Celestia教学活动之八

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\normalsize\slshape\color{DarkRed}Celestia 教学活动之八 - Celestia 的宇宙飞船，第二部分
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\put(11,33.5){\zihao{0}{\color{cyan}\kaishu\textbf{Celestia 的宇宙飞船}}}
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{\color{blue}\zihao{-5}\textsl{图 1 - 航天飞机 Atlantis, 投放 Magellan 金星探测器}}\\[30pt]
{\color{DarkRed}\zihao{2}\textbf{Celestis 教学活动之七}}\\[20pt]
{\color{DarkRed}\zihao{2}\textbf{Celestis 的宇宙飞船}}\\[11pt]
{\color{DarkRed}\zihao{-2}\textbf{第一部分 - 地球和月球的太空船}}\\[20pt]
{\color{DarkRed}\zihao{4}\textbf{修订版 11a - 修订于 2012 年八月}}\\[11pt]
{\color{DarkRed}\zihao{3}\textbf{更新用于 Celestia 版本 1.6.1-ED}}\\[2pt]
{\color{DarkRed}\zihao{-4}\textbf{适用于 TeXworks 0.4.6}}\\[29pt]
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\section*{\color{DarkRed}1 - 引言}\addcontentsline{toc}{section}{1 - 引言}

1.活动之七 - Celestia的宇宙飞船第一部分，带我们参观了一些自二十世纪五十年代开启太空时代以来发射的地球和月球周围的著名宇宙飞船，人造卫星和航天探测器。然而，地球仅是我们银河系极浩瀚宇宙中围绕一颗黄色矮恒星的轨道上运行的微小的，无足轻重的一块岩石，水和气体。在人类历史中，我们刚刚开始探索太空。在名为棋谱特尼克-1号的第一颗人造卫星发射之后不久我们开始了地球附近的探索，人的好奇心要去观看新的地方激发了我们离开地球的范围朝外...向着我们太阳系的其他行星和卫星...在远方。

2.在这个活动继续，你会乘着名为“Celestia1号”的快速，闪亮的超能力幻想飞船在空间和时间两者中航行穿越我们的太阳系。在它里面，你会看到并相逢许多人类的行星探测器。你会学习到并探索它们实现机器人太空航行的科学。你准备好了吗？让我们开始！

3.你的旅行开始于2008年的加拿大东海岸上的高空。你是从提前发射的遥远摄像机看着它。这是一个探索机会难得的美丽清晨，你不认为吗？

4.注意：这个旅行最适合在高分辨率下（如果你的计算机允许）。要设置它，在Celestia顶端的“渲染”下拉菜单中，选择“纹理分辨率”，并选择“高”。如果你的计算机运行得慢，改为选择“中等”分辨率。

5.让我们下降到你的飞船。那样做，返回Celestia并按你键盘上的[G]键。摄像机会放大来仔细观察你的飞船外貌。从所有侧面看它，按下鼠标右键并在任何方向上拖拽你的鼠标。你的视野会变化。这个右键-按住-拖拽会在我们的旅行期间经常用到。\par
