航空航天的关系集锦9篇

时间：2023-08-06 10:52:41

航空航天的关系

航空航天的关系范文1

过去的痛苦即是快乐。

生命不可能从谎言中开出灿烂的鲜花。

航空vs航天

先来解释一下航空航天专业究竟指的是什么。其实，航空和航天有很大区别。航空技术主要是研制军用飞机、民用飞机及吸气发动机，航天技术主要是研制无人航天器、载人航天器、运载火箭和导弹武器，最能集中体现两者成果的是航天器和航空器。

举个直观的例子，所有航空器都是在稠密大气层中飞行的，其工作高度有限。现代飞机最大飞行高度也就是距离地面30多千米。即使以后飞机上升高度提高，它也离不开稠密大气层。而航天器冲出稠密大气层后，要在近于真空的宇宙空间以类似自然天体的运动规律飞行，其运行轨道的近地点高度至少也在100千米以上。对在运行中的航天器来讲，还要研究太空飞行环境。还有，动力装置不同。航空器都应用吸气发动机提供推力，吸收空气中的氧气作氧化剂，本身只携带燃烧剂。而航天器其发射和运行都应用火箭发动机提供推力，既带燃烧剂又带氧化剂。吸气发动机离开空气就无法工作，而火箭发动机离开空气则阻力减小有效推力更大。除此之外，在飞行速度、工作时限、升降方式等多方面，航天器和航空器都有差异。所以，航空航天类既是一个整体，两者又要独立对待。

前景篇

航空航天事业对国家，无论从军事国防还是经济国力上讲，都有着中流砥柱的地位。

从军事意义上讲，在现代战争中，空战已经占据着主导地位。像军用飞机、导弹、航母这些衡量着一个国家的国防力量的重要指标，和国家的航空航天技术水平有着直接的联系。

从经济意义上讲，航空航天事业是一个国家制造业生产力的重要标志，因为航空航天产品往往综合了许多高、精、尖的先进技术。在这些技术上的突破不仅仅对航空航天事业是意义重大的，更重要的是对国家科技实力的提升是一个有力的促进。另外，航空航天中像民用机这样对经济产生直接影响的行业的发展对国家经济的影响力也是十分巨大的，如大型客机。

就我国现状而言，航空航天水平还很落后，尤其是航空业，战斗机主要还是依靠国外进口发动机。航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛，在最新的调查中，航空航天专业已经成为最被看好的专业之一。

学习篇

航空航天类专业主要包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造与工程、飞行器环境与生命保障工程4个专业。第一个专业做的是飞行器的总体设计，包括外形和结构设计；第二个做的是飞行器动力装置和动力装置控制系统，属于核心技术；第三个在于“制造”，对飞行器的零件加工与成型工艺、装配工艺独成一门；第四个是学习民用领域的热能利用、空调、供暖等系统设计，到了研究生阶段还要深入学习航空航天环境模拟与控制系统设计、航空航天生理和生命保障。但要注意的是，航空航天并不局限于这几个专业，它更包含像信息、能源、制造等的技术综合。

飞行器设计与工程

简单地讲，飞行器设计与工程最主要指的就是对飞机、导弹等飞行器的设计。这个广泛的概念既包括飞行器整体的设计，也包括飞机的结构设计与研究。可想而知，这样的工作肯定不像网上的军事迷个性化地画一些飞机设计图那样简单有趣，而是需要在十分深厚的理论知识的指导下，综合一切实际因素进行最优化设计的十分复杂繁琐的工作。

本专业学生主要学习飞行器设计方面的基本理论和基本知识，受到航空航天飞行器工程方面的基本训练，具有参与飞行器总体和部件设计方面的基本能力。需要学生对数学、物理、力学等有比较浓厚的兴趣。

飞行器动力工程这个专业从广义上讲就是能源动力工程，而对于航空航天飞行器来讲，就是飞机和火箭上的发动机。航空发动机是提供飞行器所需的动力装置，被称为“飞机的心脏”。对于一架飞机而言，往往发动机的成本占了飞机总成本的一半，而发动机的制造技术又是飞机制造中难点中的难点。

本专业学生主要学习有关飞行器动力装置的基础理论和基本知识，受到机械工程设计、实验测试和计算机应用等方面的基本训练，具有飞行器动力装置及控制系统的设计、实验和运行维护等方面的基本能力。需要提醒大家的是，学生应具备扎实的数学、物理等方面的理论知识，掌握外语、计算机等必备工具。

飞行器制造与工程能够设计出来的东西往往不一定能够制造出来。因此，许多关键技术的制约瓶颈不是在设计能力上，而是在制造能力上。制造能力越强，可设计的空间就越大，技术水平就越高。制造技术不仅仅制约着飞机制造行业，更影响着国家制造业的整体水平，也就是标志着汽车、船舶、航空航天的制造能力。

本专业学生主要学习自然科学基础知识、制造工程基本理论和飞行器制造的基本理论和知识。通过各种实践性教学环节，培养学生运用所学的基本知识和技能，分析和解决飞行器制造工程中实际问题的能力。如果对飞机机械原理感兴趣，希望做一名飞机设计师，这个专业就适合你了。

沉沉的黑夜都是白天的前奏。

成功往往是最后一分钟来访的客人。

飞行器环境与生命保障工程

本专业培养具备航空、航天环境模拟及控制、生命保障系统设计与研究能力，能在航空航天领域从事环境控制与生命保障系统设计，在民用领域从事热能用、空调、供暖等系统设计的工程技术人才。

本专业学生主要学习航空航天生理、空间环境工程、热控系统理论、控制理论、人机系统工程等基础理论，掌握从事航空航天环境模拟、控制与生命保障系统设计与研究所必需的基本知识和技能。

具体来讲，航空航天专业普遍对力学和数学、物理的要求非常高，这些课程往往比较难。更因为是工科，因此学生的课程学习会非常繁重。也就是说，如果考生的数学、物理基础不好的话，很难学好这些专业。

航空航天的关系范文2

关键词：航空航天业；技术溢出；因子分析

一、研究背景

技术溢出（Technology Spillover）是指先进技术拥有者在从事生产、贸易或其他经济行为时，有意识或无意识地输出技术而引起的技术水平的提高[1]。航空航天业的技术溢出则指航空航天业的先进技术通过一定渠道自愿或非自愿地传播到其他工业领域，进而带动这些工业领域技术水平的整体提升。航空航天业是我国战略性高技术产业，属于技术密集型行业，技术装备多、投资费用大，是国家经济实力与科技水平的综合体现。自20世纪50年代以来，我国航空航天业经历了从无到有、从小到大的发展历程，逐步建立起平台化、系统化、专业化的研发与应用体系。它技术内涵高、产业链长、辐射面宽、连带效应强，对众多高技术产业以及传统产业的发展起到了举足轻重的拉动作用。研究表明，内涵科技因素越高的行业部门对其他部门的贡献效应越大[2]。航空航天技术是高科技领域的前沿，航空航天业必然对其他部门具有较大的贡献效应，其技术溢出也应该是显著的，本文正是基于这一前提条件进行的研究。因此，探究影响航空航天工业技术溢出的显著性因素，充分利用其技术溢出作用，对于加快我国科技进步与经济发展有着重要的战略意义。然而，目前对此问题的研究并不深入，多数学者从理论层面分析技术溢出的问题，也有学者较为系统地对技术溢出是否存在、影响技术溢出的因素以及技术溢出的机理进行了实证分析，但这些研究都局限于外商直接投资（FDI）这一领域，没有从行业层面上分析该行业部门对其他行业部门的技术溢出，并且没有在理论上形成统一的认识。本文利用我国航空航天业的数据，采用因子分析的方法，提取影响技术溢出的关键因素，进而对促进我国航空航天业技术溢出及产业自身发展提供理论支持与政策建议。

影响技术溢出的因素有很多，根据现有文献的研究将其大致归纳为：（1）人力资本因素。Keller（1996）研究发现人力资本积累的差距导致技术吸收效果与经济增长率的不同[3]；Borensztein等（1998）认为人力资本存量是影响技术溢出效应的关键因素[4]；王成岐，张建华，安辉（2002）得出人力资本存量与技术溢出效应不相关的结论，但他们认为人力资本投入以及人才素质是技术溢出的影响因素[5]。（2）技术差距因素。Findlay（1978）和Wang and Blomstorm（1992）的研究表明技术差距越大示范模仿空间越大，吸收技术溢出的潜力也就越大[6]；Kokko（1994）的研究发现低技术水平严重阻碍技术溢出效应的产生[7]；Perez（1997）从吸收能力角度考虑，认为过高的技术差距会影响示范模仿机制发挥其应有作用。（3）经济开放程度。Blomstorm and Sjoholm（1999）、认为经济开放度高的企业由于竞争压力大而进行更多的研发投入以提高自身吸收能力[8]；Kokko（1994）发现经济开放程度与技术溢出效应之间的关系是不确定的[7]；包群，许和连，赖明勇（2003）用出口依存度等来衡量经济的开放程度，发现我国经济开放程度的提高、基础设施的建立与完善等都是促进技术溢出的有利因素[9]。（4）研发投入因素。Kathuria（2000）指出技术溢出效应并非自动产生，技术吸收方要想从中获利，须对学习活动进行投资；田慧芳（2004）的研究则表明工业部门研发投入水平与技术溢出效应呈负相关关系。此外，市场结构、工资水平、产业关联、基础设施、经济政策等都作为影响因素引入了技术溢出的相关研究中，本文在前人研究的基础之上对此进行探讨。

二、指标构建与分析方法

目前，对技术溢出进行实证研究时，学者们通常首先选择一个影响因素，然后确定与该影响因素内容相关的指标体系，最后采用一定的计量方法（如多元回归、分组回归等）来分析这些指标。本文在分析技术溢出时，也采用了这种研究思路：选取航空航天业为研究对象，根据技术差距等影响因素建立与之相关的量化指标体系，采用因子分析的方法对这些指标与技术溢出之间的关系进行研究，并用线性回归的方法对提取出的公因子进行显著性检验。

（一）技术溢出指标体系

航空航天业是一个以现代科学为基础的高新技术产业，包括机、光、电、液综合能力的精密机械加工工业，是我国国民经济和国防建设的重要组成部分[10]。其研发成本高、风险大、周期长，具有科技含量高、连带效应强的产业特点，能够带动诸多产业的发展。理论上讲，研究技术溢出影响因素需要建立一套完整的指标体系，但为了避免信息重叠，本文根据国内外现有文献的研究成果并综合考虑我国航空航天业技术溢出的实际情况，选取如下表所示指标体系：

