方興未艾的太空探索熱

導(dǎo)語：

隨著2007年10月24日我國首顆探月衛(wèi)星——嫦娥一號的發(fā)射升空，新一輪太空探索的熱潮悄然興起。太空探測是一個國家國力和科技發(fā)展水平的體現(xiàn)，也是我國航天活動發(fā)展的必然選擇。中學(xué)生要注意培養(yǎng)自己的科學(xué)素養(yǎng)，關(guān)注科技，閱讀科技文章是中學(xué)生不能缺少的一課。

【一號美文廳】

深空探測

崔千遠(yuǎn) 徐 瑞

人類所生存的地球，只是浩瀚宇宙中的滄海一粟。人造地球衛(wèi)星、載人航天技術(shù)的發(fā)展，使人類認(rèn)識宇宙的目光越來越遠(yuǎn)；而探索更深更廣的太空，則成為現(xiàn)代人類航天活動的主要目標(biāo)。

深空探測主要包括對月球的探測、行星及其衛(wèi)星的探測以及小行星和彗星的探測三大方面。具體說來就是對太陽系內(nèi)除地球外的行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星等的探測，以及太陽系以外的銀河系乃至整個宇宙的探測。它是繼衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天之后的又一航天技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域。深空探測對人類了解太陽系的起源、演變歷史和現(xiàn)狀，進一步認(rèn)識地球環(huán)境的形成與演變、探索生命的起源和演變以及積極開發(fā)和利用空間資源具有重要意義。深空探測的總體科學(xué)目標(biāo)大致可歸納為：探索太陽系和宇宙（包括生命）的起源和演化；開發(fā)和利用空間資源（空間環(huán)境、能源和資源等）；發(fā)展空間技術(shù)，推進科學(xué)技術(shù)的進步；擴展人類的生存空間；為人類社會長期的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

20世紀(jì)90年代以來人們又把目光轉(zhuǎn)向月球，一方面現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展為人類提供了進一步探測月球的可能性，另一方面月球獨特的自然環(huán)境和資源一直吸引著人類。月球上沒有大氣干擾，是進行科學(xué)實驗和天文觀測的圣地。如果在月面上建立天文臺，將會探測到宇宙中的許多奇異現(xiàn)象。月球的引力只有地球的1／6，發(fā)射火箭所需的燃料將會比地面少得多，因此月球也是個難得的航天發(fā)射基地。月球兩極大量冰水的發(fā)現(xiàn)更使人類對月球刮目相看，因為有了水，人類在月球上生存的基本條件便已具備。人們可以利用水得到氫氣和氧氣，氧氣和水供人呼吸飲用，使植物生長，氫和氧還可作為火箭燃料，供飛船返回地球或前往火星或更遠(yuǎn)的星際探險。這樣，人類在月球上建立永久性實驗室甚至定居點并非天方夜譚，月球很可能成為人類遠(yuǎn)征其他星體的中轉(zhuǎn)站。

深空探測中的另外一個引人矚目的天體便是離人類最近的行星——火星?；鹦鞘堑厍蜍壍乐庾羁拷厍虻男行?，離地球的距離僅次于金星，也是太陽系中離太陽最遠(yuǎn)的石質(zhì)行星，與地球最為相似?；鹦侵睆郊s為地球的1／2，質(zhì)量是地球的1／10，自轉(zhuǎn)周期與地球相當(dāng)。公轉(zhuǎn)周期約為地球的1．88倍?；鹦侵車邢”〉拇髿?，上千條干涸的河床。由于火星的特殊位置，以及大小和環(huán)境與地球最相近，從而作為人類最佳的太空移民場所而備受關(guān)注，因此對火星的直接探測有很大的吸引力。好多年來，人類共發(fā)起30多次火星探測計劃，拍攝了大量的圖片，獲得了豐富的火星表面數(shù)據(jù)，為以后的火星軟著陸和人類登陸火星打下了堅實的基礎(chǔ)。

