Celestia教學活動之七
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要開始我們的旅行，只要左鍵點擊\href{file:///C:/Program Files/Celestia161-ED/Activity_cels/Activity7.vbs}{這裡}一次，就等待 Celestia 的打開。
34. 數周內，探索者1號開始墜落並停止傳送數據。最終，它墜落出軌道並在大氣層中燒毀，但它是美國新太空計劃的一個刺激促進。“太空競賽”在蘇聯和美國之間正式起步。探索者1號的發射也影響到幾個月之後國家航空和航天局(NASA)的成立。
35. 全部問題在作業的 8-12 題。去做作業。
\section*{4 - 為月球做準備}\addcontentsline{toc}{section}{4 - 為月球做準備}
36. “我認為這是國家應由自己完成的目標，在這一個十年結束之前，發射人到月球並且使他安全地返回地球。”美國總統約翰 F. 肯尼迪於 1961 年五月在國會前講演說的簡單一句話。這句話交給美國設計，部署，建造，發射和回收太空飛船來有能力帶人從地球到月球，使他們在另一個世界登陸，並且帶他們再安全地返回地球的目標。
37. 它是勇敢和魯莽的陳述。從 Sputnik 1 的發射到肯尼迪在 1961 年的講話的四年里，美國和蘇聯發射了 25 個不載人飛船而僅有 2 個載人太空艙。它們中的十幾艘失敗或墜毀。經受大量的事件，不誇張地說要求科學家僅在之後的九年里設計，安排和開發運送人到月球並安全地使他們返回是一個魯莽的要求。這使世界震驚，然而，美國做到了！
38. 在載人太空飛船的年表中，第一個曾經到達太空並在失重中自由墜落的人是蘇聯宇航員尤里 加加林。在 1961 年四月，距肯尼迪講話僅一個月，加加林從發射 Sputnik 1 的同一個拜科努爾航天發射場發射進入軌道。他乘坐 Vostok 1 ，一個空間受限但有效的太空艙。雖然飛行沒有持續長時間（一個環繞地球軌道僅少於 2 小時），它再次成就蘇聯在太空競賽中的領先地位，也讓加加林先生世界聞名。
39. 讓我們觀察尤里在他的太空艙里——第一個載人飛船進入太空。要那樣，點擊這裡。那個下點就是 Vostok 1。看它的特寫鏡頭，按[G]鍵。它將放大進入視野。你的飛船穿着一件有力場的“斗篷”來從加加林的視線中隱藏它和你。
40. 你看到的景象不是活着的事物而是看到從前地球上曾經有過的生命歷史，一幅我們家世界的美麗景色。加加林先生最後承認在它的美麗和雄偉前他流淚了。
41. 仔細查看 Vostok 1。[鼠標右鍵-按住-拖拽]環繞它。它看着像可以包括大量儀器的大個金屬物。注意它僅有三個小窗戶。給宇航員加加林一個舒適的飛船或一個好視野對飛船的設計者們不重要。
42. 接下來一個 108 分鐘的軌道（環繞飛行），Vostok 1 點火它的制動火箭並開始使人驚悚地墜落到地面。像一道流星下落，沒有人知道如果飛船在和空氣的摩擦中超過高溫並熔化，第一個人要在太空中死去。作為一個成果，Vostok 1 設計為在大氣層上面釋放一個降落傘來減慢它的下落。它工作得很好而且當宇航員加加林的飛船到達距離地面 6 千米左右的高度時，他從太空艙彈出跳傘從而單獨地下落到地面。這是世界的榮譽...在太空中的第一個人。
