓝色星球》等,但当时这类片子的属性主要还是科教,和娱乐并不沾边。随着渐渐收到好评,太空片慢慢成为IMAX很重要的类型。

《阿波罗13号》就是第一部IMAX电影。当影片中的阿波罗13号摆脱巨大的火箭发射架升空时,IMAX将地动山摇的效果放大到叹为观止的效果;宇航员透过太空舱的窗户遥望硕大的蓝色星球,月球表面的环形山几乎触手可及,这种视听冲击恐怕只有IMAX版才能展现。

IMAX因此成了太空电影最好的搭档,《星际穿越》就是由IMAX 2D胶片拍摄的,其中最震撼的画面是摄像头绑在飞机头上拍摄的。不过由导演托尼・梅耶斯执导的《国际空间站》和《哈勃望远镜》所创造的身临其境的效果,才被称为或许是目前所有人类视听播放设备当中的最极致的。因为这两部影片最精彩的画面都由宇航员扛着IMAX 3D胶片摄影机在太空中拍摄,身临其境感就好比你在空间站内或和他们一起进行太空行走。梅耶斯接下来将完成太空三部曲,下一部作品《完美的星球》的拍摄设备已经搭乘宇宙飞船升空。这当然是非常令人期待的事情。

都说像《星际穿越》这样的太空片挺烧脑的,那么,怎么样才能轻松看懂今后有可能越来越烧脑的太空片呢?当然是多看点这个类型的片子了!那就重温一下史上较受欢迎的经典太空片,看得多了,你就会发现它们的奥秘和魅力。

《太空漫游2001年》:棱角体飞船横空出世

影迷们说,1968年问世的《太空漫游2001年》赋予了太空科幻电影真正的哲学意义。影片里外星人始终不露面,但它们显然比人类先进。影片在技术运用上也达到了前所未有的高度,展示出当时可能实现的太空航行日常生活的所有细节,让人感到十分真实。《月球之旅》中的宇宙飞船呈铅笔状,而《太空漫游2001年》的飞船则由多块材料组成棱角体,与浩瀚的太空更协调。

这部电影的伟大在于它将人类的想象力抽离出来,以宇宙、时空、极限、生命等概念阐释着一部精神哲学似的太空史诗,宏大而深邃。

《星球大战》:飞碟状飞船狰狞可怕

1977年,这部由卢卡斯执导的《星球大战》将太空科幻电影推向了新的高峰。由于对高科技的充分运用,导演得以创造出大量更复杂、更奇异的太空景象和太空飞行器,如大量外表狰狞可怕的飞碟状飞船。而电脑特技作为一种划时代的突破,第一次达到了使画面没有破绽的境地。

本片不仅成为了第50届奥斯卡的大赢家,横扫多个奖项,还在英国老牌电影杂志《完全电影》评选的“最伟大五十部科幻电影”中排名第五位。

《星际迷航》:经典全新演绎

2230年出生于瓦肯星的男孩史波克,因为母亲是人类而经常遭到同僚的嘲笑和欺负。父亲萨瑞克是瓦肯星的一名外交官,长大后的史波克遇到了同样怀着远大志向的柯克,两人通过种种任务考验逐渐开始互相理解……

有人评价说,《星际旅行》在整个通俗科幻文化中的地位相当于《圣经》,而2009年的新版也是导演融入自己的影像风格的大片。精美绝伦的视效奇观和折紧凑的故事情节获得了新一代影迷的认可。

《阿波罗13号》:飞船发射全过程记忆犹新

影片改编自人类宇航史上最为波澜壮阔而险象环生的一次太空事故安全返航事件,也是电影业界与美国航天局第一次合作拍摄的影片。汤姆・汉克斯等人的出色演绎和卓绝精致的特效制作使得电影非常受欢迎。片中最令人记忆犹新的当属飞船发射的全过程,各类舱体的分离,对接特写以及三位宇航员在狭小的舱室内面对无垠黑暗太空中所上演的各种自救措施,当飞船正式返回地球大气层时的加速构成了全片情绪点释放的最大。

