(共23张PPT)
宇宙的边疆
卡尔
萨根
知人论世
卡尔·萨根(1934—1996),美国天文学家、科普作家。曾任美国康奈尔大学行星研究中心主任,被称为“大众天文学家”和“公众科学家”。他主持过电视科学节目,著有大量的科普书籍,其中《伊甸园的飞龙》曾获得普利策奖,电视系列节目《宇宙》在全世界引起强烈反响。美国《每日新闻》曾这样评论他:“他有三只眼。一只眼睛探索太空;一只眼睛探索历史;第三只眼睛,也就是他的思维,探索现实社会。”
知人论世
1976年,卡尔·萨根作为“海盗”号着陆舱的解说员,第一次随人类的宇宙飞船着陆在另外一个行星上,全球为之喝彩。为此,他和“海盗”号资料分析及探索计划处处长一起制作了科教片《宇宙》,用生动活泼、通俗易懂的方式传播科学知识。这部电视片创造了美国公众电视网最高收视率,60多个国家的2亿观众观看了这部片子。同时,他还出版了与电视片同名的科普力作——《宇宙》。在这本书中,萨根把世上万物融入宇宙宏大的背景下,用上知天文下知地理的渊博知识畅叙宇宙的形成,列举宇宙的进化,讴歌生命的诞生,并从宇宙观的高度审视人类社会,讨论人类在宇宙中的地位。
2.写作背景
1976年,卡尔·萨根作为“海盗”号着陆舱的解说员,第一次随人类的宇宙飞船着陆在另外一个行星上,全球为之喝彩。为此,他和“海盗”号资料分析及探索计划处处长一起制作科教片《宇宙》,用生动活泼、通俗易懂的方式传播科学知识。这部电视片创造了美国公众电视网最高收视率,60多个国家2亿观众观看了这部片子。同时,他还出版了与电视片同名的科普力作《宇宙》。在这本书中,萨根把世上万物融入了宇宙宏大的背景下,用上知天文下知地理的渊博知识畅叙宇宙的形成,列举宇宙的进化,讴歌生命的诞生,并从宇宙观的高度审视人类社会,讨论人类在宇宙中的地位。
重点字词的读音
晕眩(xuàn) 踝节(huái) 脚趾(zhǐ) 夙望(sù) 广袤(mào)
甲烷(wán) 氦气(hài) 奄奄一息(yǎn) 璀璨夺目(cuǐ càn)
解释词语
微不足道:非常渺小,不值得一提。
川流不息:(行人、车马等)像水流一样连续不断。
人才济济:形容有才能的人非常多。
好大喜功:指不管条件是否许可,一心想做大事,立大功(多含贬义)。
奄奄一息:形容气息微弱,只存一口气。
任务一:阅读《宇宙的边疆》,提到了哪些重要的概念?
《宇宙的边疆》:
提出了“宇宙结构”“天体”“星云”“星系群”“星系”“恒星”“黑洞”“行星”等概念。
文本解读
阅读课文,梳理文章的行文思路和基本内容。
《宇宙的边疆》:由星系(星系群、子星系)到太阳系再到行星缓缓推进,从宇宙的整体到星系的组成,再到太阳系,最后回到地球。表达了作者对宇宙探索和人类未来的思考。(空间顺序)
安排的原因:其一,就宇宙的演化来看,因为先有宇宙,次有星系,再有恒星,再有行星,所以作者也按这样的顺序介绍宇宙的构成;其二,这是电视片的解说词,从摄影的角度来看,先整体后局部便于把握。
《宇宙的边疆》主要运用了哪些说明方法?请结合具体内容,完成下面的表格。
说明方法 例子 作用
列数字 宇宙间有若干千亿(1011)个星系。每个星系平均由1 000亿个恒星组成 1.
作比较 2. 把光在每秒内通过的距离和地球周长做比较,使我们对光的速度有了具体可感的认识
打比方 我们心情激动,感叹不已,如同回忆起许久以前的一次悬崖失足那样令人晕眩战栗 3.