43. 作為適當的真實的太空競賽，僅在兩周後的 1961 年五月 5 日，美國發射了他們的第一名宇航員進入“太空”。阿蘭 史波德乘坐昵稱“自由 7 號”的一顆水星太空艙中，從卡納維拉爾角發射，FL 發射綜合和乘坐像是一枚在 Redstone 火箭頂端的大炮彈。這枚火箭拋擲太空艙進入一個彈道弧線僅距離 300 英里的地方快速回落並濺落入大西洋。然而這個功績僅是勉強使史波德在數分鐘內進入太空的外圍，並沒有讓他進入軌道，美國視他如一位國家英雄。數月之後，宇航員 Gus Grissom 在昵稱自由鍾 7 號的第二艘水星太空艙重複了這一成就。這一太空艙在從北大西洋回收時實際上傾覆然而 Gus 很好地出來了，這個太空艙灌滿水並沉沒。在 2001 年，它最終被回收。
44. 在 1961 年八月 6 日，第二名蘇聯宇航員，Gherman Titov，乘坐東方 2 號進入軌道一整天，在安全地返回地球之前環繞地球 17 次。
45. 六個月之後的 1962 年二月 20 日美國人最後發射一個人進入環繞地球的完整軌道。約翰 格林，乘坐名為 "Friendship 7" 的新水星太空艙，於安全地在海洋上着陸之前，超過 4 小時飛行過程中環繞地球三次。
46. 讓我們觀察 Friendship 7。要那樣做，我們必須返回到 1962 年二月 20 日。點擊這裡。
47. 你在格林先生旁邊飛行，在太平洋之上，接近南美的海岸線。你的速度為 24,000 英里/小時，在地面之上超過 250 千米（155 英里）。
48. 想象孤單的你自己，在很遠的地球之上的易損的大機器中的一些時候僅做測試。你的太空艙外面，溫度寒冷到 -200 華氏度。氣壓接近於零。如果一個大的透氣縫隙出現在你的飛船里，你將快速死亡並且很痛苦。幸好，這些太空飛船堅固並且可能出現的泄漏將是緩慢的和有望能夠修理的，但所有這些初期的太空探索者是更為勇敢的人。在 1971 年，三名俄羅斯宇航員在他們的 Soyuz 太空飛船破裂泄漏並泄漏完空氣時死於太空。
49. 讓我們在 Friendship 7 穿越非洲海岸上空時伴隨約翰 格林。點擊這裡。多麼壯麗的景象。用 [Home] 鍵放大接近並右鍵-按住-拖拽。格林先生能夠看到窗外下面的地球並給它拍照。從這個窗看。
50. 在按照肯尼迪大膽的指令去做的這些年裡，蘇聯和美國耗費了大量的時間，力量和資金來發展去月球的能力。出現如 Luna, Gemini, Ranger, Surveyor, Apollo 和 Soyuz 太空飛船計劃。Luna, Ranger 和 Surveyor 計劃產生一系列環繞和登陸（有時撞擊）月球的不載人太空飛船。在肯尼迪的命令之後僅 9 年美國的阿波羅計劃產生人類在另一個世界第一次成功登陸。
51. 全部問題在作業的 13-23 題。去做作業。
\section*{5 - 人類在另一個世界登陸}\addcontentsline{toc}{section}{5 - 人類在另一個世界登陸}
52. 肯尼迪讓人在月球登陸的目標繼續全速前進。這個計劃名為“阿波羅”，是依照羅馬/希臘太陽神的名字。1967 年一月，第一艘載人飛船，阿波羅 1 號，開始測試。不幸的是，測試的時候靜止在地面期間，裡面有一組三名宇航員的太空飛船內部發生火災。三個人都死了。
53. 阿波羅 2, 3, 4, 5 和 6 號是來測試完成將推進人們到月球的主火箭而發射的不載人太空飛船，而且測試了太空硬件的其他方面。
54. 阿波羅 7, 8, 9 和 10 號都是載人太空飛船攜帶了三個團隊進入太空，來繼續測試實際登陸月球表面而需要的硬件和程序。阿波羅 8 和 10 號實際上飛行到月球，環繞到它的背面，沒有登陸而返回地球。阿波羅 7 和 9 號在它們的測試期間停留在地球軌道上。
55. 在 1969 年七月 16 日，在佛羅里達新近命名為約翰 F. 肯尼迪空間中心的發射平台上一個巨人般的 Saturn V 火箭發射升空從而打開了人類歷史新的篇章。火箭的頂端乘坐三個人，隱藏在複雜的，作為所知的昂貴的機器的阿波羅 11 號太空艙里。太空飛船由四部分構成；指令艙，服務艙和登月艙（上升級和下降級）。我們不久就會觀察那些。
