Реферат
Тема: «Космос на службе Человека»
Работу выполнила:
Думикян А.С.
2012
Введение
Вселенная…Под этим словом подразумевается все окружающее людей, а так же и сам человек. Даже в наше время ученые слишком мало знают о том, что представляет собой вся Вселенная, как она устроена, по каким законам живет и всегда ли была такой. [12] Но в природе все устроено гармонично и влияние небесных тел друг на друга очевидно.
В данной работе мы исследуем влияние космоса и его значение для жизни на нашей планете; познакомимся с великими учеными: К.Э.Циолковским, В.И.Вернадским, А.А. Фридманом, А.Л.Чижевским, С.П.Королевым…, которые занимались вопросами космоса и сделали свой вклад в развитие космонавтики.
Гипотеза: роль космоса в жизни человека велика.
Цель работы: определить роль космоса в жизни человека.
Объект: космос. Предмет: служба космоса человеку.
Методы исследования: изучение научной литературы, наблюдение, беседа, анализ, анкетирование.
Задачи:
сбор литературы, обзор научной литературы, систематизация информации; анализ результатов беседы, наблюдений, анкетирования.
Тема данной работы отражает одну из важных и глобальных проблем современности. Человечество сделало много достойного на Земле и в космосе, но многое можно было сделать лучше, чтобы не загрязнять планету и быть уверенным, что завтрашний день наступит…
Меня, автора этой работы, интересует все, что происходит в космосе.
Я хочу стать ученым и изучать явления, происходящие в природе, в частности на планетах Земля, Луна, Солнце и Марс.
Эта работа будет интересна учащимся школ, студентам, преподавателям, а также всем тем, кому будущее Земли небезразлично.
Эту тему мы хотим изучать и дальше.
§1. Земля в Солнечной системе.
Все они в одной плоскости. Все вращаются в одном направлении…Понимаете, это совершенно. Это великолепно. Это почти сверхъестественно.
Астроном Джеффри Мэрси о Солнечной Системе
Вселенная – это мир во всем разнообразии форм, которые принимает материя в своем развитии. Вселенная состоит из миллиардов галактик и огромного количества звезд, наша галактика – Млечный Путь. Солнечная система, включающая Солнце, планеты (в том числе Землю) и их спутники – всего лишь крошечная часть Млечного Пути. [2] (См. приложение 1) 15 миллиардов лет назад ни пространства, ни времени, ни Вселенной не существовало: будущий мир был сосредоточен в одной, бесконечно плотной точке. Вселенная возникла в результате космического Большого взрыва, в одно мгновение разбросавшего материю на 2 миллиарда миллиардов километров.
Расстояние в космосе настолько велико, что такие меры длины, как километры, слишком малы для их выражения. Вместо них используются другие: световой год, астрономическая единица и парсек.
Солнечная система включает в себя восемь планет, несколько карликовых планет и множество других объектов. Все они вращаются вокруг Солнца.
Мы живем на маленькой голубой из-за обилия воды планете, которая вращается вокруг дающей ей свет и тепло звездочки из класса желтых карликов – Солнца. До него от Земли около 8 световых минут, или 150 миллионов километров. Земля – это пока единственное известное ученым обитаемое небесное тело.
Астронавты, видевшие Землю с Луны, говорят, что наша планета похожа на мраморный шарик с бело - голубым узором, висящий в черной пустоте над серым, безжизненным лунным пейзажем. [7, 10, 12, 2]
Земля – единственное известное науке место во Вселенной, где существует жизнь – по крайней мере, в нашем понимании. Именно здесь, благодаря уникальнейшему сочетанию факторов, возникли условия для её развития: размеры планеты, сила её притяжения, защитный озоновый слой и т. д.
Всем организмам необходима вода, а наша планета находится как раз на таком расстоянии от Солнца, что её поверхность покрыта водоемами. Чуть ближе к светилу – океанская вода испарится. Чуть дальше от него – вся планета покроется вечным льдом.[10]
Таким образом, место нашей «живой» планеты в Солнечной системе самое благоприятное для жизни и развития всего живого, что есть на Земле.
О значении космоса в жизни человека мы рассмотрим в следующих параграфах.
§ 2.Солнце и его служба человеку.
Солнечная система называется так потому, что её центром является звезда Солнце, вокруг которой обращаются все остальные тела этой системы.
Основная сила, удерживающая систему в том стабильном состоянии, в котором она пребывает сейчас, - эта сила гравитационного взаимодействия. Согласно закону гравитации все тела притягивают друг друга. И сила этого притяжения зависит от их масс. Солнце по массе намного превосходит все остальные тела системы, поэтому сила гравитационного взаимодействия «привязывает» все тела к центральному, заставляя их совершать единственно возможные движения – по круговым или близким к ним орбитам. [5]
Таким образом, Солнце – центр нашей планетарной системы. Его свет и тепло – необходимые условия земной жизни. Но Солнце не самая крупная звезда во Вселенной: его относят к категории желтых карликов. Наше светило кажется большим и ярким, только потому, что гораздо ближе к Земле, чем все остальные. До него всего 150 млн. км или 8 световых минут. А до ближайшей к Солнцу звезды – 8 световых лет! Солнце состоит из раскаленных газов, в основном водорода (71%), термоядерные реакции в ядре превращают его в гелий (27%), при этом выделяется огромное количество световой и тепловой энергии.
Жизненный цикл Солнца около 13 млрд. лет. Диаметр 1 392 000 км. Температура ядра 15 000 000оС, температура поверхности 5 500оС. Период вращения вокруг собственной оси 25-36 суток. Время, за которое свет достигает Земли, 8,3 минуты.
Ученые организовали несколько исследовательских миссий по изучению Солнца. Первые детальные наблюдения принадлежат спутникам NASA, серии «Пионер», которые были запущены между 1959 и 1968 гг.
В 1995 г. Запущена космическая обсерватория SOHO, которая ведет непрерывные наблюдения за Солнцем, вращаясь вокруг него в 1,5 млн. км. От Земли. [4,10,12]
С древнейших времен Солнце почиталось как божество, ему поклонялись греки, римляне и коренные американцы. Древние люди верили, что Солнцу необходима помощь в том, чтобы после ночного отдыха оно каждый раз вновь появлялось на небе и освещало животворящими лучами Землю. Желая умилостивить Солнце, люди сооружали храмы, где можно было бы поклоняться высшему божеству. Наши предки учились не только постигать закономерности движения Солнца, но и использовать их. Об этом свидетельствуют древние памятники, встречающиеся довольно часто. Это «мегалиты» - «огромные камни» - вертикально установленные необработанные каменные глыбы. Они служили одновременно и первыми часами, и первым компасом. [5]
То, что Солнце – основной источник тепла и света, знает не только каждый современный взрослый человек, но и ребенок. В теплую солнечную погоду и настроение лучше и самочувствие.
Многие заболевания человека связаны с недостаточным количеством дневного света и солнечного тепла. Это депрессия, сезонные аффективные расстройства, рахитизм и др.
Самый уникальный феномен во Вселенной – это жизнь, существующая на нашей планете. Высокие травы африканской саванны скрывают грациозных антилоп и львов, затаившихся в засаде. В морской пучине разыгрываются схватки между китами-кашалотами и гигантскими кальмарами. Царство растений так же неоднородно: от низших растений (простейших), до морских гигантов длиной в десятки метров.
Если бы инопланетяне задумали дать Земле имя по господствующей на ней форме жизни, то, скорее всего, в галактических каталогах Земля значилась бы как «Зелёная Планета» или «Планета Растений». Растения приносят на нашу планету жизнь. Они поглощают из атмосферы углекислый газ, а взамен поставляют кислород, без которого не может существовать большинство организмов.
В результате фотосинтеза ежегодно на Земле образуется примерно 150 млрд.т органических веществ. За год растения выделяют до 200 млрд. т. кислорода. При этом 80 % его производят морские водоросли и лишь 20% - наземные растения. Листья растений вырабатывают под солнечными лучами необходимую растению органику. Как это происходит?
С помощью солнечной энергии в течение всего дня растения создают из воды и углекислого газа глюкозу и кислород. Фотосинтез происходит в листьях растений. Солнечный свет поглощается хлорофиллом: его энергия употребляется для создания глюкозы. Солнечная энергия дает ход целой цепочке химических реакций. Весь процесс фотосинтеза можно представить в виде уравнения:
углекислый газ + вода + солнечная энергия глюкоза + кислород.
Лист растения – это сахарная фабрика, приводимая в действие солнцем. Травоядные животные питаются растительной пищей. Тем самым они используют часть солнечной энергии, полученной растением для процессов жизнедеятельности. Хищники питаются животными… Происходит круговорот. Таким образом, в природе устроено так, что все живое зависит друг от друга, а все вместе от солнечной энергии.
Солнечная энергия поглощается также Мировым океаном, это определяет высокую степень подвижности его вод: течений, вихрей и др. А ведь «лёгкими» нашей планеты является Мировой океан.
Солнце – неисчерпаемый и экологически чистый источник энергии. За счет фотоэффекта солнечные батареи преобразуют свет солнца в электричество. Они служат источниками энергии на искусственных спутниках Земли и даже в автомобилях. Наша планета получает от Солнца в 20 000 раз больше энергии, чем использует для своих нужд современное человечество. Теоретически светило может полностью удовлетворить энергетические потребности население земного шара. [10] (См. приложение 2)
В настоящее время человек использует для отопления и кондиционирования воздуха дорогое топливо, которое должен производить: электрический ток, газ, нефть. А ведь это топливо дорогое, и его запасы небезграничны.
Солнечные электростанции преобразуют солнечную энергию непосредственно в электрический ток.
Спутники и космические станции сами производят ток, необходимый для их работы, с помощью солнечных элементов электростанций. Для этого у них имеются большие «солнечные паруса» с тысячами солнечных элементов.
В повседневной жизни солнечные элементы служат источником тока для осветительных приборов, портативных калькуляторов, часов или автоматов на парковке. [3]
Новые источники энергии в будущем обеспечат необходимой энергией весь мир!
Таким образом, солнце для нас – основной источник энергии, а значит жизни.
§ 3. Луна и её служба человеку.
Луна – спутник Земли – ближайшее к Земле небесное тело, но эти два мира разительно отличаются друг от друга.
Луна не имеет атмосферы, поэтому небо здесь не лазурно-голубое, а угольно – черное. На нем ярко сияют немигающие звезды и ослепительно сверкает Солнце. Сутки на Луне в 29,5 раз длиннее земных. Из-за отсутствия атмосферы лунная ночь резко, без утренней зари, сменяется днем, а день сразу же, минуя вечерние сумерки, переходит в ночь. Температура на Луне днем поднимается на 130 С, а ночью опускается до – 170 С.
Луна «обегает» вокруг Земли за 27, 3 суток.
Мы с Луной – двойная планета. Немногие из нас считают Луну планетой, но, по существу, это именно так.
Большинство спутников очень малы по сравнению с главной планетой. А диаметр нашей Луны больше четверти диаметра Земли, тем самым наша планета – единственная в Солнечной системе имеет спутник столь значительного относительно её размера, и это имеет огромное значение.
Без уравновешивающего влияния Луны Земля болталась бы как останавливающийся волчок, а это имело бы серьезные последствия для климата и погоды Земли.
Устойчивое гравитационное воздействие Луны позволяет Земле вращаться с нужной скоростью и под прямым углом, обеспечивая такую устойчивость, какая необходима для длительного и благополучного развития живых организмов. Но это не будет продолжаться вечно. Луна «ускальзывает» от нас со скоростью примерно 4 см в год. В следующие 2 млрд. лет она уйдет от нас так далеко, что не будет поддерживать нашу устойчивость и нам придется придумывать какое-то другое решение, но пока можно размышлять о нашей спутнице как о приятной принадлежности нашего неба. [7]
Никто точно не знает, когда именно люди начали наблюдать за Луной, но произойти это должно было на самой ранней стадии развития. Люди научились использовать фазы Луны в охоте и сельском хозяйстве. Человеческие существа не могут избежать воздействия Луны, вне зависимости от того, верят они в него или нет. Так или иначе, но Луна воздействует на жизнь любого человека.
Всплеск человеческой эмоциональности приходится не только на время полнолуния – на человеческие существа воздействует и молодая Луна. Чтобы управлять негативными психическими процессами человека, нужно знать все о Луне. Влияние Луны не всегда отрицательно. Рыбаки Новой Шотландии в течение многих лет отмечают, что самый большой улов сельди наблюдается именно в полнолуние.
Многие ученые утверждают, что землетрясение происходит в период новолуния и полнолуния в два раза чаще. Если бы мы относились к этой информации более серьезно, то землетрясения, может быть, не заставали бы нас врасплох.
Итак, какой прок от наблюдений за Луной и её фазами? Знание того, как Луна влияет на нашу жизнь, убережет от многих неприятностей. Молодой месяц – время раздумий, начала реализации новых проектов и планов, а также время, благоприятное для изменений в личной жизни, время отказа от вредных привычек до духовного роста, это время открытости, решения сложных задач, требующее энергии, время сотрудничества…
Влияние Луны веками использовалось в сельском хозяйстве, в косметологии, медицине.[8]
Рассмотрим теперь влияние Луны на поверхность Мирового океана. Луна притягивает океанскую воду, поднимая её «горбом» со своей стороны. (Приливы и отливы на Земле появляются не только в результате воздействия Луны на поверхность Мирового океана, но и Солнца). Земля и её спутник вращаются вокруг одной точки, и под действием центробежной силы с другой стороны образуется второй океанский «горб», который уравновешивает первый. Приливы влияют на глубинные движения воды, а волны на поверхности океанов образуются под действием ветра. В новолуние и полнолуние, когда Солнце, Земля и Луна находятся на одной оси, наблюдаются самые высокие приливы. Множество форм жизни на побережье привязаны к циклу приливов и отливов. Человек изучил все закономерности этих явлений и применил их для своего блага. Ведь приливы и отливы – это источники энергии, не загрязняющие среду.
