【科技广角】燃爆!中国第一个登陆月球背面!这些知识点老师可以讲给学生了

时间:2019-06-13 07:00:01 来源:时空之窗 当前位置:峰哥悄悄话 > 学习 > 手机阅读

图 | 插图精选


1月3日10时26分,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5 度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。


此次任务实现了人类探测器首次月背软着陆、首次月背与地球的中继通信,开启了人类月球探测新篇章。


作为一件全世界媒体都在报道这个足以震惊全球的大事,就连NASA局长Jim Bridenstine都在推特上发文表示祝贺,并称这是人类首次(在月球背面着陆)。


这不,星宝立马为老师们奉上一份热气腾腾的讲课资料,如果你们这样讲中国第一个登陆月球背面的知识,学生一定视你为大神哦。


· 知识点 1 ·

为什么永远只能看到月亮的一面?


很多人可能到现在还不知道原来我们看到的月亮永远只是一面?


 


想不到吧?从小看到的月亮其实都只有这一面,差不多是这个样子:


 

按理说这个解释不通的,月亮也会自转的。这个是千真万确的事情。



按照日常想法,既然会自转,那就应该是这样的,我们应该看得到月亮全貌:


 

但是现实是残酷的,实际上并不会这样。具体星际宇宙理论我们不多说,太枯燥,就说有一个事情,称之为:潮汐锁定。


大致是个什么概念,用小学生的话尝试解释一下,就是地球对月亮有一个作用力,甭管是引力还是什么力,这个力称为潮汐力。


在这个力的作用下,其实月亮是被地球拉变形了,这是真的。因为月亮靠近我们的一面肯定是受力面,而另外一面受到的力小,下面这个形象的图就能解释一切。



懂了吗?可以看到月亮其实是变形了。放在现实中是这样变形的:


 

那么我们再加上月亮围绕地球公转,再加上它自己的自转,那就很好理解了,刚刚转到一定程度,就被拉回来:



再转再拉,怎么都逃不过地球的潮汐力的拉扯,所以我们在地球上看月亮就变成这样了:



在真实的世界中,月亮永远给我们的是这一面:



 · 知识点 2 ·


月亮的背面有什么?


很多人看不到月球背面,所以产生了各种猜测,在《变形金刚3》这部影片里,说月球背面是一个外星人的基地,很多的艺术家也做了猜测和绘画,背面都是外星人基地。



不管如何预测,月球的背面总是伴随着“神秘”“恐怖”“黑暗”等标签,很多人都想了解的真相!



那么可能你要问,既然人类早早的就登陆了月球,那何不再去背面看看?



当然,其中涉及很多的航空航天知识和宇宙原理,我们不可能全部说完,其中一个很大的道理在于难度非常大。


因为月亮本身的体积和角度位置,我们从地球发送上去的各类通讯波传不到月球背面。而各种登录器是需要地面控制的,否则你怎么登陆?这也是一个非常大的难点,全世界都没想到,第一个人类登陆月球背面的国家竟然是中国!


全世界头版头条都报道了这个足以燃爆全世界的事情:


 


很多外媒都认为这是中国在航天航空科技的巨大突破,拥有了探索太空的力量!



可能有人会想,为什么我们不先登陆正面而是直接登陆背面?正面已经有很多国家登陆了,我们的科学家可是很傲娇的哦,“要么就不玩,要玩就玩难的!”


 

大家要知道一点,虽然看似这是一件事,但是背后包含的科技元素范围非常广,物理、化学、冶金等几乎所有的科技都在背后做支撑,就好像我们只看到了被抛起的主教练,但是下面托举他的有无数双手。


根据英国根据国家广播公司的说法,它“揭开了神秘的纱”,“开启了人类月球探索的新篇章”。我们非常诗意的把它称为“嫦娥四号”,来看看早先火箭升空的情形。感受下当时壮观的场面:



· 知识点 3 ·


怎么解决月球背面没信号的问题?


