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2021高考作文考點角度:嫦娥五號,摘回一片“明月”

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今天三好網高中語文老師為大家帶來2021年高考作文考點角度——嫦娥五號,摘回一片明月,一起來看看吧!
 
12月17日凌晨嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在內蒙古四子王旗預定區域安全著陸。
11月24日凌晨4時30分,承載無數人希冀的目光,探月工程嫦娥五號探測器在中國文昌航天發射場順利升空。
12月1日23時11分,嫦娥五號探測器成功著陸在月球正面西經51.8度、北緯43.1度附近的預選著陸區,并傳回著陸影像圖。
12月2日,嫦娥五號著陸器和上升器組合體完成了月球鉆取采樣及封裝,我國的月球探索之路邁出了堅實的一步。
12月3日23時許,月球坑洼不平的灰色表面上,點綴著幾朵綻放的深色“花朵”。那是嫦娥五號完成首次地外天體采樣后,留下的新鮮印記。
 
摘回一片“明月”,這個中國人千百年來的美好期盼,隨著嫦娥五號探測器翩然落月,一切變得更加觸手可及。
 具體查看: 嫦娥五號帶土返回地球,創造5項中國首次
 
 
嫦娥五號
時隔近兩年,中國航天器又重返月球。
 
2019年1月3日,嫦娥四號完成了人類首次月背登陸,玉兔二號月球車如今仍巡視在月球背面的“永夜之地”,入夜則眠,日出則醒。
這次嫦娥五號的任務,就是在月球正面未曾探索過的區域收集塵埃和碎片并將其送回地球,以便于分析月球形成演化歷史。如果一切順利,中國將成為繼美國、蘇聯之后,第三個成功采集月壤的國家,而距離上一次成功采集月壤,已經過去了40多年。
 
01
嫦娥五號任務作為中國探月工程“繞、落、回”三部曲的最終章,它的成功將意味著中國掌握了無人月球探測的最主要基本技術,尤其是掌握從月球返回地球的技術能力,這無疑給載人登月直至月球科研站的設想奠定了堅實基礎,意味著中國向航天強國邁出有力的一步。
因為,載人登月乃至載人登火星,所用到的技術不會超過為“繞、落、回”這三種任務形式設計的技術。借用登月第一人阿姆斯特朗的話,可以說,嫦娥五號的一小步,可能是未來載人登月的重要鋪墊。
 
02
這次嫦娥五號沒有使用中型火箭長征三號系列,而采用長征五號大火箭發射,主要原因是嫦娥五號的探測器重達8200公斤,遠超之前的嫦娥系列飛行器,只有長征五號才能把它送入太空。
除了重,嫦娥五號還極具復雜性,堪稱國內迄今最復雜的航天器之一。嫦娥五號探測器由上升器、著陸器、返回器、軌道器4部分組成。在飛行過程中,它們會根據不同的任務階段組成不同組合。
 
03
從200公里月球軌道開始,嫦娥五號著陸器和上升器將分離并下降到月球正面風暴洋西北部地區1300米高的火山群。有月球研究學者形容,從地球上看起來,這里更像是廣闊、黑暗的熔巖平原。
嫦娥五號登陸點即采樣點就在此地。過去,沒有人類或是探測器到訪此處,這里和嫦娥三號的月球虹灣著陸點的緯度基本相當。
嫦娥五號上升器和著陸器在月面站穩后,將同時用兩種方式采樣:機械臂在月球表面抓取、鉆具鉆取。隨后樣本將被將儲存于上升器,以便升空。
 