深空探測是一個國家綜合國力和科技水平的綜合體現(xiàn)，是我國航天活動發(fā)展的必然選擇。從2002年開始，我國再次進行月球探測工程——“嫦娥”工程的綜合論證工作和實施工作，目前“探月工程”一期已經(jīng)實現(xiàn)，二、三期工程正在論證過程中。月球探測工程共分為三個階段：一期工程簡稱“繞”，即發(fā)射探月衛(wèi)星，環(huán)繞月球飛行并拍回三維圖像；二期工程是“落”，即將月球車或探月機器人送到月球表面降落，進行科學(xué)探測；三期工程叫做“回”，即采集月球樣品等任務(wù)完成后，返回地球。

（選自《中國教育報》，有改動）

閱讀思考

1.本文說明的對象是什么，運用了什么順序來說明的？

2.本文第二段用了哪些說明方法？說明的主要內(nèi)容又是什么？

3.仔細(xì)閱讀第三段，簡要回答開發(fā)月球有什么意義？

4.為什么說“火星是人類最佳的太空移民場”？請用原文中的相關(guān)語句具體分析。

5.請你給文章加一個總結(jié)性的結(jié)尾。（要求語言簡潔，不超過70字）

【二號美文廳】

開發(fā)空中水資源

朱相遠(yuǎn)

科技創(chuàng)新的意義已人盡皆知。但科技創(chuàng)新要以想象力創(chuàng)新為先導(dǎo)，恐怕還要加以倡導(dǎo)。愛因斯坦說過：“想象力是科學(xué)研究中的實在因素?！痹诮鉀Q水資源的問題上，也需要想象力創(chuàng)新，從我們的國情出發(fā)，另辟蹊徑。

自大禹治水至今，四千多年來，我們的水利工作一直在地表水的疏導(dǎo)、截流上做文章。近年來因深井技術(shù)的出現(xiàn)，又轉(zhuǎn)而過量開采地下水，造成許多地下漏斗，引發(fā)地面沉降。難道我們就不能換一種思路，對水利工作進行一次戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)移，把視野從地面轉(zhuǎn)向空中，著力研究開發(fā)空中水資源嗎？這將闖出一條切實解決我國缺水難題的新路。

古人云：“黃河之水天上來?！币磺械乇硭詠碜钥罩薪邓?。海洋每年的蒸發(fā)，有453萬億噸水汽形成降水，90%以上又回到海洋，約有41萬億噸降水在地上形成徑流，可供人使用。我國的水汽主要來自印度洋，還有些來自大西洋與太平洋。這些水汽以降水與蒸發(fā)形成平衡，約每隔8天循環(huán)一次。據(jù)估計，我國陸地上空的水汽年累積量約在20萬億噸以上。其中約6萬億噸形成降水，除去蒸發(fā)后，還有2.7萬億噸形成江河湖泊等徑流。通常說我國人均年占水量為2200噸，就是這2.7萬億噸水被12.5億人口除出來的結(jié)果。

20萬億噸空中水汽，只剩下6萬億噸，可見尚有相當(dāng)潛在的空中水資源可供開發(fā)。如果再增加10％的降水量（即每年6000億噸）是完全可能的。若其中1/3進入西北與華北，將能顯著緩解那里的缺水狀況。我國從上世紀(jì)50年代起，就開始搞人工降雨作業(yè)，一直綿延至今。如今已擁有6000余門火炮及一支專門隊伍。但因其科技含量不高，僅停留在向云層開炮，噴灑碘化銀，操作粗放，盲目性大，命中率低，成本偏高，不成規(guī)模，所以效果難以評估。每遇干旱難熬時，地方政府就撥款打炮，能降多少算多少，以解燃眉之急。

目前，世界各國對于云霧成雨理論、降水科學(xué)等應(yīng)用基礎(chǔ)研究不甚重視，使人工降雨技術(shù)缺少理論指導(dǎo)。對于我國來說，必須把開發(fā)空中水資源當(dāng)作一項戰(zhàn)略決策。發(fā)揮社會主義能辦大事的優(yōu)越性，組織全國氣象、科技、水利、高校、國防、農(nóng)林、電訊、航空等多方面的專家形成合力，共同研究。這項原創(chuàng)性的應(yīng)用基礎(chǔ)研究與技術(shù)開發(fā)，沒有現(xiàn)成的可以引進或模仿，唯有自力更生，進行創(chuàng)新。