举例子 4. 说明在气体行星及其冰冻卫星的内侧就是充满岩石的温暖的内太阳系,让人信服
使人们对事物的大小、数量有一个清晰的了解
一束光每秒钟传播18.6万英里,约30万千米,也就是7倍于地球的周长
化抽象为形象,让人如同亲身感受到了探索宇宙奥秘时的心情
例如,在那里有红色行星——火星。
《宇宙的边疆》中有大段的议论和抒情,是否干扰了对宇宙的说明?
作为电视片的解说词,不仅要让观众了解宇宙的客观构成和相关知识,还要表达人类对宇宙的主观认识和人类探索宇宙的意义,这样才能感染观众,激发人们对宇宙的兴趣。所以,议论和抒情不仅没有干扰介绍,反而使介绍更具有科学意蕴和人文内涵。
《自然选择的证明》和《宇宙的边疆》这两篇文章分别属于学术著作和科普作品,在表达方式和语言风格上有什么不同?请结合原文进行简要分析。
表达方式方面。《自然选择的证明》以举例论证(举例说明)为主。作为学术著作,内容学术性强,有理论高度,作者在论述时,运用举例子阐述观点。如“拿鸟类来说,……”“例如:为什么南美洲热带和温带的鸫类,……”。《宇宙的边疆》运用了大量的议论与抒情。本文作为科普文章,为了让观众了解宇宙的客观构成和相关知识,感染观众,运用了议论和抒情。如“假如我们被随意搁置在宇宙之中,我们附着或旁落在一个行星上的机会只有1033分之一(1033,在1之后接33个0)。在日常生活当中,这样的机会是‘令人羡慕的’。可见天体是多么宝贵”等。
《自然选择的证明》和《宇宙的边疆》这两篇文章分别属于学术著作和科普作品,在表达方式和语言风格上有什么不同?请结合原文进行简要分析。
语言风格方面。《自然选择的证明》作为学术著作,本文用词准确,表达严密,表述严谨。如“物种中存在着个体差异,这是大家所公认的”,这类确凿的观点,说得非常肯定;“仅此一点,自然选择学说已是极为可信的了”中的“极为可信”,强调了可信的程度,但仍不是定论,语言表述非常严谨。《宇宙的边疆》作为一篇科普文章,本文的语言毫无干涩、枯燥、板滞之感,而是很直观、形象。这与文中大量运用比喻、拟人等修辞手法不无关系。如“我们在这个宇宙中只不过是晨空中飞扬的一粒尘埃”,这一句运用比喻,写出了人类在宇宙中的渺小;“有些恒星稳重端庄地转动着;有些恒星狂热地旋转着,弄得自己面貌全非,成了扁圆形”这一句运用拟人的修辞手法,极形象地揭示了恒星种类各异的旋转方式。
6.下面是《宇宙的边疆》中的文字,请筛选并整合重要的信息,为“行星系”下一个定义。
有些恒星可能被数百万个没有生物的由岩石构成的小星球所包围,这些小星球是在它们演化的某个初级阶段冻结而成的行星系。大概许多恒星都有跟我们类似的行星系:在外围具有由大气环所包围的行星和冰冻卫星,而在接近中心处则有温热的、天蓝色的、覆盖着云的小星球。
行星系_________________________________________________________
_____________________________________________________________
参考示例:是众多由岩石构成的外围具有由大气环所包围的行星和冰冻卫星,,而在接近中心处则有温热的、天蓝色的、覆盖着云的小星球围绕恒星运行的星系。
阅读下面的文字,完成11~15题。
材料一:
探测深空需要脱离地球引力场,进入太阳系空间和宇宙空间。1988年10月,世界无线电管理大会(WARC)ORB-88会议确定将深空的边界修订为距离地球大于或等于200万千米的空间,国际空间数据咨询委员会(CCSDS)在其建议标准书中也将距离地球200万千米以远的航天活动定义为B类任务(即深空任务);我国则将月球探测作为了深空探测的起点。
深空探测的主要研究对象包括空间和天体两部分,一般由近及远:月球是起点和前哨站;火星是月球之后的又一个探测热点;小天体探测日益受到重视;多目标多任务探测是深空探测的一种重要形式;对太阳系中心天体太阳的探测活动一直未曾间断过;火星和金星之外的大行星及其卫星探测活动任重道远。
