资源简介

(共57张PPT)
14 探索宇宙
苏教版六年级上册
核心素养
※认识不同类型航天器的特征和用途。
※了解中国航天事业发展历程，感受我国航天事业取得的伟大成就。
※了解嫦娥工程探测器的工作原理。
※通过阅读航天失事资料，认识到探索宇宙的巨大风险及其给人类带来的价值。
※了解人类探索宇宙取得的成就。重点
※了解嫦娥工程探测器的工作原理。难点
新知讲解
人类太空探索发展史
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认识人类探索宇宙的航天器
从第一颗人造地球卫星升空起，人类已经向太空发射了多种航天器，它们承载着人类对太空的无限梦想，去探索更加遥远的宇宙空间。
航天器，又称空间飞行器、太空载具等，是指在地球大气层以外的宇宙空间中，基本按照天体力学的规律运动的各种飞行器。航天器分为无人航天器和载人航天器。无人航天器按是否环绕地球运行分为人造地球卫星和空间探测器。
1.载人航天器。
载人航天器家族中有三个成员:载人飞船、航天飞机和空间站。
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1.载人航天器。
载人航天器家族中有三个成员:载人飞船、航天飞机和空间站。
(1)载人飞船是一种保障航天员在太空生活和工作以执行航天任务并安全返回地面的航天器。
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(2)航天飞机是往返于太空和地面之间的航天器，结合了飞机与航天器的性质。它是一种有人驾驶可重复使用的航天器，它既能像火箭一样垂直起飞,又能像太空飞船一样在轨道上运行，还能像飞机一样水平着陆。
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(3)空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员在其中生活、工作和巡访的载人航天器。小型的空间站可一次发射完成，较大型的可分批发射组件，在太空中组装成为整体。空间站中有供人生活的一切设施，不再返回地球。
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2.无人航天器。
无人航天器用于执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务。无人航天器可分为人造卫星、空间探测器和货运飞船。
(1)人造卫星。
“人造卫星”就是“人工制造的卫星”。科学家用火箭把它发射到预定的轨道，使它环绕着地球或其他行星运转，以便进行探测或科学研究。围绕哪一颗行星运转，我们就叫它那一颗行星的人造卫星，比如最常见的人造地球卫星。
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(2)空间探测器。
空间探测器又称深空探测器，是对月球和月球以外的天体和空间进行探测的无人航天器，按探测对象分为月球探测器、行星和行星际探测器、飞出太阳系探测器等。“卡西尼”号对土星进行探测，“新视野”号对冥王星进行探测，“旅行者”1号是第一个提供了木星、土星及其各自卫星详细照片的探测器。空间探测器实施探测任务时，可飞经探测对象、环绕探测对象运行或在探测对象上着陆。
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①“卡西尼”号探测器。
“卡西尼”号是美国国家航空航天局、欧洲航天局和意大利航天局的一个合作项目，主要任务是对土星系进行空间探测。“卡西尼”号探测器以意大利出生的法国天文学家卡西尼的名字命名，其任务是环绕土星飞行，对土星及其大气、光环、卫星和磁场进行深入考察。
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2017年9月15日，“卡西尼”号探测器以冲向土星大气层的形式，迎来了它生命中最壮烈的时刻。进入土星大气层后，“卡西尼”号会在数分钟内燃烧殆尽。在此期间，该探测器还需要尽可能长时间地传回性能数据，所以“卡西尼”号搭载的8个科学仪器和指向地球的天线一直工作到了最后。
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②"新视野”号探测器。
“新视野”号探测器是美国国家航空航天局于2006年1月19日发射升空的冥王星探测器，其主要任务是探测冥王星及其最大的卫星卡戎(冥卫一)和探测位于柯伊柏带的小行星群。
2015年7月14日，“新视野”号探测器飞掠冥王星，接下来的5至10年，它会抵达一个由彗星和其他宇宙碎片构成的中间环带——柯伊伯带。
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③"旅行者"1号探测器。