《星际传奇》:三个太阳神秘妖娆

《星际传奇》极富80代太空科幻电影趣味,再造了一位异能孤胆英雄的星际之旅。虽然票房不佳,但是复古的设定与惊悚十足的剧情都让影片在一部分死忠影迷群中不断流传。

航天事业发展史范文第5篇

一、 “神舟八号”在交会对接前预定轨道上的运行周期

“神舟八号”这次任务的重点是完成交会对接,为接下来的飞船载人上天进行模拟飞行。

例1 在“二号F”运载火箭起飞的第1473 s,“神舟八号”与之分离,出于交会对接的需要,“神舟八号”进入近地点h1=200 km,远地点h2=330 km的预定椭圆轨道,已知地球半径R=6.37×106 m,地球同步卫星的轨道半径r=4.2×107 m,求“神舟八号”在这个预定椭圆轨道上运行的周期。

解析 “神舟八号”在此预定轨道上运行仍为地球的卫星,轨道半长轴

a=■=6.635×106 m。

设“神舟八号”在这个椭圆轨道上运行的周期为Ta,又地球同步卫星的轨道半径r=4.2×107 m,周期T=24 h,根据开普勒第三定律■=■,则“神舟八号”在这个椭圆轨道上运行的周期

Ta=T■=1.51 h。

点评 近年高考联系我国航天热点的试题频频出现,同学们在平时的学习中要多关注神舟系列飞船、探月工程、宇宙探究等时事热点,并进行相关训练。本题求解时,必须通过阅读分析,筛选相关信息,建立理想模型列式求解。

二、 “神舟八号”与“天宫一号”交会对接过程中轨道的选择、速度的控制

“神舟八号”在进行4次轨道导引,经过5次远距离的速度控制后,在2011年11月3号凌晨与“天宫一号”进行第一次交会对接,形成组合体,建立无人在轨运行的空间平台。

例2 北京飞控中心对“神舟八号”与“天宫一号”的交会对接机构进行测试,确保满会对接要求,“神舟八号”为了追上“天宫一号”( )

A. 应从较低轨道上加速

B. 应从较高轨道上加速

C. 应从同空间站同一轨道上加速

D. 无论在什么轨道上只要加速就行

解析 “神舟八号”要追上“天宫一号”,不能像汽车或飞机那样,对准目标加速飞去,因为在同一轨道上“神舟八号”一旦加速,它就离开原来轨道,进入另外一条较高的椭圆轨道。为了缩短与“天宫一号”的距离,“神舟八号”应该减速,进入一条比原轨道略低的椭圆轨道,使轨道周期缩短,这样,两者各自绕地球运行,相互间距离就会缩短,经过几次调整,两者才能逐步在轨道上到达同一位置。

据G■=m(■)2r,得T=2π■。

先让“神舟八号”在低轨上运行,“天宫一号”在高轨道上的运动周期大,“神舟八号”在低轨道上的运行周期小,然后,“神舟八号”适时加速后做离心运动,使之与“天宫一号”在高轨道上实现对接,所以选项A对、B错.

若“神舟八号”在同一轨道上只加速,将要离开原轨道向外,所以只加速不减速是不可能进行对接的,因此选项C、D都错.

故选A。

三、 “神舟八号”与“天宫一号”对接过程中的动量、能量

2011年11月3日凌晨,在距离地球350 km外的太空中,“神舟八号”抵达距“天宫一号”约5 km的对接入口点,通过地面测控站的引导,逐渐缩短它们之间距离,控制好它们的速度和姿态,保持较小的相对速度,准备对接,两个庞大的飞行器对接过程必须保证平稳,不能剧烈摇晃从而影响在轨飞行器的姿态。

例3 “神舟八号”与“天宫一号”交会对接前,在太空相距仅几十厘米,相对速度极小,横向相对误差不超过0.18 m才能严丝合缝地连为一体,设“神舟八号”与“天宫一号”的质量均为8×103 kg,在太空对接时,相对速度为0.1 m/s,求在对接过程中损失的能量。