04
一切準備就緒后,嫦娥五號上升器將從月球起飛。
若在地球上發射,有專門的發射塔架,有相隔幾千乃至幾萬公里的陸地測控站,有海上航天測量船和天上的天鏈衛星。但在距離地球38萬公里以外的月球,如果著陸地方不夠平坦,不可能像調整發射塔架一樣調整著陸器姿勢。嫦娥五號上升器從月球起飛,可視為一次從月球發射航天器的無人試驗。
一旦上升器回到月球軌道,樣本需要被轉移到返回器上。樣本的順利轉移有一個前提:上升器能和軌道器與返回器的組合體精準對接。
兩個航天器在空間的交會對接,好比浩瀚太空中“穿針引線”。上升器和軌道器、返回器組合體的重量相差較大,如果采取觸碰式對接,一旦控制不好速度和彼此的位置,上升器很可能被“撞飛”。因此兩者的對接采用“摟緊”方式,類似雙臂拉住單杠隨后收緊。這種方式對精度要求極高,達到厘米級。
解決“精度”難題,靠的是精確無比的導航控制技術。但距離地球38萬公里之遙的月球上空,沒有GPS和北斗導航系統這樣的衛星導航星座。要精確預測兩個航天器在月球軌道上飛行的位置和速度,還取決于對月球引力場掌握的程度。在寂靜無聲的月球上空,兩器的精準對接,將仰仗地球上的深空測控手段和嫦娥五號自己攜帶的敏感器來實現。
現在,剩下的挑戰,就是怎樣把月球樣品容器轉移到軌道器里的返回器,完成樣品的轉移。月球樣品小,但轉移通道和進入容器也十分狹小。用如此小的動作精確完成轉移,這在人類航天歷史上還沒有出現過。
當返回器“吞入”樣品、關上蓋子,軌道器和返回器組合體將與上升器分離,在預定時機加速進入月地轉移軌道,踏上回家之路。
 
05
在中國歷次探月任務中,有過航天器在月球軌道上長期飛行,或是最后完全脫離月球引力場去更遠的星際空間,從月球軌道上“逃逸”,安全回到地球,是第一次。因此,精確設計返回軌道是嫦娥五號返回器順利著陸在內蒙古四子王旗預定著陸點的關鍵保障,但對軌道設計人員來說,非常困難。
對地面測控與回收系統來說,從地球上看月球東升西落只有十幾個小時。為了始終能夠“看見”航天器和月球,需要建設更多深空測控站,實現全天候對嫦娥五號凝望。
當嫦娥五號軌道器攜返回器由月球向地球呼嘯而來,在接近地球大約5000公里高度時將返回器釋放。隨后返回器將獨自以每秒約11公里的第二宇宙速度返回地球。這是能夠脫離地球引力場束縛的最小速度,也比從近地軌道返回地面的神舟載人飛船返回艙要快得多。
為解決這個難題,科技人員設計了半彈道跳躍式返回辦法,相當于在太空“打水漂”。
返回器進入地球大氣層,減速后將再次跳出大氣層并第二次進入大氣層。返回器再入地球大氣層的速度將從十幾公里每秒降低到七公里多每秒,以安全落地。
為了化解風險、驗證方案,中國2014年將再入返回飛行試驗器即嫦娥五號T1發射升空,3天后繞月并返回地球。嫦娥五號T1使中國成為第3個能夠成功讓航天器從月球軌道重返地面的國家。
12月中下旬是冬至前后,一旦月球“挖土”使命達成,嫦娥五號歸來正逢深夜,內蒙古四子王旗的著陸點很可能已是白雪皚皚,搜索返回器的任務將在寒冷的黑夜進行,但迎接嫦娥五號歸來的人們,心一定是火熱的。
從人類航天史的角度審視,中國探月工程是人類向外太空探索樂章中的一段節拍。就像中國探月科學家所說的,探索月球和地外天體是人類共同的使命,既由人類的探索天性和科技進步所驅動,也同時驅動著科技發展,推動著人類為共同的命運而不斷飛翔。我們是這一壯美樂章的共同譜寫者。
 
01
嫦娥五號“落月”四大看點
 
 
這是16年來中國探月工程“繞、落、回”三部曲的最終章。
跟以往的探月任務不同,這一次,“嫦娥五號”探測器的最終任務,就是采集2到4公斤的月球土壤與巖石,最終帶回地球。
眾所周知,到目前為止,成功從月球帶回樣品的國家只有兩個:美國和前蘇聯。
“嫦娥五號”的月球之旅一旦成功,意味著時隔近半個世紀,全人類終于又等來了一次月球采樣的重要時刻。
 
看點一:“選址準、落得穩”
 
嫦娥五號任務的落月和近月制動一樣,有且只有一次機會,必須一次成功。由于涉及采樣后上升器的月面起飛,所以,嫦娥五號落月的過程也是為后續上升器月面起飛選擇“發射場”。相較于嫦娥三號、四號,嫦娥五號對于著陸點的位置精度和平整度方面的高要求是空前的,這需要著陸區域內無太高的凸起、無太深的凹坑,坡度要符合任務要求。
 
