解：(1)结合题目中的第(1)、第(2)两问不难看出，第(1)问所求的喷出氧气的质量m应有一个范围，若m太小，宇航员获得的速度也小，虽贮气筒中剩余的氧气较多，但由于返回飞船所用的时间太长，将无法满足他途中呼吸所用，若m太大，宇航员获得的速度虽然大了，而筒中氧气太少，也无法满足其呼吸作用，所以m对应的最小和最大两个临界值都应是氧气恰好用完的情况，设瞬间喷气m kg时，宇航员恰能安全返回，根据动量守恒定律可得： mv=MV ① 宇航员匀速返回的时间为 ② 贮气筒中氧气的总质量：m0≥m+Qt ③ 代入数据可得0.05 kg≤m≤0.45 kg (2)当总耗氧量最低时，设宇航员安全返回时，共消耗氧气△m，则△m=m+Qt ④ 由①②④可得 当即m=0.15 kg时，△m有极小值，故总耗氧量最低时，应一次喷出0.15 kg的氧气 将m=0.15 kg代入①②两式可解得返回时间：t=600 s
② 
即m=0.15 kg时，△m有极小值，故总耗氧量最低时，应一次喷出0.15 kg的氧气