解析 “神舟八号”与“天宫一号”的质量均为m=8×103 kg,设两者对接前的速度分别为v1、v2,对接后的共同速度为v,据动量守恒:mv1+mv2=(m+m)v,得v=■。

对接过程中损失的能量ΔE=■mv21+■mv22-■(2m)v2=■m(v1-v2)2。

将m=8×103 kg,v1-v2=0.1 m/s代入上式,得ΔE=20 J。

点评 “神舟八号”与“天宫一号”的对接过程可看做“完全非弹性碰撞”,遵从动量守恒定律,对接后系统动能小于对接前系统动能。本题以“神舟八号”为背景命题,要求通过阅读和理解试题所给出的物理情境,从中获取有用的信息,并与所学知识结合起来,建立物理模型求解。

四、 “神舟八号”与“天宫一号”交会对接过程中绕地球转过的角度

当“神舟八号”成功捕获“天宫一号”后,“神舟八号”的对接环外推300 mm,同时对两个航天器的姿态、位置和偏差等强行校准,校准后,“神舟八号”的对接环缓缓收缩,将两个飞行器拉近,“神舟八号”与“天宫一号”的对接面上分别安装了6组对接锁,当两个飞行器被拉近后,对接锁将两个飞行器拉紧,实现刚性连接。

例4 从“神舟八号”捕获“天宫一号”到两个飞行器实现刚性连接,对接时间共10分钟,此时“神舟八号”与“天宫一号”组合体一直处于离地高度为H=3.4×105 m的圆轨道上,求这段时间内组合体绕地球转过的角度。(地球半径为R=6.37×106 m,重力加速度g取10 m/s2)

解析 设地球质量为M,“神舟八号”与“天宫一号”组合体质量为m,绕地球运行周期为T,由万有引力定律和牛顿定律得G■=m(■)2r,

又GM=gR2,

由以上两式得T=■■。

已知地球半径R=6.37×106 m,组合体圆轨道半径r=R+H=6.71×l06 m,代入上式得T=5.4×103 s。

交会对接中持续时间t=600 s,“神舟八号”与“天宫一号”组合体绕行地球角度θ=■×t=40°。

点评 本题理论联系实际,要求理解题目给出的物理情境,正确建立物理模型,考查同学们灵活运用所学知识分析实际问题的能力。

五、 “神舟八号”与“天宫一号”交会对接过程中的微波控制

“神舟八号”与“天宫一号”交会对接时,两个飞行器在空中都是超高速飞行状态,同时要在充斥着高密度等离子体、游离氧及紫外线等的复杂空间环境中实现对接,难度很高。两个航天器交会对接,必须清楚两个航天器的速度、相对角度和距离等,通过专业仪器进行观测获得这些数据,强大的计算机系统计算出控制指令,利用微波雷达“命令”他们朝相遇点前进,确保准确无误完成对接。

例5 在航空航天等领域,测量目标的速度、距离等参数的工具是雷达,微波雷达的功能相对强大,它受电磁干扰小、探测距离远、精度较高。“神舟八号”与“天宫一号”交会对接过程中,地面应用系统专门建造了被称为射电望远镜的大口径微波雷达天线,其中一座在北京密云,天线口径为50 m。“神舟八号”与“天宫一号”组合体处于离地高度H=3.4×105 m的圆轨道上,组合体向地球传输微波是全向天线发射,发射功率P0=100 W,试估算北京密云大口径天线接收组合体发来的微波功率。(地球半径为6.37×106 m)

解析 全向天线发射的微波沿各个方向是均匀分布的,忽略传输过程中的能量衰减。

用R表示“天宫一号”与地心距离,则R=6.37×106 m+0.34×106 m=6.71×106 m,

用d表示接收天线直径,当发射能量传播到以R为半径的一个球面上时(S=4πR2),直径为d的圆面天线接收到其中一部分能量,则北京密云大口径天线的接收功率

P=■×π(■)2=3.47×l0-10 W。

六、 “神舟八号”上的生命科学实验

“神舟八号”环绕地球飞行的空间是微重力环境,其中充斥着高密度等离子体、游离氧及紫外线等。飞船内的失重环境,强烈的宇宙射线有利于生物基因突变,在“神舟八号”上装载了通用生物培养实验装置,33种微生物、植物和动物等生物样品被分别装在40个有光照的容器中,随“神舟八号”遨游太空,中德两国科学家利用这些装置开展了17项空间生命科学的实验。