56. 悲劇性的肯尼迪總統，製造阿波羅 11 號實現了太空夢想，在 1963 年被刺殺並且不能夠證明這一歷史事件。他的繼任者，林頓 約翰遜，迅速地以他的大名為佛羅里達發射聯合體重新命名。
57. 觀看和收聽阿波羅 11 號真實的發射，點擊這裡，並等待 Apple QuickTime 視頻的打開和播放。確定你打開了你的揚聲器。如果你是在計算機教室，降低揚聲器的音量。同時按 [Ctrl + 2 或 3] 鍵增大你的播放屏幕大小。
58. Saturn V 火箭直立高度有 364 英尺而重量超過六百萬磅。它是曾經製造的第二最強有力的火箭（一枚俄羅斯火箭動力更大一點）。下面一級配備五個發動機，每個是一輛大卡車大小。發射時，這些發動機每秒鐘噴出 15 噸的液體火箭燃料。這五個發動機產生總和七百六十萬磅的推力最終推動火箭達到每小時 6,000 英里（超過每小時 9,500 千米）的速度。片刻之後，大的一級從火箭的其他部分分離並持續下落，落回地球墜入大西洋。
59. 第二級（火箭的中部）點火五枚較小的火箭並加速阿波羅的宇航員到每小時 15,000 英里（每小時 24,000 千米）的速度。最後，那一級掉落下去而第三級（在上部的一個小部分）點火它的單一火箭，推進太空飛船進入高處的地球軌道，併當再次點火時在每小時 25,000 英里（差不多每小時 40,000 千米）的速度運送阿波羅 11 號的有效載荷和宇航員到月球。在僅一次的路途中，宇航員也拋棄了第三級。阿波羅宇航員飛行的這個速度是歷史上所有人類曾經旅行得最快的，在那時或者現在！
60. 從發射日期到抵達，它用三天到達月球。一到那裡，阿波羅 11 號點火它的指令/服務艙火箭緩慢下降，並下落進入月球軌道。接下來的一天，指令長尼爾 阿姆斯特朗和駕駛員巴茲 奧爾德林進入登月艙（昵稱 "LEM"）從停留在軌道上的指令/服務艙分離，點火 LM 的下降火箭發動機並成功在月球表面登陸，在 1969 年七月 20 日着陸。
61. 留在後面的是指令/服務艙里德航天員，邁克爾 科林斯。阿姆斯特朗和奧爾德林在成為 Mare Tranquillitatus, 即英語中的“靜海”的堅硬，平坦的古火上熔岩流的岩石平原上着陸。一些準備之後，尼爾 阿姆斯特朗邁出了歷史中任何地球生命形式在其他世界曾經歷的第一次行走。當他邁入月球時，阿姆斯特朗先生的聲音他的著名引述，“那是人的一小步，人類巨人般的跨越”。
62. 要真實地聽錄音和看哪個歷史事件的錄像，點擊一次這裡並等待它的打開。
63. 用 Celestia，讓我們首先模擬發射和向月球的行程。我們將開始於 1969 年七月 16 日的佛羅里達上面的肯尼迪航天中心的地面上。我們將在那時持續增加我們的速度直到我們達到每小時 17,000 英里（每秒 7 千米），如從我們下降着陸的地方我們所看到的。你準備好了嗎？
64. 只點擊\href{cel://Follow/Sol:Earth/1969-07-16T15:32:45.90786?x=2tT0deDPkrEG&y=NwS867S3gv///////////w&z=RFBgs1pz7aA0&ow=-0.171054&ox=-0.651283&oy=-0.710882&oz=0.203023&select=Sol:Earth&fov=31.472271&ts=0.000000<d=0&p=0&rf=40855&lm=0&ver=2}{這裡}一次。按 [A] 鍵一次來啟動推進器，那時立刻按 [Q] 鍵一次來產生逆向推力。發射！
