天文航天基础常识科普

2026/06/23天文航天基础常识科普汇报人：天文科普教研组目录认识宇宙：天文基础知识飞向太空：航天入门常识中国航天：辉煌成就与新征程探索未来：前沿趋势与科普行动认识宇宙：天文基础知识飞向太空：航天入门常识中国航天：辉煌成就与新征程探索未来：前沿趋势与科普行动0102030405060708认识宇宙：天文基础知识01宇宙有多大930亿光年可观测宇宙直径光从宇宙一端到另一端，需要930亿年9.46万亿公里光走一年的距离8分钟光从太阳到地球地球我们的家园，距太阳约1.5亿公里太阳系以太阳为中心，包含八大行星及众多小天体银河系直径约10万光年，包含约2000亿颗恒星可观测宇宙包含约2万亿个星系光年是距离单位，不是时间单位从最近的恒星到地球约需4.2年太阳系家族类地行星（岩石行星）水星最小、最近太阳，昼夜温差超600度金星最热行星，表面温度约465度，大气以二氧化碳为主地球唯一已知存在生命的行星火星红色星球，人类深空探测的首要目标类木行星（气态巨行星）木星太阳系最大行星，大红斑风暴已持续数百年土星以壮观的环系统闻名天王星冰巨星，距太阳遥远海王星冰巨星，距太阳遥远水星金星地球火星木星土星天王星海王星←距太阳由近到远→太阳八大行星轨道类地行星（内）类木行星（外）恒星的一生→→→1诞生星际气体和尘埃在引力作用下坍缩，温度升高点燃核聚变2主序星核聚变稳定进行，太阳目前处于此阶段，已燃烧约46亿年3红巨星氢燃料耗尽后膨胀，体积可达原来的数百倍4终局质量决定命运——小质量恒星变为白矮星，大质量恒星经历超新星爆发后变为中子星或黑洞太阳的命运约50亿年后将膨胀为红巨星，最终变为白矮星神秘的暗物质与暗能量我们能观测到的5%普通物质仅占宇宙总量恒星、行星、气体等一切可见之物，在浩瀚宇宙中只是极小的一部分5%普通物质27%暗物质68%暗能量暗物质约27%不发光不吸收光，通过引力效应被间接探测"悟空"号卫星通过精确测量宇宙线能谱，为暗物质间接探测提供关键线索暗能量约68%驱动宇宙加速膨胀的神秘力量2025年DESI项目发现暗能量状态可能随宇宙演化而改变，挑战"暗能量是常数"的传统假设飞向太空：航天入门常识02航天与航空的区别卡门线约100公里被公认为航空与航天的分界此线以上空气极其稀薄，飞行器需依靠火箭推进而非空气动力航空vs航天航空大气层内飞行，依靠空气动力航天突破大气层进入太空，依靠火箭推进航空在大气层内飞行，航天则突破大气层进入太空航天活动形式载人航天航天员亲赴太空执行任务，如空间站驻留、登月无人航天利用无人航天器开展探测，如卫星遥感、火星车巡视中国航天三大领域空间技术空间应用空间科学航天器家族卫星绕地球运行，用于通信、导航、遥感、气象等探测器飞向深空，探测月球、火星、小行星等目标运载火箭将航天器送入太空的"运输工具"载人飞船搭载航天员往返太空的"太空出租车"中国代表型号卫星北斗导航卫星、风云气象卫星探测器嫦娥系列、天问系列火箭长征系列飞船神舟系列火箭如何飞上天牛顿第三定律：作用力与反作用力燃料燃烧燃料燃烧产生高温高压气体向后喷出反作用力气体对火箭产生向前的反作用力（推力）升空条件推力大于火箭重力时，火箭升空三种推进剂类型对比类型优点缺点液体火箭比冲高、推力可调准备周期长、储存条件苛刻固体火箭推力稳定、准备快速推力不可调节固液混合兼具两者优势技术复杂度较高7.8公里/秒近地轨道入轨速度2.8万公里/小时换算时速近地轨道与空间站200-2000公里LEO高度范围约400公里天宫运行高度300-500公里载人航天常用T字构型三舱天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成天链中继99%覆盖数据传输速率达1.2Gbps6个月驻留支持抗阻锻炼装置、医疗应急设备完备10年设计寿命关键设备具备自检测与热备份功能太空环境与航天员生活真空没有空气，无法呼吸需密封舱保护需航天服保护辐