張靜華
失之毫厘,謬以千里,整體入軌成最佳方案
毛新愿殷向榮
執行第一大任務的環繞器,集中了整個探測器的推進系統、能源系統、通信系統、導航制導與控制等核心系統,是整個任務成敗的關鍵。只有連續進行一次深空機動和四次軌道修正,才能確保“天問一號”始終飛行在理想軌跡上,最終和火星如期相遇。
與火星成功“相遇”,指的是沖進火星的引力影響范圍。太陽占據了太陽系總質量的99%以上,是太陽系內的引力中心,它會把火星等行星的引力影響范圍約束在一個定義為“希爾球”的空間內。
理論上,火星的“希爾球”半徑約為100萬公里,至少在內部1/3的位置,探測器才能長期穩定環繞軌道。當然,實際情況下,探測器需要達到更近的距離,它需要沖到距離火星表面僅有幾百公里的位置開始制動。
進入火星引力影響范圍只是開始。如果以火星為參照,“天問一號”的相對速度會超過從火星表面永遠逃離的逃逸速度(約5公里/秒)。如果不制動減速,“天問一號”只能完成對火星的“驚鴻一瞥”,隨即在火星引力作用下改變軌道,飛入更遠的太空。最終,被太陽引力重新拉回,成為一顆人造“小行星”,與火星和地球再無交集。
由此可見,最佳入軌方案的選擇,是遠征火星的重中之重。
從具體工程實踐角度看,著陸器和巡視器的目標并非環繞火星,它們完全可以不跟隨環繞器而直接降落火星。理論上,在近火星上空,“天問一號”的著陸器攜帶巡視器立即分離,環繞器可以單獨進入環繞火星軌道,這樣對環繞器的要求將大幅降低。這也是蘇聯的“火星2號”“火星3號”,還有歐洲的火星快車和“小獵犬2號”、微量氣體探測器和“斯基亞帕雷利”號曾經采取的方案。
但這種方案也存在很大的不足——容錯空間極小。
我國對火星的認知還不多,對火星著陸區域尚無實地勘察,且沒有穩定運行在火星上空的環繞器作信號中繼服務。另一方面,火星大氣稀薄、地形復雜,整個著陸過程僅有約7分鐘時間。但目前,地球、火星間約1.9億公里的雙向通信有長達21分鐘左右的時延。這意味著,整個分離著陸過程,探測器將完全失去地面測控支持。此方案就好比在“刀尖上起舞”,存在很大風險。上述提到的蘇聯及歐洲的幾個任務中,除了“火星3號”著陸器成功著陸、工作了十幾秒鐘外,其余著陸器均以失敗告終。
為將后續風險降至最小,“天問一號”采取了探測器整體進入環繞火星軌道的方案。這樣,雖然會給環繞器帶來不小的工作壓力,但留給著陸器和巡視器自由選擇著陸窗口的空間更大,完成后續任務將從容很多。
(來源:《“天問一號”進入大橢圓環火軌道》,《解放軍報》2021年3月5日)
【閱讀訓練】
⒈選文說明的主要內容是什么?
答:
⒉選文是按照什么順序介紹說明對象的?
答:
⒊文中畫線句子中“由此可見”的“此”指代什么?