（二）分析方法和数据来源

因子分析是一种研究从变量群中找出共性因子的统计技术，它通过分析众多变量之间的依赖关系，探寻观测样本的内部基本结构，提取并描述隐藏在一组显性变量中无法直接测量的隐性变量，很好地发挥了降维和简化数据的作用。因子分析中的共性因子是不可直接被观测却又客观存在的重要影响因素，每一个变量都可以表示为共性因子的线性函数与特殊因子之和，即，式中为的共性因子，为的特殊因子。若满足以下条件：（1）；（2），即共性因子和特殊因子不相关；（3）各共性因子不相关且方差为1；（4）各特殊因子不相关且方差不要求相等。那么，每个变量可由个共性因子和自身对应的特殊因子线性表出，因子分析的数学模型可表示为：

本文采用因子分析和线性回归相结合的方法，研究我国航空航天业技术溢出问题。用于分析的数据主要来源于《中国高技术产业统计年鉴》（1999~ 2009）中航空航天业相关数据，以及《中国统计年鉴》（1999~2009）中工业企业相关数据，统计口径为我国国有及规模以上非国有工业企业。

三、技术溢出实证研究

（一）因子分析

从《中国高技术产业统计年鉴》（1999~2009）与《中国统计年鉴》（1999~2009）整理出构建量化指标体系所需数据，并按定义计算出各指标对应值，如下表所示：

利用SPSS17.0软件做出相关系数矩阵，通过指标之间的相关系数初步判断各指标相关性较高。从已建立的量化指标体系中提取公共因子，找出影响我国航空航天业技术溢出的主要因素。因子矩阵和旋转因子矩阵如表3、表4所示：

由表3、表4可知，旋转后公共因子F1、F2的方差贡献率分别为4.803和2.795，累积方差贡献率为84.424%，进一步判断公共因子F1、F2能够代表本文所设计的衡量我国航空航天业技术溢出的量化指标体系。由表4还可知公共因子F1在X1、X2、X3、X4、X5的载荷值均大于0.7，能够反映我国航空航天业科技活动经费投入能力、研发经费投入能力、新产品研发经费投入能力、科技活动人员投入能力以及科学家与工程师投入能力，因此可将F1视为影响航空航天业技术溢出的因素之一――技术投入能力；公共因子F2在X6、X7、X8、X9的载荷值均大于0.65，能够反映我国航空航天业的新产品销售收入、新产品出口能力、新产品劳动生产率以及新产品产值比重，因此可将F2视为影响航空航天业技术溢出的因素之二――技术产出能力。

（二）线性回归

本文根据该检验模型，以公共因子F1、F2的因子得分作为自变量，以其他工业企业的全员劳动生产率LP作为因变量（具体数据见表5），构建如下回归模型：

（1）

其中LP即除航空航天业之外的其他工业企业的全员劳动生产率，是全国国有及规模以上非国有工业企业增加值与我国航空航天企业增加值的差值同全国国有及规模以上非国有工业企业全部从业人员年平均人数与我国航空航天企业从业人员年均人数差值之比。其计算公式为：

全员劳动生产率=工业增加值/全部从业人员平均人数（2）

通过回归得到人均产出变量与公因子变量之间的关系方程为：

（3）

t值:(6.240)(2.886) ( 3.320)

P值: 0.001 0.028 0.016

R2=0.749AdjR2=0.666F=8.967

由模型估计到的参数可知，我国航空航天业的技术投入能力以及技术产出能力与其他工业企业的全员劳动生产率均存在着显著的正相关关系，技术投入能力的因子得分每提高1%，其他工业企业的全员劳动生产率将上升17.541%，技术产出能力的因子得分每提高1%，其他工业企业的全员劳动生产率将上升15.9%。

四、结果分析与政策建议

航空航天业是我国国民经济的先导产业，在人才、资金、技术等方面都有着相当大的优势，产业结构具有一定的特殊性，技术溢出也不同于其他产业。因此，本文在参照前人研究成果与研究方法的基础上，构建了一个衡量技术溢出的量化指标体系，采用因子分析的方法从中提取出最为显著和最具代表性的两个因素，即航空航天业的技术投入能力及技术产出能力。科学分析这些影响因素，有效利用技术溢出效应，有利于提升传统产业的自主创新能力、推动国家整体技术进步。对此，提出如下建议：

（1）加大航空航天业技术投入力度，保障科技研发能力的领先。2007年颁布的《深化国防科技工业投资体制改革的若干意见》等政策，明确指出国防科技工业投资体制的改革思路。2009年提出的《关于加快国家高技术产业基地发展的指导意见》等政策，也明确提出鼓励高新技术产业的发展思路。因此，同时作为我国国防科技工业和高新技术产业的航空航天业，应构建以政府投资为主、社会投资为辅的多元投资渠道，注重人力资本存量的积累和人力资源结构的优化，切实加大航空航天业的技术投入力度以保证其领先的科技研发能力。

航空航天的关系范文3

【关键词】深空探测自主导航天文导航脉冲星导航图像匹配

【中图分类号】 V11 【文献标识码】A

【DOI】10.16619/ki.rmltxsqy.2017.05.006

深空探测是人类航天活动的重要领域，是人类了解太阳系和宇宙，进而考察、勘探、利用甚至定居其他星球的第一步，是继卫星应用、载人航天之后的又一航天技术发展新领域。深空探测对一个国家的科学研究、经济发展和军事应用都有无比重要的作用，已作为衡量一个国家综合国力和科学技术发展水平的重要特征与标志，引起世界各国的极大关注。美国、欧空局、俄罗斯、日本以及印度等世界主要航天大国都提出了未来的深空探测计划，要对各大行星及其卫星进行载人或无人探测。

2007年10月24日，我国成功发射嫦娥一号探月卫星，实现了中华民族的千年梦想。2013年12月2日，我国发射嫦娥三号探月航天器，它不仅成功地在月球表面实现了软着陆，并且还在月球上释放我国首辆“玉兔”月球车，对月面进行巡视勘察，获取月球物质成分，发回数据和图像供进一步分析研究。此次探月成功开启我国航天的新篇章，使我国成为继美俄之后第三个在月球实施探测器成功软着陆的国家。2016年11月3日，随着我国大型长征5号运载火箭成功发射以及其他深空探测技术和经济实力的提高，我国已具备探测火星甚至更远太阳系行星的能力，正在开展以火星、金星、小行星探测等太阳系行星探测任务的实施方案论证。

目前，深空探测器的导航主要依赖于地球上的深空测控网进行遥测遥控。由于深空探测器距地球遥远、飞行速度快、运行时间长，这种基于地面测控的导航方法在导航精度、实时性、覆盖性、可靠性等诸多方面受到限制，难以满足深空探测对高精度实时导航的迫切需求。自主导航是指不依赖地面支持，而是利用航天器上自备的测量设备，实时地确定自身位置和速度或进行相关的轨道确定和导航参数解算。深空探测器实现自主导航一方面可以克服地面测控导航在实时性、运行成本和资源上的限制，增强深空探测器的自主生存能力；另一方面可与地面测控相互补充，共同提高深空探测器的导航精度和实时性。因此，深空探测器自主导航技术受到了国内外广泛的关注，是当今航天科技与应用优先发展的关键技术之一，也是深空探测器自动飞行控制技术发展的趋势。

目前，我国2030年前深空探测总体规划已经完成，第一阶段的火星探测任务实施已经启动。基于此，本文对深空探测器自主导航方法、自主导航关键技术、发展趋势以及方案设计等问题进行讨论与分析。

深空探测自主导航方法

天文导航。天文导航是以已知星历的自然天体作为导航信标，利用光学导航敏感器对导航信标进行成像，通过图像处理算法对导航信标进行识别定位，根据导航信标的星历信息或特征信息，结合光学导航敏感器的内外参数，提供高精度的惯性视线指向，从而进行载体姿态位置确定的一种导航定位方法。天文导航无需地面无线电设备参与，自主性、安全性和隐蔽性强，对行在深空中无法依赖地面测控的探测器而言，有着得天独厚的应用环境。根据观测天体信息的不同，天文导航可分为基于太阳和行星天文导航以及基于小行星的天文导航两种。

（1）基于太阳和行星天文导航。利用太阳和行星进行自主导航是最为成熟的天文导航方案。将太阳和行星作为导航信标，确定探测器导航参数。由于太阳和行星在任意时刻的位置可根据星历获得，通过探测器上安装的天体敏感器观测探测器与行星之间的夹角、行星与恒星之间的夹角和行星视线方向等，并通过滤波算法即可确定探测器的位置姿态信息。

将太阳和行星作为导航信标，被动接收这些天体自身辐射的光学信息进行导航，太阳和行星在空间的运动规律不受人为改变，从根本上保证了这种导航方式的自主性和可靠性。而且，天文导航可以同时提供导航位置和姿态信息，导航精度高，导航误差不会随时间积累，并且仅利用探测器上安装的天体敏感器件（太阳敏感器、行星敏感器、星敏感器以及红外地平仪等），无需额外增加其他硬件设备，设备简单造价低，便于推广应用。

早在20世纪60年代，美国“阿波罗”登月计划中就已经使用了这种导航方法。1982年美国JPL实验室研制的自主导航系统用于木星的飞行任务，它是利用光学敏感器测量恒星与行星之间的夹角进行导航。2004年JPL研制的“勇气号”火星车，是利用太阳敏感器测量太阳方位角和高度角来进行导航的。

（2）基于小行星的天文导航。小行星是太阳系中类似行星环绕太阳运动的天体，由于其体积和质量比一般的行星小很多，因此称为小行星。利用探测器在飞行过程中遭遇到的近距离小行星进行定位，可以大大提高导航的精度。

基于小行星的天文导航技术中，非常关键的一步是导航小行星的筛选，导航小行星的选择在探测器发射前期就需要完成。首先，利用设计探测器的标称轨道和小行星的星历，筛选出对应时间区间的小行星列表；然后根据绝对星等约束，筛选出满足导航目标亮度要求的小行星列表；之后，根据探测器相对小行星视线方向和探测器当前的期望姿态，考虑到相机的安装位置和可能成像到相机的恒星数，可以给出对应时间区间的可用小行星列表；最后，优化导航小行星列表，保证每个观测窗口对导航小行星拍照所需要的机动时间最小。

基于小行星的自主导航已经成功地应用在了“水手号”“旅行者号”和近期的“深空一号”探测器中。深空一号通过扫描星体和小行星，从而确定自身所在的位置。我国发射的第二颗探月卫星、第二颗人造太阳系小行星“嫦娥二号”，在完成了一系列工程与科学目标，获得了分辨率优于10米月球表面三维影像、月球物质成分分布图等资料，如图1所示。2011年4月1日，嫦娥二号拓展试验展开，在完成绕月探测和日地拉格朗日L2点科学探测任务后，对深空4179号小行星（图塔蒂斯）进行近距离飞越探测。为确定小行星的精确运行轨道，2012年5月至12月，中国科学院国家天文台兴隆站、紫金山天文台盱眙站和云南天文台丽江站等3个台站参与了4179号小行星观测任务，共获得175组高质量观测图像，为复核确认和自主确定小行星的高精度轨道提供了有效数据支持。