為實現“選址正確、落得準確”,嫦娥五號采用了五院502所在嫦娥三號和四號上應用的“粗精接力避障”方式。著陸上升組合體在飛到距離月面100米時會懸停一下,通過對選定區域拍照,精確識別選好落點。之后,著陸上升組合體再斜向下飛行,邊下降邊注意避障,飛到選定著陸點的正上方后豎直下降,在距離月面較近時提前關閉主發動機,然后利用著陸腿的緩沖實現軟著陸。
 
看點二:著陸緩沖“顯身手”
 
落月的關鍵在于平穩二字。嫦娥五號著陸上升組合體在落月時,撞擊月面會形成較大的沖擊載荷,必須設計相應的著陸緩沖系統,吸收著陸的沖擊載荷,保證探測器不翻倒、不陷落,這是落月的技術難題之一。著陸緩沖機構,通俗地說,就是嫦娥五號的“腿”。
 
嫦娥五號的“腿”繼承了嫦娥三號、嫦娥四號的良好基因,具有完全自主知識產權的“偏置收攏、自我壓緊”式方案,保證收攏簡單、展開可靠,解決了著陸緩沖、著陸穩定性等多方面問題,確保嫦娥五號穩定可靠地完成與月球的“親密擁抱”。
 
看點三:“天黑請閉眼”
 
在降落的過程中,嫦娥五號著陸上升組合體距離月面較近時,主發動機會激起月塵,容易觸發月塵污染星敏感器,從而影響上升器后續的月面起飛。
 
為了不讓月塵“迷了上升器的漂亮眼睛”,科研人員特別設計了一個蓋子。在距離月面一定的高度時把星敏感器的鏡頭蓋起來,待落月之后月塵散去,再通知星敏感器把蓋子打開,這一睜一閉之間,著陸器和上升器組合體已經順利著陸在月亮之上。這一過程被科研人員親切地稱為“天黑請閉眼”。
 
看點四:定向天線“一線牽”
 
落月牽動著國人的心,38萬公里外的嫦娥五號正經歷著什么樣的考驗?所有的訊息,都需通過著陸上升組合體的一口小小的“鍋”來傳送遙測數據。這個“小鍋”就是定向天線——把探測器上的數據傳輸到地面的發射轉換裝置。
 
從月球把數據發送回地球,通信的距離相比地面手機通信遠了幾萬倍,這就需要采取特殊的對地定向天線來發送數據??蒲腥藛T設計的定向天線包含了反射面天線輻射器、雙軸驅動機構。此款反射面天線極致輕量化設計,相比同類天線減重40%以上,既輕便又可靠。
 
02
嫦娥五號為何只停留48小時?
 
科學家:必須按時回來,不然趕不上班車
 
眾所周知,嫦娥一號和二號完成的是繞月動作,嫦娥三號和四號是落月動作,而嫦娥五號要完成的則是“回”的動作,這次回來將帶回月球的巖石和土壤等月球上的樣品。取樣完成以后,嫦娥五號還需要經過幾道程序:首先就是在著陸器上進行月面的起飛,從靜止的狀態要加速到1.68公里每秒,并且還要上升到距離月球表面200公里高度與軌道器完成空中的對接!
 
對接完后,就是非常關鍵的一步——交接樣品,也就是從上升器上將月球土壤樣品轉移到返回器上,而且這個步驟就是在月球軌道上完成的。樣品轉移成功后,上升器就會和軌道器分離,最后被拋棄在月球軌道上,后面就由軌道器開始啟動發動機將返回器,達到2.4公里每秒的速度就開始離開月球軌道,真正踏上返回地球的旅程!
 
根據相關消息得知,嫦娥五號在月球表面停留的時間只有48小時,而據推算這個時間正好是呂姆克火山附近14點左右,這個時間點嫦娥五號就要啟程返回地球了。在這緊湊的2天里,嫦娥五號可以說是任務繁重,要接連完成鉆探取樣、月面抓取驗樣品、樣品打包和最后的起飛升空等動作。嫦娥真的很忙哦!
 
因此,嫦娥要等到月亮天黑之前回來,否則就要在月亮上過寒夜,而且還失去與軌道器對接的機會,趕不上這趟“班車”了!
 