答:
⒋下列對選文內容的分析理解,沒有錯誤的一項是()
A.選文運用了多種說明方法,如列數字、舉例子、下定義、打比方等。
B.除了“火星3號”著陸器成功著陸、工作了十幾秒鐘外,迄今為止還沒有著陸成功的。
D.“天問一號”采取整體入軌方式,有利于它之后探測任務的順利完成。
棒打鴛鴦,王母娘娘沒做錯
趙君鵬
①“迢迢牽牛星,皎皎河漢女。纖纖擢素手,札札弄機杼。終日不成章,泣涕零如雨。河漢清且淺,相去復幾許!盈盈一水間,脈脈不得語。”東漢這首詩流傳至今,牛郎織女的愛情故事也讓人感慨不已。
②雖然牛郎織女的神話故事是虛構的,但是牛郎星和織女星是真實存在的。
③牛郎星位于天鷹座,它距離地球約17光年,直徑是太陽的兩倍,質量是太陽的1.8倍。牛郎星呈橢球體,因為它的自轉速度是太陽的60倍,巨大的離心力使得它的“腰圍”很大。它和附近的幾顆星組成的圖形像是一只雙角三足的牛,所以它被稱為牛郎。牛郎星和織女星都比太陽更熱、更亮、更大、更年輕;但是質量越大的恒星,消耗燃料的速度也越快,所以它們的壽命遠不及太陽,只剩下短短的幾億年了。
④織女星夏季高懸于北半球的夜空,是天琴座中最亮的恒星,距離地球25光年。之所以稱之為織女星,是因為它旁邊的四顆星連在一起像織布所用的梭子。織女星的直徑是太陽的2.59倍,質量是太陽的2.1倍。和其他恒星一樣,它發光發熱的原因是在其核心位置持續進行著核聚變反應。它與天鷹座中的牛郎星、天鵝座中的天津四,組成了一個近似直角三角形的圖案。位于三角形直角頂點的織女星特別引人注目,它是第一顆被人類拍下來的恒星,也是第一顆有光譜記錄的恒星。
⑤無數個夜晚,人們“坐看牽牛織女星”,講述著這個動人的神話故事。善良的人們批評王母娘娘棒打鴛鴦,希望牛郎織女能相聚相守。實際上,牛郎星和織女星相隔16光年,和銀河系中其他恒星一樣,它們沿著各自的軌道按逆時針方向公轉。除非有巨大的外力改變它們的軌道,否則這兩顆恒星永遠沒有相會的可能。不過,我們不妨暫且滿足人們的美好愿望,設想一下牛郎星和織女星相會將發生什么情景。
⑥作為質量和直徑巨大的恒星,牛郎星和織女星相會以后將組成恒星雙星系統,在各自的軌道上環繞著共同的質量中心運動。隨著時間的流逝,它們會先后變成白矮星,其中質量較大的白矮星會將另一顆的一部分能量吸引過來,使得自己的質量和體積不斷膨脹。當它的質量達到一定程度時,就會到達恒星演化的末期——超新星階段,發生劇烈的爆炸。爆炸時的亮度能照亮整個星系,并且(可能一定)持續幾周,甚至幾個月才會逐漸衰減。在此過程中,它所釋放的能量相當于太陽一生中釋放的能量的總和。爆炸時產生的物質將會以十分之一光速的速度向外拋散,其中有一部分會到達地球。
⑦美國堪薩斯大學的一位科學家曾發表文章,稱200萬年前的地球海洋生物大滅絕事件可能就是距離地球3億光年的兩顆超新星爆炸導致的。爆炸產生了藍光,其亮度足以擾亂地球生物的睡眠模式,這種情況持續了兩周左右。更嚴重的是爆炸散發的宇宙射線到達地球之后,引起了持久的高能粒子陣風,改變了大氣層,使得地球溫度降低,非洲變得干涸,許多森林變成了草原,世界進入了冰川時代。織女星離地球很近,如果它發生超新星爆炸,后果將比200萬年前地球所面臨的情況更嚴重。屆時地球上的生命,包括人類在內,將會深受影響。
⑧這樣看來,神話中的王母娘娘頗有先見之明,她讓牛郎織女身處銀河兩岸而不能相守一生,是有道理的。那么,牛郎和織女還是隔河相望、遙寄相思吧。
(來源:《知識窗》2020年12期)
【閱讀訓練】
⒈簡析選文標題的妙處。
答:
⒉選文說明的主要內容是什么?(不超過40字)
答:
⒊第③段和第④段都使用了哪些說明方法?
答:
⒋從第⑥段括號內選擇運用正確的詞語,并說明理由。
答:
【參考答案】
《失之毫厘,謬以千里,整體入軌成最佳方案》
⒈“天問一號”為什么要采取探測器整體進入環繞火星軌道的方案。
⒉由因到果的邏輯順序。
⒊上一段最后兩句——如果不制動減速……與火星和地球再無交集。
⒋D。
《棒打鴛鴦,王母娘娘沒做錯》
⒈巧妙點出說明對象;有悖常理,容易激發讀者的閱讀興趣。
⒉如果牛郎星和織女星相會,最后將會發生大爆炸,給地球帶來深重災難。
⒊列數字、作比較、作詮釋。
⒋選用“可能”。因為牛郎星和織女星相會是作者所做的一種假設。相會后到達超新星階段會發生劇烈的爆炸,是由假設推導出的結論,無法用事實證明。所以只能使用“可能”,而不能使用“一定”,這樣才能體現出說明文語言準確性的要求。另外,如果用“一定”,就與后面的句子“甚至幾個月才會逐漸衰減”相矛盾。
(作者單位:河北省樂亭一中)