有人可能想问了,背面没信号问题怎么解决的?中国人的智慧此时发挥了,我们先发射了一颗中继星,利用中继星给登录器传递信号。这个中继星我们也诗意的给它起名——鹊桥号。


 

大家别以为这个事情简单,其中涉及到难以想象的复杂计算,各种角度和链路测试错一点点都是不行的。其中的技术含量非常的高,这也是人类第一次采用这种方式,给太空技术画上了浓重的一笔。这也是美国的NASA一直想做而没做成的事情。


 

科学家就鹊桥号的轨道控制也是非常困难。上去的轨道和最终要登陆的轨道完全不同,其中还要经历艰难的变轨控制,稍微差一点点就彻底失败。还要按照预定路线进行:



大家要知道,这个冯卡门撞击坑可不是普通的地方。以前我们登录月球正面表面,算是直接轻轻跳到平坦的水泥地上,而这次中国的背面,这个登录器是要翻山越岭的!这个冯卡门坑落差高度达到了16.1公里!这需要落很长的一段时间才能到地面。



可以从画面上感觉一下这个地形的险要:



上面的比例大家别小看哦,把你人放上去的话连一个像素都不到。这是着陆器的动画示意图:



而很多人都想知道月球背面的真实情况吧?这是早先拍到的一张照片:



随着慢慢接近,图片越来越清晰。


 

这是人类历史上第一张月球背面的“高清大图”,以往的探测器都是远远的拍一张。在场所有的科学家都非常非常的激动,因为只有真正踏实平稳后才算是登陆成功,稍微“崴脚”或者不平侧翻这个就前功尽弃,看看科学家们紧张的样子,很多科学家都是一夜无眠。


 

可能大家还没意识到这个有多难,中继星虽然能够代为传递控制信号,但是有延迟的!差不多60秒左右。而登陆器登陆总共也只有700多秒,意思就是在相当长的时间内,完全靠自己的登陆!


在没有信号的情况下,在空荡荡的宇宙中,在孤独的月球上一个人!没有任何的帮助!顽强的靠着自己登陆!这是多么无助的场面,如果她有感觉一定是这样的,这也是让我们最心碎的时刻!


最终!我们成功了!月球背面第一张彩色照片出来了!这是中国拍摄到的人类第一张月球背面照片!


你好!月球!



这张照片轰动了全世界,全世界都在关注。就连NASA局长Jim Bridenstine在推特上发文表示祝贺,并称这是人类首次(在月球背面着陆),成就令人印象深刻。



天知道她是经过多么痛苦和艰难的历程达到了月球背面,虽然从此之后她只能遥望地球再也无法回家,但是她将给我们带来宝贵的探测数据!



而人类第一次踏足了这片神秘的区域。中国的国旗第一次出现在了这里!


· 知识点 4 ·


如何实现在月球的背面种菜养蚕?


本次登陆除了做一些常规科学探测任务之外,还有一个顶级任务——发扬中国的农耕文化,我们要在月球的背面种菜养蚕!所谓种豆得豆,这点无可争议。



可以说,只要有中国人的地方就一定有种菜,随便哪里都能种,哪怕你住公寓大楼都有人能在阳台种菜种花,一句话,走到哪里种到哪里,只要有地方,我们就能种菜。大家看看这个:

 


这个大小和奶粉罐差不多的罐子叫月面微型生物圈。相当于我们的菜田,里面有土豆种子和拟南芥,还有蚕宝宝的卵。


在罐子里通过光导管,土豆和拟南芥会进行光合作用,释放氧气,而蚕宝宝吸入氧气,排出二氧化碳和生活垃圾提供给土豆和拟南芥的种子,循环往复,小生态圈就初现形态了。这个对于研究宇宙生物发展有着重大的意义。


我们中国人不仅第一个登上了月球背面,还第一时间在月球背面种菜、养蚕……真的是太厉害了!



网友们都笑死了,太强了!怎么都没想到第一个在外太空种菜的竟然是我们中国人,连马特达蒙也只敢在科幻片里火星种土豆,我们直接给你月球种真土豆。


 

 

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