射宇宙射线对人体有害太阳辐射对人体有害需防护屏蔽微重力关键物体处于"失重"状态航天员在睡袋中漂浮入睡影响日常生活方方面面中国航天：辉煌成就与新征程03中国航天发展历程1970东方红一号卫星成功发射，中国成为第五个独立发射卫星的国家2003神舟五号载人航天杨利伟飞天，中国成为第三个独立将人送入太空的国家2020北斗三号全球组网组网完成，中国拥有自主全球导航系统2022天宫空间站建成全面建成，中国拥有自主长期在轨空间实验室四大发射场体系酒泉、西昌、太原、海南文昌，形成覆盖内陆与沿海的完整发射网络文昌低纬度优势海南文昌发射场成为深空探测和大型航天器发射主阵地嫦娥探月工程→→1绕嫦娥一号、二号完成月球环绕探测2落嫦娥三号、四号实现月面软着陆嫦娥四号首次着陆月球背面3回嫦娥五号、六号完成月球采样返回1932克嫦娥六号带回人类首批月背样品入选2025年度"中国科学十大进展"首次揭示南极-艾特肯盆地形成于42.5亿年前发现月球磁场在28亿年前曾发生反弹，改写月球演化认知嫦娥七号计划2026年发射，目标着陆月球南极寻找水冰天问行星探测绕·着·巡中国首次火星探测即实现三大目标3.5TB科学数据已向全球共享2021年祝融号火星车成功着陆，开启中国行星探测新篇章天问二号2025年成功发射，进入小行星2016HO3转移轨道2026年抵达目标，开展近距离探测与采样中国首次小行星探测与采样返回任务未来规划天问三号将实施火星采样返回天问四号将开展木星系探测载人航天与空间站4次载人发射2次返回任务首次应急发射验证2026年重点任务神舟二十三号任务：搭载港澳航天员执行空间站飞行巴基斯坦载荷专家将首次入驻中国空间站1名航天员开展一年期驻留试验，积累长期在轨数据载人登月冲刺长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器三大主件研制顺利文昌发射场及地面系统建设加速瞄准2030年前实现中国人首次登月2025-2026全球航天热点92次中国发射次数+35%同比增长商业发射占比过半32次猎鹰9号复用纪录5次星舰试飞SpaceX持续领跑国际合作亮点中欧"微笑卫星"（SMILE）计划2026年发射，揭示太阳风与磁层相互作用中巴地球资源卫星合作延续近40年的长期伙伴关系嫦娥六号团队荣获2025年度世界航天奖日本火卫一探测计划2026年发射采样探测器，预计2031年返回NASA阿尔忒弥斯2号载人绕月任务计划2026年执行探索未来：前沿趋势与科普行动04可重复使用火箭传统火箭发射成本5万元/公斤1万元/公斤降幅超80%可复用火箭入轨成本大规模星座部署成为可能中国进展2025年"中国可回收火箭元年"开启可复用技术验证新阶段朱雀三号、长征十二号甲首飞测试2025年完成关键技术验证2026年多型可复用火箭飞行验证技术路线并行推进长征十号乙"海上网系回收"技术创新海上回收验证方案全球标杆SpaceX猎鹰9号一级助推器已实现32次重复使用卫星互联网星网（GW星座）12992颗千帆星座（G60）15000颗低轨卫星星座正在构建覆盖全球的"太空WiFi"900颗海南超级工厂年产能千万元级单星成本降至30天内批产周期缩短至近地轨道部署大量通信卫星形成覆盖全球的网络全域覆盖能力解决偏远地区、海洋、沙漠等地面网络无法覆盖的通信需求2025年发射进展已发射23批低轨卫星，组网速度显著加快制造革命海南卫星超级工厂实现规模化批产，成本与时效双突破小行星防御威胁现实2024年小行星2024YR4曾触发联合国小行星防御机制首次响应联合国首次响应四种防御技术动能撞击：用航天器撞击小行星改变轨道，当前最成熟方案引力拖车：航天器长期伴飞，利用引力缓慢偏转轨道激光烧蚀：用高能激光蒸发小行星表面物质产生推力核爆偏转：最后手段，在安全距离引爆核装置偏转轨道实践验证NASA的DART任务已成功验证动能撞击技术2025年后续任务继续评估偏转效果技术验证成功寻找地外生