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2014年高考物理复习第4章第4课时万有引力与航天训练题含解析新人教版（可编辑）
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3秒自动关闭窗口行的，如果为了满足太阳角和日地张角等的约束，远地；联64次，日本、中国2次，欧空局和印度各1次；可谓孪生姊妹；娥二号”发射窗口的变化，也对发射场系统设备的可靠；项需求，长征三号丙运载火箭对整流罩等进行了改进，；
行的，如果为了满足太阳角和日地张角等的约束，远地点应处在白天环境下，这时地球同步卫星的发射就要在晚间进行。发射窗口宽度一般为1小时左右。 　　对于卫星星座、轨道交会、轨道拦截等发射任务而言，由于要求将卫星送入惯性空间中预定的轨道面，因此对发射时间有更严格的要求，发射时间由轨道面在惯性空间中的指向（轨道升交点赤径）确定，在一天24小时内都有可能。发射窗口的宽度取决于轨道面的误差要求。 　　月球探测器和行星探测器的发射窗口主要取决于目标天体（月球或行星）的位置，发射必须在地球与目标天体处于一定的相对位置之时间范围内进行。如果错过这段时间，地球与目标天体的相对位置发生变化，则相应要调整火箭的发射方位角或飞行路线。 　　嫦娥二号第1次近月制动成功顺利进入环月轨道 　　北京时间6日11时6分，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥二号卫星成功实施第一次近月制动，32分钟后，卫星顺利进入周期约12小时的椭圆环月轨道。 　　嫦娥二号任务测控通信指挥部副指挥长、北京航天飞行控制中心副主任麻永平说，近月制动是卫星飞行过程中最关键的一次轨道控制。嫦娥二号卫星飞行到月球附近时，其相对月球的速度大于月球逃逸速度，如果不减速，卫星将飞离月球。要实现绕月飞行，必须进行制动，将其飞行速度降低到月球逃逸速度以内，从而被月球引力捕获，成为月球卫星。 　　11时6分，北京航天飞行控制中心调度地面测控系统，向嫦娥二号发出指令，卫星发动机准时点火，工作32分钟后，正常关机。对各项测量数据的分析计算结果表明，卫星顺利进入周期约为12小时的椭圆环月轨道。 　　据介绍，与嫦娥一号卫星相比，嫦娥二号实施近月制动时距月面更近、速度更快、制动量更大。同时，月球重力场对卫星轨道的摄动影响也相应增大，进而影响近月点轨道预报、轨道控制精度和近月点捕获后快速定轨的精度。这对卫星的控制能力和测控系统的测量精度提出了更高的要求。此次近月制动成功，为嫦娥二号最终进入“使命轨道”进行科学探测活动奠定了坚实基础，使我国航天测控“月球精密定轨”技术得到了进一步验证，标志着我国航天测控水平有了新的提高。 　　据悉，北京航天飞行控制中心将于近日择机对嫦娥二号卫星实施一次轨道平面机动和两次近月制动，确保卫星进入周期118分钟的“使命轨道”。通过在轨测试后，卫星将开展科学探测活动。迄今的月球探测活动　　全球迄今进行了127次月球探测活动 　　这127次探月活动中，美国57次，苏联6
联64次，日本、中国2次，欧空局和印度各1次。以上成功或基本成功64次、失败63次，成功率50％。 　　从1958年至1976年，美国共发射了7个系列54个探测器：先驱者系列（5次发射，1次成功），徘徊者系列（9次发射，3次成功），月球轨道器系列（5次成功发射），勘察者系列（7次发射，5次成功），阿波罗系列（11次成功发射），“艾布尔”系列（3次发射，全部失败），“探险者”系列（3次发射，2次成功）。 日本月亮女神发射升空1958年至1976年，苏联共发射了4个系列64个月球探测器：月球系列（43次发射，24次成功），探测器系列（14次发射，5次成功），“宇宙”系列（6次发射，全部失败），联盟L3号（失败）。 　　上世纪90年代以后，更多的国家开展了月球探测，共进行了7次： 　　1990年1月，日本发射飞天号月球轨道器，成为第三个发射月球探测器的国家。飞天号接近月球后与地面失去联系，未获得探测成果。 　　1994年月，美国发射克莱门汀号月球轨道器，绘制月球表面数字地形图，发回180万张图片。 　　1998年1月，美国发射月球勘探者号轨道器，进行遥感探测，并于同年7月撞击月球寻找月球存在水冰证据。 　　2003年9月，欧空局发射第一个月球探测器Smart－1，采用太阳能离子发动机，成功完成预期月球探测任务，并于2006年9月撞月。 　　