Сила воды (её энергия) преобразуется в гидроэлектростанции в электричество, необходимое для жизнедеятельности человека. [2;4]
О «службе» Луны человечеству, её значении, тайнах и магии можно писать до бесконечности…
Человек покорил небо, укротил природу, научился выживать в самых невероятных условиях – он сможет продолжить свои исследования на Луне и найти ответы на многие волнующие вопросы.
§4. Связь и спутники.
Спутником называется любой объект, который вращается по орбите вокруг других объектов в космосе. Спутники бывают естественного происхождения, как, например, Луна, и искусственного — созданные человеком.
Рассмотрим функции искусственных спутников.
Возможности применения искусственных спутников очень широки.
Некоторые спутники принимают и посылают телевизионные сигналы, благодаря чему мы можем смотреть множество каналов. Если на орбите будет находиться достаточное количество спутников, одну и ту же телевизионную программу можно будет посмотреть в одно и то же время в любом уголке Земли. Метеорологические спутники помогают ученым-метеорологам предсказывать погоду. Такие спутники могут спасти сотни жизней, предупредив рыбаков о надвигающемся шторме и предсказав место, где разразится ураган. Некоторые спутники фотографируют поверхность Земли, чтобы ученые могли изучать происходящие в мире перемены. О тающих из-за глобального потепления ледниках, которые миллионы лет пролежали на полюсах, ученым стало известно именно таким способом. Некоторые из спутников это спутники связи. Они имеют отношение к телефонным, факсовым и компьютерным сетям и к Интернету. [11]
Искусственные спутники вращаются вокруг Земли по определенным траекториям. Сила притяжения Земли удерживает спутник на траектории, которая называется орбитой. Существует несколько видов орбит. Одна из них — это низкая околоземная орбита. Спутники низкой околоземной орбиты вращаются на расстоянии 160—480 км от поверхности Земли. Им приходится двигаться очень быстро, чтобы сила притяжения не вернула их обратно на Землю. Скорость движения таких спутников составляет около 7,9км/с, и они могут совершить виток вокруг Земли меньше чем за два часа. Спутники средней земной орбиты находятся на высоте 9656-19312 км над Землей. Их часто используют для связи. Геостационарные спутники делают виток вокруг Земли за 24 часа, то есть за время одного поворота Земли вокруг своей оси. Поэтому они словно висят над одним и тем же местом планеты. Такие спутники находятся на высоте 35859 км. Они передают телевизионный сигналы, международные звонки и Интернет – сообщения по всему миру. Кроме того, они еще помогают предсказывать погоду.
Спутники запускают в космос на ракете-носителе. Существуют специальные космодромы для запуска спутников, такие как мыс Канаверал в США, Байконур в Казахстане, космодром Куру во Франции (Французская Гвиана) и Сичан в Китае. Сначала космодромы находились под управлением государств или национальных организаций. В наше время появились крупные частные компании, которым принадлежат некоторые из космодромов и которые осуществляют запуск спутников на коммерческой основе. Такие космодромы должны находиться вдали от человеческого жилья, чтобы отработанные ступени ракет падали в воду или же в безлюдных местах. Некоторые спутники запускают в космос с плавучей платформы в Тихом океане. Ракета-носитель доставляет спутник на временную орбиту, после чего отходит. Затем спутник начинает двигаться с помощью собственного двигателя.
Оказавшись на своей постоянной орбите, спутник разворачивает антенны и солнечные батареи и начинает принимать и посылать сигналы.
Спутники связи помогают осуществлять дальнюю связь, принимая и перенаправляя радио- и телесигналы. Сегодня спутники обеспечивают повальную систему связи, которая дешевле и лучше многих наземных систем. Такие спутники позволяют крупным странам (например, Китай) поддерживать связь со своими самыми удаленными территориями. Они также обеспечивают Индонезию, страну, состоящую из 13 677 островов, более надежной связью, чем традиционная, с использованием проводов и телефонных столбов. Навигационные спутники предоставляют информацию, которая помогает ориентироваться на Земле. Они посылают сигналы движущимся объектам, помогая определить их точное местонахождение. Такие спутники обычно используются военными и обеспечивают их информацией о скорости, расстоянии до цели или местоположении и времени, необходимом, чтобы туда добраться. [2] (См.приложение 4)
§5. Космос в будущем человечества.
Первый в мире искусственный спутник Земли вышел на орбиту 4 октября 1957 года. Так началась эра освоения космоса…
Год 2012. Человеческое общество достигло наивысшего развития:
Спутники завтрашнего дня – с 1968 года ведутся разработки солнечных спутниковых электростанций. Будучи однажды запущенной на высокую околоземную орбиту, такая станция будет передавать на Землю солнечную энергию, чтобы её можно было использовать вместо ископаемых видов топлива, таких как уголь и нефть, запасы которых скоро истощаться – такое топливо еще и весьма дорогое, и вредное для окружающей среды. [9, 11]
В настоящее время имеются конкретные исследовательские проекты, в которых по всему миру разыскиваются подходящие места для получения экологически чистого топлива – водорода на гелиотермических электростанциях. Это должны быть регионы с высокой солнечной инсоляцией. Уже протестированы термомасла, которые воспринимают и накапливают солнечное тепло. С помощью электричества, полученного таким способом, можно будет разложить воду на её составляющие части и получить водород.
Т.о., с помощью силы воды, энергии ветра и Солнца можно получить тепло и электричество способом, безвредным для окружающей среды.
Применение водорода уже опробовано. Множество автобусов городского транспорта г.Заарбрюккена в Германии ездят на водороде. Преимущество водорода состоит в том, что в процессе работы не образуется вредных выхлопных газов.[3] А ведь будущее нашей планеты зависит и от нас – человек слишком много сделал не так на своем пути (например, изменение биосферы и атмосферы Земли – последствия деятельности человека).
По всем законам природы вся материя движется и изменяется, наша Солнечная система не будет такой вечно, изменится и Земля (А.Фридман)
Возможно в будущем человечество будет искать новую планету для жизни…[6]
Как показали космические исследования, огромные массы льда находятся, помимо Земли, на Марсе, Юпитере, Сатурне, а некоторые спутники этих планет сложены почти целиком изо льда. Весьма вероятно, что и на более удаленных планетах Солнечной системы лед также присутствует, и в немалых количествах. Лед разного состава – это одно из самых распространенных веществ во вселенной.
Вполне допустимо, что в космосе лед станет одним ведущих строительных материалов. В условиях космического холода лед превосходит по прочности металлы. Космические ледяные конструкции будут отличаться большой устойчивостью и смогут существовать долго, принимая ту необходимую форму и размеры, которые понадобятся человеку в будущем. [5]
Человек использует лишь 5% своих возможностей; применяя остальные 95%, человек мог бы развивать новые идеи и достижения, связанные с космосом.
Одно из таких достижений – научная сенсация: на Венере обнаружены объекты, имеющие «свойства живых существ». Её автором стал ученый, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН, Леонид Ксанфомалити.
На Венере вполне возможен фотосинтез: несмотря на постоянную облачность, незначительная часть солнечного света туда проникает. Значит, там могут возникнуть флора и фауна, которая будет эту флору поедать.[1]
Ещё одна сенсация: современные ученые рассчитали, что нашу планету можно «отбуксировать» к другой звезде, если Солнце погаснет. (Серия научных документальных фильмов «Апокалипсис: Солнце, Луна, Земля, Вселенная…»).
«Человечество образует ряд межпланетных баз вокруг Солнца, использовав в качестве строительного материала для них блуждающие в пространстве астероиды… Лучшая часть человечества, по всей вероятности, никогда не погибнет, но будет перелетать от солнца к солнцу, по мере их погасания. Нет конца жизни, конца разума и совершенствования человека» К.Э. Циолковский. [6]
§6. Результаты методов исследования.
Для подтверждения выдвинутой нами гипотезы мы применили следующие методы исследования: обзор и анализ научной литературы, наблюдение, беседа, интервью.
Обзор и анализ научной литературы по данной теме подтвердил нашу гипотезу. Космос – это единое целое, состоящее из взаимодействующих элементов, которые влияют друг на друга.
Известные ученые о космосе.
Всю свою жизнь К.А.Тимирязев, физиолог-ботаник, естествоиспытатель, один из основоположников научной школы физиологии растений. Он установил и доказал значение солнечной, «лучистой», энергии для жизнедеятельности зеленых растений, а в итоге для всего живущего на Земле, и конечно же, человека. Ученый исследовал удивительный процесс фотосинтеза. Тимирязев писал, что растение – это «прибор для улавливания воздуха и солнечных лучей», а значит, и наша пища, источник силы, в сущности, тоже «консерв солнечных лучей».
К.Э.Циолковский, ученый, изобретатель, философ, один из основоположников космонавтики, впервые высказал идею об искусственном спутнике Земли, о создании межпланетных космических станций. «Наша планета, - писал Циолковский, есть колыбель разума, но нельзя же вечно жить в колыбели, Человечество… сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство».
В.И.Вернадский, химик, биолог, создатель учения о ноосфере: «Биосфера – это огромное пространство, охватившее атмосферу, Мировой океан и земные глубины в несколько километров. И все это – «живое вещество», в котором сконцентрирована космическая энергия, энергия Солнца. Биосфера в такой же, если не в большей степени, есть создание Солнца, как и произведение Земли. Организмы – это дети Солнца».
А.А.Фридман, математик, геофизик, один из зачинателей современной космонавтики, создатель теории нестационарной Вселенной, доказал, что состояние Вселенной непостоянно, нестационарно.
Сегодня теория нестационарной Вселенной Фридмана лежит в основе современной космологии. А.Фридман сказал: «Наши потомки, без сомнения, узнают характер Вселенной, в которой мы обречены жить…».
А.Л.Чижевский, биофизик, историк, основатель гелиобиологии, в начале XXв. обнаружил поразительный факт: усиление солнечной активности, те самые «пятна на Солнце» удивительны образом совпадают с важными историческими событиями, с возникновением эпидемий, обострением болезней и увеличением числа катастроф. [6]
Многие ученые занимались и занимаются изучением космоса и тех явлений, которые там наблюдаются. Сфера их деятельности могла быть разной, однако значимость космоса в жизни человека всегда подчеркивалась всеми учеными.
Человек прошел длительный путь развития и совершенствования. Он менялся вместе с окружающим миром, познавал его и укрощал. Издревле человек считал космос «живым» и меняющимся.
Многое изменилось за тысячелетия, но те знания и опыт, которые передали нам наши предки – актуальны и сейчас.
Космос тесно связан с человеком, его жизнью и деятельностью. Трудно представить нам современную жизнь без телевидения, интернета, сотовой связи…
Мы планируем свою жизнь, деятельность, отдых, зная о смене времен года, дня и ночи, о влиянии Луны и Солнца. Все это благодаря наблюдениям человечества, которые накапливались веками. Мы продолжаем наблюдать за всем, что происходит вокруг и учимся жить лучше.
Метод наблюдения, который мы используем в нашей работе – это обобщение элементарных знаний о нашей Земле, Солнце и других небесных телах.
Метод беседы мы использовали для мероприятия «Круглый стол», где участниками стали учащиеся 4-8 классов. Возраст от 10 до 14 лет. Количество учащихся 10 человек.
Вопросы: «Какую роль играет космос в нашей жизни», «Есть ли жизнь на других планетах», «Можно ли повлиять на явления природы».
Результаты. Все участники считают, что роль космоса в жизни планеты велика, но отметили в основном значение Солнца -100%, 70% участников считают, что на других планетах жизни нет, а 30% считают, что есть на Марсе и Луне, 80% участников уверены, что явлениями природы можно управлять во всей Вселенной, а 20% - только на Земле.
Для подтверждения нашей гипотезы мы организовали также интервью.
Участники – 15 человек, возраст от 10 до 67 лет, социальный статус – учащиеся, работающие, пенсионеры. В каждой возрастной группе 5 человек. Первая возрастная группа – от 10 до14 лет, вторая – от 25 до 43лет, третья – от 55до 67 лет.
Вопрос участникам – «Какова роль космоса в жизни человека?».
Все участники интервью считают, что роль космоса в жизни человека велика, но представители третьей возрастной группы считают, что служба космоса человеку – закономерный факт, неизбежность, иначе человек не выжил бы; вторая возрастная группа считает, что космос служит человеку, но только естественным путем (солнечное тепло, приливы и отливы и др.), а искусственная служба (спутники, ракеты) – это покорение человеком космоса. Первая возрастная группа считает, что космос помогает нам, но не всегда.
Таким образом, гипотеза наша подтвердилась. Космос служит человеку: естественная служба – тепло и свет Солнца, приливы и отливы и мн.др., искусственная служба – все те достижения человека, связанные с космосом, изменившие жизнь современного общества.
Заключение
Подведя итоги всей проделанной работы, мы сделали выводы:
наша гипотеза подтвердилась полностью;
все явления и процессы в природе взаимосвязаны и влияют друг на друга;
космос служит человеку – все современные достижения человечества связаны с космосом;
наше будущее зависит от взаимодействия с космосом: исследований космоса, новых открытий и сенсаций и т.д.
Данная работа имеет и практическую, и теоретическую значимость. Знание – сила, а знать про окружающий нас мир нужно каждому
В нашей работе представлен научный материал, который может заинтересовать учащихся, студентов, преподавателей, любого человека, не равнодушного к своей планете.
По расчетам и исследованиям ученых в 2012 году в нашей Солнечной системе будет «Парад планет», который изменит нашу жизнь…, поэтому работу по данной теме мы хотим продолжить, но в новом направлении. Нас интересуют все планеты нашей Солнечной системы, а также планета, которая, возможно, находится за Солнцем…
Список литературы
Аргументы и факты. №5. Газета. / Учредитель и издатель – Н. Зятьков. – главный редактор, президент. ЗАО. «Аргументы и факты», 2012.
