時間：2023-09-22 09:48:31
導語：在航天技術的發(fā)展的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
核心航天技術
核心航天技術是NASA執(zhí)行當前及未來航天任務時必須依賴的技術，也是NASA戰(zhàn)略性航天技術投資重點，約占NASA未來4年總投資的70%。未來4年，NASA將重點投資8個核心航天技術領域，分別為發(fā)射和太空推進技術、高數(shù)據(jù)率通信技術、輕型航天結構和材料、機器人和自主系統(tǒng)、環(huán)境控制和生命保障系統(tǒng)、航天防輻射技術、科學儀器和傳感器，以及進入、下降與著陸（EDL）技術。
發(fā)射和太空推進技術
報告認為，迄今為止，不管是傳統(tǒng)的液體或固體推進系統(tǒng)，還是高超聲速推進系統(tǒng)，均難以在持續(xù)運行狀態(tài)下保持高性能和高可靠性。此外，航天規(guī)劃也面臨著成本越來越高昂的挑戰(zhàn)。
過去20年，盡管電力推進技術或其他非化學推進手段已經得到了越來越多的應用，但太空推進仍主要依賴化學能。當前化學推進系統(tǒng)需要使用大量化學推進劑，但得到的效能卻相對較低，這限制了航天器進入軌道后的軌道機動能力和在軌時間，進而限制航天員或機器人執(zhí)行航天任務的能力。
為應對上述挑戰(zhàn)，未來4年，NASA在投資開發(fā)先進的固體和液體火箭推進系統(tǒng)、輔助推進系統(tǒng)的同時，也將投資開發(fā)非傳統(tǒng)推進技術，以改善當前推進系統(tǒng)的成本及運行狀況，加強未來機器人和人類執(zhí)行航天任務的能力。一方面，NASA正在對現(xiàn)有化學推進劑的替代品（如“綠色”或無毒推進劑）進行評估，以降低地面風險。另一方面，NASA將發(fā)展低溫推進劑存儲與運輸技術。低溫推進劑能夠提供高能推進解決方案，對未來低地球軌道的人類探索任務至關重要。對低溫推進劑而言，運輸與存儲技術最為關鍵。NASA將投資開發(fā)低溫推進劑存儲與運輸技術，保障低溫推進劑在太空中的長時間存儲與運輸。非化學推進技術主要用以保障航天活動的高效性和經濟可承受性，為探索太空提供更多的機會。NASA針對非化學推進技術的開發(fā)投資將主要集中在太陽能發(fā)電技術、熱核技術、太陽帆板和系繩推進等領域。
高數(shù)據(jù)率通信技術
要想從更遠的地方，以更高的速率傳輸更多的數(shù)據(jù)，亟需進一步發(fā)展前沿通信技術。報告提出，未來4年，NASA在發(fā)展射頻通信等傳統(tǒng)通信技術的同時，還將致力于推進光通信等創(chuàng)新通信技術的發(fā)展。在通信技術領域，未來4年NASA的潛在投資規(guī)劃有兩項：一是射頻通信太空孔徑陣列，二是近地和深空光終端。
輕型航天結構與材料
對航天任務而言，航天器、推進系統(tǒng)、居住系統(tǒng)和科學儀器等所使用的材料十分重要。報告提出，未來4年，NASA將投資發(fā)展輕型航天結構和材料，使人類或機器人執(zhí)行航天任務的成本更低，且更可靠、更高效。其投資將重點關注材料的輕型、柔性和多功能性等有利特性，包括輕型方案的發(fā)展，如混合層壓板和復合非高壓釜等。其他可能的投資包括特殊材料（如光學材料和自我修復材料）和柔性材料（如可擴展的材料）。
機器人和自主系統(tǒng)
某些航天任務系統(tǒng)必須在沒有人員或地面控制系統(tǒng)的直接控制下，安全可靠地運行。對此類航天任務系統(tǒng)而言，自主系統(tǒng)十分關鍵。隨著載人或非載人航天任務距離地球越來越遠，在太空中的滯留時間越來越長，所利用的技術或系統(tǒng)也越來越復雜，航天任務將需要更多的獨立性或自主性，以便更加高效、安全和可靠地運行。未來4年，NASA在自主系統(tǒng)領域的投資將主要集中在宇航員自主操作技術、系統(tǒng)自主管理、自主交會與對接、自主機器人。
環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)
環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)通常都需要補充消耗品，而不能完全利用廢棄物生產氧氣、水分和食品等關鍵要素。隨著人類航天任務逐漸超越低地球軌道，補給生命保障系統(tǒng)的機會將大大減少。人類航天活動越來越需要閉環(huán)型環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)。報告提出，未來4年，NASA在此領域的投資將主要用于：空氣再生、水回收、廢棄物管理和居住系統(tǒng)。力求實現(xiàn)生命保障系統(tǒng)中75%的氧氣來源于氧氣再生，環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)可在不同的機艙壓力下運行，50%的水是從多種廢水流中再生的。
太空防輻射技術
人類在邁出低地球軌道執(zhí)行航天任務時，需要采取新的措施和防護技術應對太空輻射。報告提出，未來4年，NASA將致力于改進太空輻射風險評估模型，以更好地了解和預測太空輻射的影響；還將投資開發(fā)輻射降低與監(jiān)控技術。NASA將利用生物化學手段、多功能材料和有效的屏蔽結構降低太空輻射，還將投資太空輻射報警系統(tǒng)。
科學儀器與傳感器
科學儀器與傳感器包括天文臺、遙感儀器和原位傳感器。天文臺技術對太空望遠鏡及天線的設計、制造、測試和運行十分關鍵。報告提出，在此領域，未來4年的投資將主要集中于大型反射鏡系統(tǒng)、結構與天線。擬投資項目包括X射線反射鏡、輕型反射鏡、紫外線涂層、分段式反射鏡、被動式超高穩(wěn)定性結構、主動式超高穩(wěn)定性結構、望遠鏡及其吊桿的安裝結構等。
遙感儀器與傳感器是對電磁輻射、電磁場、聲能、地震能及其他物理現(xiàn)象極為敏感的元器件、傳感器和儀器。未來4年，NASA將投資開發(fā)高功率、高分辨率、高耐久性、低成本和低重量的遙感儀器和傳感器。還將致力于開發(fā)探測器和焦平面、微波/無線電收發(fā)組件、激光器。其中，探測器和焦平面領域的投資重點是大幅面陣列；微波/無線電收發(fā)組件領域的投資重點是雷達收發(fā)組件、毫米波低溫低噪聲放大器；激光器領域投資重點是多頻脈沖激光器。