命2025年重大发现人类最大的追问之一：我们在宇宙中是否孤独火星天问一号等任务寻找火星古代水活动痕迹和有机分子木卫二、土卫二冰层下可能存在液态海洋，具备生命存在条件系外行星韦布空间望远镜已首次通过直接成像解析出行星大气中的二氧化碳贝努小行星样本检测到核糖、葡萄糖等生命分子前体物质第一代恒星信号韦布望远镜捕捉到宇宙第一代恒星的候选信号亚木星质量行星首次通过直接成像发现亚木星质量系外气态行星NASA核心目标：搜寻地外生命被列为2025-2026科学规划的核心使命之一天文观测新利器中国天眼全球最大单口径射电望远镜发现罕见脉冲星双星验证共包层演化理论LAMOST绘制迄今精度最高的银河系三维尘埃图"悟空"号超期服役超10年累计传回约185亿条高能粒子数据国际前沿韦布空间望远镜揭示宇宙"第一道光"刷新系外行星直接成像极限天文科普在行动18家天文馆、科技馆联合国际天文馆日1.3万线下参与人次26万线上参与人次趋势：从"被动观看"转向"主动探索"，融合AI、VR等新技术公众科学平台China-VO支持超新星搜寻、星系分类等真实科研项目跨学科课程3单元9课时，涵盖"寻找超新星""引力透镜""星系分类"天象直播上海天文馆双子座流星雨直播单场吸引500万观众航天电影《窗外是蓝星》豆瓣8.6分，航天员实拍太空影像天文知识小测验试试看，你能答对几道题1.近地轨道的高度范围是多少？A.50-100公里B.200-2000公里C.5000-10000公里2.中国空间站"天宫"运行在约多高的轨道？A.200公里B.400公里C.800公里3.2025年中国全年完成了多少次航天发射？A.52次B.72次C.92次4.嫦娥六号带回的月背样品约重多少克？A.500克B.1932克C.5000克5.暗物质约占宇宙总量的百分之多少？A.5%B.27%C.68%答案1B2B3C4B5B如何开始你的天文之旅→→1仰望星空用肉眼辨认常见星座关注天象预报（流星雨、行星冲日等）2借助工具从双筒望远镜开始逐步学习使用天文望远镜3参与社群加入天文社团、参加科普活动关注天文馆直播天文馆开放日各地天文馆、科技馆的公众开放日和科普讲座China-VO平台公众科学平台，可参与真实天文科研项目天象直播上海天文馆等机构的天象直播活动科普影片《窗外是蓝星》等优质航天科普影片每一次仰望星空，都是与宇宙的一次对话THEEND感谢聆听2026/06/23天文航天基础常识科普汇报人：天文科普教研组目录认识宇宙：天文基础知识飞向太空：航天入门常识中国航天：辉煌成就与新征程探索未来：前沿趋势与科普行动认识宇宙：天文基础知识飞向太空：航天入门常识中国航天：辉煌成就与新征程探索未来：前沿趋势与科普行动0102030405060708认识宇宙：天文基础知识05宇宙有多大可观测宇宙930亿光年约2万亿个星系银河系10万光年约2000亿颗恒星太阳系太阳为中心八大行星及众多小天体地球距太阳1.5亿公里层级4·最高层级层级3层级2层级1·我们的家园光年定义距离单位，非时间单位光走一年约9.46万亿公里太阳→地球光需约8分钟到达距离1.5亿公里最近恒星光需约4.2年到达比邻星（半人马座α）太阳系家族类地行星岩石行星水星：最小、最近太阳，昼夜温差超600度金星：最热行星，表面温度约465度，大气以二氧化碳为主地球：唯一已知存在生命的行星火星：红色星球，人类深空探测的首要目标类木行星气态巨行星木星：太阳系最大行星，大红斑风暴已持续数百年土星：以壮观的环系统闻名天王星：冰巨星，距太阳遥远海王星：冰巨星，距太阳遥远八大行星序列水星1金星2地球火星4小行星带木星5土星6天王星7海王星8距太阳由近到远排列3行星关键数据最小行星水星直径仅4879km最热行星金星表面465°C最大行星木星直径139820km唯一生命星球地球已知唯一宜居恒星的一生→→→诞生星际气体和尘埃在引力作用下坍缩温度升高点燃核聚变主序星核聚变稳定进行太阳已燃烧约46亿年