太空探索
基礎人類用火箭克服地心吸力進入太空，由人造衞星、載人飛行到太空站，再以探測器和太空望遠鏡探索太陽系和深空；中國的天宮空間站、嫦娥探月和天問探火是重要成就。太空探索帶來科技、資源與合作的機會，也要求我們以和平和環保的態度使用太空。
- 火箭憑作用力與反作用力升空；達到每秒約七點九公里便能環繞地球。
- 人造衞星服務日常生活：氣象預警、導航定位、通訊廣播和遙測監察。
- 太空站提供微重力實驗環境；探測器和太空望遠鏡把探索伸向太陽系與深空。
文體小知識：天文科普說明文帶讀者離開地球看宇宙，用數字和比喻把遙遠的太空變得具體。
§課文原文 Passage
1地球的地心吸力像一條看不見的鎖鏈，要把任何東西拉回地面。要掙脫它，飛行器必須達到每秒約七點九公里的速度。火箭的原理來自作用力與反作用力：燃料燃燒產生高溫氣體向後高速噴出，火箭便被向前推進，正如放手後的氣球會向噴氣的反方向飛。多級火箭把燒完燃料的空箱逐級拋掉，減輕重量，才能把衞星和太空人送上太空。一九五七年蘇聯發射第一顆人造衞星「史普尼克一號」，一九六一年加加林成為第一位太空人，一九六九年阿波羅十一號把太空人送上月球。
2太空探索有幾種主要形式。人造衞星環繞地球工作：通訊衞星轉播電視和電話，導航衞星組成全球定位系統，氣象衞星監察颱風和雲圖，遙測衞星監測水土和城市發展。太空站讓太空人長期駐留，在微重力環境做實驗，例如培養更純的蛋白質晶體以研究新藥。太空探測器飛得更遠：旅行者一號已飛出太陽系邊界，新視野號飛掠冥王星。太空望遠鏡則在大氣之外凝望深空：韋布望遠鏡以紅外線捕捉百多億年前的星系光芒，讓我們看見宇宙的「嬰兒照片」。
3中國的太空成就舉世矚目：二零零三年神舟五號載着楊利偉進入太空，中國成為第三個獨立載人航天的國家；天宮空間站在軌建成，成為長期有人照料的研究平台；嫦娥工程中，嫦娥四號實現人類首次月背着陸，嫦娥五號取回月壤樣本；天問一號一次性完成環繞、着陸和巡視火星，祝融號火星車在烏托邦平原留下車轍。這些成就展現了國家科技實力，也激勵年輕人投身科學。
4太空探索的未來指向重返月球、載人火星和小行星資源。它也實實在在改變地球生活：氣象衞星令颱風預警更準確，衞星導航支撐交通物流，太空技術衍生出淨水設備和記憶海綿等發明。同時，太空面對新問題：數以萬計的太空垃圾以高速環繞地球，威脅衞星安全；外太空應由全人類和平使用，不得據為己有。探索宇宙，既要仰望星空的勇氣，也要守護規則的責任。
1重點摘要 Summary
人類用火箭克服地心吸力進入太空，由人造衞星、載人飛行到太空站，再以探測器和太空望遠鏡探索太陽系和深空；中國的天宮空間站、嫦娥探月和天問探火是重要成就。太空探索帶來科技、資源與合作的機會，也要求我們以和平和環保的態度使用太空。
2生字卡 Vocabulary
地球吸引物體的力，令物體落向地面、衞星環繞地球。
利用燃料高速噴射的反作用力推進的飛行器。
由人類發射、環繞地球運行的設備，用於通訊、導航、氣象等。
環繞地球、供太空人長期駐留工作的設施。
太空站中重力影響極小的環境，物體會飄浮。
飛往月球以外的天體進行觀測的無人航天器。
在大氣層外觀測宇宙的望遠鏡，影像不受大氣干擾。
在火星表面行駛、採樣和分析的探測車，例如祝融號。
光走一年的距離，約九萬五千億公里，用於量度星際距離。
廢棄的衞星、火箭殘骸等以高速環繞地球的碎片，威脅在軌設備。
3逐步講解 Steps
- 第一步：理解火箭怎樣升空火箭利用作用力與反作用力升空：向後噴出高速氣體，氣流便把火箭向前推，這就是反衝原理。舉個例子：把吹脹的氣球放手，氣球向噴氣的反方向飛竄。三級火箭逐級拋掉燒完的空燃料箱，重量越來越輕，才能達到足夠速度進入太空。有一個常考點：火箭與飛機不同，必須自帶燃料和氧化劑，所以在沒有空氣的太空也能推進；飛機引擎要吸入空氣，只能在地球大氣層內飛行。
- 第二步：算一算脫離地心吸力的速度脫離地心吸力需要極高的速度，這正好解釋了太空探索為什麼如此困難。舉個例子：高鐵每秒約行零點一公里，而太空船需要每秒七點九公里才能環繞地球，相等於一小時內由香港飛到倫敦再飛回來。只有強大的多級火箭，才能把太空船加速到這個速度。這個每秒七點九公里的速度稱為環繞速度；若要飛往月球等更遠的目的地，則要達到更高的第二宇宙速度，即每秒約十一點二公里，燃料需求更大。
