太空天梯離我們有多遠閱讀練習及答案
近日，中國科學(xué)家成功制備出單根長(cháng)度達半米以上的碳納米管，創(chuàng )造了新的世界紀錄。圍繞對這項成果的評論，無(wú)不匯聚到一點(diǎn)，即人類(lèi)離搭建太空天梯的夢(mèng)想又進(jìn)了一步。不久之前，日本一家公司更是提出，要在2050年之前建造一座太空天梯，送游客去太空觀(guān)光。作為美國宇航局世紀挑戰的首選項目，太空天梯本世紀真能實(shí)現嗎？太空天梯能有多高？搭建太空天梯將會(huì )采用哪種方案，又有什么難題要解決呢？
圍繞地球有這樣一條位于赤道面上空的軌道，其距離地球赤道的高度為35786千米，如果在該軌道上的航天器以每秒3.07千米的速度繞地球運行，那么就正好與地球自轉的速度相同，故從地面上看去，好像航天器被固定在太空中一樣，這條軌道被稱(chēng)為地球靜止軌道。
正緣于地球靜止軌道的這種特殊功能，俄國著(zhù)名學(xué)者、現代航天學(xué)奠基人之一齊奧爾科夫斯基才提出，可在軌道上設置一個(gè)太空城堡，從上面垂放一根纜繩錨在地球赤道上，就可成為通向太空的天梯。這根梯子可以筆直地通向靜止軌道，在無(wú)外力影響時(shí)它不會(huì )彎曲，能作為通往太空的運輸線(xiàn)。
目前，包括中國在內的一些國家已向地球靜止軌道發(fā)射了多顆衛星，成功地掌握了高軌道航天器入軌技術(shù)，這都為將來(lái)建造太空天梯奠定了一定的技術(shù)基礎。
1999年，美國宇航局馬歇爾研究中心發(fā)表了《天梯：太空的先進(jìn)基礎設施》的報告，標志著(zhù)天梯將從幻想走向現實(shí)。2005年，美國宇航局正式宣布，太空天梯已成為世紀挑戰的首選項目。以研究天梯而著(zhù)稱(chēng)的美國科學(xué)家布拉德·愛(ài)德華茲所構想的初版天梯預計將在2019年問(wèn)世，其成本大約為70億～100億美元，與人類(lèi)其他大型太空壯舉相比，天梯費用并不算太大。
愛(ài)德華茲是這樣描述天梯的建造過(guò)程的：第一步，把一個(gè)攜帶天梯半成品的航天器發(fā)射到地球靜止軌道上，使其和地球同步飛行；第二步，把這個(gè)半成品的天梯從航天器上放下來(lái)，落到赤道海面的一個(gè)平臺上，這個(gè)平臺類(lèi)似一般的海上發(fā)射衛星的平臺；第三步，把半成品的天梯錨定在平臺上；第四步，用一個(gè)由激光提供能量的爬升器在這個(gè)半成品的天梯上上下移動(dòng)，并把更多碳納米合成纖維纜繩擰在天梯半成品上，進(jìn)一步完善天梯。整個(gè)制造過(guò)程大約需要兩年半的時(shí)間。另外，根據專(zhuān)家設想，天梯也可由電磁能驅動(dòng)。建成后的這個(gè)天梯猶如一條上下垂直的高速公路，爬升器就可沿著(zhù)它把人員及成噸重的物資運送到離地面約3.6萬(wàn)千米高的地球靜止軌道上，用時(shí)約需7.5天，回來(lái)也需要同樣長(cháng)的時(shí)間。
至于海面平臺位置的選擇要盡可能避開(kāi)飛機航班和輪船航線(xiàn)，也不能位于颶風(fēng)駭浪經(jīng)常發(fā)生的地方。當然，天梯還要有抵御閃電和風(fēng)云雨雪的侵襲、穿越電離層的傷害、高層大氣中硫酸的侵蝕以及來(lái)自太空垃圾或流星的撞擊的能力。
當航天器在地球靜止軌道上以每秒3.07千米的速度運行時(shí)，其產(chǎn)生的離心力正好與離地球赤道35786千米高度上的地球引力相等，兩種力達到平衡狀態(tài)，故航天器不會(huì )掉下來(lái)。若從航天器伸展纜繩到地球赤道海面上組成一個(gè)天梯，那么受力狀態(tài)就發(fā)生了變化，最終情況也就不一樣了。