Большая иллюстрированная энциклопедия знаний (текст): пер. с англ. М. Кракан. – М.: ЗАО «БММ», 2011.
Большая серия знаний. Бионика / Проф. В. Нахтигаль. – М.: ООО «Издательство Мир книги», 2006.
Большая энциклопедия «почемучек» / Пер. с анг. Е. В. Комиссарова, В. А. Жукова, Е. А. Степанцовой. - М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2008.
Вселенная. Большая серия знаний. / Коллектив авторов. – «Русское энциклопедическое товарищество», 2001; - ООО ТД «Издательство Мир книги», 2006.
Герои русской истории. Для среднего школьного возраста. / Гл. ред. Н. Астахова. – М.: «Белый город», 2005.
Краткая история почти всего на свете / Билл Брайсон. – М.: Гелеос, 2006.
Мистерии и магия Луны. / Д. Дж. Конвей. – М.: ООО «Издательство АСТ – ЛТД», 1998. Моя первая книга о технике: Науч.-поп. изд. для детей. / Л. Я. Гальперштейн. – М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2007.
Моя первая книга о технике: Науч.-поп. изд. для детей. / Л. Я. Гальперштейн. – М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2007.
Планета Земля. Энциклопедия «Ридерз Дайджест». / Майкл. Оллаби. – «ЗАО» Изд. Дот Ридерз Дайджест», 2008.
Техника. Серия «Всё обо всём» / Пер. с анг. И. Гореловой; Авт. Рус. Текста А. Брагин. – М.: ЗАО «Планета детства», ООО «Издательство Астрель», АСТ, 2001.
Только факты. Необходимая информация всегда под рукой. / Гл. ред. Н. Ярошенко; перевод и издание на русском русском языке. – ЗАО «Издат. дом Ридерз Дайджест», 2008.
Приложение
Приложение 1
Солнечная система
Рис.1.Солнечная система
Приложение 2
Солнце
Рис.2. Исследования солнца
Приложение 3
Луна
Рис.3. Луна
Приложение 4
С
путники
Рис.4. Спутник
infourok.ru
Вселенная настолько огромна, что астрономы до сих пор не смогли установить, насколько она велика! Однако благодаря последним достижениям науки и техники мы узнали много нового о космосе и нашем месте в нем. В последние 50 лет люди получили возможность покидать Землю и изучать звезды и планеты не только наблюдая их в телескопы, но и получая информацию прямо из космоса. Запускаемые спутники оснащены сложнейшим оборудованием, с помощью которого были сделаны удивительные открытия, в существование которых астрономы не верили, например, черные дыры и новые планеты.
Со времени запуска в открытый космос первого искусственного спутника в октябре 1957 года за пределы нашей планеты было отправлено множество спутников и роботов-зондов. Благодаря им ученые “посетили” почти все основные планеты Солнечной системы, а также их спутники, астероиды, кометы. Подобные запуски осуществляются постоянно, и в наши дни зонды нового поколения продолжают свой полет к другим планетам, добывая и передавая на Землю всю информацию.
Некоторые ракеты сконструированы так, что могут достигать лишь верхних слоев атмосферы, и их скорость недостаточна для выхода в космос. Чтобы выйти за пределы атмосферы, ракете нужно преодолеть силу притяжения Земли, а для этого требуется определенная скорость. Если скорость ракеты 28 500 км/ч, то она будет лететь с ускорением, равным силе тяжести. В результате она так и будет летать вокруг Земли по кругу. Чтобы полностью преодолеть силу земного притяжения, ракета должна двигаться со скоростью большей, чем 40 320 км/ч. Выйдя на орбиту, некоторые космические аппараты, используя энергию гравитации Земли и других планет, могут за счет этого увеличить собственную скорость для дальнейшего рывка в космос. Это называется «эффектом пращи».
К ГРАНИЦАМ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ
Спутники и космические зонды неоднократно запускались к внутренним планетам: российская «Венера», американские «Маринер» к Меркурию и «Викинг» к Марсу. Запущенные в 1972-1973 гг. американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11» достигли внешних планет - Юпитера и Сатурна. В 1977 г. к Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну были также запущены «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Некоторые из этих зондов до сих пор продолжают летать у самых границ Солнечной системы и будут посылать информацию на Землю до 2020 года, а некоторые уже покинули пределы Солнечной системы.
ПОЛЕТЫ НА ЛУНУ
Самая близкая к нам Луна всегда была и остается весьма притягательным объектом для научных исследований. Поскольку мы всегда видим лишь ту часть Луны, которая освещена Солнцем, особый интерес представляла для нас и невидимая ее часть. Первый облет Луны и фотографирование ее обратной стороны осуществлены советской автоматической межпланетной станцией «Луна-3» в 1959 г. Если еще совсем недавно ученые просто мечтали о полетах на Луну, то сегодня их планы идут намного дальше: земляне рассматривают эту планету как источник ценных пород и минералов. С 1969 по 1972 год космические корабли «Аполлон», выведенные на орбиту ракетой-носителем «Сатурн-5», совершили несколько полетов на Луну и доставили туда людей. И вот на Серебряную планету 21 июля 1969 г. ступила нога первого человека. Им стал Нейл Армстронг, командир американского космического корабля «Аполлон-11», а также Эдвин Олдрин. Астронавты собрали образцы лунной породы, провели над ней ряд экспериментов, данные о которых продолжали поступать на Землю в течение длительного времени после их возвращения. Две экспедиции на космических кораблях «Аполлон-11» и «Аполлон-12» позволили накопить некоторые сведения о поведении человека на Луне. Созданное защитное оснащение помогло космонавтам жить и работать в условиях враждебного вакуума и аномальных температур. Лунное притяжение оказалось весьма благоприятным для работы космонавтов, которые не обнаружили ни физических, ни психологических затруднений.
Космический зонд «Проспектор» (США) был запущен в сентябре 1997 г. После непродолжительного полета на околоземной орбите он устремился к Луне и вышел на ее орбиту через пять дней после запуска. Этот американский зонд предназначен для сбора и передачи на Землю информации о составе поверхности и недр Луны. На нем нет фотокамер, но есть приборы для проведения необходимых исследований непосредственно с орбиты, с высоты
100 км.
Японский космический зонд «Лунар-А» предназначен для изучения состава пород, образующих лунную поверхность. «Лунар-А», находясь на орбите, посылает на Луну три маленьких зонда. Каждый из них снабжен сейсмометром для измерения силы “лунотрясений” и прибором для измерения глубинного тепла Луны. Все данные, полученные ими, передаются на «Лунар-А», находящийся на орбите на высоте 250 км от Луны.
Хотя человек уже неоднократно побывал на Луне, он так и не обнаружил там никакой жизни. Но интерес к вопросу о заселенности Луны (если не в настоящем, то в прошлом) усиливается и подогревается разного рода сообщениями российских и американских исследователей. Например, об обнаружении льда на дне одного из лунных кратеров. Публикуются и другие материалы на данную тему. Можно сослаться на заметку Альберта Валентинова (научного обозревателя «Российской газеты») в ее номере от 16 мая 1997 г. В ней рассказывается о секретных фотографиях лунной поверхности, хранящихся за семью печатями в сейфах Пентагона. На публикуемых фотографиях видны разрушенные города в районе кратера Укерта (сам снимок сделан со спутника). На одной фотографии хорошо различается гигантская насыпь высотой в 3 км, похожая на стену городского укрепления с башнями. На другой фотографии – еще более громадный холм, состоящий уже из нескольких башен.
Одно из первых открытий, сделанное при анализе образцов лунных пород, оказалось в числе наиболее важных: породы из темных лунных морей в целом аналогичны земным базальтам. Это показывает, что Луна не всегда была холодной; скорее всего она когда-то была достаточно горячей для образования магмы (расплавленной породы), которая, излившись на поверхность, кристаллизовалась в базальты. Были также обнаружены существенные различия лунных и земных пород. Откуда вытекает вывод, что Луна никогда не могла быть частью Земли. В настоящее время специалисты практически единодушно отдают предпочтение идее, что Луна образовалась примерно там, где находится теперь. Ее формирование было частью процесса формирования Земли.
продолжение --PAGE_BREAK--ИССЛЕДОВАНИЯ МАРСА
Целый ряд открытий, сделанных учеными за последнее время, связан с Марсом. До 2005 года намечено осуществить 10 полетов к этой планете, а пока лишь американский космический зонд «Пасфайндер» коснулся марсианской поверхности. «Пасфайндер» опустился на поверхность Марса в июле 1997 г. и доставил на него мини-вездеход “Содженэр”. Парашют замедлил его спуск, а воздушные подушки обеспечили мягкую посадку. Затем воздух был спущен, и из зонда выехал вездеход, работающий на солнечных батареях. Он обследовал часть поверхности вблизи «Пасфайндера», в районе бывшего русла, называемом Долина Ареса, немного севернее от марсианских каналов.
Ученые обнаружили факты, свидетельствующие о возможно существовавшей на этой планете жизни. Хотя Марс и напоминает немного земную пустыню, природные условия на нем куда более суровые. Марс – следующая за Землей планета, но на нем намного холоднее. Марс меньше, и его атмосфера, состоящая главным образом из двуокиси углерода, слишком разрежена и поэтому непригодна для дыхания. Несмотря на тонкий слой облаков над поверхностью, вода на Марсе отсутствует. Однако эта планета не всегда была такой. В далеком прошлом там было гораздо теплее, воздуха было больше, и по ныне пересохшим долинам текли полноводные реки.
В 1996 г. ученые обнаружили в Антарктиде метеорит, который имел тот же химический состав, что и марсианские породы. Вероятно, он упал на Землю после столкновения Марса с кометой. Внутри же метеорита были найдены странные отпечатки, по-видимому, следы простых бактерий.
Чтобы составить подробную карту Марса, на его орбиту в конце 1997 г. был запущен космический зонд «Глобал Сэрвэйер», который должен проводить исследования поверхности планеты в течение нескольких лет. Зонд оснащен такой мощной аппаратурой, которая позволит получить информацию даже об объектах величиной всего лишь 3 метра в диаметре. Во всяком случае, марсианские карты, составленные с помощью этого зонда, будут такие же подробные, как и земные.
Между тем разрабатываются вполне респектабельные программы дальнейшего освоения и даже колонизации Марса. В Америке вот уже 15 лет разработкой таких программ занимается «Марс Андеграунд», неформальный клуб ученых и инженеров. Его глава – известный специалист Роберт Зубрин. Например, определена даже дата полета на Марс космического корабля с людьми на борту. Ученые называют в качестве наиболее оптимального 2008 год, когда Земля вновь сблизится со своим космическим братом.
В американском Космическом центре имени Джонсона планируют, начиная с 2007 г., запустить к Марсу 12 экспедиций, рассчитывая уже в 2016 г. основать на «красной планете» обитаемую колонию землян. Сначала будет три грузовых пуска. Затем в 2009 г. на околомарсианскую орбиту доставят запасной «возвратный» корабль и запасную взлетную ступень для эвакуации астронавтов. В случае успеха всей предварительной подготовки на Марс отправится экипаж из 6 человек и останется там больше года – до 20 месяцев. В 2012 г. его сменит вторая экспедиция. Так начнется реальное заселение околоземного пространства.
ИССЛЕДОВАНИЯ ЮПИТЕРА
Юпитер не похож на Землю, Луну или Марс – он состоит в основном из газов: водорода и гелия. Поэтому на Юпитер невозможно послать космический корабль: “приземлиться” ему просто негде, он будет проваливаться сквозь газовые облака, пока из-за давления и высокой температуры полностью не разрушится. Именно это и случилось с маленьким зондом, запущенным к Юпитеру в 1995 г. с космического аппарата «Галилео».
В целях экономии энергии «Галилео» не сразу отправился к Юпитеру. После запуска в 1989 году он проследовал к Венере, затем вернулся к Земле и, набрав огромную скорость, вылетел, как камень из пращи, в глубину Солнечной системы. В 1991 г. «Галилео» вошел в пояс астероидов и сфотографировал с близкого расстояния астероиды Гаспра и Ида. В 1994 г. он достиг Юпитера и запустил зонд в его атмосферу, в конце 1997 г. «Галилео» завершил свою работу.
Запущенный с «Галилео» зонд, по мере того как он погружался в атмосферу Юпитера, успел передать некоторые данные. Например, скорость ветра: в нижних слоях атмосферы 650 км/ч, а в верхних – 160 км/ч. Но из-за давления и высокой температуры (140 градусов по Цельсию) зонд был разрушен.
С помощью космического аппарата «Галилео» ученые получили ценную информацию о Юпитере и уникальные снимки, хотя работа «Галилео» проходила не гладко: его похожая на зонтик антенна не смогла занять нужное положение, поэтому подаваемые им сигналы были слабее, чем предполагалось. И все же он передал ряд важных сведений. Например, зафиксировал столкновение с Юпитером кометы Шумахера-Леви-9. Это драматическое событие произошло в космосе в 1994 г. При столкновении комета распалась на 21 часть, и эти обломки, самые крупные из которых достигали 4 км в диаметре, растянулись на миллион километров. Удар во время катастрофы был настолько силен, что превосходил по силе взрыв в триллионы мегатонн. Следы от столкновения с кометой на поверхности Юпитера сохранялись в течение многих месяцев, пока их не сгладили бушующие ветры.
Орбиты у комет и астероидов очень странные, и поэтому они часто пролетают очень близко к другим планетам, а бывает, что и врезаются в них. Последствия таких столкновений могут быть трагическими! На многих планетах есть следы подобных катастроф. Несколько раз такое происходило и с Землей. Кратеры космического происхождения встречаются и на нашей планете. Один из них, диаметром 180 км, недавно обнаружен на полуострове Юкатан в Центральной Америке. Возможно, это след той самой катастрофы, которая когда-то погубила динозавров.