红巨星氢燃料耗尽后膨胀体积可达原来的数百倍终局小质量恒星变为白矮星大质量恒星变为中子星或黑洞太阳的命运约50亿年后将膨胀为红巨星，最终变为白矮星暗物质与暗能量2025年重要发现DESI项目暗能量光谱巡天（DESI）项目发现暗能量状态可能随宇宙演化而改变这一发现挑战了"暗能量是常数"的传统假设探测手段悟空号卫星通过精确测量宇宙线能谱进行探测为暗物质间接探测提供关键线索月球的奥秘38万公里距地球距离3474公里直径1/6地球引力月球的两面正面地势较低，暗色区域称为"月海"（实际无水）背面地势较高，陨石坑密布，始终背对地球潮汐锁定与基地选址潮汐锁定月球自转周期与公转周期相同（约27.3天），因此总看到同一面南极选址永久阴影区可能存在水冰，附近光照区可提供太阳能，适合建设月球科研站日食与月食日食——月球挡住了太阳发生在农历初一（新月），月球运行到太阳与地球之间日全食时天空变暗，可见太阳日冕，极为壮观日全食带很窄，同一地点平均约300年才能看到一次观测日食必须使用专业滤光设备，严禁肉眼直视太阳月食——地球挡住了照向月球的阳光发生在农历十五或十六（满月），地球运行到太阳与月球之间月全食时月球呈红铜色，被称为"红月亮"月食可见范围远大于日食，同一地区看到月食的机会更多四季与星座四季成因地球绕太阳公转时，自转轴始终倾斜23.5度北半球倾向太阳时为夏季，远离太阳时为冬季南北半球季节相反四季星空春季狮子座、牧夫座北斗七星高悬北方夏季天蝎座、天鹰座银河横贯夜空秋季飞马座、仙女座仙女座星系肉眼可见冬季猎户座、大犬座天狼星是夜空最亮恒星观星小技巧先找到北斗七星沿勺口两星延长线可定位北极星飞向太空：航天入门常识06航天与航空的区别100公里卡门线高度约100公里，被公认为航空与航天的分界此线以上空气极其稀薄，飞行器需依靠火箭推进而非空气动力航天活动的两种形式载人航天航天员亲赴太空执行任务，如空间站驻留、登月无人航天利用无人航天器开展探测，如卫星遥感、火星车巡视中国航天三大领域空间技术空间应用空间科学航天器家族卫星绕地球运行，用于通信、导航、遥感、气象等北斗导航卫星风云气象卫星探测器飞向深空，探测月球、火星、小行星等目标嫦娥系列天问系列运载火箭将航天器送入太空的"运输工具"长征系列载人飞船搭载航天员往返太空的"太空出租车"神舟系列火箭如何飞上天火箭的原理是牛顿第三定律：作用力与反作用力三种推进剂类型类型优点缺点液体火箭比冲高、推力可调准备周期长、储存苛刻固体火箭推力稳定、准备快速推力不可调节固液混合兼具两者优势技术复杂度较高7.8公里/秒近地轨道入轨速度2.8万公里/小时等效时速近地轨道与空间站近地轨道是载人航天活动的主要舞台高度范围200-2000

公里近地轨道（LEO）载人航天器常用轨道300-500

公里国际空间站、神舟飞船等约400

公里中国天宫空间站运行高度最优轨道高度，兼顾安全与效率T字构型天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱组合形成T字基本构型，核心舱居中，两实验舱对称分布于两侧节点舱天链中继通信天链中继卫星系统实现99%通信覆盖，数据传输速率达1.2Gbps，支持天地实时高清视频通话与科学数据下传长期驻留保障配备抗阻锻炼装置、医疗应急设备，支持航天员6个月以上连续驻留，具备完善的生命保障与健康管理能力高可靠长寿命设计寿命10年以上，关键设备具备自检测与热备份功能，可实现在轨维修与模块更换，确保长期稳定运行太空环境与航天员生活真空没有空气，需密封舱和航天服保护微重力物体处于"失重"状态，航天员在睡袋中漂浮入睡辐射宇宙射线和太阳辐射对人体有害，需防护屏蔽饮食脱水食品加水复水，有恒温冷藏柜和加热装置锻炼每天约2小时抗阻训练，防止肌肉萎缩和骨质流失工作开展科学实验、维护设备、进行出舱活动休闲与家人通话、观看地球、使用虚拟现实放松饮食脱水食品加水复水，有恒温冷藏柜和加热装置