當(dāng)今遙感、探測技術(shù)已有不少成果可以借用，它們?yōu)檫@項應(yīng)用基礎(chǔ)研究與技術(shù)開發(fā)提供了可能。我們可以建成全國統(tǒng)一的空中水資源探測及預(yù)報的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還有宏觀調(diào)配指揮系統(tǒng)，運用雷達、微波、遙感等高新技術(shù)，摸清空中水汽的形成、演變、運動、消長過程，將這些瞬息萬變的大量數(shù)據(jù)，傳輸?shù)接嬎阒行?，根?jù)一定的數(shù)學(xué)模型，捕捉云層降水臨界狀態(tài)的準(zhǔn)確位置與滯留時間，然后采用先進、準(zhǔn)確、高效、廉價的催化劑和噴灑技術(shù)，對可降水而又不降水的云層形成規(guī)模降水。

面對水資源匱缺的嚴(yán)重威脅，我們已別無選擇，只能在目前發(fā)展節(jié)水技術(shù)、防治水污染及做好地面水利工作的同時，早日著手空中水資源的開發(fā)工作。

（選自《光明日報》，有改動）

閱讀思考

1.作者認(rèn)為我國開發(fā)空中水資源的可能性具體表現(xiàn)在哪些方面？請簡要地列出來。

2.第三段中“古人云：‘黃河之水天上來’”一句運用了什么說明方法？在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上各起什么作用？

3.第六段中“對可降水而又不降水的云層形成規(guī)模降水”的說法是否矛盾？對此你怎樣理解？

【三號美文廳】

火星上的水哪兒去了？

何德功

美國“機遇”號火星車的最新探測結(jié)果顯示，現(xiàn)在干燥寒冷的火星，歷史上也許有過一番海濤拍岸的景象，火星表面過去可能部分為海水所覆蓋。如此浩瀚的大海現(xiàn)在究竟在哪里？這一番“滄海桑田”的變化原因何在？近來，日本科學(xué)家不斷對此發(fā)表看法。

日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)水谷仁教授認(rèn)為，金星過去也曾有水，但由于它離太陽太近，及大氣中高濃度二氧化碳產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，使金星表面溫度極高，水因此被全部蒸發(fā)，消失在茫茫的宇宙中，而火星水的消失好像和金星不太一樣。

水谷仁教授說，磁場毀壞在火星水的消失中起到了巨大作用。在人類居住的地球上，磁場好比盾牌，擋住了太陽向地球傾注的高能粒子，防止太陽風(fēng)暴直接光臨大氣層和地面。現(xiàn)在的火星雖然還有很強的磁場，但已經(jīng)沒有像地球這樣的規(guī)模?；鹦谴艌龃蟾旁?0多億年前伴隨火星內(nèi)部的冷卻凝固而逐漸被毀壞，使火星難以避免太陽風(fēng)暴的全面襲擊，大氣中的水蒸氣因此被分解為氫和氧，消失在茫茫宇宙中。

另外，火星只有地球一半大，引力僅相當(dāng)于地球引力的40%，維系大氣的力量相對較弱，這對水的消失也有一定影響。原蘇聯(lián)“福波斯”2號探測器還發(fā)現(xiàn)，在火星黑夜的一側(cè)現(xiàn)在仍有大量氧氣向宇宙流失?？茖W(xué)家根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)推測，過去火星的大氣壓曾是目前地球大氣壓的近3倍，而現(xiàn)在只有地球的１／５０，在這種情況下，如果火星表面有少量水流出，馬上就會汽化。

也許，并非火星上所有的水都消失在宇宙中。東京大學(xué)副教授阿部豐說，隨著大氣中水、二氧化碳減少，溫室效應(yīng)減弱，火星逐漸變冷，大氣中的水經(jīng)冷凍之后降到地面，因此，火星上的水可能像冰川一樣藏在地下。

根據(jù)美國“奧德賽”火星探測器在火星上空觀測的數(shù)據(jù)，以火星南極為中心的高緯度地區(qū)地下有大量氫分子存在。如果這些氫分子和氧結(jié)合以水的形式存在的話，會成為一片煙波浩渺的大海。然而從上空觀測最多只能觀測到地下一米的情形，阿部豐副教授認(rèn)為，在高緯度地區(qū)更深的地下，可能會有冰川存在。歐洲“火星快車”探測器前不久也發(fā)現(xiàn)了火星極地有水的痕跡。