基于序列图像的自主导航。基于序列图像的自主导航是利用成像敏感器获取天体表面图像序列信息，通过对该序列图像进行处理分析从而获取探测器的位置、速度和姿B等导航信息。根据所采用敏感器的不同，基于序列图像的自主导航可以分为两类：主动式和被动式。

基于序列图像的主动式自主导航是采用激光雷达主动成像敏感器感知探测器着陆环境。首先，激光雷达可以直接测量着陆器相对着陆区域的斜距信息，然后将激光雷达测量的数据和着陆器当前位姿估计结合，生成数字高程图。最后，利用相关性方法或模式匹配方法，将获得数字高程图与着陆器存储的参考地形库进行比对，从而得到着陆器的绝对位姿估计。

相较于主动式导航，以光学相机为敏感器的基于序列图像的被动式导航也是深空探测着陆过程中非常有效的一种自主导航手段。由于探测天体的表面分布着大量形状各异的陨石坑、岩石和纹理等天然陆标，利用这些路标图像信息能够获取完备的探测器位置和姿态信息。

2000年美国NEAR小行星探测器首次进行了采用陆标光学图像的导航。2004年美国的“漫游者”火星探测器通过下降图像运动估计系统（DIMES），在着陆过程中通过跟踪3幅序列图像中的相关图像块，实现对探测器水平方向速度的估计。中国的“嫦娥三号”月球着陆器在接近段飞行过程中，首次利用光学相机观测预定着陆区实现月球软着陆粗避障。

X射线脉冲星自主导航。脉冲星是高速旋转的中子星，是一种具有超高密度、超高温度、超强磁场、超强辐射和引力的天体，能够提供高度稳定的周期性脉冲信号，可作为天然的导航信标。X射线脉冲星是高速自转的中子星，具有极其稳定的周期性，被誉为自然界最精准的天文时钟，特别是毫秒级脉冲星的自转周期稳定性高达10-19-10-21，定时稳定性为10～14/年。利用X射线脉冲星导航能够提供10维导航信息，包括3维位置、3维速度、3维姿态和1维时间。将脉冲星作为导航星，在全太阳系可见，不存在任何遮挡问题，并且也没有人为的破坏与干扰，是一种绝佳的导航星。因此，脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”，为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。

基于脉冲星的自主导航原理是：探测器飞行过程中实时接收空间中不同方向的脉冲星X射线信号，并测量到达光子的时间、强度、流量和相对于探测器的方位，再对比星上保存的脉冲星星图，利用导航算法获取探测器的位置速度和姿态等信息。图2为脉冲星导航原理示意图。

1976年，搭载X射线探测器的Ariel-5天文观测卫星发现了首颗X射线脉冲星，目前发现和编目的脉冲星已经有2000多颗。美国1999年搭载X射线探测器的ARGOS卫星发射升空，用于导航方案的实验验证。2004年初，美国提出了《基于X射线源的自主导航定位验证》（XNAV）的预研计划。2013年，欧盟启动了利用脉冲星信号为进行实时导航和精确授时的项目研究计划。我国在X射线探测上也进行了多方面研究。2016年11月10日，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭，成功发射了脉冲星试验卫星。该星主要用于验证脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性，积累在轨试验数据，为脉冲星探测体制验证奠定技术基础，这也是世界上首颗脉冲星导航试验卫星（XPNAV-1）。我国后续还计划用5～10年的时间，建立精确的脉冲星导航数据库。

深空探测自主导航的关键技术

量子惯性测量器件。在深空探测任务中，惯性导航系统也是不可缺少的导航方式，尤其在变轨和着陆阶段，惯性敏感器可用于测量探测器自身的转动角速度和受外力产生的加速度，经过导航解算之后可以提供探测器的速度、位置和姿态信息。传统惯性测量器件受体积、精度等的限制，在深空空间辐照、电磁干扰条件下，精度更是难以保证。近几年来，美英科学家提出了基于各种量子效应和微加工技术的新型惯性导航技术，称为量子导航。量子导航的关键器件主要包括原子陀螺仪和原子加速度计。

（1）原子陀螺仪。原子自旋陀螺是利用碱金属原子自旋的拉莫尔进动来实现角速度的测量。原子陀螺仪可分为原子自旋陀螺和原子干涉陀螺两类。原子干涉陀螺与光学中的Sagnac效应类似，经过激光深度冷却以后，原子会产生较强的相干性，物质波属性变得明显，利用这种物质波的干涉可以实现角速度的敏感测量。原子自旋陀螺有两种实现方案：一种是利用双核素法的核磁共振原子自旋陀螺，一种是工作在自旋交换无弛豫态下的原子自旋陀螺。

传统的陀螺仪零偏漂移最好可以小于，而原子陀螺仪的理论精度可达，可以大大提高惯性测量的精度。目前国外已经研制了样机原子自旋陀螺，并正在发展低功耗、小型化的原子自旋陀螺，我国北京航空航天大学也在开展原子自旋陀螺的研制工作。对于原子干涉陀螺而言，体积相对较庞大，稳定性也有待提高，因此后续的工作主要集中在小型化和提高稳定性等方面。

（2）原子加速度计。原子加速度计、重力仪或重力梯度仪也是利用冷原子干涉效应来实现的，因此其发展通常是伴随冷原子干涉陀螺仪的发展始末。其零偏漂移可以小于，比传统的加速度计低5个量级。利用高灵敏度的加速度计感应作用在探测器上的非重力，进而实现对随机扰动的建模或者补偿。

目前高精度的原子加速度计实验样机已经成熟，但是如何从实验室样机到实用的高精度加速度计测量设备、如何减少体积功耗以及成本、如何增强原子加速度计的稳定性是未来研制的重要方向。

X射线探测器。X射线脉冲星自主导航是一种精度极高的自主导航方式，而X射线探测器是脉冲星自主导航系统的关键部分。目前，研制中的X射线探测器主要分为三种，分别为气体探测器、闪烁探测器以及半导体探测器。复杂的深空探测环境以及深空探测任务要求X探测器具有高能分辨率、高时间分辨率、大面积、重量轻、体积小、无需低温制冷等特点。这就需要进一步提高探测器单位面积的探测效率，研究大面积MCP探测器拼接技术，解决碘化铯的潮解问题、缩短镀膜的时间和装配时间，提升探测器的信噪比等。

光学成像敏感器。深空探测自主导航系统对于光学敏感部件的精度和灵敏度较高、体积小，因此对于光学敏感器的光学、结构、机构、热控和杂光消除等有着严格的标准，对于这些关键性技术的改进将会推动深空光学敏感器研发工作。小型化和低成本是未来航天器发展的主要方向之一，因此微小型甚至纽扣式星敏感器必然会出现在未来的探测器中。利用纳米光学技术设计微小型星敏感器光学系统将是未来突破现有星敏感器成像机制的关键研究技术。此外采用新的高性能微型图像传感器，也是微小型星敏感器研究的重点研究内容。在探测器对姿态控制精度要求不断提高的情况下，提高星敏感器姿态测量精度是一项关键技术。采用多视场的光学敏感器感器设计方法，可以在不改变探测星等的情况下减小视场，保证星敏感器的姿态测量精度；提高星敏感器光电探测系统的动态性选用高灵敏度的探测器，减小电路噪声以及在轨高动态情况下杂散光对星敏感器的影响。

在深空探测器对姿态控制精度要求不断提高，对于光学敏感器的体积、光学结构、热控系统等有着严格的要求。为了减小敏感器的体积，实现敏感器的微小型，研制高性能微型图像传感器、利用纳米光学技术设计微小型星敏感器光学系统将是突破现有星敏感器成像机制的关键技术；多视场光学敏感器感器可以在不改变探测星等的情况下减小视场，保证星敏感器的姿态测量精度，也是目前研究的一项重点技术。为了进一步提高星敏感器姿态测量精度和动态性，如何减小电路噪声、如何减小在轨高动态情况下杂散光对敏感器的影响也是亟待解决的关键问题。

自主导航信息处理算法。导航信息的自主获取与处理是实现自主导航与控制的前提。为了提高自主导航系统的性能，必须对获取的各种传感器信息进行合理处理，从而提取高精度的导航信息。对于光学成像测量和图像导航，图像处理是是获取高精度的导航天体信息的核心；而对导航信息的处理，多信息融合算法是提高导航精度的关键。

目前深空探测任务大多应用光学成像敏感器进行观测，光学导航信息的获取与处理是一项核心技术，其主要包括三个方面：图像预处理技术、高精度形心提取技术和亚像素处理技术。图像预处理的目的是去除图像的噪声，保证目标之间的对比度。由于光学成像敏感器自身存在缺陷并且电子设备噪声也会引入图像噪声点，这些噪声点都会改变目标天体之间的强度对比，影响后续的图像处理结果；在星图成像过程中，诸多的噪声因素会影响质心定位的精度，以及星图质心中心的提取精度，这些都会影响敏感器最终的测量精度。

深空复杂环境下，探测器缺乏地面站有利支持，探测精度、可靠性及生存能力受到严重制约，任何单一传感器很难对环境有准确的描述。因此，需要将信息融合处理算法引入到自主导航中，利用多个传感器获得的多种信息特性，从而获得对环境或对象特征更全面、正确的认识。信息融合算法是一种能够同时利用多种观测信息，并通过信息融合将他们有效地结合起来的导航算法。根据对敏感器观测数据处理方式的不同，可分为批量处理算法和递推处理算法两种。

批量处理算法从原理上说是根据某时刻得到的一批观测数据进行反复的迭代运算得到下一时刻的最优状态估计。探测器初始轨道的确定经常用批处理算法，深空1号利用最小二乘的批量处理算法估计了探测器的轨道参数；递推处理算法通过实时观测实现数据实时更新，并通过数据处理得出新的估计数据。该算法通常用在轨道观测实时处理阶段。

自主导航与控制的仿真验证技术。由于深空探测是一项历时久、风险大、成本高的一项大型工程，尤其是一些载人的深空探测任务。因此，在计划实施之前，需要对所设计的导航控制方案的有效性、可行性和实用性进行反复验证，以提高任务成功概率，节约成本，更是对航天人员生命安全的保障。

为了验证所设计的深空探测自主导航与控制方案的有效性、可行性和实用性，必须针对深空天体探测任务的特点，建立完善的地面仿真试验验证系统，也是深空探测自主导航与控制技术能够转入工程实施的基础和前提。这就需要构建完善的星座数据库、模拟探测器的实际飞行运动环境以及构建完善的仿真系统可行度评价体系。

