新型材料、新型能源的应用
2025年4月24日,神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。某兴趣小组的同学对我国航天科技领域取得的成就感到自豪,并对相关问题进行了项目式探究。
任务一:了解我国宇航产品的基本情况。
该小组的同学利用调查问卷,查阅资料,查看视频、纪录片等方式对宇航产品的基本情况进行信息收集。
任务二:了解宇航产品的材料选择。

(1) 航天服可确保航天员在太空环境中的安全、舒适和功能性。舱外航天服硬体部分采用铝合金和不锈钢材料,软体部分采用聚氨酯涂层的纺织材料制成。其中使用的聚氨酯涂层属于材料,外衣表面的铝合金硬度与纯铝相比更(填“大”或“小”)。设计航天服时需考虑太空辐射防护,可采用的措施是(填字母)。
A. 增加金属镀层
B. 使用荧光材料
(2) 下列材料用途的对应性质解释不合理的是(填字母)。
A. 偏二甲肼作火箭燃料——可燃性
B. 铝合金作火箭的骨架——密度大
C. 碳纤维复合材料作飞船外壳——耐高温
D. 特种橡胶制成太空服加压层——弹性好
任务三:了解宇航产品的能源选择。
推进剂是决定火箭动力的关键因素,常见的液体推进剂有液氧煤油、液氧液氢和液氧甲烷。
(3) 火箭向上的推力来自燃料燃烧(填“释放”或“吸收”)热量并喷出高温气体产生的反作用力。
(4) 液氧甲烷推进剂燃烧效率高,甲烷(CH4​)和液氧完全燃烧的化学方程式为。
(5) 液体火箭发动机运行示意图如图所示。液体火箭发动机的优点是可以通过调控发动机内阀门来调控动力。火箭运行过程中,为增大动力,应进行的操作是。

(6) 液氢和液氧反应产生的能量可为返回舱返回提供动力,液氢作为能源的优点是(写出一条即可)。
任务四:设想航天科技领域中未来的新型材料和能源。
(7) 通过讨论,该小组的同学总结了要想在航天科技领域中寻找新型材料和能源的替代品,需考虑的材料性质是(写出三条,下同);需考虑的能源性质是。

(1) 合成(或有机合成) 大 A (2) B (3) 释放
(4) ${CH_{4} +2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} +2H_{2}O}$ (5) 增大燃料和助燃剂的流量 (6) 燃烧产物无污染(答案合理即可)
(7) 密度小、强度高、耐高温(答案合理即可) 能量密度高、清洁无污染、储存方便(答案合理即可)