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嫦娥三号:比《地心引力》更牛的科普大戏

作者:体育教育
出处:www.lunrr.com
时间:2019-12-02

作者:邱陈晖资料来源:中国青年报发布日期:2013年

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嫦娥三号:一部比《地心引力》

嫦娥三号更好的科普剧,即将实现我国“降月”的使命,即将上映。 11月26日,国防科技工业局召开嫦娥三号任务首次新闻发布会,称嫦娥三号“进展顺利”,计划于12月初发射。

前一周,好莱坞大片《地心引力》进入中国,凭借华丽的3D特效,台空“漫步”,俯瞰地球的低地球轨道和台空,以及神州和天宫等独特的中国元素,让中国人提前享受台空之旅 然而,关键观众很快在影片中发现了许多严重的伤害:宇航员的长发没有在失重状态下漂浮,卫星碎片飞向错误的方向,等等。

相比之下,今年6月举办讲座的天宫空让人们对中国太空飞行的真正探索旅程充满期待,尤其是嫦娥三号的“登月” 月球探测项目副总指挥李本正对《中国青年报》记者表示,一旦嫦娥三号任务成功,返回的图像将更全面、更准确地介绍月球的大致情况和环境,这样孩子们就可以更深入地了解月球、太阳系空

《地心引力》只有在发生灾难的可能性很小时才会充满风险。

《地心引力》被一些人解读为一部太空灾难电影,其中由卫星爆炸造成的泰空碎片是这场灾难的始作俑者每90分钟一次流星雨袭击,几乎所有位于大凡近地轨道的泰空空间站、载人飞船和航天飞机都幸免于难。

然而,这场灾难的原因只是真实空间活动中的一个小概率事件。 航空航天专家、《国际太空》杂志执行编辑庞志浩在接受《中国青年报》记者采访时说

亚特兰蒂斯号航天飞机实际上已经修复了哈勃太空望远镜空 根据当时的计算结果,亚特兰蒂斯号维护任务期间太平洋空碎片“灾难性撞击”的概率约为1/185 对于飞往国际空间站空的航天飞机,概率通常是1/300 美国航天局的统计数据显示,“哈勃”自1990年上升空以来,并未因太平洋碎片的撞击而遭受严重损害。

相比之下,像嫦娥三号这样的月球探测项目,其任务是“降月”,风险确实很高。

李本正说,根据他目前的统计,除嫦娥三号外,世界上已经进行了129次探月活动,其中美国59次,苏联64次,日本和中国2次,欧洲/[/k0/1次,印度1次。 有66个成功或基本成功和63个失败,成功率只有51%

对高风险的另一种直观理解可以根据“或多或少的工程链接和零件”来判断 中国科技馆副研究员、科普作家赵阳告诉《中国青年报》,链接越多,越不可靠。

航天飞机需要数百万个部件。假设每个组件的可靠性为99%,两个组件的可靠性是两个可靠性相乘的结果,约为98% 以此类推,部件越多,可靠性就越差,因此有这样一种说法:“美国将不再发展航天飞机,因为它们的可靠性差。”

至于嫦娥三号,其具体可靠性数据仍不得而知,但就其链路而言,赵阳表示,运载火箭将直接将嫦娥三号探测器送入地月转移轨道。经过几天在轨飞行后,探测器将被月球捕获,并进入绕月轨道。经过几天的运行,嫦娥三号将把轨道变成椭圆形轨道,然后在一段时间后就可以实现“落月”。 之后,月球车(俗称月球车)将“走出”着陆器,完成在月球表面的巡逻。因此,“登月”任务比简单的“地球自转”任务有更多的“不止一两个环节”。

尽管风险很高,探月工程仍然需要“勇敢地”进行 庞志浩说,在没有大气层的月球上,天文观测可以连续进行。此外,月球上的重力只有地球的1/6,它的自转与公转周期等相同。这样月球表面的夜间观测可以连续进行大约14个地球日。

这就是为什么月球被称为科学研究的最佳场所。 用“嫦娥之父”和中国探月工程首席科学家欧阳自远的话说,“月球不仅矿产资源和能源丰富,而且是人类征服太阳系和进行深空探测的前哨站和中转站空 “中国拯救了世界”在低地球轨道,但是沈空发现中国仍然是第二个群体“在《地心引力》年,英雄最后的生命线是中国的“神舟飞船”。当“神舟”和“天宫”频繁出现在电影中时,许多电影观众开始叹息,一些人在网上开玩笑说,“中国又拯救了世界”。" “

但是从真实的空间环境来看,这种情节联想并不完全是虚构的 庞志浩表示,低地球轨道载人飞船主要分为空站、载人飞船和航天飞机。后者由于太多事故而停止使用,而空空间站没有在天地之间来回穿梭的能力,因此载人飞船成为唯一能够“逆转”女主角命运的飞船。 迄今为止,只有俄罗斯、美国和中国有载人航天能力。

然而,这只是低地球轨道上的泰空世界。在深度空勘探中,它将脱离地球引力场,进入太阳系空和宇宙空之间的勘探领域。中国的空间位置是什么?