深空探测自主导航技术的发展趋势

提高导航软件的集成化和模块化。深空探测计划中，由于每次发射任务的探测器所要完成的任务不同，一些探测器会经历巡航段、目标捕获段、飞越段、环绕段和着陆段等，而一些探测任务探测器只经历其中一部分A段。这些探测任务特点不同，但是导航手段却有着相似之处。例如提取分析导航信息、解算导航参数、补偿校正误差以及评估导航性能等，所用算法和流程都是相同或相似的。因此，未来高度集成化和模块化的导航软件是发展的必然趋势，这不仅可以缩短研发周期、减少工作量，而且可以降低成本、提高软件的可靠性。

提高小型化传感器的环境适应性。随着深空探测技术的不断发展，空间任务更强调规模化、小型化、高精度、低成本和低功耗。因此，微型化、高精度、高环境适应性是未来的深空导航敏感器的主要发展方向。此外，由于深空环境是复杂多变的，空间中的等离子体、高能粒子、空间辐射及振动、温度变化等空间因素无法准确预测，会直接影响传感器正常工作，因此，提升敏感器环境适应性也是自主导航技术中一个重要的发展方向。

实现多源异质信息融合。随着深空探测器导航技术的发展，越来越多的导航方式被引入，有效的传感器也越来越多，比如星敏感器、摄像机、惯性器件、X探测器等。这些不同传感器测量原理不同、输出的信息频率不同以及输出时间不同步等。多源异质信息融合旨在任何环境下，建立统一的信息融合理论，将这些不同传感器的信息进行融合，甚至实现传感器的即插即用功能。在此基础上，构建复杂环境下的多源异质信息融合性能评估准则，进一步优化融合算法和系统导航方案。

实现故障自动检测。组合导航并不是简单地将各种导航系统集合在一起，而是将所有参与测量的导航系统的输出信息，通过导航计算机，形成了一个有机的整体。通过有效的数据融合手段，校正误差、优化导航结果。深空探测过程中，一些导航设备进入复杂未知的环境之后，有可能会出现故障，从而导致组合导航无法进行。因此，未来的自主导航系统会朝着故障自动检测的方向发展，当系统检测到故障时，自动隔离故障子系统，自主切换组合模，实现系统自我修复，保证导航持续进行，进一步确保深空探测任务的成功实施。

深空探测自主导航方案

根据不同的飞行阶段，深空探测器飞行可以分为发射段、分离段、巡航段、捕获段、环绕段、着陆段、巡视段等阶段，其中发射段距离地面最近，通常采用地面无线电测控技术，不需要自主导航。在其他不同的飞行阶段，由于探测器所处的空间环境不同，因此自主导航所用导航敏感器、观测对象、图像处理方法以及信息融合算法也不尽相同。

分离段。为了及时修正深空探测器入轨偏差，保证后续巡航及交会等阶段的任务精度，需要精确确定探测器从地球停泊轨道逃逸后的轨道姿态运动状态。在逃逸分离段，地球和月球是探测器的最佳导航目标天体，因此分离段的自主导航系统主要采用基于地月及星光信息的自主导航。定姿方面使用星光观测结合惯性元件完成。

巡航段。巡航阶段，探测器运行在地球与探测目标天体之间的广阔空间，与地球及目标天体相距都在104km以上。由于与主要引力体相距遥远，且巡航阶段运行时间长，惯性导航测量仅适用于该阶段姿态确定以及中途修正的机动测量。天文导航和图像视觉导航是满足该阶段全程应用可行的方案，其中天文导航应用范围更广、成本更低，可靠性更高，因此已在多个深空探测任务巡航段飞行中获得应用。巡航轨道附近的行星、小行星甚至彗星都可作为导航观测目标，如深空1号的自主导航方法。

捕获段。在接近目标天体的捕获段，探测器与地球距离远、飞行速度快，持续时间比较短，依赖地面导航方法对深空探测器进行导航在实时性、覆盖性、可靠性等诸多方面受到限制，难以满足探测器捕获段对高精度实时导航的迫切要求。在此阶段，探测器距离目标天体较近，目标天体观测十分方便，因此使用天文敏感器连续摄取目标天体及其周围天体的图像信息，经图像处理后提取天体在敏感器成像面上的质心，结合探测器的惯性姿态和目标天体的星历确定探测器相对目标天体的轨道和姿态，以修正探测器轨道偏差，确保探测器顺利入轨。

环绕段。与捕获段类似，在探测器环绕段中，地面无线电双向时延大，地面基线短，因此依赖地面信号的导航方法无法用于探测器高精度导航。此外，环绕段还受到目标天体背面不可见因素的影响，天文自主导航方法存在导航信息缺失的区间。因此，为了提高环绕段自主导航精度和稳定性，利用探测器飞行动力学作为导航系统递推模型，以目标天体的视半径和中心指向等信息作为天文量测信息，估计轨道参数，从而实现探测器环绕段精确导航。

于1971年5月发射的水手9号火星探测器验证了捕获段和环绕段的自主导航技术。星上摄像机拍摄到的恒星背景下的火卫一和火卫二的科学图像被用于实时导航，帮助探测器顺利完成了火星捕获段和环绕段的导航任务。

着陆段。在深空探测器自主着陆或附着过程中，探测器需要根据目标天体的表面情况，自主选择安全着陆点，因此对探测器导航系统的精度和实时性要求很高。单纯依靠一种导航手段难以满足精度和实时性的要求。在此阶段，对地距离、速度及三维地形图像信息是容易获取的导航量测信息。因此，着陆段以惯性测量单元为核心导航敏感器，配以距离/速度/图像测量信息对惯性导航结果进行修正，可实现探测器精确着陆和自主避障。

我国的“嫦娥三号”自主导航系统就配备了惯性测量单元（IMU）、激光测距敏感器、微波测距敏感器、光学成像敏感器、激光三维成像敏感器，它利用多种敏感器的信息实现了探测器精确软着陆并自主避障。

巡视段。着陆之后巡视器在天体表面运动，开展各项科学探测活动。这一阶段，地面测控站的无线电信息时延大、覆盖范围有限，目标天体表面环境复杂，该阶段对长时间导航系统的自主性、精确性和可靠性要求高，因此，通常采用组合导航的模式。可利用视觉里程计或立体视觉相机，采集周围环境图像，通过图像分析确定环境对象和巡视器的相对位置，并识别障碍物；惯性导航系统同时提供位置速度和姿态，并通过天文敏感器测量一个天体的高度或顶距，可以获得有关巡视器的地理位置。将这三者的信息进行有效融合，就可以确定巡视器的导航参数。

2004年着陆火星的“勇气号”就配备了完善的导航传感器（如图3所示），包括立体视觉相机、IMU、里程计和太阳敏感器，用于巡视器的自主导航、路径规划以及障碍检测。

深空探测是人类开展航天活动的重要内容，也是我国太空战略的重要组成部分。自主导航技术作为深空探测中一项关键技g，是保障探测器安全、提高探测器精度、确保探测任务成功实施的重要因素。随着中国深空探测活动的不断开展，自主导航技术迎来了新的机遇和挑战。以牛顿理论为基础的传统导航观测模型已难以满足高精度观测的要求，广义相对论正在成为高精度大尺度时空计量的理论基础。以基于X射线脉冲星的自主导航、视觉导航以及基于原子量子效应的高精度惯性导航技术为代表的新型自主导航技术正在快速发展。因此，把握时机，加快自主导航的研究步伐，攻破技术难点，才能为我国深空探测事业做好技术储备，全面提升我国太空力量，为走向太空奠定坚实的基础。

参考文献

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徐文明、崔祜涛、崔平远等，2007，《深空自主光学导航小行星筛选与规划方法研究》，《航空学报》。

航空航天的关系范文4

“尊敬的乘客，由于流量控制原因，6时10分飞往北京的CZ6280航班不能按时起飞，起飞时间改为7点。”航班晚点的广播传到沈月的耳朵里，这已经是他一个月中第4次赶上飞机晚点了。

“每次都说不是天气就是流量的原因，怎么全让我赶上了，不是又有大人物先飞吧？”面对屡次的晚点，总是相同的解释，沈月很难信服，反而老是想到2011年5月发生在宁波的“让领导先飞”事件，很担心自己也赶上这么个事。

不仅仅是沈月，自从2011年5月的“让领导先飞”被曝光后，只要赶上航班晚点的旅客都担心被这种特权干扰，机场方面只会拿天气或流量说事儿。“有时候真看不出天气有啥问题，流量一般人更看不出来了。”沈月坦言。

然而，中国民航大学空中交通管理学院管制技术与运行系老师王天明（应被访者要求，名字经过处理）表示，类似“让领导先飞”这种特权极个别，“空管员在波道上发出的任何指令都会被所有等候起飞的飞行员听到，除非极特殊情况，否则空管员才不愿意冒被其他机长投诉的风险。”

天气影响不是点对点

谈起国内航班现在晚点特别多的现象，王天明强调首要原因还是天气。

“夏秋季，全国范围都容易出现雷雨天气，会对飞机安全起降造成致命影响。”对于许多旅客“起飞地和目的地都没有下雨，为什么也会说航班受天气影响延误”的疑问，王天明解释说：“天气原因不是单指起飞地和目的地，而是这两点之间的航路，比如从天津飞往广州时，飞机要过郑州、武汉、长沙。如果航路上途径的地区有雷雨，可能都会对飞机飞行有影响。”

王特别强调，这种天气影响是一个放射性的影响。目的地的天气一旦出现问题，机场的接纳能力就会下降，它会对全国往来于此的航班都有影响，飞机起降就会被限制。在同一时间段，全国飞往这个目的地的飞机都会受到影响。即使天气恢复正常，飞机也不可能一股脑全都起飞或降落，要排队等候起降指令，这需要个时间。而旅客关心的肯定只是自己那班飞机“为什么天好了却还不飞”。

在民航领域中，一条航路受影响，就会产生“蝴蝶效应”。导致这个点波及到各个往来于此的飞机都受影响，从而影响其他地方的航班，造成一个更大范围的影响。

空域管理跟不上增量

“空域是飞行的前提，民航飞机占用的空域有限以及空域结构不合理，导致单位时间内能够飞行的飞机数量受限，这也是在当下民航运输需求量大增环境下航班晚点的原因之一。”王天明认为。

《中华人民共和国飞行基本规则》第二十八条规定：“中华人民共和国境内的飞行管制，由中国人民空军统一组织实施，各有关飞行管制部门按照各自的职责分工提供空中交通管制服务。”

谈到空域问题，据《南方周末》报道，中国国家空管决策首席专家陈志杰少将称：“今天中国的空中交通量，已发展到世界第二。作为现代交通运输中最快捷方式，我国的航空量以每年15%的速度在增加。”

我国空域就这么大，飞机数量越来越多，航班越来越多，航路上的负荷也越来越大。这时候，空域的灵活使用和合理划分对航班准点影响显得尤为突出。

“中国的空域结构不是太合理，这是由历史原因造成的，民用空域相对较小，军事训练时军民航飞行之间矛盾较大，空域使用不够灵活。”王天明说，“从大局上看，民航绝对服从军队的需要。只要军队飞行训练，民航管制员就必然会指挥民航飞机避让。”

