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直到70年代NASA喷气推进实验室(JPL)的研究人员计划发射一枚以光帆为推进器的航天器去实现与哈雷彗星的“会合”,在当时其他技术几乎是不可能实现的,所以该项目很快获得了NASA的立项。虽然最终由于技术限制和电推进方案的竞争该项目被放弃了,但这是人类第一次尝试利用光帆来进行空间探测。此次“光帆2号”既是第一个在地球轨道上使用光帆推进的航天器,也是继日本IKAROS任务之后,第二艘成功使用光帆的航天器。  那么,太阳光怎样为航天器提供推力呢?  “光帆表面覆盖着能够反射太阳光的金属薄膜。”清华大学航天航空学院副教授龚胜平谈到,光子既有能量,又有动量,从动量的角度解释太阳光压力更好理解,光子撞击光帆表面的金属镀层时被反射,与光帆产生动量交换,从而给了航天器飞行的动力。  不同形态的光帆各有优点  龚胜平描绘了“光帆2号”的“出航”过程:最开始它以一个被“打包”的收缩状态放在卫星中,进入太空后展开,利用光压进行轨道攀升。  “光帆的形态分为两种,一种是自旋型,姿态自旋稳定;另一种是支撑型,姿态三轴稳定。”龚胜平表示,它们各有优劣,自旋展开方式不需要支撑结构,结构简单,且没有支撑结构可以获得更大面质比,但航天器自旋需要消耗一定能量,同时,改变光帆的姿态(帆面的空间指向)比较困难,而三轴稳定型则相反。“光帆2号”就属于支撑型,此前日本的IKAROS属于自旋型。  由于光帆的动力来源于太阳光,且光压强度与太阳距离平方成反比,当它在远离太阳时,其加速性能将大大减弱。因此,光帆在离太阳更近的空间探测任务中具有更大的优势。但也可以利用光帆的持续加速特性探测距离太阳较远的空间,这就要求在光压力变得很小之前利用光压力将光帆加速到很大的速度。  “面积为1平方公里的光帆受到的作用力大概只有9牛顿。”龚胜平表示。目前,光帆表面覆盖的金属镀层的材质几乎都是铝,它对太阳光的利用率接近90%,虽然光压力很小,但是如果我们能够将光帆制作得足够轻,使它的面质比足够大,依然可以获得较大的光压加速度。  “如‘突破摄星计划’提出的面密度为克/平方米的光帆在地球附近的光压加速度可以超过米/秒2。”龚胜平表示。  未来激光驱动将飞得更远  2016年,霍金在微博中提出了“突破摄星计划”。该计划旨在研发出一台“纳米飞行器”,由激光阵列驱动它达到五分之一光速,在发射后20年左右到达半人马座阿尔法星系统,并发送回来那里的行星图片。  龚胜平表示:“这个计划目前只是一个设想。在这个设想中,整个航天器质量只能有克,光帆帆膜厚度约为1000纳米,还要求推动它的激光光强达到200吉瓦,而这相当于几千个三峡大坝的发电功率。

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这是一份神圣的职业,我将倾尽毕生所学传授给学生。”      二胡演奏家的成长之路  马向华学习二胡纯属偶然。四五岁时,她去济南少年宫参加面试,因为唱《绒花》唱得泪流满面,被现场的二胡老师一眼看中。“老师大概是想,这么小的孩子就对音乐有着如此敏锐的感受力,太适合学二胡了吧。”回忆起往昔,马向华笑着说。  在少年宫的学习,敲开了马向华二胡艺术的大门。因为学得不错,父母决定让她试着考考中央音乐学院附小(下文简称附小)。为了考学,她开始了3年的“魔鬼训练”。那是一段令她时隔多年回想起来,还觉得“很苦”的日子。  “真的很苦,每一个音符必须严格,必须准确,跟在兴趣班时拉琴完全不一样。”马向华说。虽然苦,但是那3年的训练,被马向华看做是自己艺术道路上第一次“质”的飞跃,让她懂得了学艺术,后天的努力极为关键。  考入附小后,马向华被“植入”更为专业的学习土壤,很快获得了艺术上的第二次飞跃。