嫦娥五號發射成功,這些知識點孩子需要了解

2020-12-05 中少大低幼

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2020年11月24日凌晨4時30,中國文昌航天發射場,長徵五號火箭(俗稱「胖五」)載著嫦娥五號探測器成功發射升空,開啟了我國首次地外天體採樣返回之旅。在「胖五」的助力下,九天攬月再不是遙不可及的夢想!

那麼第1個問題來了:火箭這麼厲害,但它沒有翅膀怎麼飛?火箭底部噴出的熊熊火焰有什麼用……這也許是每位同學都會有的疑問。

我們都知道,想把一個箱子移走,只需要推它。火箭升空也是一樣,只不過這時候需要向上推火箭。這個推力就來源於火箭底部噴出的熊熊火焰了。

物理學家牛頓告訴我們,用力推箱子時,箱子也在推我們。對於火箭來說,火箭向下噴出物質,這些物質也就反過來把火箭推起來了。如果這些物質又經過燃燒和爆炸,那麼它們噴出來的速度就更快,推動火箭上升的力也就更大。火箭不斷地向外噴出物質,自然就會越升越高。

火箭的推力來源於噴出的物質,但這並不是推力的唯一來源。對於飛機、小鳥、風箏來說,發動機、翅膀、空氣才是產生推力的關鍵。

「紅袋鼠物理千千問·空氣動力學」系列中,我們可以更加清楚地明白這些飛行器究竟是如何飛起來的。

「紅袋鼠物理千千問·空氣動力學」系列由著名加拿大物理學家克裡斯·費裡博士編著,以日常生活中常見的事物舉例,通過紅袋鼠與博士問答的形式引入科學知識,內容淺顯易懂,畫面簡單可愛,色彩豐富,是一套非常適合做物理啟蒙的親子共讀科普圖畫書。

「大力士胖五」帶著嫦娥五號探測器開啟了前往月球的旅程。在嫦娥五號進入預定軌道後,胖五的使命結束,接下來就是嫦娥五號探測器一展風採的時候了。

「嫦五」的「挖土」之旅需要闖過重重關口,順利進入環月軌道,在這之後,它就要分家了——一部分降落到月面去「挖土」,另外一部分則繼續環繞月球飛行。

這就必須了解一下人造衛星了。

人造衛星是由人類製造,利用運載火箭、太空梭等載具發射到太空中,環繞地球或其他行星運行的一種太空飛行器。

「嫦五」分離出的環繞月球飛行的這部分,就算得上是一顆臨時的人造月球衛星了,它能為地月之間的通訊搭建起橋梁。事實上,人造月球衛星的功能還遠不止地月通訊這一項,歷史上發射的許多人造月球衛星都在環繞月球的過程中,對月球進行了仔細的探測,包括月球地貌成像、月球土壤成分分析、大氣成分分析、月震等等。

我們能用肉眼看到人造衛星嗎?人造衛星會相撞嗎?它們的軌道是如何確定的?它們還能預測地震、預報天氣、探測礦故事、幫助搜救,甚至幫助人類研究宇宙?

關於人造衛星,還有這麼多有趣的問題。想知識答案,你只需要一本書就夠了。

《植物大戰殭屍2武器秘密之你問我答科學漫畫·人造衛星卷》

「植物大戰殭屍2武器秘密之你問我答科學漫畫」系列由臺灣著名漫畫團隊笑江南編繪,科學知識由來自中科院、清華大學等高校的專家教授審定。《人造衛星卷》通過一個個輕鬆詼諧的漫畫故事,講述了40個關於人造衛星的或有趣或前沿的知識點,圖畫生動形象,對話幽默有趣,摒棄了刻板說教,寓教於樂。有了這樣一本既爆笑,又能學知識,還能得獎品的科學漫畫書,再也不用擔心學知識太枯燥啦。

這次「嫦五」奔月,是時隔44年之後,人類將再次從月球帶回巖石和土壤樣品。

在月球上實現無人自動採樣,絕對是一個高科技、高難度項目。首先,「嫦五」飛行到環月軌道上穩定下來之後,會釋放著陸器降落到月球表面。然後,著陸器採取深鑽、淺鑽、「鏟土」、「挖土」、「夾土」等方式採集月壤,放入上升器的容器中。接著,上升器返回到繞月運行的軌道器並與之對接,並將裝有月壤的容器放入軌道器上的返回器中。然後,返回器脫離軌道器開始返回地球,來到地球附近時,返回器擇機進入大氣層,並將容器釋放出來。最後,科學家只需撿到剩有月壤的容器就可以了。