進入、下降與著陸技術（EDL）
報告提出，未來4年， EDL技術領域的投資主要有：可重復使用的航天器熱防護系統(tǒng)、燒蝕熱防護系統(tǒng)，充氣式柔性熱防護系統(tǒng)。
重要技術
未來4年，NASA還將在發(fā)電技術、熱控技術、保障宇航員健康的相關技術等重要技術領域進行技資。
發(fā)電技術
隨著航天任務的復雜程度越來越高，執(zhí)行時間越來越長，離地球和太陽的距離越來越遠，發(fā)電技術的發(fā)展非常關鍵。發(fā)電系統(tǒng)將向著功率更大、重量更輕、更加耐用的方向改進。這些改進將有助于提高航天任務執(zhí)行能力，也使遠遠超出近地軌道的新科學與探索任務成為可能。目前，NASA投資了25個太空發(fā)電技術研究，包括化學發(fā)電技術、太陽能發(fā)電技術、利用放射性同位素和裂變產生的能量進行發(fā)電的技術等。未來4年，NASA可能的投資領域包括高性能光伏陣列和2千瓦端-端裂變。
熱控技術
所有的航天任務都需要熱控系統(tǒng)。有效的熱控系統(tǒng)能夠提供三項基本功能：熱量采集、熱量傳輸和散熱。熱控系統(tǒng)的改進能夠提高系統(tǒng)本身的可靠性、有效性，降低系統(tǒng)重量。目前，NASA投資了19個熱控系統(tǒng)項目，包括熱量采集技術、熱量傳輸技術、散熱技術，以及主動和被動熱控技術等。在熱控系統(tǒng)領域，未來4年，NASA還可能投資地面-飛行隔熱系統(tǒng)、帶有精確溫度控制的高密度流散熱技術、蒸發(fā)散熱技術和可變散熱器等。
保障宇航員健康的相關技術
維持宇航員健康和狀態(tài)，不僅是載人航天任務所需保證的必要的安全因素，也是航天任務本身成功的關鍵。目前，NASA投資了23個與宇航員健康問題相關的項目，包括醫(yī)療檢查技術、太空醫(yī)療保健和行為健康、在太空中診斷和醫(yī)療的能力等。未來4年，NASA潛在的投資規(guī)劃包括穿戴式計算和生物醫(yī)學傳感器、人造重力醫(yī)療器械和虛擬治療師等。
補充技術
補充技術投資既力保那些可在短時間內取得成果的技術，也涵蓋了可能在未來20年內投入實用的技術。
先進太空推進技術包括束能、高能量密度材料、反物質和先進核裂變推進等技術。雖然NRC認為這些技術是顛覆性的新技術，但它們在未來20年內不可能出現(xiàn)。NRC建議給上述及其他技術成熟度低、風險極大的技術以低水平投資，將其列為補充技術。
一些信息技術，如語意技術、智能數(shù)據(jù)理解以及協(xié)同科學與工程等，都被納入補充投資，雖然這些技術能夠促使當前技術進步和受益，但NRC卻指出這些技術的大部分研發(fā)工作正在由工業(yè)界進行。這些技術被納入補充清單中并非由于技術成熟度不足，而是由于需要NASA投資的水平很低。
發(fā)射和地面處理技術也在補充清單中。這類技術取得進步不僅可以直接增強技術能力，更重要的是可以降低成本。這一領域中，技術對任務壽命周期成本起到主要作用，主要技術包括：
*發(fā)射臺上，運載火箭、航天器和有效載荷硬件的運輸、組裝、集成和處理，包括發(fā)射臺作業(yè)。
*發(fā)射處理基礎設施及其支持未來作業(yè)的能力。
*靶場、人員和設施安全能力。
*發(fā)射控制與著陸作業(yè)，包括天氣、飛行人員的恢復、飛行硬件，以及返回樣本。
*任務集成與控制中心的作業(yè)，及基礎設施。
*降低地面和發(fā)射作業(yè)對環(huán)境的影響。
地面與發(fā)射系統(tǒng)的處理存在一些挑戰(zhàn)，如降低維持和運行地面控制與發(fā)射基礎設施的成本，提高安全性，提高向地面控制與發(fā)射人員提供的信息的時線、相關度和精確性。NRC指出，先進技術可為解決這些挑戰(zhàn)做出貢獻，但認為管理實踐、工程和設計是取得進步的更有效手段。
《NASA戰(zhàn)略航天技術投資規(guī)劃》（NASASSTIP）的幾大支柱中，補充技術是一些前沿技術和共性技術，這些技術既不在NRC 16項最高優(yōu)先級技術中，也不在NRC 83項高優(yōu)先級技術中。NRC一直認定這些技術有可能使任務性能、壽命周期成本或可靠性取得較小進步，但能夠廣泛使用，對NASA未來項目和任務非常重要。
結束語
核心技術、重要技術和補充技術支撐NASA內外利益相關者的目標，報告將這些目標歸納成為具有4個支柱的框架：
支柱之一：擴展并支撐人類在太空的存在和活動；
支柱之二：探索太陽系的結構、起源和演進，搜尋過去和現(xiàn)在生命存在的跡象；
支柱之三：擴展對地球和宇宙的認知；
陜西將迎來新一輪發(fā)展機遇。航天科技，是世界矚目的前沿科技。神舟飛船的升空，嫦娥衛(wèi)星的奔月，航天員的太空漫步，極大地提升了我國的國際地位和綜合實力，也揭開了航天技術的神秘面紗。
在欣喜之余，我們高興地看到，航天科技正改變著我們的生活，許多尖端技術已深入到民用領域，直接服務于國家的經濟建設?？偛课挥谖靼驳闹袊教炜萍技瘓F公司第六研究院，就是立足西部，打造航天產業(yè)高地的典范。
航天科技走向國民經濟建設主戰(zhàn)場
中國航天科技集團公司第六研究院(以下簡稱航天六院)是我國液體火箭發(fā)動機的研制中心和航天液體動力專業(yè)研究院，被譽為“中國航天動力之鄉(xiāng)”和航天液體動力“國家隊”。研究院在確保完成國家重點航天科研生產任務的同時，發(fā)揮航天高技術優(yōu)勢，走向國民經濟建設的主戰(zhàn)場，在振興我國裝備制造業(yè)中大展身手。
航天六院下屬10個研究所、生產廠，控股上市公司陜西航天動力高科技股份有限公司，形成了完整的液體火箭發(fā)動機研究、設計、生產、試驗專業(yè)分工、密切協(xié)作的科研生產體系。擁有液體火箭發(fā)動機試車臺、泵性能試驗室、液體動力技術基礎理論研究室、全箭動力系統(tǒng)試驗臺、液體推進劑研究中心、國家泵工程技術中心、低溫技術研究中心、密封件研制中心等國家科研基礎設施，形成了以設計及基礎理論研究應用、制造及工藝技術、試驗及測控技術為代表的軍民共用平臺。
航天六院堅持“軍民結合，寓軍于民，協(xié)調發(fā)展”的方針，以液體火箭發(fā)動機的流體技術、燃燒技術、特種泵技術、特種密封技術等特色技術為依托，開發(fā)并形成了特種泵閥、熱能石化裝備、化工生物裝備、液體傳動、流體計量、印刷包裝設備、環(huán)境工程、特種化工、氫能源等主導產品，填補了國內空白，服務于國家關鍵技術裝備國產化示范工程，廣泛應用于能源、交通、化工、消防、環(huán)保、工程機械等領域。