продолжение --PAGE_BREAK--К САТУРНУ
Пролетая мимо Сатурна, два зонда «Вояджер» сделали удивительные снимки. «Вояджер», посетивший Сатурн в 1979-1980 гг., сумел добыть удивительную информацию, которая поразила ученых. Оказалось, что по внешнему краю колец Сатурна располагается великое множество узких колечек, как бы переплетенных друг с другом. Все объяснилось, когда чуть позже были открыты еще два спутника Сатурна – Пандора и Прометей, орбиты которых пролегают по разные стороны от колец. Сила их притяжения изменяет форму колец, сталкивая их и даже перевивая одно с другим.
Теперь ученые послали к планете третий зонд – «Кассини». Зонд должен достичь Сатурна в 2004 г. Он, подобно «Галилео», следует к цели длинным путем – мимо Венеры, Земли и Юпитера. Экспедиция займет у него почти 7 лет. С орбиты Сатурна «Кассини» отправит небольшой зонд «Хайгенс» на самый большой спутник планеты – Титан. Когда космический зонд приблизится к Титану, его скорость превысит 20 000 км/ч, но трение замедлит его спуск, а несколько парашютов обеспечат мягкую посадку. «Хайгенс» должен взять пробы атмосферы, собрать данные о “погоде” на планете, сделать фотоснимки. Первую информацию «Хайгенс» передаст на «Кассини» уже во время посадки.
КОСМИЧЕСКИЕ ПРОСТОРЫ
Исследования галактик Слово “галактика” происходит от греческого “galaktikos” – млечный. Галактики – гигантские звездные системы, разбросанные по всем бесконечным далям Вселенной. В прошлом астрономам мало было известно о галактиках. Далекие туманные объекты привлекли повышенное внимание лишь после изобретения телескопа. Постепенно было открыто более 100 таких объектов, и уже в XVIIIв. был составлен первый каталог туманностей (туманность – космические скопления из газа и пыли, могут быть протяженностью в несколько тысяч световых лет. Многие туманности – это остатки взорвавшихся звезд, или сверхновые звезды). Среди них одни из самых прекрасных созданий природы, космических “чудес света” – спиральные галактики, олицетворением которых может служить туманность в созвездии Андромеды, видимая, кстати, при благоприятных условиях невооруженным глазом – в форме небольшого размытого светящегося пятнышка. Наша галактика Млечный Путь также имеет форму спирали. Другие (неспиральные) галактики, видимые без зрительных приборов, но только в Южном полушарии, — Большое и Малое Магеллановы облака. Впоследствии оказалось, что это ближайшие к нам “звездные континенты”. Достаточно распространены эллиптические галактики. Чрезвычайный исследовательский интерес представляют те из галактик, которые связаны между собой перемычками (“мостами”). Существуют и небольшие – карликовые галактики. Звезды, которые мы видим на ночном небе, — самые близкие к нашей Солнечной системе. А светлая полоса, видимая темной ясной ночью, под названием Млечный Путь – это видимый край нашей галактики – всего лишь одна из сотен миллиардов звезд, составляющих Млечный Путь. А Млечный Путь – одна из миллиардов галактик, разбросанный во Вселенной.
Чтобы достичь самых близких галактик, свету требуются сотни лет. Самые дальние из открытых на сегодня удалены от Земли на миллиарды лет. Для измерения космического пространства ученые используют особую единицу измерения – световой год. Она обозначает расстояние, которое луч света проходит за год. Оно равно десяти миллионам миллионов километров, или десяти триллионам. Млечный Путь Наша галактика представляет собой плоский диск протяженностью примерно 120 000 световых лет в поперечнике, с выпуклостью в центре. Звезды на диске расположены по спирали (лишь в середине нынешнего века стало ясно, что Млечный Путь – гигантский рукав, скрученный в спираль огромной звездной системы). Количество составляющих его звезд превышает 100 миллиардов (точная цифра пока не установлена). Там, где родились или рождаются новые звезды, витки этой огромной спирали содержат пыль и газ. Диск галактики вращается в виде целостности – наподобие тарелки. Угловая скорость вращения вокруг центра отдельных звезд разная. Вращение галактики было открыто нидерландским астрономом Яном Хендриком Оортом (1925 г.). Он же определил и положение ее центра, находящегося в направлении созвездия Стрельца. Наше Солнце находится на расстоянии 30 000 световых лет от центра Млечного Пути, в той части спирали, которая называется ветвь Ориона. Изучая относительное движение звезд, Оорт установил, что Солнце движется и вокруг центра галактики по орбите, близкой к круговой, со скоростью 220 км/сек. Современные измерения доводят эту величину до 250 км/сек.
Наша галактика (как и другие) чрезвычайно напоминает живой организм. Она обладает своего рода обменом веществ – “космическим метаболизмом”. Различные объекты галактики и составные элементы ее иерархии находятся в состоянии непрерывного взаимодействия. Наша галактика, по мнению большинства ученых, относится к сравнительно молодым галактикам.
продолжение --PAGE_BREAK--Черная дыра Недавно ученые обнаружили, что в центре нашей галактики может находиться гигантская ЧЕРНАЯ ДЫРА. Черные дыры – это невидимые космические объекты очень большой плотности, образующиеся после взрыва больших звезд. Они имеют такую большую гравитацию, которую не может преодолеть даже луч света. Однако черную дыру можно распознать по выбросу рентгеновских лучей, которые испускает материя, засасываемая ею. Если мы наблюдаем звезды, вращающиеся вокруг мощного, но невидимого источника рентгеновского излучения, значит, можно говорить о наличии черной дыры.
Скопления галактик А что же творится вокруг нашего галактического острова? Еще совсем недавно ученые полагали, что галактики образуют во Вселенной достаточно однородную массу, равномерно и монотонно распределяясь в необозримом космическом пространстве. Все оказалось не так! Обнаружилось, что на самом деле галактики сбиты в комки, а между ними – зияющие пустоты. Причем комья эти образованы не отдельными галактиками, а их скоплениями. По существу, вся Вселенная состоит из подобных сверхскоплений. Так была открыта крупномасштабная структура Вселенной -–одно из значительных достижений теоретической космологии, наблюдательной астрономии и практической астрофизики в конце ХХ в. Самые большие из обнаруженных на сегодня сверхскоплений напоминают длинные волокна или же сферические оболочки, состоящие из сотен и даже тысяч галактик. Самое большое из обнаруженных скоплений имеет протяженность более 1 миллиарда световых лет. Такое вытянутое галактическое волокно было открыто в области созвездий Персей и Пегас. Космические пустоты столь же протяженны. Так, измеренные расстояния между волокнами достигают 300 миллионов световых лет. Все это позволило космологам сравнивать структуру Вселенной с гигантской губкой.
Интенсивное изучение галактик, в том числе и с помощью радиотелескопов, открытие фонового излучения, новых космических объектов типа квазаров, излучающих в десятки раз больше энергии, чем самые мощные галактики, привело к возникновению новых загадок в изучении Вселенной. Большой взрыв. Большое сжатие Установлено, что расстояние между дальними галактиками увеличивается, т.е. Вселенная расширяется. Исходя из этого астрономы полагают, что начало Вселенной положил Большой взрыв, в результате которого образовались звезды, планеты и галактики. Некоторые ученые уверены, что Вселенная может расширяться до бесконечности, однако, другие думают, что расширение постепенно замедлится и, возможно, остановится совсем. Тогда Вселенная начнет сжиматься, и в конце концов все закончится противоположностью Большого взрыва – большим сжатием.
ОТКРЫТИЕ КОМЕТЫ ХЭЙЛА-БОППА
Многими великими открытиями мы обязаны астрономам-любителям, которые часами просиживают в темноте, разглядывая ночное небо. Именно любителями открыты многие новые звезды и кометы – к примеру, комета Хэйла-Боппа. Чаще всего астроном-любитель совершает открытие, долгое время наблюдая за небольшим участком ночного неба и сверяя свои наблюдения с картой. Только так любитель может обнаружить что-то стоящее. Как правило, они делают свои открытия случайно. Комета Хэйла-Боппа тоже была открыта благодаря случаю. В июле 1995 г. Алан Хэйл и Томас Бопп, наблюдая звездное небо, заметили возле одного из созвездий слабо светящийся объект, который оказался не известной ранее кометой. А в 1997 г. эта комета максимально приблизилась к Земле – она была от нас на расстоянии 200 000 000 км. Комета Хэйла-Боппа – одна из самых крупных в Солнечной системе. Ученые вычислили, что в ближайшие 4000 лет она не вернется.
ТЕЛЕСКОП ХАББЛА
Многие годы астрономы мечтали о том, чтобы поместить в космосе мощный телескоп. Ведь из космоса, где нет воздуха и пыли, звезды будут видны особенно отчетливо. В 1990 г. их мечта сбылась: шаттл вывел на орбиту телескоп Хаббла. Не обошлось и без огорчений: вскоре выяснилось, что главное зеркало телескопа имеет дефект. Но в 1993 г. астронавты, добавив дополнительные линзы, исправили телескоп. С тех пор с его помощью на Земле было получено множество уникальных снимков небесных тел – планет, туманностей, квазаров, которые способствовали ряду открытий, пополнивших наши знания о Вселенной. С помощью космического телескопа Хаббла сделаны фотоснимки галактик, отдаленных от нас на 11 миллиардов световых лет. Представляете: мы видим их такими, какими они были 11 миллиардов лет назад! Они могут многое поведать нам о Вселенной, ее рождении, а возможно, и о ее последнем часе.
С помощью телескопа Хаббла было доказано, что квазизвездные источники (квазары), испускающие свет огромной интенсивности, являются центрами очень молодых галактик. Молодые галактики окружают квазар, обычно скрытый в самом центре галактического скопления. Ученые считают, что квазары черпают свою энергию за счет черных дыр, которые находятся в центре рождающихся галактик.
Один из наиболее впечатляющих снимков – туманность Орла. В этом гигантском газовом облаке рождаются новые звезды. Внутри длинных облачных отростков образуются уплотнения, которые под действием собственной силы тяжести начинают сжиматься. При этом они нагреваются до такой степени, что облако вспыхивает, превращаясь в сияющую звезду.
Рождение звезд происходит и в туманности Ориона. Здесь с помощью телескопа Хаббла вокруг очень молодых звезд были обнаружены газопылевые скопления в форме дисков, называемые протопланетарными дисками, или проплидами. Ученые предполагают, что это самые ранние стадии образования планетарных систем. Со временем эти гигантские облака пыли и газа сожмутся, соединяясь друг с другом, и постепенно образуют новые планеты, подобные уже существующим в Солнечной системе.
Пройдут миллиарды лет, и энергия звезды, необходимая для свечения, постепенно иссякнет. Звезда взорвется изнутри. Такой взрыв называется вспышкой сверхновой звезды. В результате взрыва образуются гигантские пространства, заполненные газом и обломками. Так, в результате подобного взрыва появилась туманность Кошачий Глаз. Пройдут еще тысячелетия, и постепенно эта гигантская газообразная туманность сожмется, что может привести к образованию черной дыры. продолжение --PAGE_BREAK--
www.ronl.ru
реферат на тему "Космос" 5 классКосмос (от греч. kosmos) – мир, Вселенная. Изучение космоса – это изучение Солнца, звезд, планет и их спутников. Земля – одна из планет Солнечной системы, поэтому жизнь на Земле тесно связана с космосом.Космос изучают с помощью разных приборов и инструментов. Среди них телескопы, сложнейшее оптическое оборудование, астрографы, астролябии. Ученые используют их для определения состава планет, их температуры, величины и других данных. 4 октября 1957 г. с территории нашей страны был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Спутник имел форму шара диаметром 58 см и весил 84 кг. Внутри него находились различные приборы, которые передавали на Землю информацию о Вселенной. Запуск первого в мире искусственного спутника Земли был национальным праздником. Сегодня запуск искусственных спутников стал обычным делом. Фотографии Земли из космоса используются человеком для самых различных целей. Космические аппараты уже успели побывать на Луне, Венере, Марсе. С их помощью получены уникальные данные об этих планетах.Особо следует сказать о спутниках связи. Они расширяют возможности теле- и радиообщения между людьми на Земле.Метеорологические спутники “осматривают” Землю для определения характера облачности, распространения пыльных бурь и других явлений. Они помогают предсказать погоду на Земле.Для изучения возможностей работы человека в космосе на орбиту вокруг Земли были выведены пилотируемые космические корабли. Начало эпохи проникновения человека в космос – 12 апреля 1961 г. – день космического полета Юрия Алексеевича Гагарина. Корабль, на котором Ю.А. Гагарин совершил свой легендарный полет вокруг Земли, назывался “Восток”.1 час 48 минут продолжалось кругосветное путешествие, за которым следил весь мир. И вот, наконец, он вернулся на Землю, этот отважный человек, первым осмелившийся бросить вызов Вселенной. А кто он такой, Юрий Гагарин? Родился в 1934 г. в городе Гжатске Смоленской области. Окончил 1-е Чкаловское военное авиационное училище, служил летчиком в частях истребительной авиации Северного флота. С 1960 г. в отряде космонавтов, с 1961 г. – его командир. Вот так кратко можно описать путь этого человека к космическим высотам. О нем сняты фильмы, написаныКосмос (от греч. kosmos) – мир, Вселенная. Изучение космоса – это изучение Солнца, звезд, планет и их спутников. Земля – одна из планет Солнечной системы, поэтому жизнь на Земле тесно связана с космосом.Космос изучают с помощью разных приборов и инструментов. Среди них телескопы, сложнейшее оптическое оборудование, астрографы, астролябии. Ученые используют их для определения состава планет, их температуры, величины и других данных. 4 октября 1957 г. с территории нашей страны был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Спутник имел форму шара диаметром 58 см и весил 84 кг. Внутри него находились различные приборы, которые передавали на Землю информацию о Вселенной. Запуск первого в мире искусственного спутника Земли был национальным праздником. Сегодня запуск искусственных спутников стал обычным делом. Фотографии Земли из космоса используются человеком для самых различных целей. Космические аппараты уже успели побывать на Луне, Венере, Марсе. С их помощью получены уникальные данные об этих планетах.Особо следует сказать о спутниках связи. Они расширяют возможности теле- и радиообщения между людьми на Земле.Метеорологические спутники “осматривают” Землю для определения характера облачности, распространения пыльных бурь и других явлений. Они помогают предсказать погоду на Земле.Для изучения возможностей работы человека в космосе на орбиту вокруг Земли были выведены пилотируемые космические корабли. Начало эпохи проникновения человека в космос – 12 апреля 1961 г. – день космического полета Юрия Алексеевича Гагарина. Корабль, на котором Ю.А. Гагарин совершил свой легендарный полет вокруг Земли, назывался “Восток”.1 час 48 минут продолжалось кругосветное путешествие, за которым следил весь мир.
znanija.com
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российский государственный гуманитарный университет
Институт экономики, управления и права
Экономический факультет
Реферат
по дисциплине: Концепция современного естествознания
тема: Космос и космология
Москва, 2008
Космос… Огромное пространство, простирающееся на миллиарды километров вокруг Земли. Для многих людей наша планета кажется большой, однако на самом деле это всего лишь небольшой уголок нашей вселенной. Глядя на небо, можно увидеть множество светящихся точек, каждая из которых может оказаться целой галактикой. И в космосе таких галактик сотни и тысячи, где свою очередь могут находится многие другие планеты, подобные нашей.