不过，对比国外来看，“美国的军事基地在本土以外，这样民航空域就非常充足。再如欧洲，虽然大多数国家和中国类似，军事训练也在本土，但是他们空域使用相对灵活，军方不训练时，军方空域也可以给民航用。而我国目前由于各种原因还很难做到这一点。”王天明说。

特权先飞只是个例

关于造成航班晚点的原因，从技术层面上说，王天明认为基本上就是天气原因和流量控制造成的。而本文开头所说的特权情况，王天明在接受本刊记者采访时一再强调，“只是个别现象”。

作为空管方面的专业人士，王天明首先讲解了飞机飞行中，实际上是和三级空管系统发生联系的。这三级空管系统由低到高的顺序是：塔台管制室、进近管制室、区域管制中心。这三级管制是随着飞机不同的飞行阶段而逐级交接管制。在这个过程中，任何一位管制员在波道上发出的指令都会被所辖空域的其他所有飞机接收到。在这样一个开放空间，管制员不会随便网开一面。王特别强调，空中飞行不同于地面交通，任何不当的指挥都会导致严重的后果，管制员为特权而开绿灯的话，要承担很大的技术风险和人际风险，

但王天明说：“非常重要的客人乘机，民航有相应的规定，管制员会严格按照规定并且在保证安全的前提下，给予一定的优先权。”

CCN记者查到资料显示，中国民用航空局曾下发《关于重要旅客乘坐民航班机运输服务工作的规定》里面有“凡有重要旅客定座、购票的航班，不应随意取消或变更”的条款。不过，该规定里面并没有明文显示“先飞”的特权。

构建信息大协同

当谈到如何从技术层面来保障航班准点率时，王天明透露，中国正在建设空中交通流量管理系统，并将成立空中交通流量管理中心，民航十二五规划纲要中也明确提出要建设“新一代空中交通管理系统”，“这个系统能够做到所有与飞行相关的信息在空管、航空公司和机场等相关单位之间高效的协同，实现统一管理。”

王天明介绍，在欧盟30多个国家共用一套流量管理系统。他们通过这个流量管理系统，交换所有的与飞行相关的信息，及时地把航班延误的信息传到所有相关空管、航空公司和机场。

例如：某段航路上有航班拥堵现象，系统就会根据飞行计划计算出未来将要经过该航段的所有飞机预计延误的时间，而且能精确到分钟，并通过系统及时反馈到相应的空管部门，做到对全欧洲的航班协调决策、统一管理。

航空航天的关系范文5

航天产业引领太空经济

随着航天技术的不断发展和相关应用的不断深入，太空经济时代已经到来，新兴的太空经济正在改变地球上人类生活的方方面面。太空经济日益呈现出基础性、强关联性、高促进性和高增长性的特征，成为世界经济发展和人类生活的重要组成部分。我国通过航天技术和航天产业的跨越式发展，奠定引领太空经济发展的产业基础，保证未来我国拥有制天权和日益强健的太空竞争力。

迎接太空经济到来

2007年9月17日，美国宇航局局长迈克尔•格里芬在华盛顿发表旨在纪念宇航局成立50周年的演讲时说，“太空经济”(SpaceEconomy)时代已经到来，美国宇航局所主导的太空活动开创了新的市场空间和新的经济增长点，技术创新将成为太空经济持续发展的动力。

太空经济，是指各种太空活动所创造的产品、服务和市场，太空经济时代到来的一个显著标志是，人类从更多地关注航天技术本身的进步，转向更加注重其应用。太空经济除包括空间技术与产品、空间应用、空间科学三大部分所形成的产业外，还包括由于进入太空、探索太空、获取太空资源等而衍生的技术、产业和经济效益。

太空经济自前苏联发射第一颗人造地球卫星开始，现在全世界每年要发射50颗～60颗卫星，紧密关联的卫星应用等产业规模也急剧扩大，太空经济的规模在50多年时间里增长了上千倍，是迄今为止增长最快的经济形态之一，类似的有互联网经济、移动通信、生物工程等。

航天产业成为太空经济主战场

太空经济包括卫星通信(如无线电通信)及卫星电视、远程医疗、点对点的全球导航、天气预报与气候监测、保障国家安全的太空资产等，这些太空经济活动主要是各航天强国通过发展航天产业来实现，目前全球各国通过每年发射不同的航天器带动航天产业快速发展。

全球商业航天是构成太空经济的主体，主要收入包括空间基础设施、产品以及服务的收入。根据美国航天基金会最近的《2011航天报告》统计，2010年全球航天工业经济总规模达到2765亿美元，这一数字较5年前增长40%，主要包括军用、民用和商业三部分，其中商业卫星应用达1020亿美元，同时商业基础设施支持产业近年来发展迅速，2011年产值达874亿美元。

航天产业将给全球带来巨大经济和社会效益

作为太空经济主战场的航天产业目前已经成为新的经济增长点，呈现规模加大、速度加快的发展势头，据美国航天基金会统计，2010年全球空间产业规模达到2765亿美元，通信、导航、遥感等卫星的商业化进程进一步加快。

由于航天技术产品和服务的高附加值和对传统产业改造的辐射作用以及对其他产业的渗透性和交叉融合性，因而可带来巨大的直接经济效益，同时它还有巨大的军事、经济和社会效益。美国、欧洲和国内一些研究机构和团体采用不同模型和方法对航天技术产业的经济与社会效益进行过多项研究评估，各国政府在航天领域的投入产出比为1:7至1:14之间。也就是说政府在航天领域每投入1美元，未来几年至十几年内得到的直接和间接回报大约为7～14美元。

例如在整个商业卫星的产业链中，平均每发射一颗卫星，卫星制造费用约1.2亿美元，火箭费用约为卫星造价的25%，约0.3亿美元，发射费用也是卫星的25%，为0.3亿美元，保险费约为前三项的20%，0.36亿美元，总计约2.16亿美元，卫星的制造、发射及应用之间的收益比例大致为2∶1∶7。

航天产业不仅一个国家硬实力的重要表现，也是支配性实力的重要体现，同时也是军事力量、经济力量和科技力量的综合体现，因此，世界各主要国家对航天技术发展都非常重视，并制定了相关航天发展战略计划。

天宫一号对接标志我国开始步入航天强国

空间站简介及各国发展情况

空间站（SpaceStation），是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种，单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。

空间站的发展历程分为：试验性空间站―简易空间站―永久性载人空间站。到目前为止，全世界已发射了10个空间站，其中苏联共发射8座，美国发射1座，以及在轨运行的国际空间站。

天宫一号发射引领我国步入航天强国

空间站建造是我国载人航天任务最重要的一个步骤，我国载人航天按“三步走”发展战略实施：第一步是航天员上天；第二步实现多人多天飞行、航天员出舱，实现飞船与空间舱的交会对接，并发射短期有人照料的空间实验室；第三步建立永久性空间站。

神舟5号和神舟6号载人航天飞行任务的完满成功，表明我国已经实现了“第一步”的战略任务，突破了载人航天基本技术。神舟七号载人航天飞行任务的圆满成功，表明我国掌握了航天员空间出舱活动关键技术，是“第二步”战略任务的重要里程碑。

因此，要实现“三步走”发展战略，还有许多关键技术需要突破，包括突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，研制和发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

目前任务是要突破空间交会对接关键技术，解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题，为实施“第三步”战略任务做准备。

我国目前的载人航天任务是实现第二步的后半部分，突破空间交会对接关键技术，解决有一定规模、短期有人照料的空间应用问题，为实施“第三步”战略任务做准备，天宫一号和神八对接将是实现这一关键步骤的主要载体。

天宫一号是我国首个空间实验室，将于今年三季度发射的目标飞行器，随后将分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立第一个中国空间实验室。天宫一号实际上是空间实验室的实验版，采用两舱构型，分别为实验舱和资源舱，之后再发射神舟八号，神八是一艘无人的神舟飞船，与天宫一号进行无人自动对接试验。

在完成天宫一号和神舟系列飞船对接任务后，将在2011年至2015年之间发射天宫二号和天宫三号目标飞行器两个空间实验室，同时还将分别发射2艘无人飞船进行无人对接试验，然后再发射5艘飞船进行载人对接试验和载人驻留试验，预计在7年内连续发射7艘太空飞船。

天宫二号将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。天宫三号将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等，还将开展部分空间科学和航天医学试验。

天宫一号和神八对接就是要突破空间交会对接这个世界性的关键技术，目前世界上有美国、俄罗斯、欧洲和日本研制的飞行器分别完成了与运行在地球轨道上目标飞行器的交会对接，但只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术，欧洲和日本交会对接技术方面分别靠美国或俄罗斯的技术支持。

我国航天产业发展进入快车道

半个多世纪以来，我国航天产业从无到有、从小到大、从弱到强，从仿制进程导弹到应用完成的地地、地空、海防导弹武器系统，从研制探空火箭到具备研制发射各种卫星和载人飞船的能力，航天技术从一片空白到跻身于世界先进行列。

天宫一号和神八对接标志着我国航天产业发展进入快车道，在发展过程中国家出台了很多支持航天产业发展的政策，如发改委在《关于加快培育战略性新兴产业有关意见的报告》中，对加快培育包括航天产业在内的战略性新兴产业做出了总体部署。

我国在2007年推出过《航天发展“十一五”规划》，它是一份航天领域第一个全面的发展规划，部署了包括载人航天工程、月球探测工程、卫星导航系统等九项主要任务。《航天发展“十二五”规划》目前正在制定中，预计会再次强调了航天产业发展方向，更加明确政府未来航天产业的侧重点。

与全球航天产业相比，我国航天产业的规模发展正处于高成长的前期阶段。首先作为全球世界的航天大国之一，我国航天产业规模与全球相比为1：14，占有率为7%左右，未来发展空间广阔；其次航天产业是兼具战略性和高科技性的尖端性行业，全球航天产业增长速度为10%左右，高于GDP增长1倍以上，我国航天产业近5年的增长速度为24%，也远高于同期GDP的增长。

因此，预计未来3-5年由于随着我国航天产业进入快速发展的关键阶段，行业将将保持25%以上的增长速度，在全球航天产业中处于领先的水平。

投资策略：关注天宫一号把握航天主题投资

航空航天的关系范文6

烟台，古时“烽火台”。明朝洪武初年，为防备倭寇犯境，当地民在临海北山设立狼烟墩台，发现敌情后昼则升烟、夜则举火作为报警信号，简称“烟台”。岁月更迭，沧桑巨变。烟台已经发展成为山东半岛东北部、环渤海经济圈重要城市和全国文明城市。山东航天电子技术研究所，就座落在这里。

