太空天梯可能實(shí)現的理由閱讀題答案

　　太空天梯可能實(shí)現的理由

　　1979年，美國作家亞瑟·克拉克在一本名為《天堂的噴泉》的科幻小說(shuō)中寫(xiě)道：“根據天體力學(xué)的定律，如果某個(gè)物體在天空??靜止不動(dòng)，就可以從其上向地面垂放下纜繩，通過(guò)這種方式，就能夠把地球和宇宙空間聯(lián)結起來(lái)�！�

　　1960年，前蘇聯(lián)科學(xué)家阿斯塔諾夫就公開(kāi)發(fā)表了修建太空天梯（又稱(chēng)“宇宙電梯” ）的構想。不過(guò)，正如克拉克在書(shū)中表達的對于登天梯或通天柱的看法那樣，“盡管從理論上不能說(shuō)有什么錯誤，但實(shí)際上卻很難找到實(shí)現的方法�！蹦敲�，修建太空天梯究竟會(huì )碰到什么樣的實(shí)際困難呢？

　　大家知道，人造衛星在圍繞地球進(jìn)行旋轉運動(dòng)時(shí)，會(huì )產(chǎn)生離心力。其離心力剛好與地球對衛星的吸引力（萬(wàn)有引力）互相平衡，才會(huì )使得衛星作圓周運動(dòng)并圍繞地球進(jìn)行旋轉。如果地球引力過(guò)強，人造衛星就會(huì )掉落到地面，反之，如果離心力過(guò)強，就會(huì )使得人造衛星遠離地球而去。

　　根據牛頓的萬(wàn)有引力定律，衛星所受地球（萬(wàn)有）引力的強弱與其到地球（中心）距離的平方成反比，當衛星在地球引力比較弱的高軌道圍繞地球不斷旋轉時(shí)，其離心力也會(huì )相應地變小。同時(shí)，衛星的速度與離心力成正比，所以衛星的運轉速度就變慢了。

　　實(shí)際上，處于地球上空高度約400公里處的國際空間站，圍繞地球轉一圈，大約只需要90分鐘左右。而處于赤道上空高度為35786公里軌道上面運行的氣象觀(guān)測衛星，圍繞地球旋轉一圈，大約需要24小時(shí)左右，因此，它的旋轉周期與地球與自轉周期相同。這就意味著(zhù)對于24小時(shí)繞地球一周的人造衛星而言，衛星的“正下方”始終會(huì )對著(zhù)地球表面的同一個(gè)場(chǎng)所。反之，如果從衛星“正下方”

　　地面的某處向天空中看去，衛星也好像靜止不動(dòng)，始終處于天頂上面的同樣位置。

　　所以，就將這樣處于地球同步軌道運行著(zhù)的衛星稱(chēng)為“靜止衛星” ，并把靜止衛星運行的軌道稱(chēng)為“靜止軌道”。

　　如前文所述，靜止衛星正是對于某個(gè)區域，在天空中靜止不動(dòng)的物體。從這樣的地球同步靜止衛星上向地面垂放下纜繩，隨著(zhù)纜繩的加長(cháng)延伸（假如忽略風(fēng)力等因素的影響），纜繩的前端就會(huì )逐漸到達地面的同步觀(guān)察點(diǎn)。那么，就可以沿著(zhù)這些纜繩進(jìn)行升降，操作往返于地面與衛星之間運送人員和貨物了。這正是“太空天梯”天才構想的發(fā)端。但只是簡(jiǎn)單地從靜止衛星上施放纜繩，要想達到地面，是遠遠不夠的。由于纜繩本身也有重量，就會(huì )使靜止衛星的重心產(chǎn)生偏移，從而使其掉落到地面上。

　　為了防止發(fā)生類(lèi)似現象，必須要沿著(zhù)地球的相反方向也施放出同樣長(cháng)度的纜繩，以便保持施放衛星的重心位置不會(huì )發(fā)生改變。為此，在必要時(shí)，還需要在施放衛星或軌道站平臺的上方纜繩的頂端安裝重物，以幫助纜繩系統保持平衡。

　　太空天梯的操作原理與一般建筑物所使用的普通電梯是完全不同的。普通電梯是通過(guò)樓層頂端的滑車(chē)卷繞鋼纜，使電梯箱體進(jìn)行升降的，而且在鋼纜的兩端還安裝著(zhù)一些鐵塊用于電梯系統的平衡配重。而太空天梯的升降機本身是帶有動(dòng)力的，它會(huì )依靠自身的動(dòng)力沿著(zhù)纜繩在天空中或上升或下降，在地面站和各級太空軌道站之間往返運輸貨物和人員。

　　太空天梯主要組成部件有，處于靜止軌道上面的“靜止軌道空間站” ，延伸在數公里的天空中，聯(lián)結著(zhù)各級軌道空間站的太空纜繩系統，沿著(zhù)纜繩系統上下來(lái)回運行的具有自主動(dòng)力控制的升降機系統。此外，在地球表面赤道附近的海島或海洋平臺上，還需要建設可以供太空升降機起落裝卸貨物、上下人員以及維修使用的大型地面基地設施。

　�。ㄟx自 《科學(xué)世界》2010年第4期《太空天梯：從科幻到現實(shí)》）

　　1．作為科普文章，開(kāi)頭引述《天堂的噴泉》這部科幻小說(shuō)的目的是什么？（4分）

　　2．太空天梯與普通電梯有什么不同？請概括其中最本質(zhì)的區別并簡(jiǎn)要說(shuō)明。（5分）

　　3．綜觀(guān)全文，你認為當前建造太空天梯最難又最關(guān)鍵的是哪一步？簡(jiǎn)要說(shuō)說(shuō)

　　理由。 （6分）

　　參考答案：

　　1．（4分）本題考查考生分析作品主要表現手法的能力；能力層級Ｄ。

　　文章開(kāi)頭引述科幻小說(shuō)的目的是引起讀者的閱讀興趣和進(jìn)一步探究的欲望，（2分）同時(shí)引出本文關(guān)于太空天梯的話(huà)題，指出其在現實(shí)中可能實(shí)現的前景。（2分）

　　[4分。意思對即可，只要言之有理，均可酌情給分。]

　　2．（5分）本題考查考生篩選整合信息的能力；能力層級Ｃ。

　　太空天梯與普通電梯最本質(zhì)的區別是升降機本身有無(wú)動(dòng)力。普通電梯是通過(guò)樓層頂端的滑車(chē)卷繞鋼纜，使電梯箱體進(jìn)行升降的，升降機本身無(wú)動(dòng)力；而太空天梯的升降機本身是帶有動(dòng)力的，它會(huì )依靠自身的動(dòng)力沿著(zhù)纜繩在天空中或上升或下降。

　　[5分�？偸�，1分；分別概述太空天梯與普通電梯，各2分。意思對即可。]

　　3．（6分）本題考查考生探究文本中的問(wèn)題，提出自己的見(jiàn)解的能力；能力層級F。

　　建造太空天梯最難又最關(guān)鍵的一步是研制出適合充當太空纜繩的材料。太空天梯組成部件中的空間站、動(dòng)力升降機和大型地面基地，都是人類(lèi)已研發(fā)并正在使用的太空活動(dòng)工具，但是太空纜繩尚未出現，而這又是把空間站與地面基地連接起來(lái)的關(guān)鍵一步。

　　[6分。觀(guān)點(diǎn)，2分；分析“難”的理由，2分；分析“關(guān)鍵”的理由，2分。意思對即可，只要言之有理，均可酌情給分。]

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