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2. 从物质的组成、结构决定其性质的视角，完成下表内容。
表2 航天材料的“组成、性质及应用”分析表
表2 航天材料的“组成、性质及应用”分析表
答案
第二行：材料名称：航天服材料；应用部位：航天员航天服；材料：有机合成材料；主要成分：聚酰亚胺纤维；关键性质：强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；分析：聚酰亚胺纤维；强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；制作航天服保护航天员。第三行：材料名称：太阳能电池材料；应用部位：航天器太阳能帆板；材料：无机非金属材料；主要成分：晶体硅；关键性质：半导体特性，能将太阳能转化为电能；分析：晶体硅；半导体特性，能将太阳能转化为电能；为航天器提供电能。
解析
【分析】
本题需依据“物质的组成、结构决定其性质，性质决定应用”的逻辑，结合航天领域常见材料的实际应用，选取两种典型航天材料，对应填写材料名称、应用部位、材料类型、主要成分、关键性质及分析内容，确保各部分逻辑匹配，符合航天场景的实际需求。
【解析】
根据航天常用材料的常识，选取航天服材料和太阳能电池材料进行填写：
1. 航天服材料：应用于航天员航天服，属于有机合成材料，主要成分为聚酰亚胺纤维，关键性质为强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨，对应分析部分为“聚酰亚胺纤维；强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；制作航天服保护航天员”；
2. 太阳能电池材料：应用于航天器太阳能帆板，属于无机非金属材料，主要成分为晶体硅，关键性质为半导体特性，能将太阳能转化为电能，对应分析部分为“晶体硅；半导体特性，能将太阳能转化为电能；为航天器提供电能”。
【答案】
第二行：材料名称：航天服材料；应用部位：航天员航天服；材料：有机合成材料；主要成分：聚酰亚胺纤维；关键性质：强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；分析：聚酰亚胺纤维；强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；制作航天服保护航天员。第三行：材料名称：太阳能电池材料；应用部位：航天器太阳能帆板；材料：无机非金属材料；主要成分：晶体硅；关键性质：半导体特性，能将太阳能转化为电能；分析：晶体硅；半导体特性，能将太阳能转化为电能；为航天器提供电能。
【知识点】
物质组成与性质的关系、常见材料的应用
【点评】
本题结合航天科技场景，考查物质“组成-性质-应用”的关联逻辑，体现了化学知识在航天领域的实际应用，要求学生联系科技常识解答，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需依据“物质的组成、结构决定其性质，性质决定应用”的逻辑，结合航天领域常见材料的实际应用，选取两种典型航天材料，对应填写材料名称、应用部位、材料类型、主要成分、关键性质及分析内容，确保各部分逻辑匹配，符合航天场景的实际需求。
【解析】
根据航天常用材料的常识，选取航天服材料和太阳能电池材料进行填写：
1. 航天服材料：应用于航天员航天服，属于有机合成材料，主要成分为聚酰亚胺纤维，关键性质为强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨，对应分析部分为“聚酰亚胺纤维；强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；制作航天服保护航天员”；
2. 太阳能电池材料：应用于航天器太阳能帆板，属于无机非金属材料，主要成分为晶体硅，关键性质为半导体特性，能将太阳能转化为电能，对应分析部分为“晶体硅；半导体特性，能将太阳能转化为电能；为航天器提供电能”。
【答案】
第二行：材料名称：航天服材料；应用部位：航天员航天服；材料：有机合成材料；主要成分：聚酰亚胺纤维；关键性质：强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；分析：聚酰亚胺纤维；强度高、柔韧性好、耐高温、耐磨；制作航天服保护航天员。第三行：材料名称：太阳能电池材料；应用部位：航天器太阳能帆板；材料：无机非金属材料；主要成分：晶体硅；关键性质：半导体特性，能将太阳能转化为电能；分析：晶体硅；半导体特性，能将太阳能转化为电能；为航天器提供电能。
【知识点】
物质组成与性质的关系、常见材料的应用
【点评】
本题结合航天科技场景，考查物质“组成-性质-应用”的关联逻辑，体现了化学知识在航天领域的实际应用，要求学生联系科技常识解答，难度适中。
【难度系数】
0.5
3. 将能源信息补充到中国航天“家族图谱”中。
活动三：创想未来——我是航天设计师
行动指南：
活动三：创想未来——我是航天设计师
行动指南：
答案
中国航天“家族图谱”补充的能源信息：①近地轨道航天器（如中国空间站、北斗导航卫星）：太阳能（太阳能帆板供电）；②深空探测器（如天问系列火星探测器）：核能（放射性同位素温差核电池供电）。
解析
【分析】
首先需明确中国航天家族中不同航天器的类型，区分近地轨道航天器与深空探测器的运行环境差异，再结合能源获取的可行性，对应补充不同航天器所需的能源信息。
【解析】
根据航天器的运行轨道及能源获取条件：近地轨道航天器（如中国空间站、北斗导航卫星）距离太阳较近，可通过太阳能帆板稳定获取能源；深空探测器（如天问系列火星探测器）距离太阳过远，太阳能无法满足需求，需采用放射性同位素温差核电池（核能）供电，据此补充能源信息。
【答案】
