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专家解读“天宫一号”作者：来源：《科技视界》2011年第34期随着我国航天技术水平的不断提高，太空空间站也逐渐揭开了神秘面纱。
“天宫一号”实际上是空间实验室的实验版。
之后，我国将发射神舟八号。
“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。
在对接时，需要两个航天器的轴线在同一条直线上，并且相对速度要接近0。
这个难度是非常大的，因为两个航天器的速度都很快。
就像是地面的两辆急速飞驰的跑车，要让它们的距离必须一直保持在1米左右，这是非常不容易做到的。
中国为什么要耗费大量的人力和财力建造自己的空间站？对这个问题，北京大学地球与空间学院焦维新教授告诉《北京科技报》：“造船是为了建立空间站，建站是为了科学实验，这就是我国自主建立空间站的原因。
”2015年前，我国将再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。
飞船在太空飞行一般是在一周左右，它所能进行的科学实验无论是从内容还是时间上都是有限的。
只有空间站可以长时间的在太空中运行。
这样，我们就可以做各式各样的科学实验，还有进行太空产品的开发研制。
”中国工程院院士张履谦表示，空间站是航天事业发展的一个必然趋势，它代表了一个国家的航天国力。
如果我们现在不去掌握这项技术，等到需要使用空间站时再来建造就会落后了。
“‘天宫一号’建成后，可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。
在对地观测方面，当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果。
”除此而外，中国科学技术大学地球和空间科学系胡友秋教授认为，“天宫一号”的建立可以为我国带来很大的经济价值。
比如在太空育种方面，就可以培育出很多各种各样的蔬菜，对农业会有很大的好处；在工业方面，还可以制造出在地球上制造不出来的材料；另外，还有导航，比如GPS定位可以大大方便人们的出行，但是如果不借助空间站就无法实施。
张履谦院士告诉《北京科技报》，空间实验室的建立，简单来说，就是通过各个宇宙飞船的组装对接而成的。
我国的神州计划我国航天事业正在不断发展中，目前我国航天神舟系列飞船有如下五类：1、已发射非载人试验：神舟一号，神舟二号，神舟三号，神舟四号2、已发射载人飞行：神舟五号，神舟六号，神舟七号3、已发射空间实验室：神舟八号4、计划中空间实验室：神舟九号，神舟十号5、空间站现役：天宫一号下面简单介绍一下我国的神五到神十以及天宫一号。
一、神舟五号载人飞船——中国成功实施首次载人航天飞行（一）、概述神舟五号载人飞船是“神舟”号系列飞船之一，是中国首次发射的载人航天飞行器，于2003年10月15日将航天员杨利伟送入太空。
这次的成功发射标志着中国成为继前苏联（现由俄罗斯承继）和美国之后，第三个有能力独自将人送上太空的国家。
（二）、“神五”简介在2003年10月15日09时00分，负载着“神舟”五号的长征2F火箭发射。
飞船由轨道舱、返回舱、推进舱和附加段组成，总长8860mm，总重7840kg。
飞船的手动控制功能和环境控制与生命保障分系统为航天员的安全提供了保障。
发射时间：2003年10月15日09时整发射火箭：新型长征二号F捆绑式火箭，此次是长征系列运载火箭第71次飞行，也是继1996年10月以来，我国航天发射连续第29次获得成功。
飞行员：杨利伟飞船进入轨道所需飞行时间：9分10秒，船箭分离，“神舟”五号载人飞船准确进入预定轨道。
返回时间：2003年10月16日06时28分发射地点：酒泉卫星发射中心着陆地点：内蒙古中部阿木古朗草原地区飞行时间/圈数：21小时/14圈搭载物品：除了中国飞天第一人杨利伟外，“神舟”五号载人飞船返回舱内还搭载有一面具有特殊意义的中国国旗、一面北京2008年奥运会会徽旗、一面联合国国旗、人民币主币票样、中国首次载人航天飞行纪念邮票、中国载人航天工程纪念封和来自祖国宝岛台湾的农作物种子等。
（三）、“神五”的技术进步点1、“神舟”飞船“三舱一段”的结构与总体方式具有鲜明的中国特色,“神舟”飞船起点高，一步到位，智能化程度较高。