“旅行者”1号探测器是由美国国家航空航天局研制的一艘无人外太阳系空间探测器，重815千克，于1977年9月5日发射，目前仍然在正常运作。它曾到访过木星和土星，提供了其卫星的高解像清晰照片。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后，结束于1980年11月20日。它也是第一个提供了木星、土星以及其卫星详细照片的探测器。
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截至2020年,“旅行者"1号仍有足够的能源支持星际飞行，并且可以与地球保持联络，但在2025年之后，“旅行者”1号就会彻底与地球失去联系，并成为漂浮在宇宙中的一艘“流浪探测器”。“旅行者”1号目前已飞出太阳系，进入星际空间。
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④登陆器。
a.“好奇”号火星漫游车。
“好奇”号火星漫游车是一个汽车大小的火星遥控设备，也是第一辆采用核动力驱动的火星车，其使命是探寻火星上的生命元素。2013 年9月，“好奇”号火星漫游车发现，火星表面的土壤中约2%是水分，只需将土壤稍稍加热，就可以获得水，这是最令人激动的发现之一。
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2015年6月 18日，“好奇”号火星漫游车在火星陨石样本中发现了大量甲烷，这是首次在火星地表物质中确定性地发现有机物。
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b.“玉兔”2号月球车。
“玉兔”2号月球车是一种能够在月球表面行驶并完成月球探测、考察、收集和分析样品等复杂任务的专用车辆。在实验室里，这个重要角色的学名是“月面巡视探测器“。
1970年11月17日，苏联“月球”17号探测器把世界上第一个无人驾驶的“月球车”1号送上月球。“玉兔”1号月球车是中国首辆月球车，于2013年12月15日抵达月球表面，是中国在月球上留下的第一个足迹，意义深远。它一共在月球上工作了972天。
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“玉兔”2号月球车于2019年1月3日抵达月球背面，首次实现月球背面着陆，成为中国航天事业发展史的又一座里程碑。
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查阅资料，了解中国的航天之旅
1.“东方红”1号。
1970年4月24日21时35分，我国第一颗人造卫星“东方红”1号发射升空。
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“东方红”1号的成功发射标志着“两弹一星(导弹、核弹、人造卫星)”事业取得全面成功。由于独特的轨道设计和日月引力影响，49年后的今天，“东方红”1号依然运行在环绕地球轨道，成为见证中华民族历史性跨越的不朽丰碑。4月24日，也因此成为中国航天日。
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2.长征系列火箭。
1970年到2007年的37年内，长征系列火箭突破100次发射大关。而七年后，便突破200次发射大关。截至2020年4月9日，长征火箭拥有退役、现役共计4代17种型号，累计发射330次。
从20世纪70年代以来，中国航天事业走出了一条独立自主、创新超越的发展道路，由中国航天科技集团公司研制生产的长征系列运载火箭的可靠性、安全性和发射测控能力均达到世界先进水平。通过科学家们的不断努力，中国运载火箭经历了从无到有、从串联到捆绑、从常温推进剂到低温推进剂、从一箭一星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船和月球探测器的重大跨越。
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3.中国载人航天工程的发展。
中国载人航天工程于1992 年9月21日由中国政府批准实施，代号“921工程”，是中国空间科学实验的重大战略工程之一，按“ 三步走”发展战略实施。
第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。
第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室，解决具有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。
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第三步，建造载人空间站，解决具有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
目前，工程已完成了第一步任务和第二步任务第一阶段的7次飞行任务。