6.你可以由按[Home]键或者滚动你的鼠标滚轮仅仅放大一点。要改变你的方向，使用[\leftarrow]和[\rightarrow]箭头键。\par
7.你的飞船和下面的地球不美丽吗？你的飞船配备有火箭发动机和“特殊”超能力发动机两者能够做到在不可能的速度下穿越太空的旅行。它也可以时间旅行！正是现在，你在环绕地球的轨道上飞行超过每小时20,000英里（每小时32,000千米）。\par
8.贴着右侧是你的白色HUD显示。在右上角你会看到日期和时间显示。日期显示为（年，月，日）。时间格式是（时，分，秒 世界时）的24小时制时钟。作为例子，2008 Jun 19 14:02:55 UTC的意思是你观察的天空在2008年六月19日世界时下午2:02分（55秒）时所看到的。世界时通常由天文学家和军人使用。\par
9.日期和时间显示的下面的文字是，"Rate:1x"。这是指目前，时间是在真实速度下经过。Celestia有能力改变时间。\par
10.在你飞船左偏上显示的文字是，"C1（Celestia 1号的缩写）"。你飞船的计算机锁定到你的飞船。我们航行期间，你会选择并锁定到其他目标。下面显示的是距离读数。它在米制数值上显示从你的飞船到你的摄像机有多远。这个显示还提供你Celestia 1号的大小。这艘飞船在长度上（2倍半径距离）是60米左右（200英尺左右）。\par
11.在左下角是你与你所看到的天体间的速度。然而Celestia 1号是在高速飞行，你的摄像机恒定在它上面，那么你的“相对”速度是每秒0.000米（米每秒）。其后，我们会加速到非常高的速度而这个显示会变化。\par
12.稍微观看Celestia 1号仅是喜欢那景色。你是在一个非常优越的座位上！\par
13.Celestia 1号可以显示星星为“点”，“模糊点”或“按比例的园面”。一同按[Ctrl+S]键循环经过这3个选项并选择你遇到的最写实（通常是点或模糊点）的星像场景。\par
14.我们有许多大的宇宙飞船要去看，那么如果你准备好了，让我们去。让时间开始返航...到1962年。\par
15.在1958年，人离开地球表面进入太空的能力由苏联的Sputnik 1号，第一颗人造卫星的发射实现了。人造卫星的部分定义是，当一颗人造物体从地面发射而进入太空，不是在轨道上运行（去环绕）一颗行星，就是航行在更远目的地的路途上。Sputnik上上述一类飞船（在教学活动之七，Celestia的宇宙飞船第一部分看到它）。它表明人可以设计和制造能到达并飞越太空的机器。\par
16.一旦技术经过验证，苏联和美国两国由产生有能力制造“太空船”的航空航天工业改变人类历史。当然，以前的1958年，计算机仅是被创造出来而且占据整个房间。以今天的水准是“原始的”技术，但足够了。人达到了太空，而且在那里现在没有折返。\par
17.让宇宙飞船逆着地心引力的拖拽离开地球表面的任务是非常困难，非常昂贵并且充满失败。事实上，从1958年到1962年八月，苏联和美国两者发射了32艘不载人宇宙飞船。大多数是简单的装置，设计为单纯进入太空和测试全部新工程技术。不幸的是，32个中有24个失败了，在发射期间或之后不久全部撞毁了。\par
18.在1962年十二月，第33颗宇宙飞船成功达到它的目标...即，去和地球旁边的其他行星和卫星相会。美国的NASA Mariner 2宇宙飞船是第一艘成功与其他行星相遇的宇宙飞船。Mariner 2的任务目的是飞过行星金星并传回行星大气，磁场，和质量的数据。它还做地球和金星之间的空间测量。数据是由无线电天线发送回地球。\par