03
中國探月精神的延續
 
如果能圓滿完成任務,“嫦娥五號”探測器將會創造中國探月工程的多個首次。這歷史一瞬的狂歡背后,藏著的卻是比人們所見還要艱難百倍的漫長摸索。人們都期待,“嫦娥五號”的奔月能為這個滿是坎坷的2020帶來一個大大的驚嘆號。
 
如今,中國的探月三期工程已經走到了勝利收官的階段,但這并不代表中國探月工程的謝幕。事實上,探月工程的四期任務早已鋪開,如果一切順利的話,作為嫦娥五號備份的嫦娥六號將成為我國探月四期的排頭兵,在月球南極進行采樣返回。因此,中國的探月事業又將帶著全新的熱情從新的起點開跑,航天工作人員們“嚴慎細實”的探月精神也將不斷延續。
 
04
話題速寫
【備考話題】
 
01·航天技術
這是探月工程第六次任務,也是我國航天領域迄今最復雜、難度最大的任務之一。此次奔月之旅,不僅要成功落月,還要實現月面采樣、月面上升、月球軌道交會對接、再入返回地球等多個首創性任務環節,被形象比喻為一趟月球“挖土之旅”。這不僅將成為我國航天技術的一次重大跨越,也將為進一步認識月球提供重要支撐。期待“嫦娥五號”平安、順利返回,為大家帶來來自月球的問候!
(來源:人民日報)
02·航天人
“白兔搗藥秋復春,嫦娥孤棲與誰鄰?”自古以來,皎潔明月總是寄托著人們繾綣不盡的情感,更激發著人們探索未知的豪情。但與神話傳說中嫦娥靠仙藥飛升廣寒不同,今天,我們靠著一代代航天人的不懈奮斗,實現了真正意義上的“嫦娥奔月”,開啟了探月圓夢的旅程。在向著星辰大海的進發中,越來越多的科研工作者,帶著他們的付出和擔當,為中國航天的每一次突破、每一步跨越注入不可或缺的力量。
(來源:人民日報)
【寫作角度】
01目光要長遠
曼哈頓計劃、阿波羅計劃、人類基因組計劃、863工程、載人航天工程、嫦娥探月工程……都屬于事關長遠的戰略計劃。它們的意義,盡管最終會關涉未來的日常生活,卻很難用柴米油鹽醬醋茶來形容。也因為它們常常需要耗時數年乃至十數年才能見到成效,任何短視的考量,都可能帶來難以估量的損失。(《人民日報》陸俠)
02全民奮斗
整個探月工程得以順利進行,離不開祖國日益強大的綜合國力的基礎和保障,離不開無數中國航天人幾十年來的艱苦奮斗和雄厚積累,離不開全國人民從各個方面給予的支持和關注。正如中國月球探測工程首席科學家歐陽自遠所說,這是中國人艱苦奮斗、不懈努力的結果。(人民網)
03科技創新
太空中的每一小步,對應著科研領域的一大步。“嫦娥奔月”的背后,是中國科技領域創新自強的盛大圖景。嫦娥五號任務,是我國航天領域迄今為止,最復雜、難度最大的任務之一,蘊藏了科技創新機制的突破與變革。中國創造正以昂揚的姿態驚艷世界,以一往無前的勇氣打造世界創新之高地。
【相關鏈接——航天人物】
 01.落月及月地返回技術的風險評估人——張履謙
參加探月工程的總體設計,研究月地信息傳輸,對落月及月地返回技術進行風險評估,中國工程院院士張履謙為探月工程做了大量工作,作為我國的雷達與電子技術專家和第一代衛星導航系統的策劃者之一。張履謙成功研制出微波統一測控(雷達)系統,為建立我國載人航天、空間站的空間測控網和月球、太陽系行星探測的深空測控網,打下了堅實技術基礎。
張履謙說:“天上的穩定性需要在地面下功夫,要求科研人員反復做實驗,確保數據的準確性、覆蓋性。這是一項艱苦、細致而又繁復的工作,科研人員要有耐心。”正是靠這種精神,張履謙才譜寫出他功勛卓著的人生。
 
