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回故乡做科普

已有 9946 次阅读 2018-9-2 10:07 |系统分类:科普集锦


每个都对故乡有着一种特殊的感情,回到家乡做科普报告也是我心中一直的企盼。终于今年国庆前在团委书记赵曜的安排下成行。 赵书记知道我来自国家空间科学中心,事前和我言明,他们对载人航天等类似的工程项目非常关注,为此准备了一段天宫二号的新闻短片在我的报告前播放,以引起学生听众的兴趣。我也就因此选择了航天工程和空间科学这个关注度比较高的题目,把重点放在载人航天和嫦娥工程上,而不是我平时讲得比较多,也比较熟悉的空间天气学。

 

虽然我们的具体工作和航天有着千丝万缕的联系,但是对于载人航天和探月工程来说却不是那么专业。在准备的过程中,我查阅了一些网上的资料,还买了两本电子书,其中一本是北大焦维新老师的关于载人航天的科普书籍。有一点遗憾的是这些电子书上的图都是黑白的,还好有好多漂亮的图可以在网上找到。一直到我上路,在高铁上我还也在阅读这些资料,想从中找出一些可以给学生们分享的一些与航天有关的趣事。

 

航天工程,无论是载人还是探月,都非常复杂,如果讲得足够细,可能一年都讲不完。我手头有本朋友买的“月球与深空探测”就厚达700多页。科普需要抓住重点,还有让听众能听懂,同时又不能失去科学性。我选择的重点是我国航天活动的意义,基本发展历史和其中的一些技术难点。

 

为什么我们要航天?我引用了美国宇航局Stuhlinger博士给赞比亚修女Jucunda质疑太空探索的回复。修女的问题很简单,“地球上还有好多儿童吃不饱饭,为什么我们还要花几十亿美元探索火星”?我把美国宇航局Stuhlinger博士的回答简单概括为航天可以推动技术发展和社会进步,最终解决饥饿,贫穷等地球上的问题。后来我找到了Stuhlinger博士的回信的原文。他的回复很全面,也很具体地阐述了关于太空探索的意义。英文写得也非常好,语言科学平实,却动人,是英文写作之典范。

事实上在我看来,人类进行航天活动不仅仅为了推动技术进步,探索未知领域是人类在好奇心驱使下的一种自然的行为。我给大家讲了我5、6岁的时候叔叔第一次带我去潜江的故事。我出生在张金的一个小村子里,5,6岁以前的活动范围大概在张金和龙湾之间。当公共汽车载着我驶过龙湾,行驶在我从来未踏足过的道路上时,我内心的激动难以言表。正是这种原动力驱使着人类不断地去探索未知的世界,也推动着人类社会不断向前发展。

 

载人航天的技术难度大,难点也非常多,我介绍了飞船对接的准确度。在几百公里的轨道上要求的误差必须小于十几个厘米。同样的比例,几十公里的范围,误差在一两个厘米,大致相当于要从潜江发射一颗小飞弹,打中荆州城里的一只蚊子。同学们听到这个都乐了。

科学工程都需要反复试验以保证其可靠,所以我国的神舟飞船在真正载人之前,实验过四次,都成功之后神舟五号才第一次开始真正的载人实验。后面的技术越来越成熟,然后才开展一次载多名航天员,神舟七号进行太空行走,神舟八号进行对接实验。进行到现在就是空间实验室的阶段,天宫二号搭载了比天宫一号更多的科学实验,也是我们技术进步和成熟的结果。等到下一步我们就开始建设真正意义的空间站了

 

ASA:吃不起饭为什么还要探索宇宙(双语)

图1 升起的地球,航天员从月球上拍的地球照片,印在Stuhlinger回信附的明信片上。

 

图2 飞船和天宫实验室对接



探月工程的重点是三部曲,绕,落,回。给大家讲了嫦娥一号和嫦娥二号轨道的区别。开始探月时大家对技术的信心不足,方案比较保守,飞船绕着地球转了三圈,然后才开始真正奔月。到二号的时候,大家对火箭的性能有了比较充分的了解,围着地球转了不到一圈后,就开始了奔月的旅程。也因此省下了很多燃料,后来还探了L2点和小行星。到嫦娥三号我们就实现了月球上的软着陆。月球车也在月球上开了起来。空间科学卫星我重点介绍了暗物质卫星,因为还算比较了解。这个也可以算是宇宙中比较根本性的问题。还提到了科学卫星会提出和应用卫星相比完全不同的要求,推动新的技术进步。结束语鼓励大家努力学习,有机会参与到中国的航天事业中。

 

提问环节和暗物质相关的内容比如黑洞什么的成了后面同学们关注的焦点,问题多数都是问什么黑洞,宇宙的起源之类。中间有一个同学问了我关于时间和空间的,说空间是可逆的,可以前进后退,时间是不是也可逆。我回答时说时空的问题是物理学的基本问题,不过时间是单向的,因为热力学第二定律。还有个问题问的是关于太空战争的。太空探索的主要目的还是和平开发,不过我也说了一句,就是我们也要有些准备。不能等到敌人拿着飞机,大炮,坦克的时候。我们只有大刀长矛。

 

在Stuhlinger回信的最后,引用了非洲圣人阿尔伯特.施韦泽的话做结“I am looking at the future with concerns, but with good hope”.我审慎地看待未来,同时也充满希望。我也深爱这句话,这个世界也许都太多不如意的地方,但我任然对未来充满希望。

 


图3 轨道对比




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