嫦娥落月圆大梦高考命题添新宠

柴勇

2013年12月2日1时30分，搭载着嫦娥三号的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空并准确入轨，发射圆满成功。12月15日23时许，嫦娥三号成功实现软着陆月球，玉兔与嫦娥顺利实现对拍，着陆器及玉兔上的五星红旗格外鲜艳。嫦娥三号的顺利落月，必将成为2014年高考命题的热点，本文对这一热点从化学角度进行全方位分析，希望对同学们的高考备考有所帮助。

一、一部天梯——长征三号乙运载火箭架设更远“天梯”

长征三号乙火箭，是在长征三号甲和长征二号E火箭基础上研制的大型三级液体捆绑火箭， 长征三号乙火箭是中国目前运载能力最大的运载火箭，也是发射高轨道卫星的主力火箭，主要任务是发射地球同步转移轨道的重型卫星和进行轻型卫星的一箭多星的发射。全箭起飞质量425吨，全长54.838米，一、二子级直径3.35米、助推器直径2.25米，三子级直径3.0米，卫星整流罩最大直径4.0米。它的一子级、助推器和二子级使用偏二甲肼和四氧化二氮（N2O4）作为推进剂，三子级则使用效能更高的液氢和液氧。

【例2】“嫦娥三号” 的运载火箭一、二级发动机中有一种燃料X和助燃剂Y由短周期A、B、C、D四种元素组成，其中A元素的一种同位素符号为T，B元素形成的化合物的种类最多，燃料X由A、B和C三种元素组成，其相对分子质量为60，X含B 40%，含C 46.67%，其余为A，C在X中显-2价，X分子中B原子连在同一个C原子上，C原子之间不连接其它原子。助燃剂Y由C、D两种元素组成，在加压、降温条件下成为无色液体，常温下转变为混合气体，颜色发生变化。

二、两大组成——嫦娥三号由着陆器和“玉兔号”月球车组成

嫦娥三号由着陆器和“玉兔号”月球车组成，在月球表面软着陆后，联合开展着陆器的就位探测和月球车的巡视探测。探测器发射质量约3.7吨，着陆器质量约1.2吨，月球车质量约120千克，可载重20千克。嫦娥三号探测器使用X波段测控，新建成的35米和64米大直径天线和原有的VLBI结合进行轨控定位。嫦娥三号探测器的着陆器将在15公里高度开启发动机反推减速；2公里以上高度实现姿态控制和高度判断，转入变推力主发动机指向正下方的姿态；2公里以下进入缓慢的下降状态，100米左右着陆器悬停，降落相机进行月面识别，着陆器自动判断合适的着陆点，下降到距离月面4米高度时进行自由下落着陆。

【例3】北京时间2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号” 月球车顺利驶抵月球表面。不畏330摄氏度大温差，无惧月岩月坑崎岖颠簸，“玉兔号”比地球上所有越野车都能“扛得住”。航天发射任务“拈轻怕重”，月球车也必须轻装上阵，并且坚强耐久，轻量化的铝和镁成为太空合金的基础成分。用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。

嫦娥三号着陆器和巡视器上都各自携带了四台仪器，主要为了完成三大科学任务。一是对地形地貌和地质构造的探测和研究，二是对月球的物质成份以及一些有用资源的勘察与研究，三是利用着陆器的平台开展月基光学望远镜的观测和对地球等离子体层的探测。

四、五大技术——嫦娥三号任务成功突破五大探月技术

据北京中心的专家介绍，以嫦娥三号任务为突破口，我国攻克了高精度月面视觉定位技术等五项探月的关键技术。一是高精度月面视觉定位技术。巡视器月面遥操作要利用探测器下传的图像数据，进行高精度视觉定位，只有定位准确才能确定往哪里走，去哪里探测。他们采用数字图像处理技术和光束平差及视觉交会定位算法，实现了月面巡视器的高精度定位。二是月面巡视动态规划技术。月面环境复杂地形多样，巡视探测须结合实时获取的地形数据进行动态规划。技术人员设计了基于规划图的状态空间前向搜索算法，构建了三层规划模型，解决了路径规划与巡视勘察自动验证和动态改进的难题。三是巡视器行走控制技术。地面需要控制巡视器规避各类月面障碍，实现安全的月面行驶控制。中心通过建立月面综合环境模型，设计了里程最短、能源最省等最优路径搜索算法，控制巡视器实现盲走、自主规划避障等多种移动方式。四是巡视器可视化操作与控制技术。实现遥操作控制可视化是地面指挥决策的重要辅助手段。中心建成了月球车手动驾驶系统，应用立体显示技术，实现了人在回路进行控制的遥操作环境。五是多体制深空干涉测量数据处理技术。干涉测量信号处理是深空探测准确定轨的关键技术环节。针对佳木斯、喀什两个新建深空站干涉测量信号的处理，中心突破了差分单程测距、同波束干涉测量等数据处理技术，为探月轨道确定和月面高精度定位提供了新手段。

五、五星红旗——嫦娥三号上的五星红旗不简单

2013年12月15日23时许，玉兔与嫦娥顺利实现对拍，着陆器及玉兔上的五星红旗格外鲜艳。“这两面国旗真的不一般！”负责国旗研制的王波告诉记者：“我们经过近一年的研发和反复测试，用特殊工艺和特殊合成树脂、颜料制作了这两面国旗，使国旗既能克服环境变化冷热交替时的温差，也能应对紫外线电子和质子等高分子射线的冲击，还能应对月球黑夜的超低温，在外太空极端环境下始终保持五星红旗的鲜艳颜色。”

【例7】013年12月15日晚，正在月球上开展科学探测工作的嫦娥三号着陆器和巡视器进行互成像实验，“两器”顺利互拍，嫦娥三号任务取得圆满成功。照片显示，在虹湾地区布满砾石和尘埃的灰黑色月面上，着陆器被阳光照得一片金色，月球车“胸前”的五星红旗鲜艳夺目。这两面国旗是用特殊工艺和特殊合成树脂、颜料制作的。下列有关说法正确的是（ ）

A. 医用酒精的浓度通常为95%

B. 单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料

C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物

D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料

解析：利用常见物质的成分和用途来判断正误。A项中医用酒精的浓度为75%，错误；B项中单质硅用于太阳能电池，正确；C项中油脂是小分子化合物，不是高分子化合物，错误；D项中合成纤维是有机材料，不是无机非金属材料，错误。

答案：B

（作者单位：山东省滕州市第一中学西校）

责任编校 李平安