绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”？******

　　又到了四年一度的世界杯

　　不知道大家是否还记得

　　2018届世界杯中

　　葡萄牙和西班牙相遇的小组赛

　　C罗在最后时刻力挽狂澜

　　踢出被解说员叹为

　　“翩若惊鸿，宛若蛟龙”的

　　“C型”任意球，扳平比分

　　被踢出的球为什么会迅速升降？

　　又为什么会“拐弯”呢？

　　首先我们来了解一下任意球

　　任意球是啥？

　　任意球是罚球的一种。它是一种在足球（或手球）比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。

　　任意球分两种：直接任意球，踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分；间接任意球，踢球队员不得直接射门得分，球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置，以及人墙的站位，发任意球时需要用手触球，然后在裁判哨响后踢球。

　　香蕉球？能吃吗？

　　事实上，C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。

　　在1997年，在巴西对法国的一场足球比赛中，巴西足球运动员Roberto Carlos，在没有通向球门的直接路线的情况下，从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员，并在快要出界的时候急转向左，砸入球门。

　　图源：网络 香蕉球图解

　　球的突然拐弯让在场球员，特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮，最具标志性和最违反物理学定律的任意球，被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年，终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。

　　马格努斯效应

　　图源网络

　　当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。

　　图源：陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图

　　旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。

　　是不是听得云里雾里？

　　香蕉球轨迹

　　球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右，所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压，右侧产生高压，这样就导致足球存在横向的压力差，并形成向左侧的力。

　　图源：NKPhysics

　　根据物理公式，距离越远，速度越慢，球偏离角度也就越大。因此，我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻，会发生更剧烈的偏转，给守门员一个巨大的“惊吓”。

　　我也能踢出和C罗一样的球吗？

　　回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球，这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念，同时也混合了“电梯球”，即指大力踢出的足球，下落很快，像是从电梯上下坠，它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。

　　图源： 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”

　　葛惟昆教授解释说：“踢出电梯球的一大关键要素，就是球的初始速度要快。”要踢电梯球，球的初始速度应该接近150公里/小时，没错，就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。

　　图源：科学世界

　　研究人员在进行场景模拟时发现，要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙（假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排）成功射门，球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°～17°之间，也就是仅有2°的精度范围（在距离球门25米的位置，踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况）。

　　如果是足球，以每小时90千米的速度每秒旋转8转，球会在这个距离内弯曲3米以上。

　　图源见水印

　　而踢出弧线的关键在于，落脚点在偏离球心的位置，偏离球心的幅度越大，球的转速越快。有研究人员称，安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋，让马格努斯力倾斜向下发挥作用，从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。

　　资料来源：科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics

　　整理：董小娴

航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务******

　　《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》发布 今年计划安排60余次发射任务

　　1月18日，中国航天科技集团发布《中国航天科技活动蓝皮书(2022年)》。《蓝皮书》显示，航天科技集团2023年计划安排60余次宇航发射任务，发射200余个航天器，开展一系列重大任务：载人空间站工程进入应用与发展阶段，空间站转入常态化运营模式，将完成1次货运飞船、2次载人飞船发射任务和2次返回任务；全面推进探月工程四期和行星探测工程，开展嫦娥七号、天问二号等型号研制；发射多颗国家民用空间基础设施科研卫星和业务卫星；完成长征六号丙运载火箭首飞，进一步完善长征火箭型谱。

　　《蓝皮书》指出，2023年是全面贯彻落实党的二十大精神的开局之年，也是加快建设航天强国、奋力实现建军一百年奋斗目标的关键一年，中国全年计划实施近70次宇航发射，有望再次刷新纪录。

　　宇航发射和飞行试验次数持续保持高位

　　据介绍，航天科技集团今年计划安排60余次宇航发射任务，发射200余个航天器，长征系列运载火箭累计发射次数将突破500次。其中，重大工程任务依旧繁重，要完成天舟六号、神舟十六号、神舟十七号3次发射任务，不断提高进出太空、利用太空、探索太空的能力；北斗三号全球卫星导航系统将完成3颗备份卫星发射，进一步增强系统可靠性；将发射风云三号06/07星、环境减灾二号06星、高轨20米SAR卫星、新一代海洋水色观测卫星、中星26号、中星6E、澳门科学一号A星等，让航天技术更好地服务社会民生，服务国民经济发展建设；航天科技集团“新一代商业遥感卫星系统”将加速推进建设，今年计划再发射7颗四维高景系列卫星，为传统、新兴市场用户提供高时效、高性能的时空信息服务。

　　航天科技集团今年还将实施宏图一号、吉林一号、吉利星座、微厘空间北斗低轨导航增强系统组网星等商业发射任务，公开发布火箭运载余量信息，向商业用户提供发射和搭载机会，为各类客户提供快速、稳定、可靠的“一站式”发射服务，推动我国商业航天持续健康发展。

　　研制应用任务持续保持高强度

　　今年将全面推进探月四期和行星探测工程，开展以嫦娥七号、天问二号、静止轨道微波探测卫星等为代表的多个型号研制工作，完成多项商业航天和整星出口合同履约工作；面向国家重大战略和经济社会发展需要，不断提升卫星应用融入新兴领域，支持重点区域经济发展；在北斗领域实现北斗应用向系统集成和增值服务延伸，继续深耕民航，拓展能源、应急等关键行业；发挥天地一体化优势和卫星通信、导航、遥感综合应用优势，聚焦行业和地方政府智能化升级契机，构建一体化的产品体系和业务综合应用解决方案。

　　建设航天强国新征程开启全面

　　《蓝皮书》显示，中国已经全面建成了航天大国，进入世界航天强国行列，开启了全面建设航天强国新征程。从近5年发射趋势看，中美两国发射活动快速增长，发射次数交替领先，发射航天器质量持续攀升，成为世界航天增长的主要动力。

　　2022年，中国全年完成64次发射任务，研制发射188个航天器，总质量197.21吨居世界第二位，各项数据均创历史新高。其中，长征系列火箭53次发射全部成功，并实现128次连续发射成功。

　　纵观这一年的中国航天，在发射活动方面，高密度发射任务有序实施、成功率保持高位，航天器研制发射数量快速增长、研制能力大幅提升，发射活动保持增长态势、进入空间利用空间能力跨越式发展。

　　·科技创新方面

　　运载火箭、载人航天、月球和深空探测、应用卫星、科学和技术试验等领域不断创新突破，取得多项重大科技成就，推动航天科技自立自强。

　　·应用服务方面

　　北斗导航服务全球，中星、亚太提供连续服务，空间基础设施形成全天时全天候对地观测能力，各类应用卫星提供的通信广播服务、国土资源服务、海洋资源服务、气象观测服务、应急管理服务、农业生产服务、生态环境服务、交通运输服务、科教文体服务等，在经济社会发展各领域发挥了巨大作用。

　　·国际合作方面

　　开展了设施和数据共享、技术合作、应用服务、交流研讨等多种类型的多边、双边合作，积极促进国际交流、产业发展和技术应用。在商业航天发展方面，产业体系和市场体系初步形成，由基础制造、产品研发为主的阶段进入应用牵引、市场主导的新发展阶段，商业航天正加快成为航天强国建设的重要力量。

　　(总台央视记者 崔霞 李厦 徐静)