航天六院的技術和產品在國內屬領先地位，產品不僅實現(xiàn)了系列化和專業(yè)化，而且走上了從設計、制造到系統(tǒng)集成的工程化良性發(fā)展之路。特別是他們研制的容積為u01123及110m3以上的立式結晶技術，國內目前尚“無人能及”，近兩年隨著110m3、178m3、220m3至360m3結晶機的研制成功并交付使用，一次次震驚了國內生物化工界，也確立了他們在本行業(yè)的領先地位。產品獲得9項國家專利，并獲得陜西省國防科技一等獎和科技成果獎。這種技術研發(fā)成功，直接推動了我國糧食加工行業(yè)的科技進步。航天六院的民用產品開發(fā)研制，’在促進科技進步和裝備制造業(yè)升級換代的同時，也取得了良好的經濟效益和社會效益。
堅持創(chuàng)新推動航天技術成果轉化
航天六院始終堅持科技創(chuàng)新，加速航天科技成果的轉化與應用，在國民經濟建設中發(fā)揮著高技術領先作用。他們按照“核心企業(yè)帶動，重點項目引導，關鍵技術支撐，全院整體推進”的發(fā)展思路，將航天技術向民用產業(yè)轉化，形成了圍繞液體技術、熱能燃燒技術、光機電一體化技術為主的高新技術產品集群。
通過幾年的努力，他們的航天技術應用產業(yè)，已初步形成“以航天技術為支撐，以重點項目為基礎，以上市公司為龍頭，以裝備制造業(yè)為引導，流體技術和特種技術產品互為補充、互動發(fā)展”的產業(yè)布局。航天六院發(fā)揮燃燒與傳熱、流體與氣動力學、材料與先進制造、低溫與真空特種密封技術特色和優(yōu)勢，通過技術轉化和延伸，形成了以石油化工、能源交通等高新技術裝備為市場牽引的產品體系。重點培養(yǎng)和發(fā)展了流體機械、熱能工程、光電一體化三大核心產業(yè)板塊。
航天六院生產的“華宇”消防泵，在借鑒國內外高低壓消防泵優(yōu)點的基礎上，重點利用液體火箭發(fā)動機的渦輪泵技術，解決了在高轉速下常規(guī)消防泵難以解決的氣蝕和密封問題。最大特點是變流穩(wěn)壓，即泵從零到所需最大流量范圍變化時，其揚程變化在5％以內，且小流量或零流量時不超壓，確保消防工作的正常進行，大大提高了消防效率和消防人員的安全可靠性。泵上所用驅動電機為普通電機，不需變速，這是我國消防技術的重大突破。他們研制的系列消防泵在國內屬首創(chuàng)，其性能在國內居領先水平，填補了國內空白。同時獲得實用新型專利，成為新一代消防車的理想產品，被評為國家級重點新產品和國家級火炬計劃項目。
2008年北京奧運會舉行，其主要場館“鳥巢”、“水立方”、老山自行車館等場地的726臺套消防泵，就是航天六院生產的。就連豐臺壘球場等安裝的智能Ic燃氣表，也出自航天六院之手。高科技、人性化、潔凈方便舒適的奧運環(huán)保生態(tài)廁所，仍是航天六院研制的。此外，這些產品還應用于北京國際機場新航站樓、中央電視臺新址等重點工程項目。
奮力拼搏在市場競爭中搶占先機
石油是工業(yè)的血脈，過去我國石油的運輸主要靠公路、鐵路、航運等方式進行。利用管線運輸，可以降低運輸成本，實現(xiàn)安全性高、環(huán)保作用大、自動化程度高。尤其是長距離管道天然氣運輸，更是解決了易燃易爆的難題，具有良好的經濟效果和社會效益。
過去我國石油運輸管線的泵閥主要靠國外進口，而今大規(guī)模的石油運輸，西氣東輸，航天六院的核心技術正是適應了這一需求。他們利用自己試驗、仿真、計算等獨特條件，快速攻克技術難題，開發(fā)研制出了輸油泵機組。一舉打敗了由美國、德國、瑞士長期壟斷的產品，實現(xiàn)了與中國石化集團的良好合作。航天六院生產這種長輸管線輸油泵，是工業(yè)循環(huán)系統(tǒng)中的關鍵產品，其性能具有自和自動冷卻的特點，且不易堵塞。循環(huán)效率也從70％提高到80％，節(jié)能25％～30％，使用壽命從過去的8年延長到20年左右。
——在航天領域方面，神七上天具有里程碑的重大意義。神舟七號是我國載人航天工程三步走戰(zhàn)略的第二步中的第一步，是為我國建立宇宙空間站打好前哨戰(zhàn)，在我國航天事業(yè)三部曲中屬于承上啟下重要作用。神舟七號首次搭載三名航天員升空，并且在軌運行中要實現(xiàn)一名航天員出艙行走，并釋放一顆伴飛小衛(wèi)星。如果一切都成功，我國將真正意義上的在太空中留下中華民族的腳印，也為今后的載人航天后續(xù)工程及其以后的探月工程和遠地外太空探測打下一個堅實的基礎和良好的開端。
——在國防領域方面，標志著我國已經初步具有進行太空防衛(wèi)戰(zhàn)的能力。神州七號和神舟六號飛船一樣，具有太空變軌能力，這對突破敵方的彈道導彈防御系統(tǒng)具有非常重要的作用。釋放伴飛小衛(wèi)星，則預示著中國已經具有了在太空獵星的能力。對于神七的發(fā)射，美國及其盟國擔憂其軍事用途，從而增加中國在上面對外來干涉勢力的威懾力。
——在經濟領域方面，神舟七號飛船產業(yè)價值驚人。據(jù)粗略估算，目前，通過“神五”、“神六”帶來的產業(yè)價值已經超過1200億元。航天經濟的產業(yè)鏈堪稱各個經濟類別中最長的，幾乎無所不包。這個說法并不夸張。從能源、鋼鐵、新材料、電子、機械、通信等行業(yè)，到航天服裝、航天食品涉及的紡織、服裝加工、農產品、食品加工等行業(yè)，一次航天活動所涉及的產業(yè)，幾乎涵蓋了日常生活中的各個領域。實際上，關于航天活動的產業(yè)價值，國際上早有數(shù)據(jù)論證。據(jù)歐美多家研究機構評估，在航天領域每投入1元錢，將會產生8至14元的帶動效應。美國耗資240億美元進行阿波羅登月計劃，科技成果轉化為民用后，衍生出的產業(yè)價值超過2000億美元?！吧衿摺鄙沾碇袊鸺燃夹g的成熟，以及中國在載人航天飛船、太空行走等技術上的突破?！吧衿摺辈粌H將帶動航天產業(yè)的發(fā)展，未來還將給國民經濟帶來巨大動力。
