欢迎来到太空：探索太阳系！

在晴朗的夜晚走到郊野公园抬头一看，你或许会看见月球、金星和木星等明亮的行星，还有许多恒星。在这一课，你会学习为什么太阳是一颗恒星，认识八大行星，比较地球、月球和其他行星，并找出哪里可能有生命。接着，你会认识国家的太空成就，以及香港科学家作出的贡献。

1. 太阳：我们的恒星

太阳是一颗恒星

恒星是一个巨大、非常炽热而且会发光的气体球，能够自己发出光。太阳是离地球最近的恒星。其他恒星看起来只是细小的光点，只因为它们离我们极其遥远。

太阳主要由氢和氦组成。它的内部深处进行核反应，释放出巨大的能量；太阳表面的温度约为 5,500 °C。

为太阳系提供光和热

太阳向太阳系中的所有成员提供光能和热能。这些能量以辐射的方式穿过几乎真空的太空。阳光只需约 8 分钟，便能到达约 1.5 亿千米外的地球。它使地球变暖，并推动水循环（见“水循环”一课）。

行星和卫星不会自己发光。我们看得见它们，是因为它们反射阳光，就像路牌反射汽车车灯的光一样。

本节重点：太阳是一颗恒星，为太阳系中的每一个成员提供光能和热能。

2. 认识八大行星

太阳系里有什么？

太阳系包括太阳，以及所有围绕太阳运行的天体：八大行星、它们的卫星，以及矮行星、小行星和彗星等较小的天体。太阳的引力使它们沿着称为轨道的路径运行。行星围绕太阳运行；卫星（天然卫星）则围绕行星运行。

行星的排列顺序

由最接近太阳的开始：
1. 水星
2. 金星
3. 地球
4. 火星
5. 木星
6. 土星
7. 天王星
8. 海王星

记忆小贴士：记住口诀“水金地火木土天海”，每一字代表一颗行星，由内至外排列。

岩石行星和巨行星

四颗内行星（水星、金星、地球、火星）是体积较小的岩石行星，有坚硬的表面。四颗外行星是巨行星：木星和土星是气态巨行星（主要由氢和氦组成），天王星和海王星则是冰巨星。巨行星没有坚硬的表面。

本节重点：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。内侧四颗是岩石行星，外侧四颗是巨行星。

3. 比较地球、月球和其他行星

科学家比较什么？

1. 大气的成分——包围着它的是什么气体。
2. 表面平均温度
3. 水是否存在——以及以什么状态存在（冰、液态水或水汽）。
4. 质量——它含有多少物质。
5. 重力——它把物体拉向自己的力有多强。
6. 与太阳的距离
7. 公转周期——围绕太阳运行一周所需的时间（它的“一年”）。
8. 自转周期——绕着自己的轴自转一周所需的时间（它的“一天”）。

记忆小贴士：自转就像芭蕾舞者在原地旋转；公转就像跑步者沿着跑道绕圈跑。

行星资料档案

以下为约数；质量和重力以地球作比较，地球的数值当作 1。

水星——与太阳相距 5,800 万千米；一年 88 天；自转周期 59 天；几乎没有大气；白天约 430 °C，晚上约 −180 °C；没有液态水；质量 0.06；重力 0.4。

金星——1.08 亿千米；一年 225 天；自转周期 243 天；大气非常浓厚，约 96% 是二氧化碳；约 460 °C，是最热的行星；没有液态水；质量 0.8；重力 0.9。

地球——1.5 亿千米；一年 365 天；自转周期 24 小时；大气主要是氮和氧；约 15 °C；有大量液态水；质量 1；重力 1。

火星——2.28 亿千米；一年 687 天；自转周期 24.6 小时；大气非常稀薄，约 95% 是二氧化碳；约 −65 °C；两极和地下有冰；质量 0.1；重力 0.4。

木星——7.78 亿千米；一年约 12 个地球年；自转周期 10 小时（最快）；主要是氢和氦；约 −110 °C；没有坚硬表面；质量 318（最大）；重力 2.5。

土星——14.3 亿千米；一年约 29 年；自转周期 11 小时；主要是氢和氦；约 −140 °C；质量 95；重力 1.1。

天王星——28.7 亿千米；一年约 84 年；自转周期 17 小时；氢、氦和少量甲烷；约 −195 °C；质量 15；重力 0.9。

海王星——45 亿千米；一年约 165 年；自转周期 16 小时；氢、氦和少量甲烷；约 −200 °C；质量 17；重力 1.1。

月球：地球最近的邻居

月球与地球相距约 384,000 千米。它约每 27 天绕地球公转一周，而自转一周也需要相同的时间，所以月球总是以同一面朝向我们。

月球几乎没有大气，所以表面在阳光照射下可达约 120 °C，晚上则降至约 −170 °C。月球上没有液态水，只在两极附近黑暗的撞击坑内有一些冰。它的质量约为地球的 1%，重力约为地球的六分之一。