探测方式上,一般包括飞越、硬着陆(撞击)、环绕、软着陆(+巡视)、无人采样返回、载人探测等形式。近年来出现的两个新趋势:对同一探测对象采取多种探测形式交替进行的方式;在一次任务中多种探测手段组合实现综合探测。
五、拓展
深空探测的深度与广度直接取决于一系列关键技术的突破和支撑,这些关键技术包括深空轨道设计与优化、自主技术、能源与推进、深空测控通信、新型结构与机构、新型科学载荷技术等。其中轨道设计与优化技术包括多体系统能量轨道设计与优化技术及不规则弱引力场轨道设计与优化技术等;自主技术包括自主任务规划技术、自主导航技术、自主控制技术、自主故障处理技术等;新型能源与推进技术包括核能源技术、电推进技术、太阳帆推进技术等。
深空探测意义重大,一是有利于促进对太阳系及宇宙的形成与演化、生命起源与进化等重大科学问题的研究,从而进一步明确人类航天活动的重要方向;二是有利于推动空间技术的跨越式可持续发展,从而不断提升人类进入太空的能力;三是有利于催生一系列基础性、前瞻性的新学科、新技术,从而促进一系列相关科学技术的发展;四是有利于培养和造就创新型人才队伍,从而推动人类社会可持续进步。
(摘自《科普中国·科学百科》)
材料二:
据统计,至今全球火星探测成功率大约为40%,在过去的50多年里,有6个国家和组织发起了44次火星探索计划,但只有8次真正实现了火星着陆,火星甚至一度被航天界称为“航天器的墓地”,原因在于火星探测工程难点众多。
在中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来,我国首次火星探测任务实为“弯道超车”。他表示,我们若想实现超越,需要利用现有的技术实现“两步并成一步走”,一次发射实现环绕、着陆、巡视3个目标,这是其他国家火星探测任务从来没有过的,这一跨越式方案将成为全球首次。当然,面临的挑战也是前所未有的艰巨。事实上,我国很早就开展了相关研究。这次火星探测任务没有简单重复其他国家火星探测的老路,起点设置很高,体现了我国航天技术的发展水平,以及航天工程技术人员的自信。
国家航天局称,中国行星探测工程作为一个整体概念,以“天问系列”命名,也使用同一个主标识“揽星九天”。这意味着,中国已将行星探测计划进行整体规划,火星只是第一步。据了解,我国后续深空探测工程初步明确了4次任务。第一次任务是在2020年7月发射火星探测器,预计经过10个月的飞行,2021年到达火星。其后,计划在2028年左右进行第二次火星探测任务,采集火星土壤返回地球。我国还将进行小行星探测,并在2030年前后开展木星系探测和其他行星系探测。
(摘自杨戈《雄心更在深空外》,《科学中国人·下旬刊》2020年5月)
材料三:
“嫦娥”五号将实现四个重大首次突破。
“嫦娥”五号计划在月面采集2千克样品,并且是通过两种方式获得月壤。一种方式是利用钻取器,获取深度为2米的月球样品。另一种方式是用机械臂的电铲铲取月壤,取得月球表面具有独特信息的月球样品。获取的样品必须尽量保持原样,不能破坏其层次结构。此外还要在月面真空环境下完成样品封装,并带回地球,整个环节必须分毫不差。
本次任务的核心是返回,月面起飞是最关键的技术突破。完成月面采样后,“嫦娥”五号的上升器要从月面起飞,摆脱月球引力抵达环月轨道。上升器只能进行短距离的飞行,因为它携带的燃料有限,不可能直接飞回地球,只能到达在月球轨道飞行的轨道器,由轨道器携带返回器完成接下来的行程。这是一项十分复杂的新技术,相当于在月球上发射一个火箭,要实现自动发射,需要许多关键技术的突破。