“人类总共进行了100次月球探测器、42次火星探测器和40次金星探测器 与发达国家相比,中国在科学认识和相关技术方面仍有很大差距。 ”欧阳自远告诉记者

众所周知,人类探索、开发和利用月球的活动可以概括为三个阶段:探月、登月舱和常驻月。 庞志浩说,美国人已经完成了前两步。苏联完成了第一步;中国与欧洲航天局、日本和印度一起属于第二组,正在完成第一步,分为“盘旋”、“坠落”和“返回”三个小步骤。第二组月球探测现在已经完成了第一个小步骤--绕月飞行,并准备完成第二个小步骤。

对于这一步,目前世界上只有美国和苏联成功地在无人月球表面实施了13次软着陆。只有美国进行了载人登月,苏联在月球表面进行了两次无人飞行任务。

这意味着如果嫦娥三号成功登月,中国将在月球探索方面领先于世界第二组。 庞志浩的评价

然而,嫦娥一号的“与月球相撞”和嫦娥三号的“坠月”都不在月球探测的宁静环境中。用庞志浩的话说,它“赶上了月球探索最具竞争力的高潮” “

从20世纪50年代末到70年代初,人类曾以前苏联和美国为主要角色,发起了第一轮月球探索。 然而,两国出于不同的原因停止了探月活动。

从1976年到1994年,欧阳自远称之为“安静思考时期” 在此期间,只有日本发起了一项调查

最近的高潮是现在。从2003年欧洲航天局成功发射“智慧1号”开始,这是21世纪人类首次发射月球探测器。2009年6月,美国发射了两枚月球探测器罗斯空

11月5日,就在中国嫦娥三号运载火箭到达西昌发射场一周后,印度发射了第一枚火星探测器,探测深度超过月球空 根据该计划,印度今年还将发射由印度和俄罗斯联合开发的“月球船2号”探测器。 与月球的激烈竞争是显而易见的。

“嫦娥”和“玉兔”每次都要吃一顿科普晚餐。事实上,没有必要对科幻电影要求太高。赵阳说这足以让青少年通过电影对台/[/k0/感兴趣。 然而,嫦娥三号及其在现实中的整个运行过程是一部更加“真实”和“经得起考验”的科普剧

国防科工局表示嫦娥三号任务需要突破地面测试验证、多窗口窄宽度按时发射、月球表面软着陆、两个设备分离、月球与地球之间的远程操作、月球表面生存、测控通信等七项关键技术。 在赵阳看来,每一项关键技术都是大众科学的盛宴。

以月球表面软着陆为例。因为月球上没有大气层,嫦娥三号的“登月”不能像《地心引力》年包裹在火焰中的神舟飞船那样“着陆”。它只能通过可变推力发动机、自主导航控制技术和科研人员采用的缓冲吸能部件的研发来实现。

本书使用的原则包括中学生物理教科书中的“相对运动”和“作用力和反作用力”。赵阳说:“看起来像嫦娥,离我们很远。”。对孩子们来说,这样一个庞然大物也可以通过自己着名的科学理论拉近彼此之间的距离。" “

在人们的想象中,玉兔在洪湾漫步是一件非常浪漫的事情,但真实的环境是月亮上昼夜温差为330℃,玉兔走得比人们想象的要慢得多,只有每小时200米左右。

这是月亮的生存。必须确保着陆器和探测器不会因为寒冷的月夜结冰而损坏。当太阳出来时,它会自动醒来并开始工作。

根据国防科技局发布的信息,月球车“於菟”通过使用导热流体回路、隔热部件、散热面设计、电加热器和同位素热源,可以承受330℃的温差 其中一个关键内容是“同位素热源”,这个“不发音”的术语也反映在中学教科书中,即“放射性同位素”

赵阳表示,嫦娥三号携带的放射性同位素电池的热源是放射性同位素,在衰变过程中,放射性同位素会不断发出热能射线。 由于其衰变时间长,放射性同位素电池也可以使用很长时间。

一旦你踏上月球,人们就会习惯使用天文单位。 赵阳告诉记者,根据地球和月球之间38万公里的距离,光速不到两秒钟。然而,在这样一个“短”天文单位中,如何使於菟行走,即实现地球和月球之间的远程操作,将使用许多领域的原理,包括人工智能、计算机、电子学等。这些值得中学生注意。

虽然现实中的太空活动不能展示太多美丽的场景和惊险的生死场面,但赵阳认为,激发中国青少年对科普的兴趣只是第一步。如果一个人知道但不知道为什么,那只是娱乐,不能称之为科普。 从这个角度来看,《嫦娥三号》是一部值得期待的科普剧。

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