2007年9月，日本“月亮女神”（SELENE）月球轨道器发射成功。2009年6月，“月亮女神”受控撞月，结束为期２年左右的探测任务。 　　2007年10月，我国嫦娥一号发射，圆满完成预定探测任务，于2009年3月受控撞月。 　　2008年10月，印度的“月船1号”绕月卫星发射成功，对月球进行了全球成像，并进行了矿物和化学测绘。2009年8月，“月船1号”在轨工作312天后，与地面失去联系。 　　2009年6月，美国发射“月球勘测轨道飞行器”（LRO）和“月球坑观测与遥感卫星”（LCROSS），10月9日LCROSS成功撞击月球，发现了水。LRO目前仍在轨工作。 　　2010年10月，我国嫦娥二号发射，后续工作正在进行。
印度月船１号发射升空编辑本段总师访谈卫星系统总师 黄江川　　谁打造中国奔月首列“直通车” 　　●直接奔月5天到达月球 ●相机成像分辨率优于10米 　　“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份星。因为“嫦娥一号”出色完成了探月一期工程目标，没有必要再发射备份星。为最大限度节省国家的资金，我们对这颗“嫦娥一号”的备份星进行了一系列技术改进，把它改造成了探月二期工程的先导星“嫦娥二号”。从外观来看，“嫦娥二号”和“嫦娥一号”大小和形状几乎完全一样，
可谓孪生姊妹。 　　与“嫦娥一号”相比，“嫦娥二号”此次奔月有以下新亮点： 　　直接奔月了。“嫦娥一号”是先发射到地球附近的过渡轨道，绕地球7天以后才飞向月球。最终到38万公里外的月球，“嫦娥一号”飞行了13天多。此次“嫦娥二号”卫星将由运载火箭直接送入奔月轨道，预计5天左右就可到达月球。 　　飞得更近了。相比“嫦娥一号”200公里高度环月轨道，“嫦娥二号”将进行100公里高度环月探测，并将进入100公里×15公里椭圆轨道绕月飞行，最近点距离月球只有15公里，将在更近距离内探测月球地形地貌。 　　装备更好了。“嫦娥二号”将携带诸多新装备奔月，比如，“嫦娥一号”搭载的CCD相机分辨率为120米。而“嫦娥二号”搭载的CCD相机在100公里圆轨道和100公里×15公里椭圆轨道的近月点处，将分别对“嫦娥三号”的预选着陆区进行优于10米和1.5米分辨率的成像试验，能获得更清晰、更详细的月球表面影像数据。 　　技术更新了。同“嫦娥一号”相比，“嫦娥二号”技术系统更加复杂。“嫦娥一号”有9个分系统，“嫦娥二号”增加了一个技术验证系统，主要验证“嫦娥三号”任务的部分关键技术，为后续任务实现月面软着陆积累经验。 　　在“嫦娥二号”执行任务过程中，面临的主要风险有3点：一是发射时火箭能否将卫星精确送入奔月轨道；二是卫星到达月球时能否被月球顺利捕获；三是能否顺利降到距月球15公里的轨道上。“嫦娥二号”卫星设计寿命半年，但只要一切按计划进行，节省出的燃料能够让“嫦娥二号”卫星“伴月”的时间更长，完成更多的探测试验任务。发射场系统总师 周凤广　　谁让“嫦娥”又一次平安出发 　　●确保设备“健康上岗” ●发射力争“零窗口” 　　尽管已经成功发射了“嫦娥一号”，但对我们来说，每一次发射都是全新的挑战，必须从“零”开始。 　　此次“嫦娥二号”发射任务的新情况，可将其归纳为“两变”：发射位置变了，发射窗口变小了。 　　由于“嫦娥二号”要直飞月球，推力要大。故与“嫦娥一号”选择“一塔制”的3号发射工位不同，“嫦娥二号”将选择“两塔制”(包括脐带塔固定、勤务塔移动)的2号工位进行发射。长征三号丙运载火箭带助推，将带给“嫦娥二号”更强劲的推力。 　　看似简单的位置变化，带来的却是一连串新的技术挑战。为确保已使用20多年的2号工位胜任此次发射任务，我们对其进行了相关技术升级和改造，开展了发射塔大封闭空调系统、常规加注系统等30余项技术改造，仅完成的设计施工图纸就达600多张。 　　“嫦