日本國立天文臺渡邊潤一副教授認(rèn)為，“勇氣”號和“機遇”號火星車靠太陽能電池獲得能量，因此著陸地點都選在陽光很強的火星赤道附近，而在火星赤道附近的地下現(xiàn)在基本上沒有水。按預(yù)定計劃，美國和歐洲將于2007年再次分別發(fā)射火星探測器到火星中高緯度地區(qū)，如果獲得成功，屆時關(guān)于火星水的爭論可能會一錘定音。

（選自《南方科技頻道》）

閱讀思考

1.第一段畫線句子在結(jié)構(gòu)上有什么作用？

2.請你從文中找出關(guān)于火星水去向的三種解釋。

3.第四段用了哪些說明方法？有什么作用？

4.第七段中的黑體詞“基本上”能不能刪去？為什么？

參考答案

《方興未艾的太空探索熱》

一號美文廳：

1.深空探測 邏輯2.作詮釋、分類別。說明了深空探測的包含內(nèi)容、重要意義及總體科學(xué)目標(biāo)。3.月球上沒有大氣干擾，是進行科學(xué)實驗和天文觀測的圣地；月球的引力只有地球的1／6，發(fā)射火箭所需的燃料將會比地面少得多，因此月球也是個難得的航天發(fā)射基地；月球兩極有大量冰水，具備了人類在月球上生存的基本條件；人們可以利用水得到氫氣和氧氣，氧氣和水供人呼吸飲用，使植物生長，氫和氧還可作為火箭燃料，供飛船返回地球或前往火星或更遠(yuǎn)的星際探險。4.火星是地球軌道之外最靠近地球的行星，離地球的距離僅次于金星，也是太陽系中離太陽最遠(yuǎn)的石質(zhì)行星，與地球最為相似；火星直徑約為地球的1／2，質(zhì)量是地球的1／10，自轉(zhuǎn)周期與地球相當(dāng)，公轉(zhuǎn)周期約為地球的1．88倍；火星周圍有稀薄的大氣，上千條干涸的河床。5.示例：目前，深空探測已經(jīng)成為世界各國展示高科技水平的一個舞臺。相信隨著科技的不斷發(fā)展，太空奧秘必將被人類一一揭開。

二號美文廳：

1.尚有相當(dāng)潛在的空中水資源可供開發(fā)；我國從上世紀(jì)50年代起，就開始搞人工降雨作業(yè)，一直至今；社會制度優(yōu)越，專家形成合力，共同研究開發(fā)；先進的遙感、探測技術(shù)可供開發(fā)利用。2.引資料。內(nèi)容上，形象地說明了“一切地表水皆來自空中降水”的道理；結(jié)構(gòu)上，引出說明對象，總領(lǐng)下文。3.不矛盾?！翱山邓笔侵妇邆淞私邓臍庀髼l件，有降水的可能性；“又不降水”是指具備了條件也不一定降水，也是表示一種可能性。 作者這樣寫是為了強調(diào)人工智能控制降雨的重要性。換句話說，云層降不降雨，在一定程度上可以由人工加以調(diào)控。

三號美文廳：

1.總領(lǐng)全文（引出下文）2.磁場毀壞在火星水的消失中起到了巨大作用；火星引力較小，維系大氣的力量相對較弱，這對水的消失也有一定影響；火星上的水可能像冰川一樣藏在地下。3.列數(shù)據(jù)、作比較、舉例子。準(zhǔn)確而簡要地說明了“火星引力較小，維系大氣的力量相對較弱，這對水的消失也有一定影響”的科學(xué)原理。4.不能?！盎旧稀北砻鞑皇墙^對的意思，因為就目前掌握的情況來看，火星赤道附近的地下確實沒有發(fā)現(xiàn)水，但并不是證實沒有水，也就是說并不排除有水的可能。這樣用詞，一方面表現(xiàn)了作者科學(xué)嚴(yán)肅的精神，另一方面體現(xiàn)了說明文語言的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性。