——在政治領域方面，神舟七號發(fā)射成功對于增強國民凝聚力和自豪感有重要的意義。2008年對于中國來說可謂是多災多難。521汶川特大地震災害，各地不斷的礦難事故，波及全行業(yè)的毒奶粉事件，一系列特大交通事故，讓國人的眼中充滿傷感的淚水，傷感這個國家的國民所遭受難以想象的災難。北京奧運會，殘奧會的成功舉辦，中國健兒一次次站在領獎臺上為過爭光，亦令國人眼中飽含熱淚，為這個祖國感到驕傲，感到自豪。多難興邦，這是溫總理寫在北川黑板上的一句話。的確，中華民族是個堅強不屈的偉大民族，災難只會讓國人的心更緊密的團結在一起，鳳凰要在涅盤中得到永生，偉大的中華民族在災難中得到永生。終于，神舟七號就要上天了，再大的災難并沒有嚇壞我們，我們反而以一個個奇跡來向世界證明，中華民族是不可戰(zhàn)勝的。
——在外交領域方面，神七的上天和太空漫步的成功，對于提高我國的大國地位，增強世界影響力，應對復雜多變的國際局勢有著重要意義。我國航天事業(yè)起步晚，雖然與美俄兩國還就有不小的差距，但是我們從來沒有放棄追趕的步伐，有信心有能力有決心在未來的航天領域與美俄鼎足而立。一直以來，美俄兩國長期壟斷國際航天事業(yè)。2003年神舟五號成功上天，楊利偉成為中華民族歷史上第一位由我國自行研制的航天器上天的中國人，打破了美俄長達半個世紀的航天壟斷，成為第三個掌握載人航天技術的國家，極大的提升了中國的國際地位。神七成功發(fā)射，出艙活動順利完成后，將進一步提高我國的國際地位，增強我國的世界影響力。目前，歐洲、日本、印度等國也在大力發(fā)展航天技術，可見，航天技術已經成為未來國際競爭力的一個重要指標
關鍵詞：物理知識；生活；應用分析
引言
物理學科是自然科學的重要分支，與生活有著密不可分的聯(lián)系。對物理課程的學習是我們從自然到物理、從生活到物理的認識過程，在學習物理的過程中，一定要經歷基本的科學探究實踐，注重物理學科與其他學科的融合，讓我們的思維得到開拓。物理學理論是人類對自然界最基本、最普遍規(guī)律的認識和概括。因此，加強物理知識與生活實際的聯(lián)系，對我們高中生學習物理知識、認知物理知識、運用物理知識都是極為重要的。加強兩者的聯(lián)系，不僅可以提高自己的學習興趣，也可以增加物理學習的直觀性，更具有對生活的指導意義，提升生活技能。
一、生活實際與物理的關系
在生活中，我們看到的很多現(xiàn)象都被歸類為物理的方面，比如說樹葉會漂在水上，而石頭會沉入水底；氫氣球可以飛上天，但吹出來的氣球卻會掉在地上；水往低處流；水底石穿的現(xiàn)象；航天員在月球行走是漂著走；冬天毛衣容易起靜電；指南針的工作原理……這些生活中常常容易被忽略的小事情，卻無一例外都可以用物理學的知識來解釋，而我們高中生在學習物理的過程中，也正是對生活進行深入了解的過程。物理是最早的物理學家們對自然界的現(xiàn)象的總結，后來逐漸形成了物理這一專門的學科，物理科學家們研究的范圍越來越廣，也越來越深入，但物理還是從相對簡單的現(xiàn)象入手的。物理和生活之間的聯(lián)系，物理課本中就有很多生活化的小例子，但是，更多地與生活實際相聯(lián)系，可以增加學習物理的樂趣，我們學習起來會更好理解，同樣的，將我們學到的物理知識應用在生活中，也能夠開發(fā)我們的創(chuàng)造力。
二、物理知識在生活中的應用
1、納米技術
納米技術（nanotechnology）是用單個原子、分子制造物質的科學技術，研究結構尺寸在0.1至100納米范圍內材料的性質和應用。納米科學技術是以許多現(xiàn)代先進科學技術為基礎的科學技術，它是現(xiàn)代科學（混沌物理、量子力學、介觀物理、分子生物學）和現(xiàn)代技術（計算機技術、微電子和掃描隧道顯微鏡技術、核分析技術）結合的產物，納米科學技術又將引發(fā)一系列新的科學技術。納米技術在高中物理中，屬于分子學的范疇，所以，了解納米技術的應用，對我們學習分子學有很大的幫助。在生活中，我們經常接觸到的納米技術如下：
（1）在紡織和化纖制品中添加納米微粒，可以除味殺菌?；w布雖然結實，但有煩人的靜電現(xiàn)象，加入少量金屬納米微粒就可消除靜電現(xiàn)象。
（2）利用納米材料，冰箱可以抗菌。納米材料做的無菌餐具、無菌食品包裝用品已經面世。利用納米粉末，可以使廢水徹底變清水，達到飲用標準。納米食品色香味俱全，還有益健康。
（3）納米材料可以提高和改進交通工具的性能。納米陶瓷有望成為汽車、輪船、飛機等發(fā)動機部件的理想材料，能大大提高發(fā)動機效率，延長發(fā)動機工作壽命。
（4）利用納米技術制成的微型藥物輸送器，可攜帶一定劑量的藥物，在體外電磁信號的引導下準確治療。納米機器人，其體積小于紅細胞，能疏通腦血管的血栓，清除心臟動脈的脂肪和沉淀物，還可“嚼碎”泌尿系統(tǒng)的結石等。
2、車輛速度計
在我們高中物理第一冊第二章《運動快慢的描述速度》中講到速度計是來測定運動物體的瞬時速度，本文來解釋一下它是如何來測定機動車的瞬時速度。
當車以一定的速度行駛時，對應著車輪的一定轉速，這時經過變速機構也使軟軸以一定的轉速轉動，從而由電磁感應使感應盤也轉動，使指針偏轉一定的角度，那么在刻度盤上對應的位置刻上對應的車子速度，由于指針的轉動角度與感應盤的轉動角度是相等的，而感應盤的轉動與軟軸的轉動成正比，而軟軸的轉動與車輪的轉速成正比，而車輪的轉速完全與車速成正比，所以速度計上指針所指的速度值完全由汽車的行駛速度來決定，所以測出的速度就是這個時刻車子的瞬時速度。速度計中應用了很多的物理知識，電磁感應、力矩轉動、力矩平衡及儀表的刻度刻制和實際數(shù)據(jù)的處理.這都是物理知識的應用和能力體現(xiàn)。
3、航天技術
針對航天技術學習高中物理力學，就是在充分利用教材上的航天技術的所有內容，了解我們所感興趣的領域。我們在學習的時候，可以進一步充分利用各種媒體，獲得大量的有關航天技術的資料，包括古代的，現(xiàn)代的，當代的，中國的，外國的，視頻的，文字的，圖片的，在此基礎上進行刪減，最終獲得那些形象的，有趣的，勵志的等等對我們學習高中物理力學有價值的資料，除了課堂上教師的講解內容，我們還應該利用課外的時間多多關注一些航天技術，感受物理知識所帶來的強大的力量，明白物理知識與實際生活的聯(lián)系，與科技進步的聯(lián)系。我們在學習的時候，要結合我們自己了解到的航天知識，在課堂上積極主動學習，勇于質疑，敢于挑戰(zhàn)權威困。在航天技術中所應用到的力學知識如下：
（1）天體力學和軌道力學
為了開發(fā)宇宙，我們必須對各個行星的運動規(guī)律有進一步的認識。因此，必須用近代的力學知識進一步描述天體的運動規(guī)律。另一方面，為了節(jié)約能量，必須對各種航天器的軌道進行優(yōu)化。關于這方面，我們可以舉例子。比如AOTV，就是氣動輔助變軌轉移飛行器。大家知道，要改變航天飛行器的飛行軌道，需要很大的能量。有時幾乎是做不到的。一些力學專家提出了一些新的想法，即利用航天器在再人大氣層中所受的氣動力，來改變飛行軌道，就可以節(jié)省許多能量。