找出规律

1. 离太阳越远 → 一年越长。距离较远的行星，轨道较长，运行速度也较慢。

2. 离太阳越远 → 通常越冷。例外是金星：它比水星更热，因为它浓厚的二氧化碳大气把热困住（强烈的温室效应）。

3. 质量越大 → 重力通常越强。木星的质量最大，重力也最强。

4. 大气使温度保持稳定。没有空气的水星和月球，白天酷热，晚上严寒。

本节重点：与太阳的距离、大气和质量，可以解释行星之间的许多差异。

4. 那里能够存在生命吗？

生物需要什么？

1. 液态水——细胞内的生命过程都在水中进行。
2. 适宜的温度——不太热也不太冷，让水保持液态。
3. 大气——提供氧和二氧化碳等气体，使温度保持稳定，并阻挡部分有害辐射。
生命还需要能量来源，例如阳光。

为什么地球“刚刚好”？

地球与太阳的距离不太近（不像金星），也不太远（不像外行星）。这个让行星表面可以有液态水的区域称为宜居带，又叫“金发姑娘区”。地球是我们所知唯一有生命存在的地方。

火星：可能的候选者

火星是科学家寻找生命迹象的主要目标：
1. 火星两极和地下有冰。
2. 干涸的河谷显示很久以前曾有液态水流过。
3. 火星的一天（24.6 小时）和地球相近，而且有四季。

可是，火星的大气稀薄，主要是二氧化碳；火星非常寒冷（约 −65 °C），而且有害辐射会直达地面。到目前为止，火星上仍未发现生命。

其他地方的条件更差：水星和月球几乎没有空气，金星太热，而巨行星则没有坚硬的表面。

你知道吗？科学家认为木星的卫星木卫二（欧罗巴）的冰壳之下藏着液态水海洋，所以它是另一个寻找生命的地方。

本节重点：液态水、适宜的温度和大气是支持生命的重要条件。火星是候选者之一，但至今仍未在那里发现生命。

5. 国家的太空成就

中国载人航天工程和神舟

中国载人航天工程于 1992 年启动。2003 年 10 月 15 日，航天员杨利伟乘坐神舟五号进入太空，使中国成为继苏联和美国之后，第三个独立把人送上太空的国家。神舟飞船由长征火箭发射升空。

天宫空间站

天宫空间站在地球上空约 400 千米的轨道运行。核心舱天和于 2021 年发射，问天和梦天两个实验舱于 2022 年加入，完成空间站的建造。每批三名航天员通常在站上驻留约六个月，进行在太空种植水稻等实验。

在天宫课堂中，航天员从空间站为学生直播科学课，香港的学生也曾参与。

你知道吗？天宫空间站所在高度的重力，仍有地面上的接近 90%！航天员会漂浮，是因为他们和空间站一起绕地球“下坠”，所以感到失重。

嫦娥：探索月球

中国探月工程以中国神话中的月亮女神嫦娥命名，分为三步：绕、落、回。
嫦娥四号（2019 年）：人类首次在月球背面软着陆。
嫦娥五号（2020 年）：把约 1.7 千克月球样品带回地球。
嫦娥六号（2024 年）：首次带回月球背面的样品。

天问一号：火星之旅

天问一号于 2020 年发射。2021 年，它在中国首次火星任务中，便完成环绕火星、着陆，并放出祝融号火星车。

本节重点：国家的重要成就包括神舟载人飞行、天宫空间站、嫦娥探月任务，以及前往火星的天问一号。

6. 香港科学家对国家太空研究的贡献

月球表面采样

香港理工大学的团队参与设计和制造嫦娥五号的表取采样执行装置，用来采集月球表面的土壤，并把样品封装，以便带回地球。

深空探测

香港的大学团队也曾参与研发探月和探火任务的相机等仪器，并协助分析影像，绘制地形图和研究可能的着陆地点。

太空农业研究

进行长途太空旅程的航天员需要自己种植食物。科学家（包括香港的研究人员）研究失重和太空辐射如何影响植物，以及如何在太空种植农作物。

本节重点：香港科学家在月球表面采样、深空探测和太空农业研究等方面，为国家作出贡献。

常见错误

常见错误 1：“太阳是一颗行星。”正确：太阳是一颗恒星，它会自己发光。

常见错误 2：“月球会自己发光。”正确：月球只是反射阳光。

常见错误 3：“水星是最热的行星。”正确：金星才是最热的，因为它浓厚的二氧化碳大气把热困住。

常见错误 4：“在月球上，我的质量会变小。”正确：你的质量不变，只是重量变成在地球上的约六分之一。

重点回顾

1. 太阳是一颗恒星，为太阳系提供光能和热能。

2. 行星顺序：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

3. 比较行星时，可比较大气、温度、水、质量、重力、与太阳的距离、公转和自转周期。

4. 生命需要液态水、适宜的温度和大气；火星是候选者之一。

5. 国家成就：神舟五号、天宫空间站、嫦娥月球样品和天问一号，香港科学家也有参与。

做得好，太空探险家！继续仰望星空吧！