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11 遥远的魅力星球

时空记录

地点:家

天气:晴朗 17℃

开启课堂

今天的夜空万里无云,月亮虽然是满月,但是被一层薄纱笼罩着,显得有些朦胧。胖球正在充电,爸爸妈妈在客厅里安静地看着书。一切都是那么寂静。小凯坐在自家的阳台上眺望着天空,开阔的星空让他觉得好美。

远处,一颗红得似火一样的星星引起了他的注意,通过天文望远镜小凯确定了那是火星,也许是地球上大气层的变化与干扰,火星显得或明或暗。“真的就像一只萤火虫!”小凯喃喃自语道。

“小凯,你知道吗?火星是太阳系中的第四大行星!”不知不觉中,胖球已经充完电来到了小凯的身边。

“那火星离我们远吗?”小凯好奇地问。

胖球搜索了一下资料库,快速说道:“火星与地球近距离约为 5500万公里,最远距离则超过 4 亿公里。两者之间的近距离接触大约每 15年出现一次。1988 年火星和地球的距离曾经达到约 5880 万公里,而在2018 年两者之间的距离将达到 5760 万公里。但在 2003 年的 8 月 27 日,火星与地球的距离仅约 5576 万公里,是 6 万年来最近的一次。”

“好可惜,2003 年我还没有出生,否则我就可以近距离观察火星了”小凯有些失望。

胖球看看嘟着嘴的小凯,接着说道:“不过啊,据天文学家推算,在公元 1600 年到2400 年这 800 年间,火星与地球的近距离只能排在第三位。根据推算结果,到 2366 年 9 月 2 日,两者之间的距离将约 5571 万公里。而到 2287 年 8 月 28 日,两者将更为接近,距离约 5569 万公里。一般来说,火星和地球距离近的年份是最适合登陆火星和在地面对火星观测的时机。”

“2287 年?那时的人类早就登上火星啦!”小凯轻蔑地看了一下胖球。

胖球嘟囔着回答:“我只是想要表达 2287 年火星离地球最近而已。”

“好美的星球,在火星上定居肯定是一件非常美妙的事情”小凯若有所思地望着那颗荧荧如火的星球。”

“小凯,你知道为什么我们要先去火星吗?关于太阳系你了解多少?”

“哼!我在社团课专门学习过的。”

“太阳系有 8 大行星,按照距离太阳远近分别为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。可以把这 8 颗行星分为两类,第一类为类地行星:水星、金星、地球、火星,它们都有固态的岩石表面,相比而言质量和体积不大,密度较高,自转慢,含有较少的挥发性元素,这4 颗类地行星加起来只有 3 颗卫星;第二类为类木行星:木星、土星、天王星和海王星,具有和类地行星不同的特征:质量大、体积大(因此又叫做巨行星)、密度低、自转快,挥发性元素多,每一颗类木行星都拥有大量的卫星,自成一个小家族。”

“地球和火星的位置十分特殊,都处于太阳系的宜居带上。在 8 大行星中,火星与地球最为相似。火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相近,但公转周期是地球的两倍。”

“那什么是宜居带呢?”胖球问。

宜居带

“宜居带也被称为适合居住带。顾名思义,就是适合生命存在的范围。在一颗恒星周围水能够以液态形式存在的一条环带被称为‘宜居带’。

“如果一颗行星恰好落在这一范围内,就可能拥有液态水,拥有生命的几率就会更大。

“我们现在所了解的生命需要合适的大气、适宜的温度、液态水等基本条件。而宇宙中大部分地方是虚无的空间、炙热的恒星、气态的行星,对于生命来说是非常恶劣的环境,宇宙中只有极少的地方有适合生命的条件。

“而太阳系里的宜居带就是指太阳系中适宜任何动物、植物、微生物生存的一个范围。其范围为从距离太阳 0.95 个天文单位(约 1.42 亿千米)到 2.4 个天文单位(约 3.59 亿千米)的范围,其宽度约为 2.17 亿千米。

“当然,处于宜居带也不是一定就存在生命,只是位于宜居带中的天体出现生命的概率更高。太阳系的宜居带中有三个大型天体,分别是地球、月球以及火星(1.52 天文单位)。月球的重力只有地球的 1/6,并且没有大气和水;火星的重力是地球的 1/3,有稀薄的大气,但也十分缺水,所以只有地球存在生命。火星的条件和地球相比更加恶劣,但是与月球相比却更加接近地球,而且距离地球也不是很远,适合人类建立定居点。”

科学情报

小常识

火星与地球有什么不同,火星与地球的对比数据

实验基地

制太阳系模型

材料

白纸、彩泥、纸、剪刀、彩笔。

步骤

①查阅太阳的资料。查阅 8大行星的直径以及与太阳的平均距离。

②计算行星大小和距离比例,宇宙空间十分浩大,为了方便测量天文学家发明了天文单位(A.U.)。1A.U.是地球到太阳的平均距离,大约是1.5×10 8 km。以天文单位为基准,计算出 8 大行星到太阳的距离数据。以地球直径为基准,计算出其他行星的直径比例。

③把上述计算结果列成表格。

④用彩泥按照比例制作太阳和行星。

⑤把太阳放到硬纸板中心,按照水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的顺序把行星摆放好,注意距离比例要符合计算结果。

太阳发光的秘密

原来,太阳主要由氢组成,氢约占 71.3%,氦约占 27%,其他元素约为 2%。太阳由内向外分为核反应区、辐射区、对流区,太阳中心区域即核反应区,温度高达 1500 万摄氏度,压力也极大(约 2500亿大气压)。处于这种条件下,氢原子会持续发生‘热核反应’——4 个氢原子核合成 1 个氦原子核。在这个反应过程中,有一部分质量转化为能量并大量释放。这种热核反应,类似于氢弹爆炸。1 公斤原子燃料能抵得上 30 亿公斤的煤。根据计算,目前太阳上氢的贮藏量,还足够继续进行热核反应数千亿年。正是由于太阳一直在持续发生核聚变,才给地球提供了源源不断的能源。 yBc8IOzDnBccM1oJfVvyjNk1kVOIexoEd5UkGIDj4w4ESoVPx0zX5gz6SGY76WwR

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