1999年11月20日，“神舟"1号实现两个突破:载人火箭长征2F和实验性质的飞船测试。
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2003年10月15日,“神舟”5号实现一个重大突破:杨利伟升空，中国成为世界第三个能实现独立自主载人航天的国家，杨利伟是中国第一位进入太空的航天员。
2005年10月12日，“神舟”6号实现一个突破:多人多天任务，费俊龙和聂海胜在太空中停留了5天。
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2008年9月25日，“神舟"7号载人航天飞船是中国载人航天工程第二步任务的首次飞行。2008年9月27日，航天员翟志刚顺利出舱，实施中国首次空间出舱活动。这是中国空间技术发展的一个重大跨越。
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2011年9月29日，“天宫”1号实现一个重大突破:中国首个空间实验室，它超期服役了两倍寿命。“天宫”1号属于载人航天器，曾先后与“神舟"8号、“神舟”9号、“神舟”10号宇宙飞船进行空间交会对接和一系列空间科学实验。2018年4月2日坠入大气层后销毁。
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2016年9月15日,“天宫”2号实现两个重大突破:货运飞船补给和多人长期在轨驻留。
2016年10月17日，“神舟”11号实现一个重大突破:多人长期在空间实验室生存，其中景海鹏已经是三上太空。
2017年4月20日，“天舟”1号实现两个重大突破:货运补给和在轨燃料补加。
2019年7月19日21时6分，在轨运行1036天后，“天宫”2号受控离轨并再入大气层，少量残骸落人南太平洋预定安全海域，标志着中国载人航天工程空间实验室阶段全部任务圆满完成。
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4.中国的月球探索。
2007年10月24日,“嫦娥”1号升空前往月球，将包括《半个月亮爬上来》在内的30首歌曲携带到中国人魂牵梦绕的月球。
2010年10月1日，“嫦娥”2号发射，它挑战了一系列全新技术，最后飞过距离地球150万千米的日地拉格朗日L2点，是人类历史上唯一一次从月球前往此点。
2013年12月14日,“嫦娥”3号和“玉兔”1号着陆月球，成为37年内再次访问月球的人类使者。
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2018年5月21日，鹊桥号出发，成为人类唯一一个地球——月球背面通信中继卫星。
2019年1月3日，“嫦娥"4号和“玉兔"2号成功着陆月球背面的艾特肯盆地冯卡门撞击坑，实现人类探测器首次在月球背面软着陆。
2020年，“嫦娥”5号成功着陆月球，完成了月球钻取采样、封装、返回等一系列活动，实现了中国首次月球无人采样返回。
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5.查阅人类探索太空史，了解中国航天之旅。
时间 事件 国家或航天员
1957年 发射了人类历史上第一颗人造卫星。 苏联
1961年 世界上第一艘载人宇宙飞船“东方”1号升空，人类第一次进入太空。 苏联
1967年 苏联联盟1号飞船在返回地球过程中因主降落伞失灵而 坠毁。 科马洛夫
1969年 美国“阿波罗”11号飞船离开地球，飞往月球,成功登月后安全返回。 阿姆斯特朗
1970年 “东方红”1号人造地球卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。 中国
1977年 “旅行者”1号探测器带着地球人对外星人的问候，飞向外太空。1979 年抵达木星，1980年探访土星,2012年到达太阳系边缘。 美国
1981年 第一架航天飞机“哥伦比亚”号在肯尼迪航天中心发射成功。 美国
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时间 事件 国家或航天员
1986年 “挑战者”号航天飞机在升空后73秒爆炸解体,7名航天员在 此次事故中丧生。 美国
1993年 国际空间站完成设计，并开始实施。 美国、俄罗斯等16个国家
2003年 第一位中国航天员进入太空。 杨利伟
1911年 先后发射“天宫”1号目标飞行器和“神舟”8号飞船，成功实施中国首次空间交会对接实验。 中国
1911年 “勇气”号和“好奇”号火星探测器成功登陆火星，并开始火星探测活动。 美国
1913年 西昌卫星发射中心成功将“嫦娥”3号探测器送入轨道。“玉 兔”1号月球车顺利驶抵月球表面。 中国
1916年 有着“中国天眼”之称的500米口径球面射电望远镜(FAST) 在贵州平塘的喀斯特洼坑中落成启用。 中国
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看图，说说我国的“嫦娥”探月工程探测器是怎样到达月球的