19.水手 2号没有在围绕金星的轨道上运行，而是在超过每小时 30,000 千米仅一次飞越它（称为``flyby），获取照片并从这颗行星上面 34,000 千米的距离相会。它在那时继续深入太空，到那时太阳的引力俘获到它。如今，它的仪器没有很长久地工作但它继续在围绕太阳的宽广轨道上运行，默默证明人的创造精神。\par
20.当水手 2 号到达时制造了一个惊人的发现。金星的命名是依照远久时代以前爱情和美丽的罗马女神。这颗行星被认为也许是像热带世界，有云，植物而且甚至可能“Venusians”。水手 2 号震惊世界的传送显示金星改为一颗可怕的行星，有 900 华氏度（480 摄氏度），一个煎炸和杀灭尝试在它上面登陆（或生存）的任何东西的极度烘烤的烤炉的世界。\par
21.让我们与 1962 年九月的水手 2 号会面，当仍距金星数百万英里/千米的时候。Celestia 1 号的驾驶系统让你的飞船处于水手 2 号的轨道上，连同时间放慢到比率：0.01X，这样你可以看到它的经过。要去那里，首先激活你的飞船系统。\par
22.要那么做，我们首先需要激活你的驾驶舱。在屏幕上，位于你的飞船窗口右侧的白色文字。那是你的 HUD 工具箱。它包含你的飞船可识别的操纵装置。[左键-点击] 紧随写有``Cockpit那行的小框。\par
23.那时点击这里（在消息上回答 OK）。你现在会听到背景声音。如果你没有听到，检查你的计算机音响是打开的，而且不是静音。\par
24.然后，点击这里仅一次。你的飞船会沿着这颗人造卫星到金星的路途上追踪它。看着在 1962 年展现的历史...首个人类的物体离开我们生息的世界去另一个行星查看。喔！\par
25.水手 2 号在穿行于太空的运动时完全无声。因为太空没有空气，那里完全没有贯穿行进的途径（声音有赖于一些物体来贯穿通过）。甚至几英尺的距离，水手 2 号会寂静无声地经过你。\par
26.它经过一次，再点击这里仅一次重放只是这次的场景，当水手 2 号在你前面经过时，按 [F] 键。现在，右键-按住-拖拽并从所有角度仔细观察该飞船。要靠近它，按 [Home] 键或转动鼠标滚轮。留意水手 2 号是一个简单的装置，不比一架天线，一台摄影机，和一个小火箭发动机多什么。\par
27.随着水手 2 号的成功，美苏两国继续发射宇宙飞船到达我们的卫星和其他行星。在接下来的三年里，30 艘飞船被发射。让人遗憾的是，它们中有 24 艘也失败了，全都在发射中坠毁或在去往它们的目标途中发生故障。在 1967 年，美国的水手 5 号宇宙飞船成功在仅 4,000 千米的高度飞越金星，获得新的照片并测量那颗行星的大气。\par
28.在 1967 年十月 18 日，一艘苏联宇宙飞船最终成功抵达另一颗行星。实际上，它存心被设计去做以缓慢下落并投入金星灼热大气层的一个自杀式任务。这个任务成功了。这颗结实的苏联Venera 4宇宙飞船进入金星的大气层并投放两个温度计，一个气压计，一个无线电测高计，一个大气密度计量器，11 个气体分析仪，和两台无线电发射机。它证实金星不仅是可怕的灼热，而且它的大气压挤稠密且部分硫酸组成，强度足以蚀刻金属。喔！美丽的金星实际上是，真正来自地狱的行星！\par
29.这艘坚强的宇宙飞船没有幸存足够长的时间到达表面。它仍在空气中的时候像是被煎炸并坠毁。来在它命中注定的那天与它相逢。首先，让我们去看它的任务目标，行星金星。要命令 Celestia 1 号在 1967 年十月 18 日前往那里，点击这里一次。我们让时间加速那样你可以看到它在它的自转轴上转动。\par
30.虽然它看着像一个宜人的亲切的，米黄色的世界，金星是在太阳系从太阳自己的一边比较热的天体。它是那么热如果你在它的表面放一大块固体的铅，这块铅会化为一滩热的液体。金星也没有可以呼吸的氧气，表层水或水的云团。然而，它有可致命的二氧化碳气体构成的稠密，浑浊的大气。你可以看到完全覆盖这颗行星的密云。这些云是多种气体和硫酸小滴构成的，雾气的强度足以酸蚀你的皮肤。这云团如此厚重你不能从太空看到其表面你也不能从金星看到太空和星星，即使在夜晚，在任何时候！\par