65. 當你上升的時候，給 [A] 鍵短暫的輕擊來加快速度。每秒鐘保持輕擊差不多直到在左下角顯示你的速度讀到每秒 6 千米左右（僅是達到接近）。別讓它着急。它看上去像阿波羅 11 號太空飛船真實時間所達到的那個速度。
66. 當你達到地面之上 400 千米左右時，按 [down] 箭頭鍵或者在數字鍵盤上的 [2] 鍵來使你傾斜緩慢上升直到你可以看見地球的美麗地平線。那時按 [S] 鍵來關閉你的發動機。
67. 按 [\verb"\"] 鍵來重新開始實際時間。你現在滑行在地球之上的高空，在你到月球的途中。
68. 阿波羅 11 號繼續在途中加速並最終在一天後當它脫離地球軌道的時候達到每秒 11 千米開始了它到月球的歷史性航行。阿波羅 11 號需要兩天的時間到達月球。我們從來沒有這時間，我們將在很大程度上高於每秒 11 千米的速度上在哪裡飛行。
69. 現在點擊這裡返回 Celestia。在遠方是我們的月球。太陽的光從遙遠的右側傾斜過來形成一個漸滿的新月。
70. 現在地球在我們的後面。要看到它，按 [Shift + *] 鍵來轉動在你飛船後部的攝像機。在做完後再次按它們，確定讓你看到了月球。
71. 來增加我們的速度。按 [F3] 鍵一次。這將提速到每秒 1000 千米，那是比真實的阿波羅 11 號飛船快一百倍。到那時，輕擊 [A] 鍵若干次提速到每秒 2,600 到 3,000 千米之間。在左邊較上部提示，到月球的距離正在減小。
72. 片刻的觀察。要我們離開所看到的背後的地球，一同按 [Shift + *] 鍵。再次按它們來轉回前方的視野。請要知道這個速度在目前是虛構的。你飛行得比任何人類曾經的航行都要非常非常快。
73. 你快速抵達。當你到達月球大約不超過 10,000 千米時，按 [S] 鍵來關閉你的發動機。使用 [Shift + *] 鍵觀看背後的地球。再次按它們轉回到月球的視野。
74. 點擊這裡來最後調整方位。
75. 在你的白色文字工具套件中，[uncheck] 駕駛艙欄來給你一個更好的景象。
76. 你的目的地是 "Mare Tranquikkitatus" （靜海）。它是在月球右上角的黑暗，圓形的多岩石平原。這是阿波羅 11 號登陸的目標。要找到它，在 Celestia 的 "Render" 下拉菜單中，選擇 "Locations" 標籤條，並檢查說 "Maria" 的菜單欄。在那時一同按 [Shift + \&] 鍵。這打開位置標籤。你將發現在月球上的一些“月海”。
77. [右鍵-按住-拖拽] 那樣靜海是在你下面。
78. 在十八世紀，科學家們在地球上通過粗陋的望遠鏡觀察月球看到這些黑暗的區域並感覺它們一定是凍結的大洋即水結了冰的大海。它們像是沒有洞穴（火山口）。他們，因此命名它們“海”，在拉丁語中那是“海”的意思。已證實它們不是水。它們是平坦的遠古熔岩流形成的堅硬岩石。一次，月球的火山活動並在月球堅硬表面的縫隙熔岩流出並覆蓋表面，變硬成為月海。
79. 一直以來它們平坦而少有火山口，它們是成為首次在月球表面登陸的好地方。
80. 阿波羅 11 號和 Celestia 1 號飛行得一樣快正對我們飛船在靜海着陸的地方。首先，我們要開始為安全着陸而安排的環繞月球軌道。阿波羅 11 號的宇航員已經先於我們一點點下降進入軌道。要超越他們，單擊這裡。
81. 你所看到的景色壯麗，阿波羅 11 號，在月球和地球輪廓背景上。
82. 阿波羅 11 號由四個獨立部分組成。有發動機的大個的銀灰色圓柱體稱為服務艙，並包含大量設備，一些容器，燃料，氧氣，發動機等。三人組成的團隊乘坐在銀色的指令艙從月球，那叫做，“哥倫比亞”。它是有窗的一個。兩名成員乘坐在登月艙或 LM 里去月球並返回。它的昵稱是 "Eagle"。LM 包括兩部分；金箔覆蓋著的下降級和灰/銀色的上升級。它沒有空氣動力因為它的飛行將只通過沒有空氣的空間（月球沒有大氣）。