那时,附小有一支名为“小小演奏家”的队伍,由学习二胡、琵琶、笙等乐器的若干学生组成。因为能力突出,马向华也是其中一员。“小小演奏家”经常代表学校在国内外巡回演出,登上大大小小的舞台,对马向华提高演奏水平、丰富舞台经验、增强自信,起了很大的推动作用。  就这样一路从附小、附中,再到中央音乐学院,师从刘长福、李恒、田再励等诸多胡琴艺术家,马向华完成了高水准的专业训练和丰富的舞台实践,形成刚柔并济、优美清新的个人风格,成为各类二胡比赛中的常胜将军。1997年起,她已在国内和香港、台湾、日本、北美等地举行了数十场独奏音乐会,录制了十多张个人音像专辑,其中包括多种风格及大量高难度的二胡曲目。因为出色的艺术表现力,她还被许多著名作曲家如黄安伦、陈其钢、谭盾、石井真木(日本)指定为音乐会的合作对象,享誉海内外。  坚守初心的耕耘者  2001年,马向华以优异的成绩从中央音乐学院硕士毕业。彼时,她已是国内外知名的二胡演奏家,海内外很多乐团邀请她,但马向华一心一意想要当一名教书育人的老师。  “我从没想过要从事别的职业,唯一的想法就是当老师。”毕业后,她留在中央音乐学院附中任教,并于2012年成为硕士生导师。目前,她带的学生中既有中学生,也有本科生和研究生,跨度很大。  “对待不同年龄的学生必须得施以不同的教学方法。”马向华说。在18年的教学生涯中,她积累了丰富的教学经验,培养了大量二胡专业的好苗子。在她看来,想学好二胡,学好任何一门艺术,最重要的是“必须有真诚的态度,要一直抱有坚定执著的追求信念”,因为“做任何事往往都是一时容易一世难”。  二胡演奏是天赋与努力的双重结合。天赋即一些硬性条件,比如手指细长、有韧性,手臂修长等。此外,更为重要的是对音乐的敏感力,也就是我们通常说的乐感。“在音乐中,音符只存在于表面,能否展现出音符背后的灵魂或形象,对演奏者是极大的考验。只有具备乐感,才能体味到更深层次的东西。”马向华说。  努力就是要不断练习。“每一次练琴都是对艺术的精雕细琢,只有不断打磨,一遍遍地抛光,才能成就伟大的艺术品。”马向华向来都是这么教导学生的。她不仅要求学生勤学苦练,多年来还坚持带领他们到全国各地巡演,创造更多登台表演的机会,让他们在实践中锻炼成长。  除了严格的专业训练,马向华还倾注了大量心力走进学生的内心世界,引导他们正确的人生观和价值观。“师者传道受业解惑也。一名合格的教师光传授技能是不够的,更为重要的是育人”,在马向华看来,学习音乐包括民乐,对于孩子们来说,获得的不仅是一种技能、技巧,还是一个广阔无垠的精神世界,所以教师一定要修养自己的内在,以身垂范,引领孩子们通过音乐更好地激发自己智力的、道德的、审美的世界。  对“根”的寻求与回归  二胡是有着上千年历史的中国民族传统乐器。如何更好地传承和发扬这门传统艺术,一直是马向华在教学中思考的问题。  近些年,民乐与西方音乐合作的现象日益增多,马向华认为这是一件好事:“传统不能自我封闭,一定要善于学习和吸收。在交流合作中汲取他人的元素丰富自我,这样民乐才能发展得更好。”但是,她也指出民乐自身应该有一个清晰的定位,知道最终的方向在哪里,要坚守住自身最独特的东西。  “包括二胡在内的民乐,只有守住中华民族的文化之‘根’,才能在世界上占据独特优势。”马向华表示。2013年她担任中央音乐学院附中民乐学科主任后,经常会组织开展一些有关传统文化方面的课程和讲座,邀请专家授课,内容包括戏曲、民歌以及其他非遗文化。她坚信“只有为学生注入更多的传统基因,民乐发展的根基才会更牢固和扎实”。  这几年,中国政府大力支持传统文化的继承和弘扬,给民乐发展提供了前所未有的机遇。

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