- 第三步：認識衞星的日常貢獻衞星默默支撐著天氣預報、導航和通訊，是太空科技中最貼近生活的應用。舉個例子：颱風襲港前三四天，天文台憑氣象衞星的雲圖預測路徑並發出警告；打開地圖應用程式定位，用的是導航衞星群。沒有衞星，現代生活幾乎無法運作。衞星可以按用途分類：氣象衞星監察雲圖變化，通訊衞星轉播電視節目和國際訊號，導航衞星提供定位服務；它們運行的高度和軌道也各不相同。
- 第四步：了解太空站的價值太空站是環繞地球飛行的研究實驗室，微重力環境令地面做不到的實驗成為可能。舉個例子：在微重力下培養的蛋白質晶體更完整，科學家藉此看清蛋白質結構、設計新藥；太空人每天繞地球十六圈，九十分鐘便看一次日出，非常奇妙。例子方面，國際太空站重約四百噸，由多國合作建造；中國的天宮空間站由三個艙段組成，是現時太空中少數長期有人駐守的實驗室。
- 第五步：認識深空探測與望遠鏡深空探測器和太空望遠鏡把人類的視線延伸到太陽系之外。舉個例子：韋布望遠鏡拍到一百三十多億年前星系的光——因為光要走這麼多年才到達，望遠鏡其實在拍宇宙的「歷史照片」。看得越遠，等於看得越久遠，幫助我們追尋宇宙的起源。這裏要用上光年的概念：光年是光走一年的距離，約九萬五千億公里；一百三十多億光年外的星系，光芒出發時宇宙還處於很年輕的階段。
- 第六步：梳理中國航天大事序中國航天半世紀以來穩步推進，多項任務在世界上名列前茅。舉個例子：二零零三神舟五號完成載人飛行，二零一九嫦娥四號首次登陸月球背面，二零二零嫦娥五號取回月壤，二零二一天問一號着陸火星並部署祝融號。認識大事序，能看見科技是一步一步累積的。最近的里程碑是二零二四年的嫦娥六號：它從月球背面取回約一千九百三十五克樣本，是人類首次取得月背物質，再次寫下世界第一。
- 第七步：思考太空的責任使用太空屬於全人類，使用時必須兼顧安全、和平與可持續。舉個例子：一枚報廢衞星以每秒數公里的速度撞擊，可摧毀運行中的衞星，產生的碎片又威脅其他航天器；各國因此推動碎片減量和太空條約，堅持和平利用外太空。責任感是探索精神的一部分。數據可以說明問題的嚴重：地球軌道上大於十厘米的碎片估計有數萬個，各國因此規定報廢衞星須在限期內離開軌道，或墜入大氣層燒毀。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：颱風「山竹」襲港前三天，天文台已能預測其路徑並提前發出警告。請說明是哪項太空科技支撐這種預報，並寫出另外兩項太空科技在日常生活的應用。
- 指出關鍵科技：氣象衞星。它在三萬六千公里高的同步軌道上連續拍攝雲圖，追蹤颱風的位置、雲系和移動方向。
- 說明預報過程：氣象人員把多張雲圖連續比較，計算颱風的移動速度和方向，再配合電腦模型推算未來路徑。
- 提早警告的意義：三天的預報令市民有時間加固門窗、船隻回港、學校停課安排，減少人命和財產損失。
- 另舉兩項應用：導航衞星支撐地圖定位和物流追蹤；通訊衞星令偏遠地區和遠洋輪船也能接收電視和電話。
- 答案：支撐預報的是氣象衞星：它持續拍攝雲圖，令天文台能計算颱風路徑並提前三天警告。其他應用例子包括導航衞星的定位服務和通訊衞星的遠距離廣播通訊。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1火箭升空的原理是什麼？
Q2寫出兩種人造衞星及其用途。
Q3太空站最適合做哪類實驗？為什麼？
Q4寫出兩項中國太空探索的成就。
Q5什麼是太空垃圾？為什麼要處理？
8重點回顧 Recap
- 火箭憑作用力與反作用力升空；達到每秒約七點九公里便能環繞地球。
- 人造衞星服務日常生活：氣象預警、導航定位、通訊廣播和遙測監察。
- 太空站提供微重力實驗環境；探測器和太空望遠鏡把探索伸向太陽系與深空。
- 中國成就包括神舟載人飛行、天宮空間站、嫦娥探月和天問探火。
- 太空垃圾威脅在軌設備；外太空屬於全人類，必須和平、負責任地使用。