在月球采集的样品被送入月球轨道后将与轨道器对接,它们的对接将是“针尖”对“针尖”的对接,而这种对接在距离地球38万千米外的月球轨道上进行,地球上无法看见,也根本无法提供数据和测控支持,完全由事先植入的人工智能来完成,比“天宫一号”和神八、神九、神十的无人交会对接难度更大。
与“神舟”飞船回家时一头扎进大气层不同,“嫦娥”五号返回地球的速度非常快,将达到11.2千米每秒的第二宇宙速度,以这样的速度进入大气层,势必会因为高温而被烧毁。要控制它减速至7.9千米每秒的第一宇宙速度进入地球轨道,乃至最终安全返回到指定地点,这些都有很大难度。
(选自《“嫦娥”五号的四个首次突破》,《文萃报》2020年第40期)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,正确的一项是( )
A.对同一探测对象交替进行多种形式的探测和在一次任务中综合运用多种手段进行探测是近年来深空探测出现的新趋势。
B.探索太阳系及宇宙的形成与演化、生命起源与进化等重大科学问题,明确人类航天活动的重要方向是深空探测的首要意义。
C.叶培建院士认为,我国首次火星探测任务利用现有的技术一次发射完成了环绕、着陆、巡视3个目标,实现了弯道超车。
D.“嫦娥”五号的返回需要在月球上自动发射一个火箭,将上升器送入轨道器,再由轨道器携带返回器完成剩下的任务。
【答案】A
【解析】本题考查学生理解文章内容,筛选并整合文中信息的能力。B.“首要意义”不正确,原文有四点重大意义,之间是并列关系,没有主次之分。C.“完成了环绕、着陆、巡视3个目标,实现了弯道超车”不正确,结合“我们若想实现超越,需要利用现有……一次发射实现环绕、着陆、巡视3个目标,这是其他国家火星探测任务从来没有过的”分析,尚未完成,尚未实现,已然与未然混淆。D.“需要在月球上自动发射一个火箭”不正确,曲解文意。原文是“相当于在月球上发射一个火箭”,上升器自身携带燃料,可以从月面起飞。故选
2.根据材料内容,下列说法不正确的一项是(3分) ( )
A.世界无线电管理大会和国际空间数据咨询委员会将深空的边界确定为距离地球200千米以远的空间,是因为国外的深空探测科学比较发达。
B.如果深空轨道设计与优化、能源与推进、新型科学载荷等技术有了较大的突破,那深空探测的深度与广度很有可能会得到拓展。
C.中国已经对行星探测作了整体规划,2020年7月发射火星探测器只是第一步,未来十年还会对小行星、木星系和其他行星系进行探测。
D.“嫦娥”五号计划将利用钻取器和电铲分别获取月球2米深处和表层的月壤,样品要尽量保持原样并且还要在月表真空封装,难度非常大。
【答案】A
【解析】A.“是因为国外的深空探测科学比较发达”强加因果。原文国外的标准和我国的标准之间是分号,并列关系,文中也没有将国内外的深空探测科学水平进行比较,因果关系推断无据。故选A。
3.根据材料内容,下列不属于“嫦娥”五号的重大首次突破的一项是 ( )
A.首次在月球表面自动采样。
B.首次进行无人交会对接。
C.首次从月面起飞。
D.首次带着月壤以第二宇宙速度返回地球。
【答案】B
【解析】结合“完成月面采样后,‘嫦娥’五号的上升器要从月面起飞,摆脱月球引力抵达环月轨道”“不能破坏其层次结构。此外还要在月面真空环境下完成样品封装,并带回地球”等分析,A、C、D项都符合题干要求。B项,“首次进行无人交会对接”不准确,根据原文,“天宫一号”与神八的无人交会对接才是我国首次。应该是“在距离地球38万千米外首次进行无人交会对接”或“在月球轨道上首次进行无人交会对接”。故选B。
4.请结合材料内容,给我国认可的深空探测下一个简要定义。
【答案】深空探测是指人类脱离地球引力场,对月球及更远的天体或空间环境开展的探测活动。
15.请简要梳理材料一的行文脉络。
【答案】
①首先解释深空探测的概念,介绍深空探测的主要研究对象;
②然后介绍深空探测的方式和关键技术;
③最后解说深空探测的重大意义。