31.如果缺乏氧气，900 华氏度（480 摄氏度）的高温，引起中毒的大气和浓缩的酸不足以令人讨厌，在这颗行星表面的气压是挤压到“90 个大气”。换句话说，金星上的大气比地球上的浓和重 90 倍。这相当于大概 10 辆满载的 18 轮卡车一辆摞在另一辆之上的重量，全都置于你的胸部上。你要在金星上登陆，那里绝对没有氧气来呼吸，你的宇宙飞船和你会立刻被它的大气重量挤压成一滩，在 900 华氏度时会使你剩余的沸腾并烧焦而酸性大气会使余下的溶解（喔！）。\par
可以在 Celestia 教学活动 3 或 3E，太阳系中发现如何获得金星迷人故事的方法。在我们的 CD/DVD 或者教学网站看到它。\par
32.Celestia 1 号仅有片刻时间在其表面存留的能力。要去那里，同时按 [Ctrl+G] 键。吁！\par
33.这是恶劣的环境而健壮的金星 4 号希望继续存留，至少几分钟。要看“金星”接近金星，点击这里。当你观看时，金星 4 号会在慢速率下（Rate: 0.01x）高速运动并且顶端进入大气层。要靠近看它，点击这里并在它经过你时按 [F] 键。[右键-按住-拖拽] 并用 [Home] 键或 [鼠标滚轮] 放大来仔细观察它。留意它是多么巨大，来承受住全部大气压力！\par
34.金星 4 号在实际的速度下经过你看上去像什么？要想知道，点击这里。WHOSSSH! 不要眨眼！那么快！\par
35.请回答这个活动所附带的工单中 1 - 6 题。前往工单。\par
36.苏联继续用它的金星系列飞船，决心在它的表面着陆。他们最终成功了。在 1970 年十二月 5 日，从金星 7 号宇宙飞船投放了一个太空舱探测器而探测器用降落伞穿过金星的大气层在另一个世界的表面着陆。这是第一个人造物体在另一颗行星上成功着陆。在高温和挤压的大气压力摧毁它之前它仅维持了几分钟，但它是成功的。苏联没有放弃尝试。一共，他们发射了 17 艘太空飞船到金星。一些在其表面着陆。金星 13 号在被高温煎炸之前达到存续 2 小时并获得一些金星表面的照片（看图 4）。\par
37.在二十世纪七十年代中期，两个美国探险者探测器进入环绕金星运行的轨道，它们中有一个探测器在其表面降落并测量数据其间另一个留在轨道上对这颗行星仔细观察和拍照。\par
38.在1990年，最大的雄心是成功发送宇宙飞船到金星，抵达了。麦哲伦宇宙飞船是一艘大的，综合性的设计为环绕金星轨道运行若干年的人造卫星。在飞船上是一个复杂的“雷达绘制地图”装置，能向下发射雷达信号来反射离开金星的固态表面。雷达波会穿透云团，自地面反射回来。当返回信号由麦哲伦的大天线收到时，人造卫星计时回波往返要多长时间，并使用这个数据，计算从人造卫星到其表面多远的距离。一英里一英里，一千米一千米，麦哲伦从轨道上绘制行星表面的起伏，山丘，山谷，平坦的平原。一整年之后，它绘制了金星的98\%而获得类似真实的表面轮廓的深入了解。\par
39.让我们去看看1989年的麦哲伦，在它处于地球上空位置的时候。要发送 Celestia 1 号到此时此地，点击这里。麦哲伦是搭载于美国亚特兰蒂斯号航天飞机的载货舱里进入地球之上的轨道。当你看到时航天飞机投放了这个宇宙飞船，麦哲伦在它上方旋转。哇！那不是惊人的景象吗？你是在一艘能置你于历史此处的非凡飞船中。实际上，是激活它的“隐蔽覆盖”范围成为不可见的，那么在航天飞机里的那些宇航员不会料想到被太空来的生物所看到。\par
