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2021高考地理考点预测及知识拓展:天问一号着陆火星

http://www.newdu.com 2021-05-17 三好网 佚名 参加讨论

    天问一号着陆器成功着陆火星成了全民大热点,下面是资深老师给2021年高考生带来有关天问一号的高考地理考点预测及知识拓展,来学习吧。
    
    天问一号知识拓展:
    一,中国航天“三大精神”
    1.航天传统精神
    自力更生、艰苦奋斗、大力协同、无私奉献、严谨务实、勇于攀登
    2.“两弹一星”精神
    热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于登攀
    3.载人航天精神
    特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献
    二,中国航天精神内涵
    1.热爱祖国、为国争光的坚定信念
    航天人热爱祖国体现在报效祖国的使命意识和为国争光的责任意识。以国为重的价值观、无私奉献的精神都是航天人报效祖国的生动体现。60多年前,新中国初升的太阳召唤着海外赤子冲破重重阻力毅然归国,其中许多专家成为航天事业的奠基者和带头人。
    2.勇于登攀、敢于超越的进取意识
    中国坚持自主发展航天事业、向尖端技术领域进军的历程昭示了一个道理:我们唯有坚持以科技进步和创新为先导,努力实现技术发展的跨越,才能赶超世界先进水平,才能牢牢掌握推动经济社会发展和科技发展的战略主动权,才能在日趋激烈的国际竞争中赢得主动,才能有效地保障国家经济安全和国防安全,才能在世界高科技领域占有一席之地。
    3.科学求实、严肃认真的工作作风
    在航天事业创建初期,周恩来总理提出了“严肃认真,周到细致,稳妥可靠,万无一失”的“十六字方针”。这“十六字方针”始终影响着中国航天人。科学求实、严肃认真的工作作风,不但是航天精神的具体表现,也是航天科技工作者贡献给全社会的宝贵精神财富。
    4.同舟共济、团结协作的大局意识
    每一项航天工程都是规模宏大、高度集成的系统工程。全国数千个单位、十几万科技大军密切配合,自觉服从大局、保证大局,同舟共济、群策群力,坚持统一指挥和调度,有困难共同克服,有难题共同解决,有风险共同承担,充分发挥社会主义制度能够集中力量办大事的政治优势,凝聚成一股气势磅礴的强大合力。
    5.淡泊名利、默默奉献的崇高品质
    长期以来,广大航天工作者甘当无名英雄,不计得失,不求名利,以苦为荣,以苦为乐,无怨无悔,常年超负荷工作,默默承受着常人难以承受的压力。他们为航天事业奉献了青春年华,奉献了聪明才智,有的甚至献出了宝贵的生命,书写了许多可歌可泣的感人事迹。
    三,为啥天问一号绕火星飞了3个多月才着陆?
    拍照、勘察着陆区。
    2020年7月,天问一号发射奔火。
    今年2月10日,天问一号进行高难度的刹车制动,成功被火星引力捕获,成为我国第一颗环绕火星的人造卫星。
    2月24日,天问一号进入火星停泊轨道,开始运行约3个月。
    那么,为什么要绕行这么久呢?
    万事俱备再着陆。天问一号任务作为中国第一个火星探索任务,既需要通过变轨实现对火星各区域的探测覆盖,也会对火星的着陆区进行综合考察,包括成像、勘察,还需采集火星大气等数据,为接下来的着陆火星做好准备。
    不仅考察需要时间,数据的分析处理也需要时间,在准备充分以后,天问一号就会释放着陆器,将祝融号火星车送上火星表面。
    四,祝融号着陆的过程怎样?大概多久?
    9分钟,“疯狂”刹车。
    祝融号着陆器从轨道着陆的过程(EntryDescentLandingEDL)如图所示,大概可以分为降轨、分离、减速、悬停、着陆5个阶段。
    ①降轨
    在下降前5小时,天问一号建立降轨姿态,轨道器发动机点火降低,进入近火点50公里的大椭圆轨道。
    ②分离
    在距离地面100多公里处,实现轨道器和着陆器分离。不妨把此时的时间作为进入大气的起点,自此开启约9分钟的着陆。
    两器到达安全距离后,轨道器立即点火,抬升轨道进入中继轨道(环绕轨道)。轨道器升轨同时,也实时拍摄监测着陆器的下降过程。
    ③减速
    两器分离后,有三个减速过程。分别是气动减速、伞降减速、动力减速。
    (一)、气动减速,靠大气摩擦减速。此时展开配平翼,随着防热大底和大气不断摩擦,飞行器速度逐步降低,此阶段为纯气动减速段,消耗将近90%的速度,超音速减速伞打开。
    (二)、伞降减速,超音速减速伞打开,此时高度约11公里,减速伞使用的是盘-缝-带设计伞。此时着陆器将先后抛掉防热大底和背罩轻装着陆。
    (三)、动力减速,在着陆器同背罩分离同时,发动机点火,对地雷达随即开机,着陆缓冲机构(四条着陆腿)展开。
    ④悬停
    通过调整发动机推力,使着陆器在高度100米时,速度为0,达到悬停的目的,着陆器下方的对地相机同时拍摄下方图像,自主分析并选择相对平整适宜着陆的点。着陆器调整姿态,前往着陆点,并开始下降。
    ⑤着陆
    通过着陆腿的缓冲机构抵消剩余的动能。着陆器缓缓降落在火星表面,此时垂直速度和水平速度都非常小,通过着陆腿的缓冲抵消剩余的动能,类似于人从高处跳下时的下蹲。
    五,着陆过程中遭遇了哪些严峻挑战?
    天问一号任务一次性完成“环绕、着陆、巡视”三大步,着陆是其中最复杂、最难的部分。
    着陆过程,是着陆巡视器从进入火星大气层到降落到火星表面的过程,整个过程大约9分钟。虽然时间短暂,却是整个飞行任务中的一道顶级难题。
    挑战1:信号延时—超过10分钟
    轨道器和着陆器的分离决定任务成败。
    天问一号距离地球非常遥远,信号单程时延10分钟以上。地面无法进行实时测控干预,探测器会自主执行预先注入的指令,并自行判断指令执行的效果。一旦发现问题,必须在极短时间内进行自我诊断,排除故障。
    挑战2:刹车难控—历史成功率50%
    人类迄今共实施47次火星探测任务(含2020年7月的3次发射任务),成功或部分成功的仅25次,成功率刚过50%。而对火星着陆任务,目前共实施22次,算上此次,仅成功10次,中国此次火星探测任务在世界航天史上亦是创举。
    挑战3:险点难料—智能化要求高
    着陆受火星大气的影响,如果突然火星起沙尘暴那样极端的气象那有可能造成严重后果。此外热防护、降落伞,减速也是重要风险点。
    降落过程,目前中国尚未在外太空使用过降落伞,这是中国首次以降落伞的方式软着陆到地外行星。这个着陆过程与地球通信的延时很长,因此对自主性、智能性、实时性的要求更高。
    减速过程要求非常精确,减速控制如何足以决定任务的成败,如果速度没降下来,那着陆器就砸到火星表面,砸了一个坑不说,祝融号也会坏掉,前面的努力都会白费。
    另外姿态控制也很重要,如果没控制好,着陆时“四脚朝天”那就麻烦了。
    相比地球和月球,在火星表面着陆更加复杂。火星表面也笼罩着大气层,但大气密度仅为地球的0.6%~0.7%。航天器在进入火星的过程中,一方面无法单纯依靠大气降低到安全速度,同时又必须考虑空气摩擦产生的热量冲击。
    从目前火星地貌影像看,火星地形复杂程度超过月球,与地球、月球的地形很不一样。
    开展巡视探测工作的过程中,祝融号也将面临地形、能源、路况、沙尘、通信等各种挑战。
    