Все вещества, из которых создан человек и окружающая его планета космоса. Человечество в течение уже не одного столетия пытается исследовать космос: другие планеты, солнечные системы, галактики, чтобы понять, как и почему появилась Земле и одиноки ли мы во вселенной. В то же время, космос – это не такое уж безобидное место. Земля была на грани уничтожения не один раз. И много таких опасностей сохраняется до сих пор. Человечество также исследует космос также и для того, чтобы понять, насколько реальны все эти угрозы, и какова же судьба Земли.
Попробуем и мы рассмотреть проблемы, связанные с космосом, и проникнуть в его тайны.
Прежде всего, необходимо дать четкое научное определение космосу. Космос (греч. кόσμος) — в материалистической философии — упорядоченная Вселенная (в противоположность хаосу). Позже понятие космос стало идентично понятию Вселенная. В свою очередь Вселенная обычно определяется как совокупность всего, что существует физически. Это совокупность пространства и времени, всех форм материи, физических законов и констант, которые управляют ими. Однако термин Вселенная может трактоваться и иначе, как космос, мир или природа.
Уже не одно поколение людей занимается исследованием космоса. Со временем возникла еще одна научная дисциплина, получившая название космологии. Космология — раздел астрономии и физики, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляет математика, физика и астрономия. В своих задачах она часто пересекается с философией и богословием.
Развитие космологии длится с незапамятных времен. В древности ранние формы космологии представляли собой религиозные мифы о сотворении (космогония) и уничтожении (эсхатология) существующего мира. В китайской космологии считалось, что Земля — своего рода чаша, прикрытая небом, состоящая из полусфер, вращающихся на очень низком расстоянии от Земли.
Уже в Древней Греции удалось доказать, что Земля имеет форму шара. Тогда же было доказано, что Луна, Солнце и Земля находятся в состоянии движения. Дальнейшее развитие космология получает в XVI веке, что связано с именами Николая Коперника, Галилео Галилея, Джордано Бруно и других ученых. Появляются первые телескопы (чуть позже появляются разновидности телескопов) и методы исследования космоса. В то же время развитию космологии сильно мешает церковь. Но исследования продолжаются. Развитие космологии в то время связано с такими именами, как Галилео Галилей, Рене Декарт, Исаак Ньютон и др.
Возникновение современной космологии связано с развитием в XX веке Общей теории относительности Эйнштейна и физики элементарных частиц. В 1922 А.А. Фридман предложил решение уравнения Эйнштейна, в котором изотропная вселенная расширялась из начальной сингулярности. Подтверждением теории нестационарной вселенной стало открытие в 1929 Э. Хабблом космологического красного смещения галактик. Таким образом, возникла общепринятая сейчас теория Большого Взрыва.
В дальнейшем большой скачок в своем развитии космология получает во второй половине XX столетия. Появляются целые научно-исследовательские институты, плеяды ученых, а также первые космонавты, что связано, прежде всего, с научно-техническим прогрессом и накопленными знаниями о космосе от предыдущих поколений ученых. И также это, конечно, связано и с продолжавшейся «холодной войной между СССР и США». Появляются первые космические аппараты и спутники, усиливается соперничество за космос.
Сейчас космические исследования – это из наиболее перспективных и престижных научных направлений, которое пользуется большим спросом у многих государств. Развитие этой научной отрасли – один из самых значимых показателей того, насколько хорошо идет развитие государства. Россия принимает в освоении космоса участие.
Астрономы полагают, что время, пространство и материя возникли как результат одновременного события: взрыва чего-то горячего и очень плотного, так называемого большого взрыва, который произошел 10-20 млрд. лет назад. По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,2 млрд. лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния с бесконечной температурой и плотностью, и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Ранняя Вселенная представляла собой однородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.
Расширение вселенной происходило с неимоверной быстротой. В первые миллионные доли секунды произошли важнейшие процессы. Мельчайшие частицы – кварки и электроны, которые, соединяясь, превращались в атомы и молекулы. Появляются первые вещества, главный из которых – водород. Из этих «кирпичиков» складывается наша Вселенная.
В наше время было обнаружено, по-видимому, что наша Вселенная расширяется, причем с ускорением. Этот факт не отменяет закона Хаббла, так как последний действует на более близких расстояниях, чем эти новые эффекты. Поскольку сама постоянная Хаббла и многие другие космологические величины определяются с очень большой погрешностью, до сих пор не ясно, будет ли Вселенная расширяться все быстрее и быстрее, либо, наоборот, с замедлением. В связи с этим есть самые различные сценарии возможного развития Вселенной в будущем. Согласно одному из них, Вселенная даже может начать сжиматься в точку в ходе так называемого «большого коллапса», процесса, обратного Большому Взрыву. Теоретическая физика достаточно серьезно рассматривает и такую гипотезу, что нынешнее состояние и тонкое строение вакуума являются так называемым «ложным» или «мнимым» вакуумом. Это состояние неустойчиво и может перейти в «истинный вакуум» с меньшей энергией. Тогда наша Вселенная пропадет за одно мгновение и необратимо. Однако наибольшее внимание уделяют сейчас теории «тепловой смерти Вселенной». В расширяющейся Вселенной будут постепенно уравновешиваться температуры, которые будут становиться одинаковыми во всех точках пространства. Удаляющиеся друг от друга звезды, в которых закончатся термоядерные процессы, остынут, все большая часть энергии будет находиться в форме излучения. Даже черные дыры будут медленно «испаряться» за счет квантовых туннельных эффектов. Такой сценарий находится в полном согласии с представлениями классической термодинамики.
Существует версия, что сила взаимного притяжения когда-нибудь приостановит процесс расширения, из-за чего, галактики начнут падать друг на друга, что в итоге приведет к «большому сжатию». Однако этот вопрос остается спорным, потому как до сих пор точно не ясно, является ли наша вселенная замкнутой.
По человеческим меркам, наша вселенная безгранична. Ее масштабы огромны. Огромно и число звезд и планет в ней. Человеческий глаз различает на нашем северном небосклоне только три тысячи звезд, хотя мы часто повторяем фразу: «Все небо усыпано звездами!» С появлением телескопов видимое население Вселенной начало быстро «возрастать». И происходило это всякий раз, как только астрономическая оптика делала шаг вперед. С течением времени астрономы стали вести учет уже не отдельных небесных звезд, а целых галактик, считая, что в среднем каждая из них содержит 100 миллиардов звезд!
Еще три года назад, в 1996 году, астрономические обсерватории определили, что с нашей планеты можно увидеть 50 миллиардов галактик. С появлением орбитального телескопа имени Хаббла, который избавлен от помех земной атмосферы, число видимых галактик подскочило до 125 миллиардов. Этот телескоп проник своим взором в такие дали Вселенной, что видит галактики, образовавшиеся всего через один миллиард лет после первоначального взрыва, породившего нашу Вселенную. Так что теперь, чтобы узнать число звезд в видимой нам Вселенной, надо приписать к числу 125000000000 еще одиннадцать нулей.
Австралийские ученые утверждают, что количество звезд стремится к бесконечности и посчитать их все, естественно, невозможно. Тем не менее, оценить приблизительное число светил в видимой части Вселенной астрономам все-таки удалось.
В процессе исследований использовались самые мощные инструменты с тем, чтобы замерить яркость всех галактик, расположенных в одном из секторов Вселенной. На основании полученных данных были сделаны выводы о количестве находящихся в этом секторе звезд, а затем – проведены расчеты в отношении всей видимой части космоса. По словам австралийцев, полученная ими цифра наиболее точно отражает реальность – 70 секстильонов или, попросту говоря, 7 и 22 нуля. Для сравнения, все пустыни и побережья нашей планеты содержат в десять раз меньше песчинок! Многие планеты (число которых может вполне превышать число звезд) около далеких светил могут вполне оказаться населенными, однако расстояние до них настолько велико, что мы об этом никогда не узнаем. Ночью некоторые звезды выглядят ярче других. Самая яркая звезда на небе – Сириус. Есть звезды, которые светят в 100 тыс. раз интенсивнее нашего Солнца. Вообще говоря, Солнце – это рядовая звезда, Существуют звезды, которые холоднее, ярче и намного больше, к примеру, звезда Бетельгейзе. Как же образуются и умирают звезды? Звезда, похожая на наше Солнце, образуется, когда облако газа начинает сжиматься благодаря собственной силе тяготения. В процессе сжатия облако разогревается и начинает светиться тусклым красным светом. Когда температура достигает 10 млн. градусов, начинает выделяться огромное количество тепла. В таком состоянии звезда пребывает 10 млрд. лет. После этого исчерпывается запас топлива в ядре и звезда начинает сжиматься. Сгорание водородного топлива происходит уже вне ядра, а звезда раздувается и превращается в так называемого красного гиганта. Звезда, сбрасывая внешние слои, образует расширяющуюся внешнюю оболочку, называемую планетарной туманностью. Из ядра уже бывшей звезды получается «белый карлик», который в течение последующих миллиардов лет остывает и угасает, становясь холодным «черным карликом».
Вокруг каждой из звезд, как правило, движутся определенные группы планет, образующих вместе со звездой так называемые солнечные системы. Что же представляют собой эти системы? Рассмотрим их на примере солнечной системы Земли.
Солнечная система представляет собой солнце (звезду) и обращающиеся вокруг него небесные тела – 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра – электроны и протоны. Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных. Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце – обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Каждая из этих планет имеет свои уникальные особенности. Эти планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Орбиты всех тел Солнечной системы очень близки к эллипсам. Размер и форма эллиптической орбиты характеризуются большой полуосью эллипса (средним расстоянием планеты от Солнца).
С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) – верхними (внешними). Удаленность или близость к солнцу имеет важное влияние на климат и температурный режим этих планет. Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, также делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос.
Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, очевидно, лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.
Заглянем немного в историю исследования нашей солнечной системы. Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В.Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самая далекая планета – Плутон – была открыта в 1930 году. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610 году. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд «Вояджер-1». С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано «Вояджером-2».
Единственное место во Вселенной, где, по человеческим меркам, существует жизнь – это наша планета Земля, однако нельзя забывать, что во Вселенной есть миллионы галактик, имеющих собственные солнечные системы. Поэтому, наверняка, мы не одиноки.
Современная техника пока не позволяет непосредственно наблюдать планеты вне нашей солнечной системы. Существует мнение, что на многих планетах имеются условия для жизни не только живых, но и разумных существ. К примеру, в нашей солнечной системе таковыми планетами являются Марс или спутник Юпитера Европа. Но есть и противоположная точка зрения, по которой жизнь возникла в результате сложной цепочки событий, а Земля в этом смысле уникальное явление.
Пока мы не можем совершать путешествия в космос, но можем вести поиск сигналов от внеземных цивилизаций и сами отправлять послания в космос. Первая попытка этого была сделана в 1974 года с помощью радиотелескопа «Аресибо» в Аргентине. Однако место, куда было отправлено послание, представляет собой созвездие из нескольких тысяч звезд и находится на расстоянии 25 тыс.световых лет, поэтому если оттуда и придет ответ, то случится это не раньше, чем через 50 000 лет!
Хотя жизнь человека связана с земной поверхностью, энергией Солнца, воздухом и водой, без которых она немыслима, это, конечно, не значит, что нет иных от наших форм жизни. Однако как же тогда выглядят инопланетяне? Наверняка не так, как мы их себе представляем.
Весьма сложна и противоречива тема о судьбе земли в космосе. Повсюду есть множество опасностей. К примеру, через 10 млрд. лет наше Солнце разрастется до таких пределов, что поглотит и Землю. Повсюду в космосе летает множество метеоритов и комет, некоторые из которых способны уничтожить Землю. А особую опасность представляют собой черные дыры, которые, по некоторым данным, представляют собой некие порталы, с помощью которых можно совершать фантастические путешествия во времени и пространстве. Поэтому судьба Земли в космосе представляется весьма сложной, в связи с чем и ведутся разговоры о возможности космических путешествий. Тем более этому способствует быстрое развитие науки и техники.
1. Вселенная: Энциклопедия / Ян Николсон. М.: Росмэн, 2000.- 200 с.