锻炼每天约2小时抗阻训练，防止肌肉萎缩和骨质流失工作开展科学实验、维护设备、进行出舱活动休闲与家人通话、观看地球、使用虚拟现实放松航天发射场发射场的选址直接影响火箭的运载效率和发射安全中国四大发射场发射场位置主要任务酒泉甘肃载人航天发射，神舟系列西昌四川北斗导航卫星、探月工程太原山西太阳同步轨道卫星文昌海南深空探测、空间站舱段、大质量载荷纬度最低约19度，利用地球自转速度可增加火箭运力面向大海火箭残骸落区安全，降低内陆风险商业发射场2026年海南商业航天发射场投用，提供"一站式"发射服务中国航天：辉煌成就与新征程07中国航天发展历程1970东方红一号卫星成功发射，中国成为第五个独立发射卫星的国家2003杨利伟乘神舟五号飞天中国成为第三个独立将人送入太空的国家2020北斗三号全球组网完成中国拥有自主全球导航系统2022天宫空间站全面建成中国拥有自主长期在轨空间实验室嫦娥探月工程→→→→从绕月到月背采样，中国探月步步领先1绕嫦娥一号、二号完成月球环绕探测2落嫦娥三、四号实现月面软着陆，嫦娥四号首次着陆月球背面3回嫦娥五、六号完成月球采样返回42025嫦娥六号月背采样带回人类首批月背样品1932克，入选年度"中国科学十大进展"52026嫦娥七号计划发射，目标着陆月球南极寻找水冰42.5亿年前—首次揭示南极-艾特肯盆地形成年代28亿年前—发现月球磁场曾发生反弹，改写月球演化认知入选2025年度"中国科学十大进展"天问行星探测天问一号——火星探测2021年祝融号火星车成功着陆，中国首次火星探测即实现"绕、着、巡"已累计向全球共享3.5TB科学数据天问二号——小行星采样返回2025年成功发射，进入小行星2016HO3转移轨道计划2026年抵达目标，开展近距离探测与采样这是中国首次小行星探测与采样返回任务未来规划天问三号将实施火星采样返回天问四号将开展木星系探测载人航天与空间站4次全年载人发射2次返回任务首次验证应急发射能力神舟二十三号任务搭载港澳航天员执行空间站飞行巴基斯坦载荷专家将首次入驻中国空间站一年期驻留试验1名航天员开展长期驻留，积累在轨数据三大主件研制顺利长征十号火箭、梦舟飞船、揽月着陆器载人登月目标瞄准2030年前实现中国人首次登月2025-2026全球航天热点中国2025年完成92次发射，同比增长35%，商业发射占比过半美国SpaceX猎鹰9号一级助推器完成第32次复用，星舰完成5次试飞国际合作亮点中欧联合研制的"微笑卫星"（SMILE）计划2026年发射中巴地球资源卫星合作延续近40年嫦娥六号团队获2025年度世界航天奖日本计划2026年发射火卫一采样探测器NASA阿尔忒弥斯2号载人绕月任务计划2026年执行92次中国2025年发射次数↑35%35%同比增长率商业过半32次猎鹰9号一级助推器复用次数新纪录5次星舰试飞次数2025年商业航天崛起2.83万亿2025年市场规模↑21.7%600家商业航天企业50次发射7万亿2030年预测规模增长2.5倍可回收火箭80%以上降低发射成本，2026年多型火箭密集验证低轨卫星互联网星网、千帆两大星座加速组网，构建天地一体化信息网络卫星应用通信·导航·遥感从专业领域走向大众消费市场探索未来：前沿趋势与科普行动08可重复使用火箭降幅超80%大规模星座部署成为可能技术价值传统火箭一次性使用，发射成本高昂可复用火箭回收箭体后重复使用，将入轨成本从5万元/公斤降至1万元/公斤降幅超80%，使大规模星座部署成为可能中国进展2025年被称为"中国可回收火箭元年"朱雀三号、长征十二号甲完成首飞测试2026年多型可复用火箭将开展飞行验证长征十号乙计划验证"海上网系回收"技术全球标杆SpaceX猎鹰9号已实现一级助推器重复使用32次卫星互联网什么是卫星互联网在近地轨道部署大量通信卫星，形成覆盖全球的网络解决偏远地区、海洋、沙漠等地面网络无法覆盖的通信需求中国两大星座计划星网（GW星座）：规划12992颗卫星