山东航天电子技术研究所，是我国载人航天工程的重要研制单位之一，先后参与我国从神舟一号到神舟十一号、天宫一号、天宫二号等航天工程型号的研制任务，为确保航天员生命安全和载人航天飞行圆满成功发挥重要作用，荣获“中国载人航天工程突出贡献集体”。研制设备涉及环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等系统。在神舟七号任务中公司承担航天员出舱通信子系统和舱外航天服中70%电子设备研制工作。在天宫一号任务中，公司承担了医监医保、仪表照明、空间实验等相关设备研制任务。天宫二号飞行器研制方面，承担空间实验室热控、数管、仪表照明、空间技术试验、环控生保、医监医保、测控通信等系统60余台套产品研制任务。在载人航天任务中，承担的研制任务由最初的测控领域，到飞船环境控制和生命保障、热控、数据管理、乘员服务、测控、结构机构等多个领域，并逐步拓展到舱外通信、航天服电子设备、医监医保、仪表照明、空间实验等领域。

飞船发射前的远程体检

――发射场测试无线转发系统

飞船发射前需要与火箭对接组装，然后，进行综合体检才能发射升空。此前，航天器与发射火箭都是在总装厂房组装后进行水平测试，在发射架竖起来后再次测试，如有问题就要再放倒拖回厂房维修。

从神舟一号飞船发射起，我国开始采用国际上先进的“三垂一远”模式，即实现航天器与火箭垂直组装、垂直测试、垂直转运和远程测试。在此过程中，火箭保持一个姿态不动，只要通过测试，运转过程不会有任何改变。而远距离测试发射控制模式则最大限度保持了火箭和飞船的状态不变，极大地提高了测试发射可靠性和安全性。“三垂一远”测试发射模式为世界领先水平。研究所研制的“飞船发射场测试无线转发系统”为实现“三垂一远”提供技术保证。系统中所采用的增益自调节、信道自分配、天线自跟踪等技术，都达到国内一流水平。

随着我国载人航天工程的逐步深入，系统中增加了海事卫星、中继卫星、GPS/GLONASS卫星、北斗导航卫星等作为飞船定位通信的辅助措施，神舟系列完成了国内在轨航天器首次使用这些卫星系统，为后续航天器定位通信提供了更多选择。远距离测试无线转发系统安装于北京航天城和酒泉卫星发射基地。先后参加了我国载人工程历次神舟飞船和天宫一号目标飞行器发射并圆满完成了任务。

太空行走的保障――航天员出舱通信子系统

在神舟七号载人航天飞行任务中，研究所承担航天员出舱通信子系统和航天服专项70%电子设备技术攻关研制任务。其中，航天员出舱通信子系统是在航天员进行出舱活动试验时用于出舱活动航天员与辅助出舱航天员、舱内航天员与地面人员间进行语音通话和数据通信的设备。航天员出舱活动通信系统由通信天线、通信处理器及舱外航天服遥测通信机组成，实现舱内外航天员之间、舱内外航天员与地面人员之间语音通信及舱内外航天员遥测参数下传。该系统首次采用空间CDMA移动通信技术，实现空间近场复杂环境下的可靠无线语音数据通信。

在载人航天工程第二步任务中，研究所技术领域已经拓展到医监医保和空间试验领域，涉及领域广、工作接口多、技术难度大，挑战更加严峻。包括用于航天员监测飞船运行情况、显示交会对接信息、接受地面邮件的仪表控制器；在交会对接中使用的主动标志“天宫一号”目标标志器；用于空间医学实验的失重生理效应装置Ⅰ和失重生理效应装置Ⅱ（细胞培养装置）、无创心功能测量仪，以及被称为“太空冰箱”的医用冷储箱等。

失重生理效应试验控制――航天医学空间实验设备

人一旦进入失重环境，身体发生各种变化，会产生诸多的不适应，这些变化被称为失重生理效应。在神舟九号任务中，航天员在空中进行了多项失重生理效应，用以研究人体在太空中会发生的变化，以便研究克服太空生活对人体带来的不良影响。其中包括513所研制的用于研究脑血流、脑点、眼动的失重生理效应实验装置Ⅰ和进行细胞培养的失重生理效应实验装置Ⅱ，以及试验控制单元等设备。

在太空环境中，航天员的血液会重新分配，下肢血量减小，头部血量增多，航天员的收缩压将升高，平均动脉压升高，静脉压也上升，舒张压则下降。这些失重效应会使得航天员的流体静压梯度消失，找不着方向感，所以在失重环境中，大多数航天员通常会发生前庭植物神经反应，引起航天运动病和空间定向障碍，出现恶心、呕吐、面色苍白、晕眩等现象，从而影响航天员的工作能力。为了研究航天飞行对人体的前庭眼动、心血管及脑高级功能影响，同步检测动脉脉搏波、静脉脉搏、脑电和眼动，在天宫一号，我国首次研究了一种微重力环境下进行的系统（人体）生理学研究实验航天医学空间实验设备，这就是失重生理效应实验装置Ⅰ。

失重生理效应实验装置Ⅱ是我国研制的第一个正式上天的全自动细胞培养装置。设备由失重生理效应实验装置Ⅱ本体和细胞培养子模块两部分组成，失重生理效应实验装置Ⅱ本体随天宫一号发射升空，细胞培养子模块跟随神九发射，由宇航员携带进入天宫一号并安装在失重生理效应实验装置Ⅱ本体中开展医学细胞培养实验。失重生理效应实验装置Ⅱ用于进行失重生理效应防护的细胞机制研究，主要功能是在空间飞行时提供维持细胞正常生长的环境，实现细胞的培养和固定，采集部分细胞生长图像及生长环境参数；目的在于探索讨论失重条件下，细胞因子对细胞的调节作用，将解决细胞培养回路中多种试剂时序加注难题，聚焦微重力对细胞形态、结构、细胞骨架、基因表达和相关功能及其分子机制影响，为针对关键的细胞信号分子开发相关的靶标药物及制定防护措施奠定基础。

航天员的健身器

――骨丢失对抗仪

在失重环境中，作用于人体腿骨、脊椎骨等承重骨压力骤减，同时，肌肉运动减少，对骨骼刺激相减弱，骨骼血液供应也相应减少，导致骨质大量脱钙并经肾脏排出体外，这就是所谓的空间骨丢失。空间骨丢失，是最令航天医学专家头疼的航天员健康问题

研究所专门为航天员设计的“健身器”骨丢失对抗仪，也叫“对抗骨质疏松的仪器”，是保证在太空飞行中的航天员身体健康的仪器之一。骨丢失对抗仪通过敲打人体小腿部位相应穴位，刺激骨骼、改善血液循环，对抗骨质疏松，保障骨骼健康。

目前，研究所已利用这项科研成果研制开发出一套民用级保健治疗仪器，适用于不同人群。经过试验，该仪器可促进骨骼合成，有效抑制骨质疏松发生，治疗并抑制各种原因引起的骨质疏松症状，同时加速血液循环，促进新陈代谢，对消除疲劳有良好辅助作用。航天员的保健员――无创心功能测量仪

科学家通过对航天员的心血管功能测试采用连续、动态和无创记录动、静脉波信号的方法，采集左右心功能、体肺循环血液动力学和心血管调节变化数据，开展心血管系统功能的综合研究。

513所研制的无创心功能监测仪，主要通过无创检测航天员的每搏血压、每搏量和血氧饱和度等生理参数，定期监测航天员的身体状态，被称为航天员的健康保健员。

当航天员在太空工作生活的时候，地面的工作人员可以通过无创心功能检测仪在第一时刻了解航天员的身体状态，航天员可以通过仪器上的指示灯了解仪器的工作状态。因为每个航天员的生理参数有差别，在地面时，科研人员就根据每个航天员的生理参数对仪器内部的参数进行了标定，航天员操作对应按键选择检测对象数据录入，比如按键A代表景海鹏，按键B代表刘旺，按键c代表刘洋。每个航天员必须使用与他相对应的按键，以保证测量数据准确、可靠。

卫星工程“最强大脑”

――星载计算机

计算机是一个系统的大脑，卫星飞船也不例外。星载计算机产品作为研究所的“拳头产品”，已成功应用于我国载人航天、导航、遥感、通信等重点卫星工程上。

在天宫一号和天宫二号上，研究所计算机产品应用于热控、仪表照明、空间技术试验等分系统，作为“最强大脑”，有力保证了各分系统正常运行。其中，仪表控制器是我国第一款用于航天的PowerPc高性能计算机，是天宫二号目标飞行器仪表照明分系统的核心计算机；热控分系统控制单元、温度控制器等设备是飞船“太空空调”的重要组成部分，相当于热控分系统的神经中枢。

研究所研制的通用计算机是空间技术试验分系统的核心计算机，为后续空间站维修工作提供在轨验证和技术积累。

天地对话一线牵――无线话音系统

在天宫二号飞行器上，还搭载513所自主研制的无线话音设备。神舟十号航天员王亚平正是全程通过无线话音设备与地面课堂师生进行互动交流，全程40分钟授课时间，通话质量良好。该系统采用民用通信技术较为成熟的蓝牙通信技术，在点对点传播的基础上实现航天员间无线通话及航天员与地面通话，并可同时使用无线语音设备进行话音通信，解决了航天员在语音通信中无法在空间实验室内任意活动，以及在飞船停靠期间航天员在轨道舱无法与地面通话等问题，提高了航天员在轨工作方便性。

航空航天的关系范文7

《2030年前及远期俄航天活动发展战略(草案)》(以下简称“新航天战略”)明确了俄航天活动的战略目标、优先方向、基本原则、发展阶段，为制定后续发展计划、保持航天发展的连续性奠定了基础。俄罗斯希望通过大力发展航天领域的优势地位，提振民众对航天事业的信心，进而带动大国地位的提升。

新航天战略的主要内容

新航天战略是指导俄罗斯未来航天发展的纲领性文件，凸显了俄对航天活动的高度重视和前瞻谋划，反映了俄航天领域发展的整体思想。其主要内容包括以下5个方面：①在月球研究及行星学、天体物理学等基础研究领域居国际领先地位；②参与包括太阳系行星研究在内的国际空间研究项目；③保持国产航天设备及操控技术等方面的国际领先水平；④拥有可确保从本土独立进入太空能力的尖端航天工业；⑤在世界航天市场占据有利位置。

为了实现上述目标，新航天战略明确了未来航天活动三大优先方向：一是发展航天通信、对地观测、卫星导航等系统，以及用于基础研究的航天设备和技术；二是建造用于空间开发的载人、运输和行星着陆设备，以及可重复使用的航天发射系统；三是实施载人探测火星的国际合作，为建造新一代的轨道站而建立科学技术储备。