例6 “神舟八号”环绕地球飞行所在空间环境,宇宙射线得天独厚,可导致生物基因突变,有利于培育生物新品种。为探明生物样品的基因突变情况,计算机断层显像(PET)可显示基因突变清晰的图像。PET的基本原理是:将放射性同位素158O注入生物样品,158O在生物样品内衰变放出的正电子与生物样品内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET的原理,下列选项正确的是( )

A. 158O衰变的方程式是:158O157N+ 0-1e

B. 正负电子湮灭方程式是:01e+ 0-1e2γ

C. 在PET中,158O的主要用途是作为示踪原子

D. 在PET中,158O的主要用途是参与生物样品的代谢过程

解析 158O在生物样品内衰变放出的正电子,选项A中,158O的衰变方程放出负电子,则选项A错.

选项B中正负电子湮灭方程式正确。

在PET中,158O的主要用途是作为示踪原子,可以被探测器探测,而产生清晰的图像,选项C正确。

在PET中,158O不参与生物样品的代谢过程,选项D错。

故选B、C。

点评 《考试大纲》要求:重视对考生科学素养的考查,要关注科学技术和社会经济的发展,以利于激发学生的兴趣,形成科学的价值观和实事求是的科学态度。在学习中,同学们要多关注我国航天热点和科技新成果的报道,并与课本内容进行横向联系,进行相关习题训练,培养解题能力。

七、 “神舟八号”返回舱从太空回家

2011年11月16日12时04分,“神舟八号”与“天宫一号”组合体进行返回前最后一次轨道维持,为“神舟八号”返回地面做好准备。“天宫一号”上的两个轨控发动机点火,开机15秒钟,“神舟八号”与“天宫一号”组合体再次分离。“神舟八号”17日晚返回地球,主着陆场位于内蒙古中部的阿木古郎草原。“神舟八号”在返回时以近8 km/s的速度进入大气层,当返回舱距地面30 km时,返回舱上的回收发动机启动,相继完成拉出天线、抛掉底盖等一系列动作。在“神舟八号”返回舱距地面20 km以下的高度后,速度减为200 m/s而匀速下降,此段过程中返回舱所受空气阻力为f=■ρv2S,式中为ρ大气的密度,v是返回舱的运动速度,S为与形状特征有关的阻力面积。当返回舱距地面高度为10 km时,打开面积为1200 m2的降落伞,直到速度达到8.0 m/s后匀速下落。为实现软着陆(即着陆时返回舱落地的速度减为零),当返回舱离地面1.2 m时反冲发动机点火,使返回舱落地的速度为0。(返回舱此时的质量为2.7×103 kg,g取10 m/s2)

(1) 用字母表示出返回舱在速度为200 m/s时的质量;

(2) 分析打开降落伞到反冲发动机点火,返回舱的加速度和速度的变化情况;

(3) 求反冲发动机的平均反推力的大小,反冲发动机对返回舱所做的功。

解析 (1) 返回舱在速度为200 m/s时,受到的重力和阻力平衡而匀速下落,

根据牛顿第二定律有mg-f=0。

根据已知条件,得mg-■ρv2S=0,

解得m=■。

(2) 在打开降落伞之前,返回舱以200 m/s的速度匀速下降,打开降落伞瞬间,由于阻力瞬间大于重力,故返回舱的加速度突然增大,但速度减小,随着速度的减小,返回舱所受阻力也减小,当阻力减小到与重力相等时,返回舱以8.0 m/s的速度匀速下落,故返回舱的加速度先突然增大而后减小,加速度方向向上。返回舱的速度不断减少,直到速度减小到8.0 m/s后匀速下落。

(3) 反冲发动机工作后,使返回舱的速度由8.0 m/s减小为0,返回舱受重力和反冲力F作用,可视为做匀减速运动,运动位移为h=1.2 m。