（2）大氣層飛行力學
大氣層飛行力學的重點是空天飛機的上升段軌道優(yōu)化。由于空天飛機使用吸氣式組合發(fā)動機，在整個飛行過程中，它受到很大的阻力和氣動加熱。為了節(jié)省能量，必須對上升段的軌道進行優(yōu)化。
（3）結構動力學
不論是航天器，還是運載器，都存在大量振動問題。例如，運載火箭的長細比例較大，就必須進行振動塔試驗和結構動力學的計算。建造振動塔是非常費錢的。隨著今后火箭直徑的加大和長度的進一步增加，進行全尺寸的振動試驗變得越來越困難。為此，必須在建立正確的模擬火箭結構的結構動力學模型，進行分析計算。運載火箭還存在一些復雜的振動現(xiàn)象，若處理得不好，就可能造成發(fā)射的失敗。
結語
總之，物理知識在生活實際中的應用十分廣泛。我們在學習的時候要理解物理知識的重要性，認識物理知識在當代社會中的重要作用，更要關注物理學的最新發(fā)展，堅持與時俱進，利用物理知識推動社會和諧發(fā)展，更好地造福于人類。
參考文獻
關鍵詞：求知；導向；教育心得
《普通高中通用技術課程標準》中指出：“形成和保持對技術問題的敏感性和探究欲望，領略技術世界的奧秘與神奇，關注技術的新發(fā)展，具有對待技術的積極態(tài)度?！睘榱素瀼剡@一理念，我在教學中采取多種手段引導學生積極探究技術性質、結構、功能、原理?，F(xiàn)結合教學，談談我在教學中如何以求知為導向，激發(fā)學生探究的幾點做法。
一、以問題求知為導向，激發(fā)學生探究欲望
著名學者源普爾說過：正是問題激發(fā)我們去學習、去發(fā)展知識，去實踐，去觀察。因此在通用技術教學中，教師要緊密聯(lián)系學生生活實際，利用學生生活實際問題創(chuàng)設與學生生活實際相聯(lián)系的問題情境，激勵學生求知，引導學生去探究、去思考、去發(fā)現(xiàn)技術的性質、原理。如，教學“技術的性質”時，我利用學生已有的手機，創(chuàng)設一個個問題情境：
問題1：為什么人人要配戴手機？手機為什么有如此魔力吸引著我們？
問題2：它在生活中提供了哪些便利？
問題3：手機作為現(xiàn)代科技產物，它有哪些技術性質？這些技術都是有益的嗎？它有哪些危害？
學生帶著這些問題去探索手機的技術性質。通過熱烈的討論，學生最后達成共識：“任何高科技的產品都有它的兩面性，它是一把雙刃劍，既有利也有弊，我們應該利用它有利的一面，盡量消除它的弊端。”在探討手機的性質過程中，學生的學習情緒十分高漲，課堂氣氛十分活躍，并且延續(xù)到課堂結束，許多學生仍不愿下課，好像回味著手機的無限樂趣。
二、以興趣求知為導向，激發(fā)學生探究情感
愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”可見，興趣能激發(fā)學生的學習欲望，能調動學生學習的情感。因此，在通用技術教學中，教師要充分利用學生的興趣來調動學生想學的求知欲和樂學的情感，變被動學習為主動探究。如，教學“技術與社會”時，我利用多媒體播放“神舟五號”“神舟六號”“神舟七號”和“嫦娥一號”“嫦娥二號”發(fā)射成功的視頻，向學生展示我國載人航空航天的巨大成果，然后啟發(fā)學生：“你們想成為像楊利偉、費俊龍、聶海勝那樣優(yōu)秀航天員，就必須掌握當今科學頂尖航天技術，航天技術有哪些呢？你想學嗎？”學生學習興趣十分高漲，觀看完視頻，初步了解了現(xiàn)代通訊技術、人類航天技術和我國航天技術的最新發(fā)展情況，還不時回味著想當航天員的樂趣。在此基礎上引入新課，學生興趣濃厚，紛紛投入到“技術與社會”這部分知識的探究中去，從而為課堂學習奠定了良好的學習情感。
三、以猜測求知為導向，激發(fā)學生探究潛能
牛頓說：“沒有大膽的猜測，就做不出偉大的發(fā)現(xiàn)。”因此，在通用技術教學中，教師要經常鼓勵學生、大膽放肆地猜測，在猜測中求知，好讓學生想象未來的科技發(fā)展趨勢和發(fā)展方向。只有這樣，學生的探究潛能才能得到激發(fā)，才能得到有效釋放。如，在教學“技術發(fā)明與創(chuàng)新”時，我播放科學家研究實驗等視頻，讓學生體驗科學家對抽象技術進行反復實驗的艱辛過程，使學生初步認識到抽象技術的獲得與創(chuàng)造必須經過反復實驗才能成功。然后啟發(fā)學生猜測：“未來的汽車是怎樣的？如何改進技術使汽車更具有先進性和耐用性？”一語激起千重浪，許多學生積極猜想、踴躍發(fā)言。雖然有些猜測在現(xiàn)實中不可能實現(xiàn)，但在科學技術飛速發(fā)展的今天，學生設想的未來汽車將來都有可能成為現(xiàn)實?？梢姡竽懖聹y有利于發(fā)展學生探究潛能。
四、以想象求知為導向，激發(fā)學生探究靈感
愛因斯坦說：“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括世界的一切，推動著進步，并且是知識進化的源泉。”因此，在通用技術教學中，教師要充分發(fā)揮學生想象力的作用，讓學生的想象靈感得到噴發(fā)。如，教學“模型制作”一課時，我引導學生觀察“房模制作”這個載體，然后讓學生想象并設計未來的房子，有位學生當場出示用蘆葦?shù)慕斩捄脱篮炛谱骶赖耐づ_樓閣。
我贊賞學生創(chuàng)造的熱情：“你是新時代的木工祖師――魯班，未來的高樓大廈等著你去創(chuàng)造。來吧，請大家拿起筆來，當一回建筑工程師，設計出未來的高樓大廈吧！”許多學生紛紛動起筆來，開始設計未來的高樓大廈。課后學生個個臉上洋溢著喜悅的笑容，情不自禁地說：“學通用技術課程真有趣??！我們喜歡通用技術課程?！痹囅?，如果沒有正確引導學生大膽想象，學生能有如此喜悅嗎？能有如此喜歡通用技術課程嗎？
總之，在技術課程教學中，教師引導學生積極探求技術的性質與原理時要根據(jù)學生的心理特點、興趣、愛好，采取多種手段引導學生探究技術性質、結構、功能、原理，使學生獲得基礎知識和基本能力的同時學會學習，并形成正確的情感態(tài)度與價值觀。在提高學生技術素養(yǎng)的過程中，促進學生全面而富有個性地發(fā)展。
參考文獻：
[1]顧建軍.理解與實踐通用技術新課程：與通用技術教師的對話[M].北京：高等教育出版社，2007.