课题研究“神舟八号”与“天宫一号”的空间交会对接李维兵【摘要】以“神舟八号”与“天宫一号”空间交会对接为课程资源，引导学生开展关于对接过程中的课题研究活动．【期刊名称】《物理通报》【年(卷),期】2012(000)005【总页数】2页(P49-50)【关键词】神舟八号;天宫一号;变轨;对接【作者】李维兵【作者单位】南通高等师范学校,江苏南通226100【正文语种】中文【中图分类】V5262011年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将“天宫一号”目标飞行器发射升空.11月1日，“神舟八号”又成功发射.11月3日凌晨，“神舟八号” 与“天宫一号”目标飞行器实现空间交会对接(图1)，形成组合体.成功对接标志着中国继美国、俄罗斯成为世界上第三个自主掌握并成功实施航天器空间交会对接技术的国家.由于交会对接过程中，涉及中学物理的天体运动中的变轨、追及等问题，因此教师可以很好地引导学生来开展一个与航天器交会对接的课题研究活动，一方面对中学教材的补充，使学生掌握最新科技动态；另一方面可以培养学生学习物理的兴趣和爱好.课题研究如下.图1 两航天器空间交会对接模拟图1 课题准备提前两周将课题任务布置给学生，让学生在课余时间利用广播、电视、报刊、因特网等查找关于“神舟八号”和“天宫一号”对接以及交会对接技术的相关资料，并思考如何运用中学物理中的圆周运动、万有引力定律、宇宙速度等知识来解决实际问题.2 课题探讨(1)教师通过视频展示“神舟八号”与“天宫一号”交会对接的录像并提出要探讨的问题.1)了解空间交会对接；2)“神舟八号”从发射后到对接成功，可分几个阶段；3)“神舟八号”与“天宫一号”交会对接意义.(2)学生分组按要求整理搜集到的资料1)空间的两个航天器在同一时刻以同样的速度到达同一个地点的轨道控制过程及结果称做轨道交会.在空间将两个航天器对接起来形成一个航天器称做空间对接. 2)“神舟八号”从发射后到对接成功可分两个阶段.首先是变轨阶段.“神舟八号”从地面发射升空后，在地面指令引导下，经过5次变轨控制，飞抵“天宫一号”后下方约52 km处，转入自主控制飞行状态；再经过4次自主变轨控制，抵达距“天宫一号”约5 km的对接入口点.飞船暂停“脚步”，等待地面对两航天器相对导航计算结果进行确认.其次是对接阶段.“神舟八号”船载发动机再次点火，继续飞向“天宫一号”，在相对距离400 m停泊点，驻足约3 min，以0.5 m/s的相对速度接近“天宫一号”，进入相对距离30 m停泊点，“神舟八号”以0.2 m/s的相对速度，向“天宫一号”缓缓靠拢.3)“神舟八号”与“天宫一号”交会对接的意义主要体现在四个方面.一是为我国将来运行的空间设施提供物资补给和人员运输服务作准备；二是为我国将来的空间设施的建造和运行服务作准备；三是为将来进行空间飞行器重构以实现系统优化作准备；四是为我国将来载人登月和升空探测任务作准备.因此，“神舟八号”与“天宫一号”成功对接是发展航天技术、增强人类探索和开发太空资源能力的一项重大关键技术.(3)全班交流、讨论、归纳，教师适时引导、点拨.3 课题应用教师通过幻灯片和讲义展示，结合中学阶段所学的知识，举例来分析变轨和对接问题.(1)关于变轨过程中的问题讨论【例1】若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，“神舟八号”从地面发射后，在对接前，经过5次变轨控制，飞抵“天宫一号”后下方约52 km处，转入自主控制飞行状态.再经过4次自主变轨控制，抵达距“天宫一号”约5 km的对接入口点.下面说法中正确的是A.“神舟八号”的发射速度应大于第二宇宙速度B.在关闭发动机,飞船暂停“脚步”时，“神舟八号”的加速度小于“天宫一号”的加速度C.在每次变轨的瞬间,“神舟八号”发动机需点火加速D.在每次变轨的瞬间,“神舟八号”发动机需点火减速启发学生分析：由于“神舟八号”是绕地球运行的飞行器，所以发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2 km/s.选项A错误.在关闭发动机时，万有引力完全提供向心力，即此时“神舟八号”做圆周运动的轨道半径小于“天宫一号”的轨道半径，故“神舟八号”的加速度大于“天宫一号”的加速度，选项B错误.在每次变轨的时候，“神舟八号”从低轨道向高轨道接近，应该做离心运动，万有引力要小于向心力，故发动机要点火加速.选项C正确；选项D错误.所以本题答案为选项C.(2)关于对接过程中的问题讨论【例2】若对接前的某段时间内，“神舟八号”与“天宫一号”已经处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图2所示，则在“神舟八号”的发动机点火追赶“天宫一号”，两飞行器实现成功对接的过程中，下列说法正确的是A.“神八”飞船和“天宫一号”的角速度相同B.“神八”飞船比“天宫一号”的角速度大C.对接过程中，“神八”飞船应向运动的后上方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”D.