40.再告诉你，那两艘飞船的下方是越南。\par
41.[左键-点击] 在你工具箱上的驾驶舱按钮来关闭驾驶舱场景一小会儿，在那时右键-按住-拖拽围绕两艘飞船。而且，用 [Home] 键或 [鼠标滚轮] 放大较为靠近。使用你的 [] 和 [] 箭头键来转动你的视野。\par
42.为什么宇宙飞船在旋转？这个答案是稳定性。旋转的物体像是小陀螺仪。当它们旋转时，它们不会摆动太大，保持它们的天线指向正确。\par
43.航天飞机是美国的基本太空交通工具，有能力从地面带着货舱（舱门在后面，发射时关闭）被发射入轨。在太空中一次，航天飞机开启它的门和大机械臂轻轻地抓取货舱中的人造卫星并举起它从航天飞机里出来。一次航天飞机之上的投放，两个物体现在是在自由降落的轨道上。航天飞机那时点火一些小火箭而从人造卫星移动一段距离。一旦越过，这颗人造卫星点火它自己的火箭不是运动到地球之上一个不同的轨道，就是完全离开地球向外进入太空。\par
44.那正是麦哲伦。在 1989 年，五月，由航天飞机投送到轨道之后，麦哲伦点火你所看到附于它的火箭朝向金星。它在 1990 年八月 10 日抵达，超过一年之后降落进入准确轨道，它在那绘制地图并仔细观察金星四年。在 1994 年十月 11 日，麦哲伦坠落离开轨道并在金星大气层中着火烧毁。\par
45.你喜欢去看在 1992 年在围绕金星轨道上运行时的麦哲伦吗？让我们去。点击这里一次。麦哲伦是在远方。要移动靠近它，按 [G] 键。右键-点击-拖拽来详细观察它。看到它的大碟状雷达向下指向这颗行星了吗？它正忙于弹回离开其表面的雷达信号，并获取它们的回波。留意它抛掉的（摆脱）它的大火箭发动机。\par
46.哎，如果麦哲伦能看穿云团并制作金星表面的地图，它看到了什么？要想知道，用程序指令我们精良的飞船计算机也看透金星的云层。回到 Celestia 并按 [I] 键一次。云层会突然消失而呈现合于事实的金星表面。要更好地看它，按 [End] 键或用 [鼠标滚轮] 来缩小而从金星足够远去看整个的行星。要置中这颗行星，用你的鼠标指在它上面并双击。留意它整个遍布大量轻物质构成的条纹。那些是以前的火上熔岩流。金星一度有大量喷发着的火山是非常非常的活跃的火山。\par
47.在仔细观察完它的真实表面时，按 [I] 键恢复云层。\par
48.在 2005 年十一月，欧洲空间局(ESA)发射了金星快车，一个boxy，设计以长达六年时间到环绕金星轨道的满载仪器的宇宙飞船，获得照片和测量这颗被云笼罩的行星。让我们和高速飞行的快车一起向着它的目的地。点击这里。\par
49.在 2006 年，四月 11 日，金星快车成功抵达金星的空间并点火它的后-火箭来让它慢下来和改变它的轨迹（路线）那样它降落进入一个长省略轨道。Celestia 1 号会前往那个重要的时刻，让我们去吧！\par
50.首先，找到“环境光强度”滑块在你的白色工具箱中的位置，并滑动滑块到读着 0.15 左右。到那时，点击这里。你可以看到火箭在燃烧。\par
51.要靠近仔细观察这艘飞船，并且看它的一些仪器，点击这里。在那时，如果你有互联网连接（并有老师的同意），[右键-点击] 这艘飞船的大天线，并选择``info。你会收到金星快车仪器的 ESA 网页，在那里你可以读到所有关于它的七个关键仪器。要靠近看它们，改为在宇宙飞船的主体上 [右键-点击]。会显示一个“人造卫星”列表。选择任何一个仪器并按 [G] 键。你的飞船计算机会放大那个个别的仪器。要看另一个，由按 [End] 键自宇宙飞船缩小，[右键-点击] 并选择另一个仪器，按 [G] 到它那。
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