83. 全部問題在作業中的 20 - 30 題。去做作業。
84. 全方位仔細觀察阿波羅 11 號，用你的鼠標拖拽控制。這是一個在任何模擬程序里能有的這個飛船最精確的模型而且是用數百工時來製作！讓人喜歡的是反射陽光像它們從飛船金屬般的表面彈落。
85. 你現在規劃房間各處從而讓 Celesia 未發揮的專長帶你到 1969 年的那個位置。想象你自己像是宇航員阿姆斯特朗，奧爾德林和格林離家那麼遙遠，從指令艙的窗口看遙遠的地球和下面的月球。如果他們的飛船損壞呢？他們沒有援救飛船可用。他們將陷於困境，並死在環繞月球的軌道空間...永遠。世界將一直崇敬他們的勇氣。
86. 在 1969 年七月 20 日世界時(UTC)17:47:00，登月艙 "Eagle" 從指令艙分離並載着指令長尼爾 阿姆斯特朗和駕駛員巴斯 奧爾德林在歷史中第一次下落到另一個世界的表面。在 20:17:40 UTC，分離之後 2 1/2 小時左右，Eagle 在“靜海”，即 "Mare Tranqillitatus" 的堅硬的平坦區域登陸。讓 Celestia 1 號到那個斑點，處於 LM 登陸時的月海上方。
87. 要那樣，點擊這裡。阿波羅 11 號指令和服務艙為邁克 柯林斯乘坐是可以看到。LM 有阿姆斯特朗和奧爾德林是看到右側下方的遠處，朝着表面下降。放大來觀察 CSM。
88. 你的飛船在較慢的速度追蹤 LM。要觀察它點擊這裡。顯示在遠離地球之處，在右下角！它是驚人的。LM 經過一次，按 [F] 鍵和 [G] 鍵到它那。當按 [\verb"\"] 鍵時回到實際時間。
89. [右鍵-按住-拖拽] 從全方面觀察 LM。嘗試去仔細觀察在那裡的飛船，向在另一個世界着陸而下降。哇！你是在一個特權座位上。
90. 見證登陸並聽真實的從阿波羅 11 號的播音，點擊這裡。那個移動的小圓點是 LM。當你的飛船時鐘讀到 20:17:23 時，按鍵盤上部的 [3] 鍵來聆聽從 CM （確定你的計算機擴音器是打開的）的播音。在 Celestia，觀看 LM 登陸。按 [3]，再一次登陸。
91. 當按 [G] 鍵時 Celestia 1 號將帶你下落到表面，處於 LM 上方。
92. 輕擊 [End] 鍵或者鼠標滾輪僅僅一點來繼續縮放，在那時右鍵-按住-拖拽圍繞它。兩人將從灰色頂端部分上邁上樓梯平台並攀下梯子第一次進入另一個世界。當指令長阿姆斯特朗邁下最下的梯級到月球表面時，他說，“這是人的一小步...人類的一大跨越”。
93. 要看到阿波羅 11 號在靜海中的位置，按住 [End] 鍵直到你可以看到兩個白點和月海的全景。那斑點是人類創造太空歷史的地方！
94. 阿波羅 11 號的宇航員在月球上停留少一一天。在七月 21 日 17:52:17 時，登月艙的上部（灰色上升級）升起離開月球載着宇航員阿姆斯特朗和奧爾德林經過上空返回到與指令艙相匯合處。
95. 下降級（LM 下面金色部分）停留在後面並將永遠遺留在月球上。因為那裡沒有水或大氣，那裡沒什麼損毀，腐蝕或風化太空飛船。除非將來某一天它恰巧受到隕石的撞擊，它將存留在表面數百萬年不會損毀。甚至宇航員的腳印可以保存一千年不會擾亂。將來某一天，它們將吸引月球旅行者中重要的一個旅行者（也許你的曾曾外孫將是看到 "Eagle" 的人。
96. 當上升級接近指令艙的時候使阿波羅 11 號重新接合。要那樣做，點擊這裡。兩艘飛船將在還沒有對接的一段時間，他們先確保自己所有的系統排列成一直線為對接做好準備。對接是緊張的時刻。一個稍微不在一條直線上那麼兩艘飛船可能損毀或者對接棒彎曲。如果那發生了....
