1 科技与产业
1.1 中国空间站:“天宫”启航,逐梦九天
1.2 采集氦-3:“嫦娥五号”的月球之旅
1.3 火星之旅:“天问一号”任重道远
1.4 深海重器:“奋斗者”号万米载人潜水器
1.5 人造太阳即将升起:可控核聚变的探索历程
1.6 磁浮列车:超级高铁渐行渐近
1.7 全球无源定位服务:北斗完成全球组网
1.8 无“芯”之问:中国芯片产业发展现状
1.9 奇异国度:走进纳米世界的大门
1.10 绿色发展:新能源如何帮助人类应对气候变暖
1.11 四维改良:面目全“新”的现代农业
2 大数据与信息
2.1 管理与应用:作为国家基础性战略资源的大数据
2.2 破除数据壁垒:我们为什么要用区块链
2.3 超算零突破:“神威·太湖之光”超级计算机
2.4 掌握核心技术:纯国产内存条横空出世
2.5 量子通信:我的“魔法”你不懂
2.6 连接万物:5G和4G究竟有什么差异
2.7 物联网与云计算:智慧城市的技术内核
2.8 人工智能打假:流言止于智者,也止于AI
3 地球与环境
3.1 地心新秘密:地球深处还藏着一个“内核”
3.2 温度舒适区:我们赖以生存的气候环境
3.3 干旱离我们并不遥远:水资源的保护与利用
3.4 从碳达峰到碳中和:节能减排的中国之路
3.5 防灾减灾:如何科学应对自然灾害
3.6 从分类开始:垃圾治理的路径
4 生命与健康
4.1 病原真菌:威胁全球的超级耐药菌
4.2 终极之战:未来世界是否能消灭传染病
4.3 生命科学:无限延伸的奥妙学科
4.4 蛋白质工厂:携进化之力,御千军万马
5 技术与生活
5.1 科技兴粮:中国如何保障粮食安全
5.2 数字人民币:基于国家信用的数字货币
5.3 脑机接口:人机共生是否能实现
5.4 5G时代:果蝇也能用“VR”
5.5 把显示器“穿”在身上:编织物中的黑科技
附录 新疆维吾尔自治区全民科学素质行动规划纲要实施方案
1.1 中国空间站:“天宫”启航,逐梦九天当晴天的夜晚来临时,只要我们仰起头,总能看到一些星星在夜幕上闪烁。你肯定期待过有朝一日在这些繁星之间畅游,与它们共舞。在不远的将来,我们就将实现这个愿望。
2021年4月29日,我们迈出了中国人飞向深空的关键一步——中国空间站“天和”核心舱顺利发射升空。6月17日,“神舟十二号”载人飞船成功发射升空,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波成为中国空间站“天和”核心舱的首批入驻人员,开启了中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行任务。从此,我们的太空梦不再遥不可及。
真正科学意义上的空间站设想形成于20世纪初。1903年,俄国科学家康斯坦丁?齐奥尔科夫斯基在其著作《利用反作用力设施探索宇宙空间》中提出了“空间站”的概念。按照他的设想,应该在接近地球的环境中,建造一个可以自主供给能源、有生命保障系统的空间站,满足航天员最基本的生存条件,可以让他们在那里长期驻留。
因为受到科技水平的制约,直到1971年,人类第一个空间站才顺利升空,这就是苏联发射的“礼炮1号”。但当时发射的空间站还不是康斯坦丁?齐奥尔科夫斯基所设想的模样,至少不能满足能源自主,水的来源也是问题。1973年,美国发射“天空实验室”空间站,饮水都是自带的,用完就没了,不能循环利用。
按照现代的空间站标准,早期的空间站都不合格。那么,一个合格的空间站应该满足哪些条件呢?
首先,空间站必须环绕在地球的轨道之上。如果人类走向更遥远的宇宙,空间站还必须有能力环绕其他星球,例如环绕火星、环绕月球。
其次,空间站的空间必须足够大。需要至少两次或者更多次的火箭发射,在太空轨道上最终完成组装。
再次,空间站必须能长期使用。除了可以替换零件,还需要能停靠和对接新的货运飞船、载人飞船,进行物资补给和人员更替。
最后,空间站必须具备满足人员长时间驻留需求的系统。空间站内需要各种维持生存环境的系统,保证氧气充足、气压足够,拥有合适的防护层防止宇宙辐射伤害,等等。
随着科技的发展,现代空间站还承担着重要的实验和探索任务,真正成为人类在太空进行探索、学习和实验的重要基地。这次发射的“天和”核心舱就是即将建成的中国现代空间站的主要部分之一,技术先进,各项设计和标准已经达到世界一流水平。
目前,在地球轨道上还有一个国际空间站,我们的空间站与之相比如何呢?国际空间站总质量大约是420吨,我国的空间站一期工程则是百吨级。别急,吨位的确是有差距,但国际空间站是多国合力建造,16个国家有着多处重复建设。
国际空间站420吨的规模中,供航天员工作、生活的舱段只有180吨,其他几乎都是重复建设的设施。在这180吨的舱段之中,真正用于科研的舱段只有3个,分别是“命运号”实验舱、“哥伦布号”实验舱和“希望号”实验舱,加起来并不大,也都没超过20吨的规模。其中安装的实验机柜,美国、日本这一侧有23个,俄罗斯有8个。反观中国“天宫”空间站,一期建成之后就可以安装23个机柜。因此,我国的空间站利用率更高。
说起空间大小,就不得不说一说“天和”核心舱打破的两项世界纪录。“天和”核心舱长度达到16。6米,最大直径为4。2米,总质量达22。5吨,是当前体积最大、质量最大的单模块空间站舱段,内部供航天员工作生活的空间约50m3,简直是一个超大的“客厅”。
我们的“客厅”不仅空间大,功能也很强。国际空间站上有几节骨干舱段,例如负责储存燃料的“曙光号”核心舱,负责生命保障、轨道控制和指导功能的“星辰号”服务舱,再加上连接其他舱段的“团结号”节点舱,构成了国际空间站上的主要舱段,加起来的质量超过50吨。与之相比,“天宫”空间站一个20吨级的“天和”核心舱,就满足了国际空间站上述三大舱段的功能需求。从外形来看,“天和”核心舱分为“大柱段”与“小柱段”两部分;以功能分区,则分为资源舱、生活控制舱、节点舱三部分。
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