中国航天“家族图谱”补充的能源信息：①近地轨道航天器（如中国空间站、北斗导航卫星）：太阳能（太阳能帆板供电）；②深空探测器（如天问系列火星探测器）：核能（放射性同位素温差核电池供电）。
【知识点】
航天能源类型 航天器轨道特性
【点评】
本题结合中国航天实际，考查不同航天器的能源选择，需联系实际航天知识区分近地与深空探测的能源差异，难度适中。
【难度系数】
0.3
首先需明确中国航天家族中不同航天器的类型，区分近地轨道航天器与深空探测器的运行环境差异，再结合能源获取的可行性，对应补充不同航天器所需的能源信息。
【解析】
根据航天器的运行轨道及能源获取条件：近地轨道航天器（如中国空间站、北斗导航卫星）距离太阳较近，可通过太阳能帆板稳定获取能源；深空探测器（如天问系列火星探测器）距离太阳过远，太阳能无法满足需求，需采用放射性同位素温差核电池（核能）供电，据此补充能源信息。
【答案】
中国航天“家族图谱”补充的能源信息：①近地轨道航天器（如中国空间站、北斗导航卫星）：太阳能（太阳能帆板供电）；②深空探测器（如天问系列火星探测器）：核能（放射性同位素温差核电池供电）。
【知识点】
航天能源类型 航天器轨道特性
【点评】
本题结合中国航天实际，考查不同航天器的能源选择，需联系实际航天知识区分近地与深空探测的能源差异，难度适中。
【难度系数】
0.3
1. 基于调查，设想一款用于火星移民或深空探测的未来航天器。
表3 未来航天器设计表
| 我的未来
航天器名称 | 它的
核心使命 | 关键部位与材料设计 | 动力与能源设计 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| | | 部位1：
选用材料与理由：
部位2：
选用材料与理由：
| 能源类型与理由：
|
表3 未来航天器设计表
| 我的未来
航天器名称 | 它的
核心使命 | 关键部位与材料设计 | 动力与能源设计 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| | | 部位1：
选用材料与理由：
部位2：
选用材料与理由：
| 能源类型与理由：
|
答案
我的未来航天器名称：火星家园号深空移民探测器
它的核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
它的核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
解析
【分析】
设计火星移民或深空探测的未来航天器，需紧扣火星环境（如高速飞行气动加热、宇宙射线辐射、深空长距离飞行、环境应力变化等）的特殊需求，按以下思路推进：1. 确定贴合主题的航天器名称；2. 明确围绕移民/深空探测的核心使命；3. 针对关键部位匹配适配的材料，材料需兼顾性能（耐高温、抗辐射、高强度等）与轻量化需求；4. 选择适配深空长续航的能源类型，结合不同能源的优势互补设计。
【解析】
按照表格要求依次填写设计内容：
1. 航天器名称：火星家园号深空移民探测器
2. 核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
3. 关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
4. 动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
【答案】
我的未来航天器名称：火星家园号深空移民探测器
它的核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
【知识点】
航天工程设计、航天材料应用、深空探测能源技术
【点评】
本题为开放性设计题，紧密结合火星移民与深空探测的实际需求，考察学生对航天相关知识的综合应用能力，设计时需紧扣火星环境特点，合理选择部位、材料与能源，符合航天设计的基本逻辑即可，鼓励学生发挥创新思维。
【难度系数】
0.4
设计火星移民或深空探测的未来航天器，需紧扣火星环境（如高速飞行气动加热、宇宙射线辐射、深空长距离飞行、环境应力变化等）的特殊需求，按以下思路推进：1. 确定贴合主题的航天器名称；2. 明确围绕移民/深空探测的核心使命；3. 针对关键部位匹配适配的材料，材料需兼顾性能（耐高温、抗辐射、高强度等）与轻量化需求；4. 选择适配深空长续航的能源类型，结合不同能源的优势互补设计。
【解析】
按照表格要求依次填写设计内容：
1. 航天器名称：火星家园号深空移民探测器
2. 核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
3. 关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
4. 动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
【答案】
我的未来航天器名称：火星家园号深空移民探测器
它的核心使命：火星前期环境探测、移民物资运输、人员往返保障
关键部位与材料设计：
部位1：隔热防热层
选用材料与理由：碳化硅陶瓷基复合材料；理由：耐高温（抵御深空高速飞行的气动加热）、抗宇宙射线辐射、轻量化，符合航天器减重需求
部位2：舱体结构
选用材料与理由：钛合金；理由：强度高（承受深空环境应力变化）、耐腐蚀、密度小，减轻航天器整体重量
动力与能源设计：
能源类型与理由：核热推进+柔性太阳能帆板；理由：核热推进比冲高、推力大，适配深空长距离飞行；柔性太阳能帆板在火星轨道光照充足时补充能源，可靠性高，满足长期探测需求
【知识点】
航天工程设计、航天材料应用、深空探测能源技术
【点评】
本题为开放性设计题，紧密结合火星移民与深空探测的实际需求，考察学生对航天相关知识的综合应用能力，设计时需紧扣火星环境特点，合理选择部位、材料与能源，符合航天设计的基本逻辑即可，鼓励学生发挥创新思维。
【难度系数】
0.4