2. Космос // Кругосвет: Энциклопедия. Некоммерческий фонд «Поддержки культуры, образования и новых информационных технологий», 2008. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.krugosvet.ru/
3. Космология // Википедия: Энциклопедия, 2008. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ru.wikipedia.org/
4. Космос // Cosmoportal: Портал об астрономии, космонавтике, космосе, звездах, планетах, 2008. Режим доступа: http: // www.cosmoportal.org.ua/
www.ronl.ru
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российский государственный гуманитарный университет
Институт экономики, управления и права
Экономический факультет
Реферат
по дисциплине: Концепция современного естествознания
тема: Космос и космология
Москва , 2008
Космос… Огромное пространство, простирающееся на миллиарды километров вокруг Земли. Для многих людей наша планета кажется большой, однако на самом деле это всего лишь небольшой уголок нашей вселенной. Глядя на небо, можно увидеть множество светящихся точек, каждая из которых может оказаться целой галактикой. И в космосе таких галактик сотни и тысячи, где свою очередь могут находится многие другие планеты, подобные нашей.
Все вещества, из которых создан человек и окружающая его планета космоса. Человечество в течение уже не одного столетия пытается исследовать космос: другие планеты, солнечные системы, галактики, чтобы понять, как и почему появилась Земле и одиноки ли мы во вселенной. В то же время, космос – это не такое уж безобидное место. Земля была на грани уничтожения не один раз. И много таких опасностей сохраняется до сих пор. Человечество также исследует космос также и для того, чтобы понять, насколько реальны все эти угрозы, и какова же судьба Земли.
Попробуем и мы рассмотреть проблемы, связанные с космосом, и проникнуть в его тайны.
Прежде всего, необходимо дать четкое научное определение космосу. Космос (греч. кόσμος) — в материалистической философии — упорядоченная Вселенная (в противоположность хаосу). Позже понятие космос стало идентично понятию Вселенная. В свою очередь Вселенная обычно определяется как совокупность всего, что существует физически. Это совокупность пространства и времени, всех форм материи, физических законов и констант, которые управляют ими. Однако термин Вселенная может трактоваться и иначе, как космос, мир или природа.
Уже не одно поколение людей занимается исследованием космоса. Со временем возникла еще одна научная дисциплина, получившая название космологии. Космология — раздел астрономии и физики, изучающий свойства и эволюцию Вселенной в целом. Основу этой дисциплины составляет математика, физика и астрономия. В своих задачах она часто пересекается с философией и богословием.
Развитие космологии длится с незапамятных времен. В древности ранние формы космологии представляли собой религиозные мифы о сотворении (космогония) и уничтожении (эсхатология) существующего мира. В китайской космологии считалось, что Земля — своего рода чаша, прикрытая небом, состоящая из полусфер, вращающихся на очень низком расстоянии от Земли.
Уже в Древней Греции удалось доказать, что Земля имеет форму шара. Тогда же было доказано, что Луна, Солнце и Земля находятся в состоянии движения. Дальнейшее развитие космология получает в XVI веке, что связано с именами Николая Коперника, Галилео Галилея, Джордано Бруно и других ученых. Появляются первые телескопы (чуть позже появляются разновидности телескопов) и методы исследования космоса. В то же время развитию космологии сильно мешает церковь. Но исследования продолжаются. Развитие космологии в то время связано с такими именами, как Галилео Галилей, Рене Декарт, Исаак Ньютон и др.
Возникновение современной космологии связано с развитием в XX веке Общей теории относительности Эйнштейна и физики элементарных частиц. В 1922 А.А. Фридман предложил решение уравнения Эйнштейна, в котором изотропная вселенная расширялась из начальной сингулярности. Подтверждением теории нестационарной вселенной стало открытие в 1929 Э. Хабблом космологического красного смещения галактик. Таким образом, возникла общепринятая сейчас теория Большого Взрыва.
В дальнейшем большой скачок в своем развитии космология получает во второй половине XX столетия. Появляются целые научно-исследовательские институты, плеяды ученых, а также первые космонавты, что связано, прежде всего, с научно-техническим прогрессом и накопленными знаниями о космосе от предыдущих поколений ученых. И также это, конечно, связано и с продолжавшейся «холодной войной между СССР и США». Появляются первые космические аппараты и спутники, усиливается соперничество за космос.
Сейчас космические исследования – это из наиболее перспективных и престижных научных направлений, которое пользуется большим спросом у многих государств. Развитие этой научной отрасли – один из самых значимых показателей того, насколько хорошо идет развитие государства. Россия принимает в освоении космоса участие.
Астрономы полагают, что время, пространство и материя возникли как результат одновременного события: взрыва чего-то горячего и очень плотного, так называемого большого взрыва, который произошел 10-20 млрд. лет назад. По современным представлениям, наблюдаемая нами сейчас Вселенная возникла 13,7 ± 0,2 млрд. лет назад из некоторого начального «сингулярного» состояния с бесконечной температурой и плотностью, и с тех пор непрерывно расширяется и охлаждается. Ранняя Вселенная представляла собой однородную и изотропную среду с необычайно высокой плотностью энергии, температурой и давлением. В результате расширения и охлаждения во Вселенной произошли фазовые переходы, аналогичные конденсации жидкости из газа, но применительно к элементарным частицам.
Расширение вселенной происходило с неимоверной быстротой. В первые миллионные доли секунды произошли важнейшие процессы. Мельчайшие частицы – кварки и электроны, которые, соединяясь, превращались в атомы и молекулы. Появляются первые вещества, главный из которых – водород. Из этих «кирпичиков» складывается наша Вселенная.
В наше время было обнаружено, по-видимому, что наша Вселенная расширяется, причем с ускорением. Этот факт не отменяет закона Хаббла, так как последний действует на более близких расстояниях, чем эти новые эффекты. Поскольку сама постоянная Хаббла и многие другие космологические величины определяются с очень большой погрешностью, до сих пор не ясно, будет ли Вселенная расширяться все быстрее и быстрее, либо, наоборот, с замедлением. В связи с этим есть самые различные сценарии возможного развития Вселенной в будущем. Согласно одному из них, Вселенная даже может начать сжиматься в точку в ходе так называемого «большого коллапса», процесса, обратного Большому Взрыву. Теоретическая физика достаточно серьезно рассматривает и такую гипотезу, что нынешнее состояние и тонкое строение вакуума являются так называемым «ложным» или «мнимым» вакуумом. Это состояние неустойчиво и может перейти в «истинный вакуум» с меньшей энергией. Тогда наша Вселенная пропадет за одно мгновение и необратимо. Однако наибольшее внимание уделяют сейчас теории «тепловой смерти Вселенной». В расширяющейся Вселенной будут постепенно уравновешиваться температуры, которые будут становиться одинаковыми во всех точках пространства. Удаляющиеся друг от друга звезды, в которых закончатся термоядерные процессы, остынут, все большая часть энергии будет находиться в форме излучения. Даже черные дыры будут медленно «испаряться» за счет квантовых туннельных эффектов. Такой сценарий находится в полном согласии с представлениями классической термодинамики.
Существует версия, что сила взаимного притяжения когда-нибудь приостановит процесс расширения, из-за чего, галактики начнут падать друг на друга, что в итоге приведет к «большому сжатию». Однако этот вопрос остается спорным, потому как до сих пор точно не ясно, является ли наша вселенная замкнутой.
По человеческим меркам, наша вселенная безгранична. Ее масштабы огромны. Огромно и число звезд и планет в ней. Человеческий глаз различает на нашем северном небосклоне только три тысячи звезд, хотя мы часто повторяем фразу: «Все небо усыпано звездами!» С появлением телескопов видимое население Вселенной начало быстро «возрастать». И происходило это всякий раз, как только астрономическая оптика делала шаг вперед. С течением времени астрономы стали вести учет уже не отдельных небесных звезд, а целых галактик, считая, что в среднем каждая из них содержит 100 миллиардов звезд!
Еще три года назад, в 1996 году, астрономические обсерватории определили, что с нашей планеты можно увидеть 50 миллиардов галактик. С появлением орбитального телескопа имени Хаббла, который избавлен от помех земной атмосферы, число видимых галактик подскочило до 125 миллиардов. Этот телескоп проник своим взором в такие дали Вселенной, что видит галактики, образовавшиеся всего через один миллиард лет после первоначального взрыва, породившего нашу Вселенную. Так что теперь, чтобы узнать число звезд в видимой нам Вселенной, надо приписать к числу 125000000000 еще одиннадцать нулей.
Австралийские ученые утверждают, что количество звезд стремится к бесконечности и посчитать их все, естественно, невозможно. Тем не менее, оценить приблизительное число светил в видимой части Вселенной астрономам все-таки удалось.
В процессе исследований использовались самые мощные инструменты с тем, чтобы замерить яркость всех галактик, расположенных в одном из секторов Вселенной. На основании полученных данных были сделаны выводы о количестве находящихся в этом секторе звезд, а затем – проведены расчеты в отношении всей видимой части космоса. По словам австралийцев, полученная ими цифра наиболее точно отражает реальность – 70 секстильонов или, попросту говоря, 7 и 22 нуля. Для сравнения, все пустыни и побережья нашей планеты содержат в десять раз меньше песчинок! Многие планеты (число которых может вполне превышать число звезд) около далеких светил могут вполне оказаться населенными, однако расстояние до них настолько велико, что мы об этом никогда не узнаем. Ночью некоторые звезды выглядят ярче других. Самая яркая звезда на небе – Сириус. Есть звезды, которые светят в 100 тыс. раз интенсивнее нашего Солнца. Вообще говоря, Солнце – это рядовая звезда, Существуют звезды, которые холоднее, ярче и намного больше, к примеру, звезда Бетельгейзе. Как же образуются и умирают звезды? Звезда, похожая на наше Солнце, образуется, когда облако газа начинает сжиматься благодаря собственной силе тяготения. В процессе сжатия облако разогревается и начинает светиться тусклым красным светом. Когда температура достигает 10 млн. градусов, начинает выделяться огромное количество тепла. В таком состоянии звезда пребывает 10 млрд. лет. После этого исчерпывается запас топлива в ядре и звезда начинает сжиматься. Сгорание водородного топлива происходит уже вне ядра, а звезда раздувается и превращается в так называемого красного гиганта. Звезда, сбрасывая внешние слои, образует расширяющуюся внешнюю оболочку, называемую планетарной туманностью. Из ядра уже бывшей звезды получается «белый карлик», который в течение последующих миллиардов лет остывает и угасает, становясь холодным «черным карликом».
Вокруг каждой из звезд, как правило, движутся определенные группы планет, образующих вместе со звездой так называемые солнечные системы. Что же представляют собой эти системы? Рассмотрим их на примере солнечной системы Земли.
Солнечная система представляет собой солнце (звезду) и обращающиеся вокруг него небесные тела – 9 планет, более 63 спутников, четыре системы колец у планет-гигантов, десятки тысяч астероидов, несметное количество метеороидов размером от валунов до пылинок, а также миллионы комет. В пространстве между ними движутся частицы солнечного ветра – электроны и протоны. Исследована еще не вся Солнечная система: например, большинство планет и их спутников лишь бегло осмотрены с пролетных траекторий, сфотографировано только одно полушарие Меркурия, а к Плутону пока не было экспедиций. Но все же с помощью телескопов и космических зондов собрано уже много важных данных. Почти вся масса Солнечной системы (99,87%) сосредоточена в Солнце. Размером Солнце также значительно превосходит любую планету ее системы: даже Юпитер, который в 11 раз больше Земли, имеет радиус в 10 раз меньше солнечного. Солнце – обычная звезда, которая светит самостоятельно за счет высокой температуры поверхности. Планеты же светят отраженным солнечным светом (альбедо), поскольку сами довольно холодны. Они расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Каждая из этих планет имеет свои уникальные особенности. Эти планеты обращаются вокруг Солнца по почти круговым орбитам, лежащим приблизительно в одной плоскости, в направлении против часовой стрелки, если смотреть со стороны северного полюса Земли. Орбиты всех тел Солнечной системы очень близки к эллипсам. Размер и форма эллиптической орбиты характеризуются большой полуосью эллипса (средним расстоянием планеты от Солнца).
С точки зрения земного наблюдателя планеты Солнечной системы делят на две группы. Меркурий и Венеру, которые ближе к Солнцу, чем Земля, называют нижними (внутренними) планетами, а более далекие (от Марса до Плутона) – верхними (внешними). Удаленность или близость к солнцу имеет важное влияние на климат и температурный режим этих планет. Пояс астероидов, проходящий между орбитами Марса и Юпитера, также делит планетную систему Солнца на две группы. Внутри него располагаются планеты земной группы (Меркурий, Венера, Земля и Марс), схожие тем, что это небольшие, каменистые и довольно плотные тела. Они сравнительно медленно вращаются вокруг осей, лишены колец и имеют мало естественных спутников: земную Луну и марсианские Фобос и Деймос.
Вне пояса астероидов находятся планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерны большие радиусы, низкая плотность и глубокие атмосферы, богатые водородом и гелием. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, очевидно, лишены твердой поверхности. Все они быстро вращаются, имеют много спутников и окружены кольцами. Далекий маленький Плутон и крупные спутники планет-гигантов во многом схожи с планетами земной группы.
Заглянем немного в историю исследования нашей солнечной системы. Древние люди знали планеты, видимые невооруженным глазом, т.е. все внутренние и внешние вплоть до Сатурна. В.Гершель открыл в 1781 Уран. Первый астероид обнаружил Дж.Пиацци в 1801. Анализируя отклонения в движении Урана, У.Леверье и Дж.Адамс теоретически открыли Нептун; на вычисленном месте его обнаружил И.Галле в 1846. Самая далекая планета – Плутон – была открыта в 1930 году. Четыре больших спутника Юпитера обнаружил Галилей в 1610 году. С тех пор при помощи телескопов и космических зондов у всех внешних планет найдены многочисленные спутники. Х.Гюйгенс в 1656 установил, что Сатурн окружен кольцом. Темные кольца Урана были открыты с Земли в 1977 при наблюдении покрытия звезды. Прозрачные каменные кольца Юпитера обнаружил в 1979 межпланетный зонд «Вояджер-1». С 1983 в моменты покрытия звезд отмечались признаки неоднородных колец у Нептуна; в 1989 изображение этих колец было передано «Вояджером-2».
