《月球液體望遠鏡》閱讀答案
《月球液體望遠鏡》閱讀答案
月球液體望遠鏡
作者：程 暉《大自然探索》
在月球上建立太空望遠鏡是天文學家長久以來的夢想，因為在沒有大氣和人為干擾的月面環境下，望遠鏡能更好地捕捉到宇宙深處恆星的微弱光線。不過，通常情況下，對望遠鏡鏡片精確度的要求很高，成本昂貴，而且即使造成，還有如何把它搬運到月球上去的問題。2008年10月，一組國際知名天文學家和光學家宣稱，他們或許已經找到了在月球上建造“大得令人難以置信”的望遠鏡的“很簡單”的方法。
牛頓早就指出，置於轉速恆定的淺容器中的任何液體，都會自然形成拋物面形狀——這與望遠鏡鏡面將星光匯聚到焦點所需的形狀是一樣的。對於建造巨型月球望遠鏡來說，這可能就是關鍵之所在。
在地球上，只要保證盛液體的容器嚴格地處於水平狀態，並置於一個由轉速穩定的同步電機帶動的低震動、低空氣阻尼機構上，就可以製造出液麵非常完美的液體望遠鏡。旋轉速度無需很快。科學家在實驗室中已經制造出了直徑為4米的液體望遠鏡，其轉速大約為每小時5千米，和人快步行走的速度差不多。在月球的低重力環境下，液體望遠鏡的旋轉速度可以更慢。
在地球上，大多數液體望遠鏡都使用水銀。水銀在室溫下為液態，可以反射大約75％的入射光，效果幾乎和銀一樣好。目前世界上最大的液體望遠鏡是加拿大不列顛哥倫比亞大學的“大型天頂望遠鏡”，直徑為6米，建成於2005年，造價不到100萬美元，只相當於一架同樣直徑的固體望遠鏡造價的百分之幾。事實上，成本低廉正是促使科學家下決心建造月球液體望遠鏡的最大動因。
不過，使用水銀建造月球液體望遠鏡卻是行不通的，因為水銀的密度很大，使得發射載荷太大，而且水銀還很昂貴。更重要的是，水銀在月面的真空環境中會很快蒸發。近年來，科學家一直在嘗試用被稱為“離子液體”的有機化合物代替水銀來製作液體望遠鏡。所謂離子液體，基本上就是融解的鹽，其蒸發率幾乎為零，即便在月面的真空下也不會蒸發。此外，離子液體在極低的溫度下也能保持液態。目前，科學家還在設法合成能在液氮溫度下保持液態的離子液體。
離子液體的密度比水銀低得多，比水略大。儘管離子液體本身的反射率不高，但卻可以在離子液體望遠鏡的表面形成一層超薄的銀，厚度僅為50～100奈米(1奈米等於10億分之一米)，如此薄的厚度實際上使銀固化了。在太空的真空環境中，具有極薄銀層的液體望遠鏡既不會蒸發，也不會生鏽。如此一來，液體望遠鏡不就成了“固體望遠鏡”。
為了保持液體鏡面的形狀，現在的液體望遠鏡還只能水平放置，否則液體就會流出來。這是否意味著液體望遠鏡不能調整方向?實際上，科學家已經提出了幾種使液體望遠鏡能夠傾斜的方案，比如在液體望遠鏡的上方懸浮二級固體望遠鏡，又比如讓液體望遠鏡的鏡面本身略微彎曲。這些方法聽起來匪夷所思，但類似技術已被應用於波多黎各阿雷希伯射電望遠鏡。
只要望遠鏡不被放置在地球或月球的極點，那麼地球或月球每自轉一次，望遠鏡就會隨之掃描天空中的一個環帶。月球的自轉軸以18.6年的週期發生擺動，因此，月球望遠鏡實際上能觀測一大片天空。
一個非常誘人的想法，是將大型液體望遠鏡放置在月球極地附近。可以把望遠鏡放置在一個永久無光照的隕擊坑的底部附近，那裡的溫度很低，對於紅外(熱量)天文學觀測來說很理想。當然，還需要在永久有光照的附近山頂上架設太陽能電池板，為望遠鏡旋轉提供能量。
相對於傳統望遠鏡，總是往上看的液體望遠鏡省去了承重支架、齒輪以及指向控制系統等，因而大大簡化了製造，重量也大為減輕。液體望遠鏡所需的只有液體容器(或許是雨傘狀的，能自行展開)，外加幾乎無摩擦的超導軸承及其驅動電機。據估計，建造一部直徑20米的月球液體望遠鏡所需的全部材料只有幾噸重，對於美國宇航局計劃在2l世紀20年代發射的“阿雷斯5號”系列飛船來說，往月球飛一次就足以運送這些材料了。
未來的月球液體望遠鏡的直徑有可能達到100米，也就是比一個足球場還大。如此巨大的望遠鏡，可以一直回望到宇宙的年輕時期，即大約50億年前，那時第一批恆星和星系正在形成。或許還會發現一些意想不到的天體。這真激動人心!