此外，该战略还阐明了俄罗斯未来航天活动遵循的6项基本原则：①航天活动要与国家经济、科技潜力相适应，确保有利于新技术研发；②确保俄罗斯独立进入太空的能力，以实现航天领域的战略利益；③鼓励俄国内机构与外国建立战略伙伴关系，以互利合作原则参与国际合作；④保持国家控制和主导核心科研生产实体、关键航天技术及重大科研项目，同时鼓励商业机构利用航天活动成果提供社会服务；⑤坚持国际太空权高于国家太空权，不承认一国对空问及任何天体的要求，坚决行使自卫权并在必要时利用各种手段保持本国航天设备免受干扰和侵犯；⑥发展初期，利用外国先进技术尽快使俄无线电子和特种材料工业达到国际先进水平，恢复尖端人才培养体系。

在新的航天战略中，俄罗斯将未来的航天能力发展划分为4个主要阶段：

能力恢复阶段(2015年前)　部署必要数量的在轨航天器；保持运载工具和载人航天领域的主导地位；借助国外先进电子元器件升级国产航天器；完成东方航天发射场一期工程建设；建立具有国际竞争力的综合性企业；

能力巩固阶段　(2016～2020年)部署可全面保障社会经济、科学、国防和国家安全需求，具有国际先进水平的在轨航天器；为生产尖端国产电子元器件创造条件；做好国际空间站离轨坠落的准备工作；建造新一代重型载人飞船；完成月球车发射和土壤取样等探月任务；参与在火星表面部署研究站等国际合作项目；在航天领域新兴市场占据主导地位；

突破阶段(2021～2030年)　部署和维护在轨航天器群，为用户提供全面、优质服务，开发先进的近地空间航天器维护、校正和维修技术；在近空、深空、行星等天体表面建设航天设施；建造地球信息模型；拓展独立进入太空的能力，启用东方航天发射场，建设超重型运载火箭系统；开展载人登月的演示验证飞行；在国际航天技术和服务市场占据有竞争力的地位；

突破性发展阶段(2030年后)　探索全新的、目前尚未预知或出于概念阶段的航天活动；落实开发近地空间和月球的大型项目。为全面参与准备和实施载人探测火星计划的国际协作建立科学技术和工艺基础；实现定期载人登月飞行，在月球部署永久性的工作站和科学实验室；开发可重复使用的登月系统。

新航天战略制定的背景和意图

近年来，随着经济状况的不断好转，俄罗斯一直致力于恢复航天强国地位，并认为发展航天有利于带动大国地位的提升。然而近期一连串的航天事故不仅暴露了俄罗斯航天工业存在的一些弊病，而且对俄罗斯的航天发展也产生了一定的消极影响。新航天战略提出了俄罗斯未来航天发展目标，明确了俄航天领域未来发展的整体思想，并且把拥有安全稳定、高水平的航天工业作为发展目标之一。

谋求航天领域的优势地位

随着苏联解体，曾经处于世界领先地位的俄罗斯航天工业由于资金问题被不断削弱，俄罗斯的世界航天地位也受到不利影响。进入21世纪以来，随着经济的复苏，俄罗斯开始致力于恢复其航天强国地位，并希望以此促进大国地位的提升。俄罗斯为航天活动提供包括财政在内的全方位的国家支持，促进新技术的研发，以满足国家安全和I社会发展的需求。新航天战略的目标是确保俄罗斯航天处于世界先进水平，巩固俄罗斯在航天活动领域的领先地位。正如俄罗斯总统普京所言，“航天是一个国家的威望，航天技术是国家经济竞争和安全保障的基础。毫不夸张地说，航天是世界稳定的基础。政府要把支持国有航天企业作为国家政策的重点，把恢复俄罗斯世界航天大国和军事强国的地位作为政府施政纲领的首要任务，要让航天工业更多地为国民经济服务，要创造和应用具有军民双重目的的航天系统。”

明确俄罗斯航天的未来目标

航天发展战略是一个国家协渊和发展其航天能力的顶层指南，对航天事业的发展起着举足轻重的作用。新航天战略的制定，不仅明确了未来航天发展的方向，也为制定阶段性的航天规划提供了依据。俄罗斯政府于2005年批准的《2006～2015年俄罗斯联邦航天发展规划》已接近尾声，在下一发展阶段中制定什么样的航天规划，如何开展航天活动等问题，迫切需要～个总体上的战略文件作指导。新航天战略明确了2030年及未来俄罗斯航天发展的目标、预期成果等，以促进航天应用满足社会需求、开发包括可重复使用运载器在内的新型航天器、积极探索太阳系行星为优先发展事项。新航天战略不仅凸显了俄对航天活动的高度重视和前瞻谋划，反映了俄航天领域未来发展的整体思想，也是保障俄罗斯航天发展连续性的纲领性文件。

航空航天的关系范文8

中国神舟七号载人飞船计划今年10月择机发射。神舟七号飞船总设计师张柏楠说，和“神六”相比，“神七”最大的变化有三:一是执行航天员出舱活动；二是飞船满载，三名航天员最长飞行五天；三是飞行期间要进行一些卫星通讯的新技术试验。

轨道舱里将新添气闸舱

神舟七号作为我国载人航天工程二期首次飞行，航天员空间出舱活动将成为最大突破。专家们制定了有害气体控制等30多项出舱期间的应急预案，保证航天员安全。

(“神七”航天员热门人选翟志刚)

为了让航天员顺利进入太空，“神七”轨道舱设计了一个“夹层”——“气闸舱”。神舟七号飞船总指挥尚志介绍说，太空中是真空状态下，要出舱首先要把轨道舱里的压力泄放掉，这样内外压力平衡，舱门才能打开，航天员才能出得去。航天员从太空返回航天器后先要“升压”，其原理类似潜水员进出正在深海中的潜艇。因此，航天器上必须有一个设施具有“泄压”功能和恢复功能。气闸舱将由两道门组成：航天员穿好舱外航天服把第一道门关上，后把第二道门打开，这样便能够保证原来的舱里的氧气和压力。而回来的时候也一样，航天员必须分别经过这两道门。

气闸舱位于返回舱的上方，与轨道舱连接。航天员进入“夹层”后，就会通知下面的航天员将“夹层”的门给严密地封闭上。换上太空行走的航天服后，放掉“夹层”里的气体，打开舱门后，航天员就可以到轨道外面，进行“太空行走”了。

舱外航天服俨然小卫星

目前中国自主研制的舱外航天服已经完成。我国曾向俄罗斯购买了全套的舱外航天服，“神七”航天员将身着哪套“太空行走”，还要进一步对比性能再确定。

舱外航天服俨然是个小卫星。它的外层防护材料具备防辐射、防紫外线、抗骤冷、骤热等功能。因为出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面是200多摄氏度高温、背着太阳的一面是零下摄氏度的低温。这种骤冷、骤热的变化必须要使用特殊的材料及防护层。我国自主设计的舱外航天服能使宇航员免受太空微流星体撞伤，并能过滤一定程度的辐射。航天服里有风扇或水冷式的布料去除过量的热。

航天服上有个纤维罩，包含了免提装置的通讯用的麦克风及喇叭，配合航天服中的传输器及接收器，可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。舱外航天服还能产生助力，使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。

航天员会呼出二氧化碳。在航天服这个密封的空间中，如不除去二氧化碳，那它的浓度会上升至危险程度，令宇航员死亡。空气首先会进入一个装有木炭的盒子除去臭气，接着便会进入过滤二氧化碳的部分，随后，经过一个风扇，在纯化器中除去水蒸气后再回到水冷系统。空气的气温维持在12.8摄氏度，航天服上的转换装置可提供长达7小时的氧气供应及二氧化碳的去除。

长征二号F运载火箭安全指标最高

承载“神七”发射任务的是长征二号F运载火箭。长征二号F是以“长征”二号E型即“长2捆”火箭为基础，按照载人航天工程技术指标重新研制的。火箭由四个液体助推器、芯一级火箭、芯二级火箭、整流罩和逃逸塔组成，总高度约59米，总重约480吨，可将8吨重的有效载荷送入近地轨道。

“长征”二号F运载火箭有箭体结构、控制系统、动力装置、故障检测处理系统、逃逸系统、遥测系统、外测安全系统、推进剂利用系统、附加系统、地面设备等十个分系统。故障检测处理系统和逃逸系统是为确保航天员的安全而增加的，其作用是在飞船入轨前，监测运载火箭状态，若发生重大故障，使载有航天员的飞船安全地脱离危险区。

航空航天的关系范文9

飞天，敦煌壁画中这一凝聚中华民族千载梦想的艺术形象，迎来了她历史性的腾飞――2008年9月25日21时10分，长征2号F型火箭在夜空下点火起飞，火红的尾焰映红了秋日的大漠戈壁，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏3位航天员的“神舟七号”飞船在与敦煌同一纬度的酒泉卫星发射中心腾空而起。

从“神州五号”到“神州七号”，5年3次起飞的神舟飞船，引领着中华民族一步步把梦想变为现实。

根据我国的航天计划，“神七”要解决出舱活动、太空行走，“神八”要解决空间对接，“神九”要解决空间站的建立。由此可见，我们的飞天计划正在大踏步地进行中。那么，亲爱的中学生们，你们对“神舟”了解多少呢？

请跟我们一起走进本次的神舟探秘之旅，向太空进发吧――

文章内容：

魅力看点一：

宇航员首次太空行走

“神七”与“神五”“神六”相比更深的意义在于，“神七”航天员成功地出舱在太空行走。尽管本次出舱活动的只有一名航天员，其余两名航天员在舱内配合和保护工作，相信不久的将来，会有更多的宇航员出舱活动。

宇航员在太空“行走”过程中的速度和飞船是一致的，相对于地球来说，时速达到2.8万公里，相当于每秒行走7-8公里。

魅力看点二：

自主研制舱外航天服

出舱的航天员可能会遇到向着太阳的一面200多摄氏度的高温、背着太阳的一面是摄氏零下数度的低温。为使宇航员免受骤冷、骤热变化和太空微流星体撞伤，并过滤一定程度的辐射，我国自主设计的舱外航天服的外层防护材料采用高级混合纤维制造，具备防辐射、防紫外线、抗骤冷骤热等功能，为航天员提供赖以生存的微环境，保证了航天员安全、有效完成出舱活动。

航天服上有个纤维罩，包含了免提装置的通讯麦克风及喇叭，配合航天服中的传输器及接收器，可以使宇航员与地面控制中心及其他的宇航员通话。舱外航天服还能产生助力，使宇航员在太空穿梭机外能自由行走。

魅力看点三：

伴随卫星的科学试验

作为载人航天应用方面的一项新技术试验――伴随卫星的试验，到现在为止进行得非常成功。小卫星的伴随，比如说空间站或者空间实验室可以延伸大的飞行器的功能，反过来又可以对大的飞行器，（如空间实验室和空间站）进行服务，观测外表、检查可能的损伤。相信在今后载人航天工程中，它是非常有用的工具。