Единственное место во Вселенной, где, по человеческим меркам, существует жизнь – это наша планета Земля, однако нельзя забывать, что во Вселенной есть миллионы галактик, имеющих собственные солнечные системы. Поэтому, наверняка, мы не одиноки.
Современная техника пока не позволяет непосредственно наблюдать планеты вне нашей солнечной системы. Существует мнение, что на многих планетах имеются условия для жизни не только живых, но и разумных существ. К примеру, в нашей солнечной системе таковыми планетами являются Марс или спутник Юпитера Европа. Но есть и противоположная точка зрения, по которой жизнь возникла в результате сложной цепочки событий, а Земля в этом смысле уникальное явление.
Пока мы не можем совершать путешествия в космос, но можем вести поиск сигналов от внеземных цивилизаций и сами отправлять послания в космос. Первая попытка этого была сделана в 1974 года с помощью радиотелескопа «Аресибо» в Аргентине. Однако место, куда было отправлено послание, представляет собой созвездие из нескольких тысяч звезд и находится на расстоянии 25 тыс.световых лет, поэтому если оттуда и придет ответ, то случится это не раньше, чем через 50 000 лет!
Хотя жизнь человека связана с земной поверхностью, энергией Солнца, воздухом и водой, без которых она немыслима, это, конечно, не значит, что нет иных от наших форм жизни. Однако как же тогда выглядят инопланетяне? Наверняка не так, как мы их себе представляем.
Весьма сложна и противоречива тема о судьбе земли в космосе. Повсюду есть множество опасностей. К примеру, через 10 млрд. лет наше Солнце разрастется до таких пределов, что поглотит и Землю. Повсюду в космосе летает множество метеоритов и комет, некоторые из которых способны уничтожить Землю. А особую опасность представляют собой черные дыры, которые, по некоторым данным, представляют собой некие порталы, с помощью которых можно совершать фантастические путешествия во времени и пространстве. Поэтому судьба Земли в космосе представляется весьма сложной, в связи с чем и ведутся разговоры о возможности космических путешествий. Тем более этому способствует быстрое развитие науки и техники.
1. Вселенная: Энциклопедия / Ян Николсон. М.: Росмэн, 2000.- 200 с.
2. Космос // Кругосвет: Энциклопедия. Некоммерческий фонд «Поддержки культуры, образования и новых информационных технологий», 2008. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.krugosvet.ru/
3. Космология // Википедия: Энциклопедия, 2008. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/
4. Космос // Cosmoportal: Портал об астрономии, космонавтике, космосе, звездах, планетах, 2008. Режим доступа: http: // http://www.cosmoportal.org.ua/
www.neuch.ru
РЕФЕРАТ по теме: «Космос»
Подготовила:
Копылова Виктория Олеговна
ученица 8 класса «В»
МОУ СОШ №5 г. Ржева
Содержание
Метеоры и кометы
Метеоритные кратеры
Почему мы не замечаем вращение Земли?
Российский теоретик космонавтики
С какой скоростью мы движемся в космосе?
Как установили порядок в звездном хозяйстве.
МЕТЕОРЫ И КОМЕТЫ.
Помимо комет и их спутников, вокруг Солнца вращается масса всевозможных космических обломков. Большей частью они слишком малы и далеки от нас, чтобы их можно было увидеть с Земли, однако время от времени некоторые из этих небесных тел являются к нам во всем своем великолепии.
Самые малые из них, метеорные тела, обычно имеют размеры от мельчайших песчинок до увесистых булыжников. Их можно заметить, лишь когда они проносятся по ночному небу яркой полосой света на входе в атмосферу Земли, за что их и называют падающими звездами. Кометы – одинокие странники Вселенной. Когда они залетают к нам из глубины космического пространства и проходят неподалеку от Солнца, то о прибытии возвещают их длинные светящиеся хвосты.
^ МЕТЕОРИТНЫЕ КРАТЕРЫ.
Астрономы называют метеоры по-разному, в зависимости от того, где они находятся. Камень или обломок скалы, несущийся в космическом пространстве, зовётся метеорным телом. Как только этот камень попадает в земную атмосферу, он становиться метеором. Если же ему удаётся достичь поверхности Земли (или любой другой планеты либо её спутника), то он начинает именоваться метеоритом. Метеориты могут приземляться в целом виде, а также в виде града обломков, образующихся при мощном взрыве метеорита в нижних слоях атмосферы. В 1947 году на один из районов Сибири обрушилось около тысячи тонн обломков взорвавшегося метеорита, на месте падения которых образовалось множество кратеров шириной до 30 м.
^ ПОЧЕМУ МЫ НЕ ЗАМЕЧАЕМ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ.
Долгое время люди считали, что Земля плоская, как блин, держится на трёх китах (или трёх слонах). Заметить движение Земли, находясь на её поверхности, человеку невозможно. Слишком мал человек по сравнению с огромным земным шаром. С развитием науки представления людей о Земле менялось. Теперь мы знаем, что Земля участвует одновременно в двух движениях: движении по орбите вокруг Солнца и вращении вокруг своей оси. Мы не замечаем вращения Земли, зато наблюдаем и чувствуем его последствия – смену дня и ночи. Если бы Земля не вращалась, то на той стороне, которая обращена к свету, всегда был бы день, а противоположная сторона всегда находилась бы в темноте. Но хорошо, что этого не происходит. Каждая точка Земли находится сначала на освещенной стороне, затем на тёмной. Через 24 часа всё повторяется, так как период суточного движения Земли равен 24 часам. Так же мы не замечаем движения Земли вокруг Солнца, но не можем не видеть и не чувствовать смену времён года. Земля обращается вокруг Солнца за 365,25 суток. Этот период времени называют годом.
Помимо рассмотренных двух движений наша планета участвует ещё в нескольких видах движения, так как вместе с Солнцем и другими планетами движется относительно других галактик. Во Вселенной нет ничего неподвижного, неизменного, раз и навсегда данного.
^ РОССИЙСКИЙ ТЕОРЕТИК КОСМОНАВТИКИ.
Ровно за 100 лет до того, как над Землей появился первый искусственный спутник, в сентябре 1857 года родился Константин Эдуардович Циалковский. Работая учителем провинциальной школы, в свободное время он читал, думал, вычислял, фантазировал, мечтал о покорении человеком космоса. Своим мысленным взором он смотрел сквозь целое столетие и видел многоступенчатые ракеты, автоматическое управление космическими кораблями, солнечную систему, ориентации межпланетного корабля в космическом пространстве.
Он высказал предположение о мыслящих существах в иных мирах. Очень много интересных идей выдвинул скромный учитель из Калуги. Им придуманы газовые рули для управления ракетой в космосе и атмосфере. Работами Циалковского интересовались ученые всего мира. Ученики Циалковского и его последователи создали первые в мире космические корабли. Циалковский теоретически обосновал межпланетные путешествия и страстно верил, что его мечту осуществят другие. До Циалковского некоторые изобретатели предлагают использовать ракеты для воздухоплавания. Циалковский «научил» ракеты летать в космос. Причина движения ракеты заложена в ней самой: её приводят в движение вытекающие из нее газы. Какую скорость должна развивать ракета, чтобы преодолеть земное притяжение и вырваться в космическое пространство? Около 8км/с должен иметь снаряд или ракета, чтобы никогда не упасть на Землю, а стать её искусственным спутником. При скорости 11,2 км/с ракета уйдет из поля тяготения Земли и улетит в межпланетное пространство, станет спутником Солнца. Циалковский рассчитал, сколько нужно ракете топлива. Она должна поднять себя, поднять запас топлива, грузы, приборы, людей, она должна развить необходимую скорость для отрыва от Земли. Циалковский изобрел ракетный поезд – многоступенчатую ракету. В передней ракете находятся приборы и экипаж. Ступени ракеты работают поочередно: когда топливо в одной ступени выгорит, она сбрасывается , ракета становится легче. Начинает работать вторая ступень и т.д.. Передняя ракета, как по эстафете, получает скорость, набранную предыдущими ракетами. Многоступенчатые ракеты, совершенствовались, с их полетами воплотилась в жизнь мечта гениального ученого.
^ С КАКОЙ СКОРОСТЬЮ МЫ ДВИЖЕМСЯ В КОСМОСЕ?
Будучи неподвижны относительно поверхности Земли, мы вращаемся вокруг ее оси и вместе с ней движемся относительно Солнца со скоростью, примерно 30 км\с. Сама солнечная система
движется относительно центра Галактики со скоростью 250 км\с.
Самые далекие Галактики движутся относительно нас (удаляясь от нас) с огромными скоростями, большими 250000 км\с (т.е
900000 км\ч). Чем дальше находятся Галактики, тем больше скорость их удаления. Наблюдая все более далекие объекты, ученые приходят к новым открытиям о строении объектов Вселенной, о свойствах, связях пространства и времени, сил и скоростей, масс и энергии. На основе новых фактов, получаемых при использовании все более и более точных инструментов, более и более мощных телескопов, выдвигаются новые гипотезы, строятся теории о происхождении и развитии небесных тел в отдельности и всей Вселенной в целом.
^ КАК УСТАНОВИЛИ ПОРЯДОК В ЗВЕЗДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ.
В многообразии бесчисленного множества звезд астрономы установили порядок, разбив звезды на классы по их светимости. Звезды, излучающие свет больше нашего Солнца в тысячу раз, называются гигантами. Звезды с малой светимостью называют карликами. Наше Солнце по своей светимости и по размерам средняя звезда. По цвету звезды тоже отличаются друг от друга, а цвет звезд связан с температурой ее поверхности. По структуре звезды, как по паспорту, можно определить ее характерные особенности. Так, наше Солнце и подобная ему звезда Капелла( альфа Возничего) относится к одному классу. Они обе желтого цвета, имеют температуру поверхности 6000, в их спектрах присутствуют линии магния, натрия, железа. Звезды Антарес, Бетельгейзе – красные гиганты с температурой поверхности 3000, и в их спектрах выделяются сильные полосы оксида титана. Звезды Вега, Сириус – белые, с температурой поверхности 10000 , имеют спектры с наибольшей интенсивностью линий водорода. Голубовато – белая звезда с наибольшей звездной температурой 30000 - звезда Ориона. Сопоставление светимостей звезд с их спектральными классами позволило установить некий порядок во множестве звезд. Ученые в 1905 – 1913 годах составили диаграмму для звезд, и оказалось, что звезды на ней располагаются не хаотично, а в определенном порядке, образуя несколько последовательностей. Гиганты и сверхгиганты в правом верхнем углу, карлики в левом нижнем, большинство звезд расположились вдоль наклонной линии, идущей слева направо сверху вниз. Это главная последовательность. Из – за своей большой светимости звезды - гиганты и сверхгиганты видны с таких колоссальных расстояний, с которых звезды-карлики были бы просто не видны. Из диаграммы следует, что в природе значительно больше звезд средней светимости и карликов, чем гигантов и тем более сверхгигантов. Диаграмма помогает разобраться в характеристиках звезд, она также отражает пути развития звезд, их эволюцию.
www.ronl.ru
Реферат на тему: Исследование космоса
Содержание
Начало космической эры
4 октября 1957 г. СССР произвел запуск первого в мире искуственного спутника Земли. Первый советский спутник позволил впервые измерить плотность верхней атмосферы, получить данные о распространении радиосигналов в ионосфере, отработать вопросы выведения на орбиту, тепловой режим и др. Спутник представлял собой алюминиевую сферу диаметром 58 см и массой 83,6 кг с четырьмя штыревыми антеннами длинной 2,4-2,9 м. В герметичном корпусе спутника размещались аппаратура и источники электропитания.
Начальные параметры орбиты составляли: высота перигея 228 км, высота апогея 947 км, наклонение 65,1 гр.
3 ноября Советский Союз сообщил о выведении на орбиту второго советского спутника. В отдельной герметической кабине находились собака Лайка и телеметрическая система для регистрации ее поведении в невесомости. Спутник был также снабжен научными прибора ми для исследования излучения Солнца и космических лучей.
6 декабря 1957 г. в США была предпринята попытка запустить спутник “Авангард-1” с помощью ракеты-носителя, разработанной Исследовательской лабораторией ВМФ. После зажигания ракета поднялась над пусковым столом, однако через секунду двигатели выключились и ракета упала на стол, взорвавшись от удара.
31 января 1958 г. был выведен на орбиту спутник “Эксплорер-1” , американский ответ на запуск советских спутников. По размерам и массе он не был кандидатом в рекордсмены. Будучи длинной менее 1 м и диаметром только ~15,2 см, он имел массу всего лишь 4,8 кг.
Однако его полезный груз был присоединен к четвертой, послед ней ступени ракеты-носителя “Юнона-1” . Спутник вместе с ракетой на орбите имел длину 205 см и массу 14 кг. На нем были установлены датчики наружной и внутренней температур, датчики эрозии и ударов для определения потоков микрометеоритов и счетчик Гейгера-Мюллера для регистрации проникающих космических лучей.
Важный научный результат полета спутника состоял в открытии окружающих Земля радиационных поясов. Счетчик Гейгера-Мюллера прекратил счет, когда аппарат находился в апогее на высоте 2530 км, высота перигея составляла 360 км.