杭州鋼苑小學六（3）班
翁趙愷
“三二一發(fā)射，點火！”雖然神舟七號已成功發(fā)射并著陸，但是這口號聲仍回蕩在我的耳邊。在2008年9月25日晚上9點10分12秒，由我國自行研制的神舟七號飛船在這個激動人心的時刻發(fā)射了，這是我們幾代人的夢想，是人類探索宇宙腳步再一次跨越。
中國人在太空中邁出炎黃子孫的第一步！也將第一次看到中國人在太空邁步的身影！無論是技術還是經驗，世界也依然只有蘇`美兩個超級大國擁有它們，可中國---這只從噩夢奮起的獅子，一條正在騰飛的巨龍，卻在幾年間研究出了載人航天技術，又怎么才能不相信中國正在發(fā)展呢？在27日16時43分，我們的航天員終于邁出期待已久的第一步，28日17時37分，航天員終于返回了地面。這標志著我們國家已經成為繼前蘇聯(lián)、美國之后的第三個掌握航天技術的大國。
古老而浪漫的神話故事“嫦娥飛天”不知在多少中國人的心中播下過漫游太空的美麗夢想。隨著科學技術的蓬勃發(fā)展，隨著“神一”到“神六”的順利升空，中國人這一世世代代的夢想正以驚人的速度實現(xiàn)著。
鷹擊長空，白虹貫日，我們只能見諸銀屏;神箭洞天，回聲轟隆，地處沿海的我們也許覺不出那震動，但我們的內心卻同樣震撼。美國人完全壟斷載人航天事業(yè)的神話完全被神舟翔天所打破，中國將在未來的太空中，綻放出美麗的花朵。
航天食品從本質上講與地面普通食品是一樣的，都是為人體提供能量和營養(yǎng)。
為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時的有效載荷，飛船攜帶的航天食品必須重量輕、體積小、營養(yǎng)好，而且不含殘渣。
早期的太空食品是糊狀食品，吃的時候，用手擠，食品就可以被擠入口中。還有復水食品和“一口吃”的食品。 隨著航天技術的發(fā)展，航天食品逐漸變得豐富起來，目前已有80多種，如火腿塊、加汁牛肉、檸檬布丁、果凍、小點心、果汁等，它們的水分含量和地面吃的食品相同。如果是在，還有冷藏食品、調味品等。同時，還可根據(jù)航天員各自的飲食習慣制定食譜。 我國航天員的食品也是相當豐富，有20余種食品可供選擇。除了魚肉類罐頭、面包等，還有，宮爆雞丁等中式菜及飲料、餅干、月餅等。我國航天員愛喝茶，因此，除了等飲料外，還可喝上、綠茶等。
（來源：文章屋網 ）
中國航天科技人員為“仰望星空”付出諸多努力的同時，也并未忘記“腳踏實地”地顧及民生大計。以近來備受矚目的載人航天工程、探月工程為例，其中多項高新科學技術經過二次研發(fā)與創(chuàng)新，已實現(xiàn)了向民用領域的轉化。航天科技轉化的領域，最典型的例子就是2008年北京奧運會上火炬的研發(fā)。我國的航天科技人員利用現(xiàn)有科研成果，借鑒國外成功經驗，使中國未來太空經濟蘊含了無限的產業(yè)前景。
履帶式特種作業(yè)機器人就是航天科技轉化中的一項成果?，F(xiàn)階段我國經濟社會高速發(fā)展，城市建設需求巨大，大量項目涉及危險作業(yè)，履帶式特種機器人在這些領域中具有很大的應用價值。
目前我國履帶式特種機器人的市場基礎低，幾個主要應用方向市場容量巨大。
在應對地震、洪澇災害和極端天氣，以及礦難、火災、社會安防等公共安全事件中，國家對服務型特種機器人有著很高的需求。因各種專業(yè)領域應用的特殊需求，特種機器人分為了極為精細的產品類型，包括軍事、醫(yī)療、運輸、清潔、建設、水底系統(tǒng)等等。但值得關注的是，目前我國核電高壓電纜等行業(yè)采用的機器人以進口為主;發(fā)動機檢測、特種救援、排爆等應用方向上，亦尚未出現(xiàn)具有成熟技術的應用廠家，國內自有特種機器人技術領域的總體市場規(guī)模高達4000億元以上，前景十分可觀。這意味著，無論是在細分領域的獨立研發(fā)，還是涉及到通用模塊化的設計，任何一個領域上特種機器人的突破，都可能意味著打開數(shù)百億元的市場空間。
作為上?？臻g推進研究所航天技術應用產業(yè)的項目孵化平臺，履帶式特種機器人的開發(fā)者將中國新一代航天科技與高端裝備制造相結合，利用Astropulsion自身的流體機械和機電一體化的專業(yè)技術優(yōu)勢，以集成創(chuàng)新為重要的創(chuàng)新手段，培育出的“先進制造技術與裝備”產業(yè)板塊在國內擁有巨大市場潛力，是國家重視并大力扶持的戰(zhàn)略性新興產業(yè)。2014年，Astropulsion履帶式特種作業(yè)機器人項目獲得了徐匯區(qū)商委的“徐匯區(qū)高新技術產業(yè)化項目”的課題支持。
2012年，主要航天國家繼續(xù)推進一次性重型運載火箭研發(fā)，同時通過改進發(fā)動機設計、研制新燃料等技術革新降低發(fā)射成本。此外，新型運載技術、先進空間推進技術也是運載領域發(fā)展的重點。2012年，美國新型重型運載火箭研發(fā)繼續(xù)穩(wěn)步推進，J-2X上面級發(fā)動機、五段式固體火箭助推器按計劃進行地面測試。7月，航天發(fā)射系統(tǒng)（SLS）先后完成了系統(tǒng)需求、系統(tǒng)定義和初步設計評審，NASA將著手開始火箭芯級初步的制造加工，為2014年的關鍵設計評審做準備。俄羅斯積極推進安加拉火箭的研發(fā)，目前該火箭已運抵發(fā)射場，等待2013年的首飛。此外，俄羅斯還計劃發(fā)展具備探月能力的新型運載火箭，能源公司提交了與烏、哈兩國聯(lián)合建造超重型運載火箭計劃?；鸺龑⑹褂谩澳茉?暴風雪”項目中的技術，運載能力最高達70噸。11月，歐洲航天局部長級會議決定，未來兩年將繼續(xù)推進“阿里安”-5ME和“阿里安”-6小型火箭的研制計劃，以及兩種運載火箭的通用技術。