Question

【題目】請閱讀《太空快遞員》并回答下列各題。

太空快遞員

2017年4月20日，天舟一號貨運飛船成功進入預定軌道，太陽能帆板展開正常，發射獲得圓滿成功。因為天舟一號“只運貨，不送人”，被人們形象地稱為“太空快遞員”。天舟一號外觀如圖所示，部分參數見下表。

在近地軌道運行的航天器會由于空氣阻力而“掉高度”，為了維持高度，就需要火箭發動機適時啟動以保持軌道高度，但是其攜帶的燃料是有限的。這就對被稱為“太空加油”的在軌推進劑補加技術提出了需求。此次天舟一號的一個重要使命就是驗證該項技術。此次天舟一號的目標飛行器是天宮二號，為了給天宮二號補給物資，天舟一號必須首先和天宮二號交會對接。早在2011年11月3日，天宮一號目標飛行器就已與神舟八號飛船順利完成我國的首次交會對接。天舟一號將首次使用我國航天人研發的快速自主交會對接技術。交會對接完畢后，天舟一號就可以向天宮二號補給物資以及為天宮二號“太空加油”。別小看這次的“太空加油”，它是天舟一號和天宮二號在高速飛行中對接鎖緊、確保補加裝置和管路氣密性好的前提下進行，其過程要比汽車加油復雜得多，分為29個步驟，每步都需要精細控制。首先，天宮二號的壓氣機將手風琴狀的膜盒貯箱中的氣體壓回氣瓶，使天宮二號的燃料貯箱的氣壓低于天舟一號的燃料貯箱的氣壓；隨后，接通天舟一號和天宮二號貯箱，使推進劑自動從天舟一號貯箱“流入”天宮二號貯箱，當兩側貯箱的氣壓相等時，加注工作完成。目前，我國成為繼俄羅斯和美國之后第三個掌握在軌推進劑補加技術的國家。天舟一號任務的圓滿成功，標志著我國載人航天工程第二步勝利完成，也正式宣告中國航天邁進“空間站時代”。

請根據上述材料，回答下列問題：

（1）“太空加油”時，天舟一號相對于天宮二號是_____的。（選填“靜止”或“運動”）

（2）“太空加油”時，推進劑自動從天舟一號貯箱“流入”天宮二號貯箱的條件是：天宮二號燃料貯箱的氣壓______天舟一號燃料貯箱的氣壓。（選填“高于”或“低于”）

（3）歐洲太空局ATV貨運飛船最大上行貨運能力約7.7t物資，它的起飛質量約為21t。借鑒所學機械效率概念，請你通過計算比較天舟一號與歐洲太空局ATV貨運飛船哪個運載效率高_______。

Answer 1

【答案】 靜止 低于 天舟一號的運載效率高

【解析】（1）根據短文知道，當“太空加油”時，天舟一號與天宮二號的位置關系沒有發生變化，所以天舟一號相對于天宮二號是靜止的。

（2）由題知道，“太空加油”時的步驟是：首先，天宮二號的壓氣機將手風琴狀的膜盒貯箱中的氣體壓回氣瓶，使天宮二號的燃料貯箱的氣壓低于天舟一號的燃料貯箱的氣壓；隨后，接通天舟一號和天宮二號貯箱，使推進劑自動從天舟一號貯箱“流入”天宮二號貯箱，當兩側貯箱的氣壓相等時，加注工作完成；

（3）根據機械效率是指有用功與總功的比值知道，貨運飛船的運載效率可以是：η=，所以天舟一號的運載效率是：η1 =6.5t/13.5t×100%≈48%，ATV的運載效率η2 =7.7t/21t×100%≈37%，因為η1＞η2，所以天舟一號的運載效率高。