“嫦娥工程”飞行器由长征运载火箭发射，整个过程大致分为两步:
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1.进入月球轨道。上图呈现的是飞行器到达绕月工作轨道的原理示意图。飞行器发射升空后，先进入绕地球运行的16小时轨道，运行到近地点时，发动机点火增加推力，使飞行先后变轨进入24小时和48小时轨道运行;当再次运行到近地点时，主发动机打开，飞行器速度增加到10.9千米/秒，飞行器变换轨道，飞向月球;当靠近月球时，进行制动减速，从地月转移轨道进入绕月球运行的12小时轨道，之后逐渐制动减速，进入3.5小时轨道，第三次制动减速后，进入127分钟环月圆轨道。
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2.开始着陆。飞行器收拢太阳翼，反推发动器启动，速度从2千米/秒逐渐降低。距月面2.4千米，成像仪启动，扫描陆区地形地貌，寻找着陆点。距月面30米，平移选定着陆点。距月面3米，发动机关闭，自由落体着陆。
简单来说就是火箭起飞→助推分离→冲出大气层→器箭分离→展开太阳翼→进入月球轨道→收起太阳翼开始→着陆着陆完成。
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讨论是否值得付出如此大的代价去探索宇宙
1.小组交流:历史上的航天事故。
1960年10月23日，苏联“金星"号运载火箭发射时，发动机没有按命令点火。为查明故障，几十名专家接近火箭。突然，火箭发动机喷火，继而爆炸，近百名军人、科学家丧生。
1967年1月27日，是人类航天史上一个悲惨的日子。三位美国航天员在进行“阿波罗”1号飞船登月任务的训练时，不幸死于事故，成为了人类航天史上最早因飞船事故而遇难的先驱。
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1967年4月24日，弗拉基米尔·科马罗夫驾驶着未完全建造好的“联盟”号升上太空，返回地球着陆时主降落伞没有弹出，遇难身亡。
1968年3月27日，第一位进入太空的苏联航天员加加林，在一次训练中不幸遇难。
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1980年3月18日，苏联“东方”号运载火箭在普列谢茨克发射场进行燃料加注时发生爆炸，45名技术人员当场丧生。
1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机在升空73秒后爆炸，7名航天员全部丧生。
2003年2月1日，“哥伦比亚”号航天飞机在原定降落时间的16分钟前与地面控制中心失去联络，继而在得克萨斯州中部上空解体，7名航天员无一生还。
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挑战者号事故
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2.小组讨论花费大量的人力、物力、财力，甚至以牺牲航天员的生命为代价去探索宇宙，你认为是否值得
认为值得:(1)科技发展的需要。有数据表明，中国近年来的1000 多种新材料中，80%是在空间技术的牵引下研制完成的；有近2000项空间技术成果已移植到国民经济的各个部门。
(2)生存的需要。有科学家说:“目前人类耗费资源的速度和能力，3个地球都不能承载，所以科学家不得不去探索海底资源，甚至将眼光投向外太空。说不定几百年后人类就能跨越时间和空间的限制，直接抵达另一个能够生存的星球上，减轻地球的压力。”
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(3)满足人类的好奇心。人有追根问底的习惯，弄不清自己从何处来，往何处去时，就会提出各种假设，去外太空寻找答案。20 世纪末提出的暗物质，现今研究结果有了质的飞跃，就是从探索宇宙中得出的结论。
认为不值得:(1)那是无谓的牺牲。因为生命比任何东西都珍贵，生命不可能再来一次，要珍惜生命。
(2)浪费资源。在探索宇宙时，我们要花费大量的人力、物力、财力，这些都是宝贵的资源，可以直接用来解决地球上尚未解决的问题，如饥饿、污染、疾病等，那样会更有实际意义。
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人类向宇宙发出的信息
1.正在飞离太阳系的太空探测器。
太空探测器是能飞向太阳系其他天体的行星探测器，空间探测的范围集中在地球环境、空间环境、天体物理、材料科学和生命科学等方面。
截至目前，人类共发射了5个飞离太阳系的太空探测器。分别是“先驱者”10 号、“先驱者”11号、“旅行者"1号、“旅行者"2号和“新视野”号。