02.嫦娥向導的鋪路人——葉叔華
2012年時,一座口徑65米、高70米、重2700噸的射電天文望遠鏡在上海佘山腳下建立,它能依托射電甚長基線(VLBI)技術清楚地聽到來自宇宙深處微弱的射電信號,為我國深空探測項目提供定規觀測。作為VLBI技術應用的倡導者和推動者,我國著名天文學家、中國科學院院士葉叔華說,中國VLBI天文測量網作為測控系統的測軌分系統在嫦娥一號測軌中起到關鍵作用,它為“嫦娥”奔月指明前行的方向。
在葉叔華看來,登月既為找能源,也為找家園。她說:“我們不但要到月球上去,很快還要到火星上去,也許有一天我們跑去把它綠化了,溫度也低了,那么十代、二十代、一百代以后可以移民到那兒去。”
03.中國探月工程的第一位總設計師——孫家棟
他是我國人造衛星技術和深空探測技術的開創者之一,中國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”的技術總負責人;他是中國科學院院士,也是我國探月工程第一位總設計師——孫家棟。
他說,中國航天事業取得今天的成就,依靠的不是一個人,也不是單純一個集體,而是靠黨中央的關懷和全國人民的大力支持。雖然功勛卓著,但他在各種場合下,總是謙虛地重復一句話:“有幾十年工作經歷的航天人很多,我只是其中普通的一員。”每次被授予獎勵,領獎時他的第一句話總是:“我懷著非常不安的心情,來代表大家接受這一項榮譽。”
04.中國探月工程首任首席科學家——歐陽自遠
中國科學院院士、第三世界科學院院士、國際宇航科學院院士,一個人,三個院士頭銜,他就是“嫦娥之父”、我國著名天體化學與地球化學家歐陽自遠。
作為中國探月工程首席科學家,他指出,當代的深空探測已經進入到月球探測是起點、火星探測是重點、小行星探測是熱點、木星與木星系探測是亮點的新階段。我國的月球探測已經成功實施無人月球探測階段的繞月探測(嫦娥一號和二號)和落月探測(嫦娥三號和四號),即將實施月球采樣返回(嫦娥五號和六號),進一步還要逐步建立月球科學探測基地。
他說,“我們的目標不止于月球,我們的目標是星辰大海。”
 
05.萬人探月團隊的首任總指揮——欒恩杰
從20世紀90年代我國探月思路的提出,到論證、立項、實施,直至成功,欒恩杰都是重要的見證者、組織者、領導者。他請來各個領域資深的老科學家,組建了一個近萬人的龐大工作團隊。他說,突破載人航天技術之后,繼續進軍深空探測領域是航天技術發展的必然規律,而深空探測的目標首先就是月球。為了載人航天、探月工程,欒恩杰付出了畢生心血。
2004年1月,我國探月工程被批復并正式啟動的當晚,愛寫詩的他用最慣用的情感表達方式,記下了那一瞬間的興奮與感慨:地球耕耘六萬載,嫦娥思鄉五千年。殘壁遺訓催思奮,虛度花甲無滋味。
 
06.探月發射現場的“定海神針”——葉培建
2001年10月,葉培建開始介入探月工程工作,到2004年春節后項目立項,葉培建和團隊完成了電性星、結構星、熱控星、攻關技術以及專項試驗等等,2005年10月,開始進入正樣星研制階段。
作為嫦娥一號總設計師兼總指揮,嫦娥三號首席科學家,嫦娥二號、嫦娥四號、嫦娥五號試驗器總指揮、總設計師顧問,葉培建在各號嫦娥方案的選擇和確定、關鍵技術攻關、大型試驗策劃與驗證、嫦娥四號首次實現月背軟著陸等方面發揮了重要作用。
近些年,葉培建更多是站在幕后,為年輕的航天工作者們撐腰。在發射現場,大家都說,葉總就是“定海神針”。
 
07.讓國旗在月背飄揚的現任總設計師——吳偉仁
吳偉仁是中國工程院院士,現任中國探月工程總設計師,2008年,他從孫家棟手中接下重任,在他的主持下,研發團隊肩負著幾代航天人的期望和汗水,披星戴月,攻堅克難,讓人類探測器首次在月球背面軟著陸,并插上了一面五星紅旗,這是人類探月史上唯一一面在月背飄揚的國旗,世界為中國驚嘆。
幾十年如一日深耕航天遙測領域,解決了諸多中國航天難題,但他卻說:“我是一個很平淡的人,只是從事了一項不平淡的工作。”他從山村走出,奔向夢想的太空,讓“嫦娥”“鵲橋”“天宮”在天邊化作閃爍星河。
 
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