对接过程中，“神八”飞船应向运动的后下方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”图2 两航天器成功对接的示意图启发学生分析：由题意可知，对接前的某段时间内，两船已经处在同一圆形轨道(图3).此时“神舟八号”的速度比“天宫一号”大.故“神舟八号”的角速度大.选项A错误，选项B正确.对接过程中实现的是同轨道加速，需要“神舟八号”的速度要比“天宫一号”大点，通过喷气加速，使得切线方向有力，即F2=F切，由于“神舟八号”速度大了，所需的向心力就比万有引力大，为了使运动轨道不变，即此时喷气使得在法线方向也有力，即F万+F1=F向.图3 航天器对接的受力分析要使“神舟八号”与“天宫一号”对接成功，发动机提供的动力应该如图3所示，喷气的方向应该是F1和F2的合力F的反方向，所以“神舟八号”应向运动的后上方喷气以实现加速追赶同轨道的“天宫一号”.4 课题跟踪带着课题研究的热情和兴趣，继续关注航天事业，“神舟八号”和“天宫一号”成功对接，意义十分重大.不久将迎来“神舟九号”的对接，和“神舟十号”的载人对接.今后的载人飞船发射时间间隔将大大缩短，目标飞行器发射当天就可以发射对接飞船，将更好、更快捷地服务于太空空间站建设.同时“神八”成功对接，标志中国人转移到其他星球上居住和生活将不再是幻想，完全有能力开发出更加美好的生活空间，来解决将来中国生活空间越来越拥挤的现状.。
航天“天宫一号”知识/mil/special/tiangongjishu/zuixin/detail_2 011_08/07/8228653_0.shtml专家解读“天宫一号”空间实验室“天宫一号”目标飞行器设计重量为8吨，实际上是空间实验室的实验版。
“天宫一号”升空之后，中国将发射“神舟八号”飞船。
“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。
2015年前，我国将再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。
“天宫一号”的成果，可以为中国带来很大的经济价值。
[详细]“天宫一号”将与三艘飞船进行空间对接“天宫一号”的重量和“神舟七号”一样，用它来完成和飞船的交会对接，其主体为短粗的圆柱形，直径比神舟飞船更大，前后各有一个对接口。
“天宫一号”与“神舟八号”飞船，将实施中国首次空间飞行器无人交会对接飞行试验。
之后将相继发射神舟九号、神舟十号飞船，分别与“天宫一号”完成空间交会对接。
[详细]中国载人航天工程“三步走”战略第一步：载人飞船用中国自己研制的火箭和飞船，载着自己培养的航天员飞上天，运行一段时间后准确回到预定地方，神舟飞船已超额完成任务。
第二步：空间实验室“天宫”系列是为“第三步”做技术准备的。
到2015年前后，中国将再陆续发射“天宫二号”和“天宫三号”两个空间实验室。
第三步：空间站戚发轫说，空间站使用寿命能达到10年左右，仅核心舱就有20吨。
目前最需要的技术支持是“长征五号”大型运载火箭。
“天宫一号”计划流程“天宫一号”目标飞行器重量有8吨，类似于一个小型空间实验站，将于2011年下半年发射升空。
“天宫一号”是空间实验室的特例，主要为了完成交会对接任务。
[详细]神舟八号，是中国“神舟”系列飞船的第八个，用于中国的空间对接试验，也是中国神舟系列飞船进入批量生产的代表。
神八将采用“长征二号”F/G火箭来发射。
[详细]整个对接过程必须保证接合平稳，不能剧烈摇晃。
对接时两个飞行器在空中都是超高速飞行状态，虽然对接时相对速度不大，但实现两个活动体间的精确对接，难度依然很高。
“神舟八号”与“天宫一号”相关物理知识探究2011年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号F”运载火箭将“天宫一号”发射升空；11月1日，我国“神舟八号”又成功发射；11月3日凌晨，“神舟八号”与“天宫一号”实现刚性连接，形成组合体，中国首次空间交会对接试验获得成功。
这是中国载人航天事业发展史上的重大里程碑。
之后，我国还将发射“神舟九号”“神舟十号”与“天宫一号”交会对接，组装成能容纳宇航员工作和生活的空间站，为我国开展更大规模的空间探索奠定基础。
“神舟八号”与“天宫一号”交会对接过程中，涉及高中物理中的圆周运动、万有引力定律、开普勒三定律、宇宙速度和功能关系等知识，2012年高考极可能会有这方面的试题出现，现分类解读如下，希望对同学们有所帮助。
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“长征二号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。