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“先驱者”10号的目标是金牛座，“先驱者”11号的目标是盾牌座，二者分别于1972年和1973年发射升空，但由于燃料耗尽，它们已经与地球失去联系。“新视野”号于2006年升空，它的目标是人马座，目前正在太阳系的柯伊伯带进行探索。而真正意义上的正在飞离太阳系的探测器只有“旅行者”1号和“旅行者”2号。
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“旅行者”1号和“旅行者”2号是一对孪生探测器，形体结构和功能基本相同。“旅行者”1号的目标是蛇夫座，于1977年9月升空，它尽管发射较晚，但是速度很快。它是第一个提供木星、土星以及其卫星详细照片的探测器，于1988年3月和11月分别飞越天王星和海王星的轨道，之后向太阳系边界飞去。
新知讲解
“旅行者”1号是第一个飞出太阳系、进入星际空间的人造天体，也是距离地球最远和飞行速度最快的探测器。
“旅行者”2号的目标是孔雀座,于1977年8月20日发射升空。它于1979年到达木星，1981年飞越土星，1986年飞越天王星，1989年飞越海王星。“旅行者”2号是第二个飞出太阳系、进入星际空间的人造天体。
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2.人类向宇宙发出的信息。
太空探测器除了探测宇宙空间，还肩负着寻找地外生命的使命，“旅行者”1号和2号探测器都搭载了一张铜质镀金铝唱片，该唱片内容是由已故的科学家卡尔●萨根所领导的委员会精心挑选的，其中包含了各个时期和各种文化的音乐、地球上的各种声音(如风声、海浪声)以及115幅照片和图表(太阳系各行星图片及人类图像等)。
新知讲解
这张唱片所载有的60种人类语言的问候语中，包括了四种中国语言(普通话、粤语、闽南语、吴语)，问候语的内容为“行星地球的孩子向你们问好”;其音乐部分也有一首中国的古琴曲高山流水》。
新知讲解
“先驱者”号上携带了镀金铝板刻蚀图案，主要要素有:(1)左边上面表示氢原子内自旋跃迁图像。(2)左边中间放射状图形表示14颗脉冲星及银河系中心相对于太阳(位于中心)的位置。
(3) 下面表示太阳系，最左侧是太阳，向右是各大行星，先驱者探测器从左数第三颗行星地球飞出。(4)右边表示“先驱者”号的轮廓及地球男女素描，男性的右手姿势是在向可能存在的外星人向好。
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讨论是否应该主动向外星人透露地球的信息
假如有外星人存在，你认为要不要把地球的信息主动发送给他们 时至今日，科学家们仍没有达成共识，而这个问题比以往更加迫切地需要解决。
认为可以把地球信息发送给外星人的理由:现在藏起来已经太迟了。自20世纪30年代以来，我们一直在太空广播我们的存在。如果另一个物种想要歼灭或奴役我们，他们已经掌握了他们需要的所有信息。故意的沟通不会使我们处于危险的境地，反而可能会成为朋友。也许会帮助我们更深层次地认识这个宇宙，把先进的文明引进到地球。
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认为不可以把地球信息发送给外星人的理由:我们不知道他们有多先进，也不知道他们的意图是什么，他们是敌意的还是友好的。如果他们有敌意，他们很可能会伤害到我们。如果他们有病毒或者其他疾病，那么容易让地球上的生物处于危险的境地。
课堂练习
1.[填空]世界第一位进入太空的人是_________ ,中国第一位进人太空的人是_________。
2.[填空]“玉兔”1号是中国首辆_________。2013年12月2日，在西昌卫星发射中心成功升空。
3. [填空]______________是中国第一个目标飞行器和空间实验室。
4. [判断]空间站可以自由往返于太空和地面之间。( )
5. [判断]即使是探月飞行器，也要经过复杂的流程才能到达月球表面。( ）
6. [选择]第一个登上月球的航天员是( )。
A.加加林 B.阿姆斯特朗 C.杨利伟
加加林
杨利伟
月球车
“天宫”1号
×
√
B
课堂练习
7. [选择]“好奇”号探测器是( )。
A.火星探测器 B.月球探测器 C.土星探测器
8. [选择]右图是由( ) 探测器携带的。
A.“旅行者”1号 B.“先驱者”1号
C.“新视野”号
9. [连线]请将下列探测器与其探测的地点连接起来。
“卡西尼”号探测器 “新视野”号探测器 “旅行者”1号探测器
外太阳系空间 冥王星 土星
A
A
活动手册
活动手册
课堂总结
本课通过收集各种航天器、探测器和登陆器的图片和资料，知道它们是实现人类探索太空梦想的工具，进而了解人类探索宇宙所取得的成就。“嫦娥工程”飞行器主要通过两个步骤到达月球，一是进入月球轨道，这个过程包括飞行器升空、多次变轨、到达月球轨道等步骤:二是开始着陆，即选择合适地点着陆。
板书设计
谢谢
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