娥二号”发射窗口的变化，也对发射场系统设备的可靠性提出了更高要求。与“嫦娥一号”多次变轨奔月不同，“嫦娥二号”将直接飞向月球，因而发射窗口的限制更多、可选择时段更少。“嫦娥一号”发射窗口设计周期是1个月，“嫦娥二号”窗口周期则是半年。如错过今年10月的发射时机，就只能等到明年4月了。“嫦娥一号”发射实现了“零窗口”，“嫦娥二号”我们力争也要达到这一目标。 　　为确保万无一失，我们严把测试数据关、质量归零关、数据复核关和阶段评审关，系统梳理完善了需重点关注的关键设备和应急预案。 　　只有想不到，没有做不到。我们甚至预想到了防范多种意外灾害，专门对供配电分系统的某些地方进行了改造。为确保每一项设备都“健康上岗”，我们必须精细、精细、再精细……火箭系统总师 姜杰　　谁再把“嫦娥”托举到月亮门口 　　●独特结构运载能力更强 ●发射4次成功率100% 　　迄今为止，人类已进行的100余次探月活动，成功率仅有50%，其中多数问题源自火箭。相比“嫦娥一号”任务，“嫦娥二号”任务对运载火箭推力的要求更大，卫星入轨精度要求更高。 　　发射“嫦娥一号”时，我们比较小心谨慎，慢慢地调整轨道，飞行了13天14小时19分、行程206万公里才到达月球。这次发射“嫦娥二号”，我们更有把握了，可以直接射向月球，预计5天左右完成38万公里的奔月之旅。当月球捕获“嫦娥二号”后，卫星便可按照我们的设想开展系列试验工作。 　　实现这一目标，离不开成熟的火箭发射技术。其实，发射卫星就像一种特殊的“打靶”，力量要把握得恰到好处――力量大了，卫星有可能直接撞上月球；力量小了，卫星又可能与月球擦肩而过。 　　因此，我们在火箭的选择上慎之又慎。经过反复研究论证，我们把发射“嫦娥二号”的重任交给了长征系列火箭的新成员――长征三号丙运载火箭。 　　与发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭相比，长征三号丙运载能力更大，由2.6吨提高到了3.8吨。火箭起飞重量约为345吨，总长54.84米，整流罩直径4米。 　　自2008年首飞以来，长征三号丙运载火箭已经进行了4次发射，成功率100%。 　　长征三号丙运载火箭属于中国12个型号的长征系列运载火箭之一，是“金牌火箭”长征三号甲的孪生兄弟，最大的特征是由三级液体火箭捆绑2个助推器组成，这种独特的“非全对称”火箭在“长征”系列里是唯一的。它的投入使用，填补了我国高轨道运载能力的一个空白，真正形成火箭运载能力系列化。 　　此外，为满足 “嫦娥二号”任务的多
项需求，长征三号丙运载火箭对整流罩等进行了改进，对遥测参数、延时存储器和利用控制机配套数量进行了调整，并采用制导关机技术，完全能满足“嫦娥二号”卫星精确入轨的要求。 　　谁牵手“嫦娥”和月球“亲密接触” 　　●3艘“远望”船列阵大洋 ●106种预案从容应对 　　同样的距离，不一样的路。如果将“嫦娥一号”13天多的“奔月”之路比作“国道”，那么“嫦娥二号”将要走的是一条“高速公路”，只用5天就可重访月宫。 　　“嫦娥二号”采用可连续3天发射的任务方案。与“嫦娥一号”任务布设2艘测量船不同，此次任务我们将布设3艘“远望”测量船，列阵大洋携手牵“嫦娥”。 　　“嫦娥二号”环月后，将择机进入100公里×15公里的椭圆轨道。这就是说，卫星距离月球最近时仅15公里，相当于地面上客机在15000米高空飞行。卫星飞行至月球背面，地面无法监视其状态，加上月球表面有许多6―7公里高的山峰，若控制不好，卫星存在撞月的危险。 　　风筝高飞线在手。“嫦娥二号”在遥远太空能否顺利完成和“月宫”15公里的“亲密接触”，取决于“放风筝者”――咱们航天测控人飞控的精细水平。 　　我们预设了火箭入轨异常、变轨未能实施或滞后实施、发动机故障等共106种预案故障模式，并制定了153种故障处理对策，以此确保“嫦娥二号”任务万无一失。 　　“嫦娥二号”还有一项任务引人注目：验证“嫦娥三号”任务关键技术X频段。X频段是国际深空探测技术的发展趋势，与日益拥挤的S频段相比，X频段测控资源更丰富。从理论上讲，X频段轨道测量精度会更高，也可使相应的星载设备体积小型化，有利于飞行器飞得更远。 　　目前，我国深空网建设已全面展开，将着力建设3个大型深空探测站。预计到2016年左右，可以实现三站联网。不久的未来，将为中国的载人登月、火星探测提供支持……地面应用系统总师 李春来　　谁让我们更清晰看见月亮的“脸” 　　●一边奔月一边探测 ●15公里“睁眼”拍月球 　　形象地比喻，地面应用系统是探月工程的“头”，又是探月工程的“尾”。在工程初期，地面应用系统要负责科学目标设定；任务实施时，它又是卫星有效载荷业务运行的管理中心，是探测数据的处理与管理中心。不夸张地说，我们“起得最早，睡得最晚”。 　　相比“嫦娥一号”而言，“嫦娥二号”任务我们面临许多新的变化。 　　有效载荷的变化是“嫦娥二号”的重要看点之一。“嫦娥一号”有效载荷是8种，“嫦娥二号”则为7种。尽管我们取消了“嫦娥一号”原有的干涉成像
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