全部過程都是無人自動完成,可以說,我們能從月球上挖到這第一桶土,多虧了近年來機器人及人工智慧技術的飛速發展。而太空中的機器人應用,可比在地球上困難得多。

太空機器人——在太空飛行器或空間站作業的機器人,擁有鋼筋鐵骨和智能系統,可以代替人類探索浩瀚宇宙。

球形太空機器人

球形太空機器人的外形類似籃球,是世界上最早進入太空的機器人。球形太空機器人通過噴氣式推進器移動,能夠利用超聲波和紅外線技術,對周圍環境進行測繪,在太空中執行不同的圖像繪製任務。它每次大約可以工作90分鐘,電量快用盡時,會自動回到指定位置進行充電。

微型太空機器人

工作時間約為17小時,僅需完成規定的有限任務,可以節約高額的維護成本。它的外形就像一個正方體的鐵塊,重量只有10千克。雖然它相貌平平,但相機、輻射計、磁力計和紅外光譜儀等該有的設備樣樣俱全。

太空「蜻蜓」機器人

太空「蜻蜓」機器人是一種安裝在地球靜止軌道通信衛星平臺上的輕型、低成本的太空作業機器人,主要任務是為衛星在軌安裝和置換天線反射器。它的主體是一條重76千克、長3.5米的高自由度機械臂,可以靈活搬運物體。它的應用,可以縮小被發射衛星的整體體積,降低發射成本。

太空「嗅探」機器人

專門用於「嗅探」太空設備洩漏的機器人,可以探測並定位太空設備潛在的危險問題。沒有任務的時候,太空「嗅探」機器人被安放在「太空機器人旅館」中。「太空機器人旅館」通常位於國際空間站的外側,它能為多種太空機器人提供容身之所,並幫助它們抵擋小型拋射物、空間輻射以及極低氣溫等帶來的威脅。

太空變形機器人

目前,科學家們正在研發太空變形機器人,可以通過形態變化,實現滾動、飛行、懸浮甚至是遊泳。太空變形機器人的外形看上去就像一個普通的倉鼠籠,但「籠子」的內部卻是一個精巧的無人機。球形的「籠子」可以幫助機器人在地面上滾動,必要的時候,「籠子」會分為兩半,釋放出裝有螺旋槳的無人機,以用於空中監測。

3D列印太空蜘蛛機器人

運用3D列印技術,科學家們可以直接在太空軌道上製造航空部件。這款能在太空「織網」的3D列印太空蜘蛛機器人配有靈活的機械臂和3D列印工具。科學家們只需要將它和少量原始建材送到太空,就能在太空中打造出所需要的部件。

探月取壤固然重要,但它並不是人類探索月球的全部。

自古以來,人類仰望浩月,總有無盡的疑問:日食和月食是什麼?月球上真的有兔子嗎?月球表面到底是什麼樣的?月亮朝著地球的一面是不變的嗎?在月球上看到的天空是什麼樣的?

問題的答案,盡在《植物大戰殭屍2武器秘密之你問我答科學漫畫·宇宙卷》和《植物大戰殭屍2武器秘密之你問我答科學漫畫·天文卷》

月球是距離地球最近的星球,茫茫太空,更多秘密至今仍是「未解之謎」。比如,水星上有水嗎?火星上有生命嗎?太陽系是否存在第九大行星?小行星帶是怎麼形成的?宇宙有邊界嗎?人類可以給外星人打電話嗎?……

《植物大戰殭屍2太空未解之謎》漫畫書收集了三十多個小讀者感興趣的太空未解之謎,鮮明生動的圖畫和通俗幽默的文字一一呈現這些謎團的來龍去脈,好看又好玩。……打開書頁,可以跟隨植物戰士們一起,探尋重重迷霧後,這些奇妙有趣又尚未定論的太空謎題。

「吾生也有涯,而知也無涯。」無窮無盡的太空,藏著無窮無盡的奧秘。北京大學地球與空間科學學院教授田原老師,也就是《植物大戰殭屍2太空未解之謎》的審訂專家說:「面對浩瀚的太空,我們有太多不知道的事情,有太多的第一次等待著我們去實現。人類懂得謙卑,卻從不怯懦——這世界上最大的挑戰,不正是去探索把地球對比成一粒砂礫、一顆塵埃的宇宙嗎?」走近太空未解之謎,了解科學,認識自己,放飛想像,探索未來。

未來的解謎人,你準備好迎接挑戰了嗎?

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