    

    六,着陆点为什么选乌托邦平原?
    着陆点选择需要综合科学与工程2方面进行考虑,以尽可能的降低工程风险,并提高科学探测价值。
    “天问一号”火星探测任务的首选着陆点位于火星乌托邦平原,是火星上最大的平原,其表面下可能有大量的水冰储备。在科幻系列《星际旅行》中,乌托邦平原就是星际联邦的主要造船基地。
    如果有一天,太空机构将人类送上火星,水将是一种至关重要的资源,因为它既可以维持宇航员的生命,也可以分解成氢和氧作为火箭燃料。
    飞往火星的宇宙飞船不太可能携带足够的水、氧气和氢气,完成往返火星的整个旅程。
    火星车上搭载了6种科学设备,包括可用来拍照导航的地形相机及雷达、测量火星气象的气象仪、火星表面磁场探测仪、火星表面成分探测仪等,为完成火星表面巡视探测和科学研究保驾护航。祝融号预计在火星表面工作90多天。
    六,那么,着陆器着陆后,轨道器干啥去了?
    轨道器降轨,变身“火星遥感卫星”。火星表面巡视探测任务结束后,轨道器将降轨到椭圆形的遥感任务轨道,又变身为“遥感卫星”。
    它将绕火星飞行约1个火星年(约2个地球年),完成火星全球遥感探测任务,同时兼顾祝融号火星车的中继通信。
    预计着陆后的第8个火星日,中国首辆火星车将缓缓驶下着陆平台,在乌托邦平原上轧下第一道印记。
     (责任编辑:admin)
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