日本航空航天探索局（JAXA）則在2月宣布將改進H-2A火箭，使其運載能力提高一倍以上，從而提高在商業(yè)領域的競爭力。針對未來發(fā)展的需求，各國在研制新一代重型運載火箭的同時，也在積極推進可重復使用、亞軌道飛行、低成本快速發(fā)射等新型運載火箭技術。美國SpaceX公司于9月、11月和12月三次進行“蚱蜢”可重復使用火箭原型機的驗證飛行，目標是研制兩級可重復使用的“獵鷹”運載火箭，火箭能夠用自身引擎實現(xiàn)基于起落架的著陸?！矮C鷹”9火箭燃料成本只占發(fā)射成本的二百五十分之一，如果該計劃成功，將極大降低“獵鷹”火箭的發(fā)射費用。歐洲航天局（ESA）正在準備“過渡性試驗飛行器”（IXV）的首次下降著陸試驗，為研制可重復使用飛行器提供技術支撐。此外，NASA正在與美國軍方聯(lián)合研制用于發(fā)射納衛(wèi)星的低成本運載火箭，該火箭能夠以100萬美元的成本實現(xiàn)24h內的快速發(fā)射。日本也計劃在2013年進行“艾普西隆”（Epsilon）新型運載火箭的首次發(fā)射。該火箭采用了一系列新技術實現(xiàn)低成本和快速航天發(fā)射，目標是2017年將火箭的發(fā)射成本降低到3900萬美元，并爭取實現(xiàn)每月發(fā)射。在加強深空探索的大背景下，先進空間推進技術成為2012年發(fā)展的一個熱點。1月，NASA授予諾•格公司合同，目標是研制一種用于“太空拖船”的高功率太陽能電推進系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠從低地球軌道（LEO）向地球同步軌道（GEO）運送衛(wèi)星，以節(jié)省燃料成本和二級推進器的成本。由于太陽能在遠離地球軌道的地方作為能源存在劣勢，因此，核動力推進技術用于未來深空探索前景廣闊。3月，斯科爾科沃基金會核分部負責人稱，俄羅斯將在2017年前制造出適用于長距離載人飛行航天器的兆瓦級核推進系統(tǒng)，預計耗資超過2.47億美元。NASA也正在研制“高級斯特林放射性同位素發(fā)電機”（ASRGs），與傳統(tǒng)的放射性同位素熱電發(fā)電機相比，每臺ASRG只用1kg钚-238就能產生130W～140W的電力，而現(xiàn)有放射性同位素熱電發(fā)電機需要4倍以上的钚才能產生同樣電力。
國際空間站應用價值凸顯，新型航天器發(fā)展穩(wěn)步推進
2012年，國際空間站進入全面運營。俄羅斯的“聯(lián)盟”飛船完成了4次載人運輸服務，“進步”號貨運飛船進行了4次貨運補給，日本HTV和歐洲ATV貨運飛船各進行一次補給任務。航天員進行了4次出艙活動，有效保障了國際空間站的常態(tài)運營。歐洲和美國分別召開專題研討會，討論如何將國際空間站作為一個技術試驗平臺為未來空間探索技術發(fā)展提供支持。2012年，國際空間站開展了多項空間科學實驗和技術試驗，空間科學成果倍出。技術試驗包括：俄羅斯首次利用激光通信手段將電子數(shù)據(jù)傳送到地面；ESA和NASA測試了星際通信協(xié)議，實現(xiàn)對地面機器人的遠程操控；JAXA和NASA首次使用機械臂釋放5顆立方體衛(wèi)星，用于科學探測、教育及科技研發(fā)；NASA利用“進步”號貨運飛船驗證“零推進機動”（ZPM）試驗；NASA使用加拿大機械臂在國際空間站上成功進行6次在軌燃料加注演示驗證（RRM）試驗。另外，還開展了幾項維持國際空間站長期運行的技術試驗，如新型交會對接系統(tǒng)試驗、新型前定空間碎片規(guī)避機動（PDAM）系統(tǒng)等。這些技術試驗的開展，不僅推動科學技術的進步，還為支持小行星、火星探索活動以及月球居住等未來深空探索技術的開發(fā)提供支持。2012年，在NASA及私營公司的聯(lián)合推動下，美國商業(yè)航天器研制進展順利?！褒垺憋w船完成首次國際空間站貨運任務，負責載人商業(yè)航天器研制的波音公司、內華達山脈公司及空間探索技術公司（SpaceX）公司均已進入商業(yè)乘員開發(fā)計劃的第三階段，制定了滿足NASA安全和性能要求的商業(yè)乘員運輸認證計劃。NASA“獵戶座”飛船進行了系列降落傘試驗及水上濺落試驗，完成了包括對接窗在內的硬件組裝，進行了壓力檢驗測試，在進行熱防護裝置安裝的同時，正在進行與“德爾它”4運載火箭連接適配器的制造，地面發(fā)射與運行系統(tǒng)也轉入初步設計階段，為“獵戶座”飛船2014年首次驗證飛行奠定了基礎。2012年12月，俄羅斯宣布已完成其新型載人飛船的設計工作，相比現(xiàn)有的“聯(lián)盟”飛船，新型飛船具有能發(fā)射至國際空間站以遠和登月飛行等多重優(yōu)勢，計劃于2017年試驗飛行。波音公司和SpaceX公司還正在開發(fā)創(chuàng)新的發(fā)射中止系統(tǒng)，其設計理念是將發(fā)射中止系統(tǒng)集成到載人飛船上，在不需要提供逃逸救生功能時，可將燃料轉移給飛船的動力系統(tǒng)，在某些情況下甚至具備可重復使用能力，從而在為航天員提供可靠逃逸救生支持的同時，進一步降低了近地軌道載人航天運輸成本。
航天員系統(tǒng)研究成果顯著，載人飛行逐步向深空探索邁進