科學家指出，“在月球上架設巨型望遠鏡”這一科幻理念，也許很快就能成為現實!
5.下列對文中資訊的篩選與整合，錯誤的`兩項是( )
A.通常情況下，望遠鏡鏡片精確度的要求很高，成本昂貴。
B.2008年10月，國際知名天文學家和光學家宣稱已經找到了在月球上建造大望遠鏡的“很簡單”的方法。
C.地球上液體望遠鏡大都使用水銀,液態水銀可以反射大約75%的入射光,效果幾乎和銀一樣好。
D.科學家設想用在液氮溫度下保持液態的離子液體來製作液體望遠鏡。
E.液體望遠鏡製作成功後，我們可以看到更遙遠的宇宙和天體。
解析 B項原文是“或許已經找到”。C項應該是“室溫下”的“液態水銀”。答案 BC
6.根據原文的內容，分析“在月球上建立太空望遠鏡是天文學家長久以來的夢想”的原因。
解析 該問題是文章的首句，起到統領全文的作用。問題內容是表示結果的陳述，原因論述應該在下面語句中。可從第1自然段中分析。
答案 因為在沒有大氣和人為干擾的月面環境下，望遠鏡能更好地捕捉到宇宙深處恆星的微弱光線。但是，在月球上建造太空望遠鏡，成本昂貴，搬運問題難以解決，需要經過很長時間的努力才能實現這種夢想。
7.請聯絡全文,回答科學家為什麼會想到在月球上架設大型的液體望遠鏡。在月球上架設液體望遠鏡存在哪些困難？
解析 考查概括文章內容的能力。主要是概括 “在月球上架設大型的液體望遠鏡存在的困難”有哪些，難度較低。
答案 （1）原因:①在月球上架設液體望遠鏡的成本低廉。②相對於傳統望遠鏡,在月球上架設液體望遠鏡製造更簡單,重量也大為減輕,往月球上運送材料更方便。③未來的液體望遠鏡的直徑有可能達到100米,觀測距離遠。
（2）困難:①難以合成能在液氮溫度下保持液態的離子液體。②難以讓液體鏡面保持形狀。③為月球液體望遠鏡尋找合適的放置地點有一定困難。
8.請結合科普文章的文體特徵，分析這篇文章的語言特色。
解析 考查鑑賞文字語言特色的能力。科普文,語言要求除了準確周密、通俗易懂外，還要求生動形象，目的便於讀者接受理解。結合文章的第1自然段、第2自然段、第4自然段以及其他語句分析鑑賞。
答案 （1）語言準確周密。如“他們或許已經找到了……”中的“或許”，“這可能就是關鍵之所在”中的“可能”。在描述具體物件時，運用了精確的數值。如“目前世界上最大的液體望遠鏡……直徑為6米”。（2）語言通俗易懂。如第2自然段中解釋牛頓指出的一個原理。再如，第⑤自然段中解釋在月球上不能用水銀做材料的原因。（3）語言生動有趣。如第1自然段中“長久以來的夢想”，倒數第4自然段中“一個非常誘人的想法”等。這些詼諧有趣的語句，使讀者在輕鬆的氣氛中對所要說明的科學知識加深了印象。