97. 幾小時之後，登月成員拋棄登月艙上升級（不是長時間需要），它墜落到月球並撞擊它。他們那時點火大發動機你看到指令艙/服務艙的背面並在那個飛船里返回地球。作為他們從月球看到的離別景象，點擊一次這裡。地球映襯在群星中的輪廓。現在按 [G] 鍵到那裡。
98. 阿波羅計劃又接連成功發射五艘阿波羅太空飛船，接連搭載 15 人到月球。他們中的十人在它的表面行走而且甚至駕駛漫遊車。他們執行重要的科學研究和收集月球背面岩石為在地球上研究。那些岩石讓我們能夠知道月球如何形成（閱覽 Celestia 教學活動 9 - 原始地球和月球的全部故事）。第六次任務，阿波羅 13 號，在 1970 年前往月球途中在太空經歷了一次近於致命的事故並中止了任何登陸的嘗試。在服務艙內的爆炸導致太空飛船失去它的大部分氧氣供給。這個團隊，指揮者吉姆 洛威爾，承擔精確估計來保存他們所剩餘的那一點氧氣。在他們的氧氣耗盡之前他們僅夠完成返回地球一次成功恢復。
99. 全部問題是 31 - 36 題。去做作業。
6 - 生活在太空 - Skylab, Soyuz, Apollo-soyuz, 和 Mir
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100. 阿波羅的成功給予，美國人和蘇聯人外層空間活動的刺激，兩者的計劃為未來的探索而得到大量的政府資金。NASA 回應以兩個不同的手段。他們發射了一系列不載人太空飛船去探索太陽系的行星和衛星。我們將在 Celestia 教學活動之八中對那些太空飛船中的一些進行觀察。對於第二個手段，NASA 發射了 Skylab。
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101. 1973 年五月，一枚巨大的 Saturn V 火箭從肯尼迪航空中心發射了整個的太空站進入地球上的軌道。Skylab 由隱蔽在一個總長 118 英尺寬 40 英尺（36 米 x 6.6 米）的巨大圓柱體中的若干“房間”構成。它設計為在最多 90 天的一段時間裡居住三人。它的基本功能是作為從太空使用望遠鏡和儀器研究太陽的一個軌道天文台，並且測試出如果人要生活在失重環境中數月的時間沒有健康影響。
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102. 發射時，Skylab 空間站被損壞。在發射期間一個彈性防護板斷裂而那是擴大覆蓋太空站在太空中保護它來自隕石和高度太陽熱量的傷害。還被損壞的是 Skylab 的主太陽能電池板（那是轉化太陽光為電能）。沒有防護板和電池板，Skylab 將在超熱和產生太少電力下運轉。幸運的是，工程師們在地球上設計出一個黃色太陽傘並在幾個月後由宇航員攜帶上一艘阿波羅太空飛船進入太空展開覆蓋 Skylab。這個技巧完成了。他們也修理了一個斷裂的太陽能電池板，讓 Skylab 有正好足夠的電力來運轉。
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103. 三批三人團隊每次都是乘上阿波羅太空艙航行到 Skylab。第一組呆了 29 天。第二組呆了 59 天，而最後一組在 Skylab 上生後了 84 天。所有三隊在相當好的身體狀態下返回地球。不過，登陸之後，第三隊需要一些時間進行鍛煉恢復他們的腿部肌肉。生活在沒有重力（在自由降落中）的結果是你的肌肉顯著地變得很無力。
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104. 來觀察 Skylab，點擊這裡。你的飛船將飛行在你返回第二隊任務期間會聚的時候。裡面是宇航員 Alan Bean, Jack Lousma, 和 Owen Garriott。Skylab 將穿過不遠的美國的 Great Lakes 和加拿大及北大西洋上空。記住這是個大物體。它是 3 輛校車長而寬度是兩輛並排。
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105. 如果需要用 [右鍵-按住-拖拽] 並用 [Home] 鍵或者鼠標滾輪放大。 提示 jury-rigged 黃傘。兩組工作中的太陽能電池板對着太陽為電能俘獲陽光。
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