魅力看点四：

不可小觑的气闸舱

对于“神七”飞船来说，特别是和这次出舱活动密切相关的气闸舱的设计，对我国科学家来说也是一个挑战。因为这个气闸舱兼顾了四项功能：第一，它本身是一个储物舱，航天员在飞行过程中，在组装和穿着之前，它是用来储物的。第二，它是一个工作舱，航天员在里面组装，还要做很多的试验。第三，它又是一个气闸舱。第四，它还是一个轨道舱。把这么多的功能组合在一起，而且第一次研制、第一次飞行便获得成功，简直是个奇迹。

答疑：“神六” “神七”

两兄弟有何不同？

1.三大变化

和“神六”相比，“神七”最大的变化有三:一是执行航天员出舱活动；二是飞船满载，三名航天员最长飞行五天；三是飞行期间进行卫星通讯新技术试验。（做客专家：神舟七号飞船总设计师张柏楠）

2.五大不同

“神七”的所有重点都放在实现首次太空行走，所以，和“神六”相比，“神七”有五大不同。

第一，飞船有效载荷增加，加大了火箭的推力。“神七”要搭载3名航天员，并携带舱外航天服（地面重量125公斤）和7天太空生活所需的物品，满足3名航天员要完成各项任务，所以飞船的重量比起“神六”来说增加了很多，外观也与“神六”有所不同。

第二，“神七”轨道舱新添了一个“夹层”。“神七”轨道舱设计了一个“夹层”――“气闸舱”，满足航天员进入太空需要。气闸舱由两道门组成，航天员穿好舱外航天服把第一道门关上，然后把第二道门打开，这样便能够保证原来的舱里的氧气和压力。其原理类似潜水员进出正在深海中的潜艇。

第三，“神七”轨道舱不在轨“驻守”：和“神六”相比，“神七”飞船一个显著不同在船完成任务后，轨道舱不在轨“驻守”，而和推进舱一样，在与返回舱分离的一刻坠入大气层。

“神七”轨道舱之所以不再留在轨道，是因为研究人员把“神七”的试验方向集中在保障航天员顺利出舱活动方面。

第四，航天服要求更适应太空行走。为保障航天员安全和便于出舱活动，舱外航天服必须具有防微流星、真空隔热屏蔽、气密、保压、通风、调温等多种功能。另外，舱外航天服的手套必须既密封又灵活，头盔也要既透明又密封。

第五，航天员像开战斗机一样驾驶“神七”。“神六”在太空飞行期间，费俊龙和聂海胜两名航天员先后进行开关舱门、穿脱压力服、穿舱、抽取冷凝水四大项“在轨干扰力”实验。结果表明，航天员较大幅度动作对飞船姿态影响微小，飞船姿态保持良好。费俊龙甚至还在飞船上连续做了4个前滚翻。

有了“神六”实验的基础，“神七”航天员“像驾驶战斗机一样驾驶飞船”，对行员出身的中国航天员来说，简直是驾轻就熟！（做客专家：北京大学地球与空间环境学院教授焦维新）

解读：

“神七”新技术有诸多突破

三名宇航员组成飞乘组。此前，“神舟”飞船两次载人飞行分别是一人和两人。“神七”搭载三名宇航员，在内部空间和舒适程度上有了提升，能实现宇航员在舱中自由活动，除了意味着空间增大外，还表明飞船舱内环境技术有了质的飞跃。此外，宇航员首次在太空行走，厕所就成了必需品。负责“造厕”任务的南京协力环保科技有限公司总经理施卫东介绍，“神七”太空舱马桶可以伸缩，不用时可折叠起来，节省空间。

新航天服。我国自行研发的新的航天服材料具有防火、抗辐射功能，制造出来的新航天服不但适合太空行走，还非常舒服。

释放小伴星。“神七”宇航员释放足球大小的小型监视卫星，也就是“伴星”。“伴星”上的相机可以提供飞船和宇航员太空行走的即时画面。

宇航员出舱行走。“神五”主要是考验飞船，“神六”两名航天员主要是参与飞船的在轨飞行，而“神七”航天员承担了中国首次出舱行走，这是奠定中国空间站技术基础的重要一步。

运载火箭性能惊人。与发射“神六”的火箭相比，用于发射“神七”飞船的“长征二号F”火箭共有36 项技术改进，进一步提高了可靠性和安全性。

探秘：

“神舟”在天上是如何被控制的

“神舟”飞船在太空飞行时，不但要跟踪了解它的位置，而且还需要知道它工作的情况是否正常，有没有出现故障；如果有故障，是哪个系统的什么部位的什么仪器有问题，以便采取相应的措施。这时，遥测就派上了用场。

“遥测”就像医生用仪器对病人进行检查，通过取得的数据来确定病情一样。在飞船发射和入轨后的运行中，利用遥测监视飞船上设备的工作状况，并利用遥测的参数计算飞船的姿态，为遥控调姿提供参考数据。载人航天时，还可以监测航天员的生理参数、生活环境参数等，以保障宇航员的生命安全。

“神舟”飞船要完成很多科学试验和特定工作。这些动作的完成主要靠测控通信系统的另外一项任务――遥控。所谓“遥控”，简单地说，就是当飞船出现故障时，采取紧急措施（比如把有故障的仪器甩掉，命令备份仪器投入工作，告诉宇航员采取哪些相应的措施，甚至在紧急情况下改变飞船的执行动作等），命令飞船完成任务。

在“神舟”号飞船的测控通信系统中，除了常规的天地通信手段外，另一个传输信息的重要手段就是电视传输设备，这是载人飞船特有的设备。电视系统的作用很大，在飞船的轨道运行段，通过电视传输系统，地面指挥人员可以了解宇航员的工作情况、生活情况、进餐情况、行走和睡眠情况，甚至通过对他们的面部表情的观察，分析他们的心理状态。作为图像信息，全国甚至全世界都能欣赏到他们这种有趣而奇异的太空生活。通过双向电视传输，还可以实现地面与太空的对话，看到对方的表情、手势，把彼此的距离缩短了，真有天涯若比邻之感，让宇航员感到身在寂寞的太空并不孤独，全世界都在关心和注视着他们。

航天测控通信系统的另一个重要作用，是在飞船返回舱返回途中以及落地后，进行地面搜索人员与航天员的联系。尤其是在故障情况下，返回落点大大偏离预定地区时，搜索人员一时无法找到返回舱，通信设备就起了决定作用，可以发出各种无线电信呼救信号，并通过语音联系，让地面搜索人员尽快找到和营救航天员。

解密：

“神七”航天员是这样炼成的

在北京八达岭附近，有一个叫“唐家岭”的小村庄里，占地约3500亩的“中国北京航天城”就坐落在这里。航天城戒备森严，14名航天员正在为发射的“神舟七号”载人飞船紧张训练。

这14名航天员都出生在上世纪60年代，大多来自农村，从小经受生活的磨炼；他们都是1.7米左右的“矮个儿瘦子”，可谓是“百里挑一”。“神舟七号”搭载的3名航天员就是在他们中产生的。

1.入门“铁人三项”

“铁人三项”是竞技体育中的项目，极具刺激性、挑战性，极度考验人的意志和体能，但是它与航天员的“铁人三项”相比，却要温柔得多。

转椅、秋千、床，是普通人熟悉不过的物件，但它们在承担训练任务后，却令人望而生畏：转椅转得太快，秋千荡得太高，铁床上下转动，其滋味非常人能忍受。

在航天员整个训练中，最令人生畏的是离心机。离心机训练是航天员所有训练中最痛苦的。目前用于“神七”航天员训练的离心机是亚洲规模最大的载人离心机，它有着长达8米的旋转手臂，前端连着一只椭圆形不锈钢封闭吊舱，转动时像有点游乐场中的“飞碟”，但其转动的速度和摇摆角度则是“飞碟”无论如何都无法比拟的。

离心机主要用于训练航天员的超重耐力以及在超重环境条件下操纵飞船和通信的能力。当离心机按照一定的速度旋转起来时，可以模拟出载人航天器上升和返回时的持续超重状态。

在进行这种训练时，航天员的面部肌肉都会在强大作用力的牵引下变形，眼泪不自觉地往外流，呼吸异常困难。航天员身边有一个红色按钮，一旦挺不住了可以立即按动红钮，请求教员暂停。但在“神七”航天员的训练中，这个红色按钮始终没有被按动。

2.倒睡5天5夜

飞船进入轨道的最初几天，航天员体内的血液会因为失重而向头部转移。为了提高对失重环境的适应能力，“神七”航天员要接受5天5夜的头低位卧床训练。

血液重新分布训练在转床上进行，转床不断地变换着航天员的，刺激他们的心血管系统，增强对血液分布的调节能力，使他们能适应失重环境，减轻进入太空时头面部充血、肿胀、鼻塞、头痛等症状。

航天员们必须学会在头低脚高的卧床条件下进食、饮水、睡眠、清洁个人卫生，还要进行摄像机等操作训练。

3.坠铅块行走水池

航天员出舱活动时，在太空处于失重状态，飘来飘去没法行走。所以，加强航天员的失重训练显得格外重要。目前，世界各国航天员进行出舱活动训练一般采用失重水槽。

据了解，“神七”航天员进行模拟失重水槽适应性训练时，身着重达120千克的装备在10米深的水下工作，每次持续时间长达5小时以上，而且是连续多日进行这样的工作。

为模拟太空行走的环境，在水池内练习时，航天员的服装上吊上铅块，再充满气，调节比重后，人体感觉与在太空中没有什么差别。

据专家说，太空行走的感觉就和水中有点儿相似，只不过不适应的状况会更加明显。

体验：

生活中哪些状况下有失重感觉

看了这么多，也许你的眼睛有些疲劳了，那么，让我们赶紧行动起来，体验一下在太空中失重的感觉吧！

方法一：从跳台跳进游泳池中，腾空时短短几秒的感觉和失重的体验一样哦！（不会游泳的，没有大人陪伴的，请勿试验。）

方法二：选择一条经过崎岖山路或者陡坡路线的公交车，坐到最后一排。当公交车经过一个坡度比较大的陡坡时，你会被颠得离开座位。被颠起来到落在座位上的那段时间里，你就有一次体验失重的机会了（请抓牢座位扶手）！

方法三：游乐场的过山车、荡龙舟等项目中，运动中有失重的感觉。

小帖士之一：

太空行走如何走？

有些人以为“太空行走”是航天员在太空散步。其实，“太空行走”与地面行走完全不同。因为太空一无人行道，二无马路，所以“无处可走”。而且，航天员在太空处于失重状态，飘来飘去也没法行走。航天员在太空中移动身体，靠手、机械臂或载人机动装置而不是用脚。为了方便航天员的行动，航天器内外都安装了扶手，航天员用手抓住扶手来回移动身体，严格地讲应该叫“出舱活动”，“太空行走”只是一种俗称。

要实现“太空行走”，至少突破两个技术难题，一是飞船上气闸舱的设置，另一个是航天员的舱外航天服技术。做客专家：（中国空间技术研究院研究员庞之浩）