2012年，美國和俄羅斯的航天員選拔工作進展順利，各項航天醫(yī)學實驗全面展開，獲得大量珍貴科學數(shù)據(jù)，NASA新一代航天服Z1通過初步測試。國際空間站航天員駐站時間計劃延至一年，標志著未來載人航天飛行正逐步向長期飛行階段過渡。2012年1月，俄羅斯加加林航天員中心從304位報名者中篩選出8位獲選航天員候選人，這是俄羅斯首次公開選拔航天員，也是航天員選拔改革的第一步。未來，俄羅斯聯(lián)邦航天局還將逐步淡化軍事色彩，航天員大隊的17名軍人航天員退出現(xiàn)役，航天員訓練中心余留軍人也都轉為預備役。2012年，多項醫(yī)學實驗取得階段性成果：一是航天飛行引發(fā)的骨質疏松防治研究取得新進展。NASA研究發(fā)現(xiàn)快速診斷骨丟失方法，ESA研究人員發(fā)現(xiàn)航天員減少鹽攝入量可以預防骨質疏松；二是長期飛行對航天員健康的影響成為研究重點，NASA科學家發(fā)現(xiàn)，微重力環(huán)境下，視力變化與身體上下肢體液的變化造成顱內壓增高之間可能存在聯(lián)系。視力變化的部分原因可能是由于“葉酸依賴型單碳代謝途徑”發(fā)生變化，此項研究結果對NASA和未來航天員有著重要影響；三是航天員免疫系統(tǒng)變化影響實驗廣泛開展，NASA成功運用定量聚合酶鏈式反應（PCR）技術，針對困擾航天員的皮膚疾病帶狀皰疹，在早期病變開始前即可檢測出免疫系統(tǒng)的變化，使得航天員在病痛出現(xiàn)之前即可接受治療。11月，俄羅斯聯(lián)邦航天局和NASA各選定1名航天員，計劃進行為期一年駐站考察活動，將于2015年3月搭乘俄羅斯“聯(lián)盟”號飛船啟程。目前航天員及專家已經開始飛行前的準備工作，并確定以下七個重點研究領域：微重力環(huán)境下飛行如何影響航天員的視力問題；評估防治骨質流失和肌肉萎縮的鍛煉和營養(yǎng)學方法；長時間生活在微重力環(huán)境下對免疫系統(tǒng)的影響；評估可以影響平衡和感知的神經前庭系統(tǒng)變化；乘員的行為、表現(xiàn)及人與人之間的關系可能發(fā)生的變化；輻射暴露的影響；評估乘員培訓程序和可能發(fā)生的變化。NASA為航天員設計X1骨骼服與傳統(tǒng)的骨骼服相比，X1可增大航天員的活動幅度，令其在空間行走也能感受如地球上一樣的重力，這一功能可幫助航天員有效避免肌肉損耗。NASA研制新型艙外航天服Z1這套歷時20年研制的新型艙外服擁有更有效的冷卻設備以及處理二氧化碳的能力。目前該型航天服已通過初步測試，預計2015年將用于實際的飛行任務。研究人員還將根據(jù)Z1的設計繼續(xù)研發(fā)其升級版Z2和Z3，如果試驗進展順利，Z3可能在2017年投入使用。
空間科學研究醞釀新發(fā)現(xiàn)，深空探索技術取得突破
2012年，以美國“火星科學實驗室”為代表的深空探索計劃取得成功，標志著人類深空探索技術取得了突破性進展，同時推動了太陽系空間科學研究的發(fā)展。5月，NASA的月球探測器“圣杯”（GRAIL）完成其主要研究任務并于12月成功撞月。根據(jù)GRAIL傳回的數(shù)據(jù)，NASA繪制了首個高分辨率月球重力場圖。9月，美國的“黎明”號探測器完成了對灶神星的考察，隨后飛往谷神星，成為第一個環(huán)繞兩顆不同天體運行的無人探測器；“信使”號探測器發(fā)現(xiàn)水星上大量冰水物質；“旅行者”1號探測器接近太陽系邊緣，即將成為首個進入星際空間的探測器；“哈勃”望遠鏡發(fā)現(xiàn)迄今最古老螺旋星系。這些空間科學研究使得人類對宇宙的認知不斷深入。8月，迄今為止質量最大、性能最先進的火星探測器———“好奇”號成功著陸火星?！昂闷妗碧柺状尾捎脽o線電通信技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸量和傳輸速度的最大化；利用導航計算機、反沖推進火箭和“天空起重機”技術，實現(xiàn)了安全準確著陸火星；以“多任務放射性同位素熱電發(fā)生器”為核心的能源系統(tǒng)，具有連續(xù)供電能力強，供電量大，供電能力不受著陸位置的影響等特點；采用酚醛樹脂浸漬碳燒蝕體”（PICA）為材料的“好奇”號隔熱罩具有可拼接擴展性和苛刻環(huán)境承受性；此外，“好奇”號搭載了10種科學研究儀器，不僅能對目標進行拍照和取樣，還可用于火星巖石土壤的化學成分分析，對火星大氣及環(huán)境進行評估等?！昂闷妗碧柕某晒Γ侨祟惿羁仗剿鞯闹匾锍瘫?，標志著深空探索領域取得顯著技術突破，將對美國乃至世界載人航天發(fā)展產生深遠影響。2012年，各航天國家根據(jù)本國國情和航天發(fā)展戰(zhàn)略，相繼確立了自己的深空探索計劃。俄羅斯在4月公布的“2030年前空間探索戰(zhàn)略”中明確提出，2020年前俄羅斯將利用一系列登陸探測器，深入開展月球研究，并采集、帶回月球土壤樣本。2030年前進行月球載人試驗飛行，實現(xiàn)航天員在月球表面著陸并返回地球，2030年后則進一步落實月球開發(fā)的大型項目，實現(xiàn)定期月球載人飛行，在月球部署空間站科學實驗室，開發(fā)探索月球所需的可重復使用航天運輸系統(tǒng)。此外，俄羅斯還準備在2020至2025年間，實施若干個探索太陽系重要行星的項目，向金星、火星和木星等地球周邊的行星發(fā)射探測器。5月，ESA通過了木星冰月探測計劃，該計劃耗資10億歐元，預計2022年完成。ESA還與俄羅斯正式簽署協(xié)議，將于2016年和2018年合作進行“地外火星”任務。2012年底，NASA公布其未來數(shù)年的火星計劃，其中包括2020年發(fā)射可能攜帶樣本返回的火星漫游車。此外，印度的火星軌道器最早將于2013年11月升空，其主要任務是研究火星大氣。為此，印度政府2012財年已經向ISRO撥款2500萬美元。
載人航天國際合作日趨緊密，各方更加注重自身利益實現(xiàn)