航天器圍繞地球飛行而掉不下來(lái)的速度是隨著(zhù)距離地面的高度而變化的。軌道高度越低，地球引力就越大，所需要的飛行環(huán)繞速度也就越大，反之亦然，如在離地面4000千米高的點(diǎn)上，實(shí)際需要的環(huán)繞速度為每秒6.2千米。若天梯上每一段所產(chǎn)生的離心力無(wú)法與地球引力相平衡，最終整個(gè)天梯受到一個(gè)巨大的向下作用的合力。在此力的作用下，天梯將在繞地球旋轉的'同時(shí)逐漸降低高度，最后結果只能是連同航天器一塊墜落到地球上。
如何才能防止天梯掉下來(lái)呢？辦法就是從地球靜止軌道的航天器上再向上建造一個(gè)上天梯，使其產(chǎn)生的離心力合力能夠平衡下天梯受到的地球引力的合力。根據計算，當上天梯的高度為10.8萬(wàn)千米時(shí)，向上的合力就與35786千米長(cháng)的下天梯受到的向下的合力相平衡了，這樣總高度為14.3786萬(wàn)千米的整個(gè)天梯就不會(huì )墜地了。
由于上天梯受向上的拉力，下天梯受向下的拉力，整個(gè)天梯就像兩頭受拉的纜繩一樣，被繃得緊緊的，不會(huì )彎曲，即使受到某種擾動(dòng)而發(fā)生彎曲，也能自動(dòng)恢復到直線(xiàn)狀態(tài)。同時(shí)，受地球重力梯度的作用，天梯能始終保持垂直地面的方向。有鑒于此，建造太空天梯時(shí)，上、下天梯必須堅持同步進(jìn)行，以便使其任何時(shí)候所受到的向上和向下的兩個(gè)力都能保持平衡。唯有如此，才能逐步完成這項人類(lèi)歷史上空前的宏偉工程。
1、本文圍繞太空天梯說(shuō)明了哪幾點(diǎn)內容？（3分）
2、本文的說(shuō)明順序是什么？請結合文章內容具體分析。（2分）
3、文中運用了哪些說(shuō)明方法？最少指出兩種并加以分析。（4分）
4、下面加點(diǎn)詞語(yǔ)能去掉嗎？為什么（3分）
如果在該軌道上的航天器以每秒3.07千米的速度繞地球運行，那么就正好與地球自轉的速度相同，故從地面上看去，好像航天器被固定在太空中一樣，這條軌道被稱(chēng)為地球靜止軌道。
附參考答案：
1、（1）固定天梯的方法。（2）天梯的建造過(guò)程。（3）防止天梯掉下來(lái)的方法。
2、邏輯順序。本文首先說(shuō)明了固定天梯的方法，接著(zhù)說(shuō)明了天梯的建造過(guò)程，最后但要了防止天梯掉下來(lái)的方法。三者內容之間具有內在聯(lián)系。
3、（1）列數字。如“當航天器在地球靜止軌道上以每秒3.07千米的速度運行時(shí)，其產(chǎn)生的離心力正好與離地球赤道35786千米高度上的地球引力相等，兩種力達到平衡狀態(tài)，故航天器不會(huì )掉下來(lái)�！边\用列數字的說(shuō)明方法，準確地說(shuō)明了航天器不會(huì )掉下來(lái)的科學(xué)原理。
�。�2）舉例子。如“2005年，美國宇航局正式宣布，太空天梯已成為世紀挑戰的首選項目�！边\用舉例子的說(shuō)明方法，具體地說(shuō)明了天梯將從幻想走向現實(shí)。
�。�3）打比方。如“建成后的這個(gè)天梯猶如一條上下垂直的高速公路”，運用打比方的說(shuō)明方法，形象生動(dòng)地說(shuō)明了天梯運行速度快。
4、不能去掉。這兩個(gè)詞語(yǔ)表示假設關(guān)系，表明這只是一種猜測，去掉后就變成肯定的說(shuō)法了，所以不能去掉。這體現了說(shuō)明文語(yǔ)言的準確性。
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