5 февраля 1958 г. в США была предпринята вторая попытка запустить спутник “Авангард-1” , но она также закончилась аварией, как и первая попытка. Наконец 17 марта спутник был выведен на орбиту. В период с декабря 1957 г. по сентябрь 1959 г. было предпринято одиннадцать попыток вывести на орбиту “Авангард-1” толь ко три из них были успешными. Оба спутника внесли много нового в космическую науку и технику (солнечные батареи, новые данные о плотности верхний атмосферы, точное картирование островов в Тихом океане и т.д.) 17 августа 1958 г. в США была предпринята первая попытка послать с мыса Канаверал в окрестности Луны зонд с научной аппаратурой. Она оказалась неудачной. Ракета поднялась и пролетела всего 16 км. Первая ступень ракеты взорвалась на 77 с полета. 11 октября 1958 г. была предпринята вторая попытка запуска лунного зонда “Пионер-1” , также оказалась неудачной. Последующие несколько запусков также оказались неудачными, лишь 3 марта 1959 г. “Пионер-4” , массой 6,1 кг частично выполнил поставленную задачу: пролетел мимо Луны на расстоянии 60000 км (вместо планируемых 24000 км) .
Так же как и при запуске спутника Земли, приоритет в запуске первого зонда принадлежит СССР, 2 января 1959 г. был запущен пер вый созданный руками человека объект, который был выведен на траекторию, проходящую достаточно близко от Луны, на орбиту спутника Солнца. Таким образом “Луна-1” впервые достигла второй космической скорости. “Луна-1” имела массу 361,3 кг и пролетела мимо Луны на расстоянии 5500 км. На расстоянии 113000 км от Земли с ракетной ступени, пристыкованной к “Луне-1” , было выпущено облако паров натрия, образовавшее искусственную комету. Солнечное излучение вызвало яркое свечение паров натрия и оптические системы на Земле сфотографировали облако на фоне созвездия Водолея.
“Луна-2” запущенная 12 сентября 1959 г. совершила первый в мире полет на другое небесное тело. В 390,2-килограммовой сфере размещались приборы, показавшие, что Луна не имеет магнитного по ля и радиационного пояса.
Автоматическая межпланетная станция (АМС) “Луна-3” была запущена 4 октября 1959 г. Вес станции равнялся 435 кг. Основной целью запуска был облет Луны и фотографирование ее обратной, не видимой с Земли, стороны. Фотографирование производилось 7 октября в течение 40 мин с высоты 6200 км над Луной.
Человек в космосе
12 апреля 1961 г. в 9 ч 07 мин по московскому времени в нескольких десятках километров севернее поселка Тюратам в Казахстане на советском космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, в носовом отсеке которой размещался пилотируемый космический корабль “Восток” с майором ВВС Юрием Алексеевичем Гагариным на борту. Запуск про шел успешно. Космический корабль был выведен на орбиту с наклонением 65 гр, высотой перигея 181 км и высотой апогея 327 км и совершил один виток вокруг Земли за 89 мин. На 108-ой мин после запуска он вернулся на Землю, приземлившись в районе деревни Смеловка Саратовской области. Таким образом, спустя 4 года после выведения первого искусственного спутника Земли Советский Союз впервые в мире осуществил полет человека в космическое пространство.
Космический корабль состоял из двух отсеков. Спускаемый аппарат, являющийся одновременно кабиной космонавта, представлял собой сферу диаметром 2,3 м, покрытую абляционным материалом для тепловой защиты при входе в атмосферу. Управление кораблем осуществлялось автоматически, а также космонавтом. В полете непрерывно поддерживалась с Землей. Атмосфера корабля — смесь кислорода с азотом под давлением 1 атм (760 мм рт. ст.) . “Восток 1” имел массу 4730 кг, а с последней ступенью ракеты-носителя 6170 кг. Космический корабль “Восток” выводился в космос 5 раз, после чего было объявлено о его безопасности для полета человека.
Через четыре недели после полета Гагарина 5 мая 1961 г. капитан 3-го ранга Алан Шепард стал первым американским астронавтом.
Хотя он и не достиг околоземной орбиты, он поднялся над Землей на высоту около 186 км. Шепард, запущенный с мыса Канаверал в КК “Меркурий-3” с помощью модифицированной баллистической ракеты “Редстоун” , провел в полете 15 мин 22 с до посадки в Атлантическом океане. Он доказал, что человек в условиях невесомости может осуществлять ручное управление космическим кораблем. КК “Меркурий” значительно отличался от КК “Восток”.
Он состоял только из одного модуля — пилотируемой капсулы в форме усеченного конуса длинной 2,9 м и диаметром основания 1,89 м. Его герметичная оболочка из никелевого сплава имела об шивку из титана для защиты от нагрева при входе в атмосферу.
Атмосфера внутри “Меркурия” состояла из чистого кислорода под давлением 0,36 ат.
20 февраля 1962 г. США достигли околоземной орбиты. С мыса Канаверал был запущен корабль “Меркурий-6” , пилотируемый подполковником ВМФ Джоном Гленном. Гленн пробыл на орбите только 4 ч 55 мин, совершив 3 витка до успешной посадки. Целью полета Гленна было определение возможности работы чело века в КК “Меркурий” . Последний раз “Меркурий” был выведен в космос 15 мая 1963 г.
18 марта 1965 г. был выведен на орбиту КК “Восход” с двумя космонавтами на борту — командиром корабля полковником Павлом Иваровичем Беляевым и вторым пилотом подполковником Алексеем Архиповичем Леоновым. Сразу после выхода на орбиту экипаж очистил себя от азота, вдыхая чистый кислород. Затем был развернут шлюзовой отсек: Леонов вошел в шлюзовой отсек, за крыл крышку люка КК и впервые в мире совершил выход в космическое пространство. Космонавт с автономной системой жизнеобеспечения находился вне кабины КК в течении 20 мин, временами отдаляясь от корабля на расстояние до 5 м. Во время выхода он был соединен с КК только телефонным и телеметрическим кабелями. Таким образом, была практически подтверждена возможность пребывания и работы космонавта вне КК.
3 июня был запущен КК “Джемени-4” с капитанами Джеймсом Макдивиттом и Эдвардом Уайтом. Во время этого полета, продолжавшегося 97 ч 56 мин Уайт вышел из КК и провел вне кабины 21 мин, проверяя возможность маневра в космосе с помощью ручного реактивного пистолета на сжатом газе.
К большому сожалению освоение космоса не обошлось без жер тв. 27 января 1967 г. экипаж готовившийся совершить первый пилотируемый полет по программе “Аполлон” погиб во время пожара внутри КК сгорев за 15 с в атмосфере чистого кислорода. Вирджил Гриссом, Эдвард Уайт и Роджер Чаффи стали первыми американскими астронавтами, погибшими в КК. 23 апреля с Байконура был запущен новый КК “Союз-1” , пилотируемый полковником Владимиром Комаровым. Запуск прошел успешно.
На 18 витке, через 26 ч 45 мин, после запуска, Комаров начал ориентацию для входа в атмосферу. Все операции прошли нормаль но, но после входа в атмосферу и торможения отказала парашютная система. Космонавт погиб мгновенно в момент удара “Союза” о Землю со скоростью 644 км\ч. В дальнейшем Космос унес не одну человеческую жизнь, но эти жертвы были первыми.
Голоса из космоса
В телевизионных (ТВ) программах уже не упоминается о том, что передача ведется через спутник. Это является лишним свидетельством огромного успеха в индустриализации космоса, ставшей неотъемлемой частью нашей жизни. Спутники связи буквально опутывают мир невидимыми нитями. Идея создания спутников связи родилась вскоре после второй мировой войны, когда А. Кларк в номере журнала “Мир радио” (Wireless World) за октябрь 1945г. представил свою концепцию ретрансляционной станции связи, расположенной на высоте 35880 км над Землей.
Заслуга Кларка заключалась в том, что он определил орбиту, на которой спутник неподвижен относительно Земли. Такая орбита называется геостационарной или орбитой Кларка. При движении по круговой орбите высотой 35880 км один виток совершается за 24 часа, т.е. за период суточного вращения Земли. Спутник, движущийся по такой орбите, будет постоянно находиться над определенной точкой поверхности Земли.
Первый спутник связи “Телстар-1” был запущен все же на низкую околоземную орбиту с параметрами 950 х 5630 км это случи лось 10 июля 1962г. Почти через год последовал запуск спутника “Телстар-2” .
В первой телепередаче был показан американский флаг в Новой Англии на фоне станции в Андовере. Это изображение было передано в Великобританию, Францию и на американскую станцию в шт. Нью-Джерси через 15 часов после запуска спутника.
Двумя неделями позже миллионы европейцев и американцев наблюдали за переговорами людей, находящихся на противоположных берегах Атлантического океана. Они не только разговаривали, но и видели друг друга, общаясь через спутник. Историки могут считать этот день датой рождения космического ТВ.
Крупнейшая в мире государственная система спутниковой связи создана в России. Ее начало было положено в апреле 1965г. запуском спутников серии “Молния”, выводимых на сильно вытянутые эллиптические орбиты с апогеем над Северным полушарием. Каждая серия включает четыре пары спутников, обращающихся на орбите на угловом расстоянии друг от друга 90 гр.
На базе спутников “Молния” построена первая система дальней космической связи “Орбита”. В декабре 1975г. семейство спутников связи пополнилось спутником “Радуга” , функционирующем на геостационарной орбите. Затем появился спутник “Экран” с более мощным передатчиком и более простыми наземными станциями. После первых разработок спутников наступил но вый период в развитии техники спутниковой связи, когда спутники стали выводить на геостационарную орбиту по которой они движутся синхронно с вращением Земли. Это позволило установить круглосуточную связь между наземными станциями, используя спутники нового поколения: американские “Синком”, “Эр ли берд” и “Интелсат” российские — “Радуга” и “Горизонт”.
Большое будущее связывают с размещением на геостационарной орбите антенных комплексов.
Космическая метеорология
После запусков советских и американских спутников встал вопрос о практическом использовании разработанной техники. Возможности аппаратуры и самих спутников привлекли внимание метеорологов с точки зрения получения обычной регулярной информации о постоянно меняющейся погоде в мировом масштабе.
Первая попытка в этом направлении была предпринята американцами, создавшими семейство метеорологических спутников “Тирос” . Девять таких спутников были выведены на орбиту в период 1960-1965гг. На каждом спутнике были установлены две малогабаритные ТВ-камеры и приблизительно на половине спутников сканирующий инфракрасный радиометр для получения изображения облачного покрова Земли. В России метеорологическим космическим аппаратом стал спутник “Метеор” . Два или три спутника этой серии находятся на орбите одновременно и собирают информацию о состоянии атмосферы, тепловом излучении Земли и т.д. Полезный груз спутника состоит из оптико-механического ТВ оборудования работающего в видимой области спектра. Кроме того, имеется сканирующая инфракрасная аппаратура для получения данных о содержании влаги в атмосфере и вертикальном профиле темпера тур. Предупреждения о внезапных изменениях погоды по объединенным данным с метеорологических радиолокационных станций и спутников передаются по радио из Москвы, Санкт-Петербурга и других центров, а специальная служба сообщает эту информацию на суда и самолеты. За последний 20 лет существенно возросли количество, качество и надежность обзора с помощью спутников.
Начиная с 1966 г. Землю регулярно фотографируют по крайней мере один раз в сутки. Фотоснимки используют в повседневной работе, а также помещают в архивы. Метеорологическая информация, получаемая со спутников, неуклонно приобретает все более важное значение. В настоящее время она широко используется метеорологами и специалистами по окружающей среде всего мира в повседневной практике и считаются почти обязательной для проведения анализов и краткосрочных прогнозов. Метеорологическая информация со всех света поступает в Национальную службу контроля окружающей среды с помощью спутников, расположенную в Вашингтоне, перерабатывается в материалы широкой номенклатуры и распределяется по всему свету. Спутниковая информация оказалась особенно полезной в двух сферах исследования. Во первых, существуют обширные районы Земли, из которых метеорологическая информация, обычными средствами, недоступна. Это территории океанов северного и южного полушарий, пустынь и полярных областей. Спутниковая информация заполняет эти пробелы, выявляя крупномасштабные особенности из образований облаков. К таким особенностям относятся штормовые системы, фронты, наиболее значительные междуволновые впадины и гребни, струйные течения, густой туман, слоистые облака, ледовая обстановка, снежный покров и отчасти направление и скорость наиболее сильных ветров. Во вторых, спутниковая информация успешно используется для слеже ния за ураганами, тайфунами и тропическими штормами. Спутниковая информация включает данные о наличии и расположении атмосферных фронтов, бурь и общего облачного покрова. В итоге в настоящее время спутник стал практически признаным инструментом метеорологов в большинстве стран мира. Карты погоды, которые вечером появляются на наших телевизионных экранах, со всей очевидностью свидетельствуют о ценности наблюдения со спутников в обеспечении метеорологических систем.
Изучение Земли из космоса
Человек впервые оценил роль спутников для контроля за состоянием сельскохозяйственных угодий, лесов и других природных ресурсов Земли лишь спустя несколько лет после наступления космической эры. Начало было положено в 1960г., когда с помощью метеорологических спутников “Тирос” были получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Эти первые черно-белые ТВ изображения давали весьма слабое представление о деятельности человека и тем не менее это было первым шагом. Вскоре были разработаны новые технические средства, позволившие повысить качество наблюдений. Информация извлекалась из многоспектральных изображений в видимом и инфракрасном (ИК) областях спектра. Первыми спутниками, предназначенными для максимального использования этих возможностей были аппараты типа “Лэндсат”. Например спутник “Лэндсат-D” , четвертый из серии, осуществлял наблюдение Земли с высоты более 640 км с помощью усовершенствованных чувствительных приборов, что позволило потребителям получать значительно более детальную и своевременную информацию. Одной из первых областей применения изображений земной поверхности, была картография. В доспутниковую эпоху карты многих областей, даже в развитых районах мира были составлены неточно. Изображения, полученные с помощью спутника “Лэндсат”, позволили скорректировать и обновить некоторые существующие карты США. В СССР изображения полученные со станции “Салют”, оказались незаменимыми для выверки железнодорожной трассы БАМ.
В середине 70-х годов НАСА, министерство сельского хозяйства США приняли решение продемонстрировать возможности спутниковой системы в прогнозировании важнейшей сельскохозяйственной культуры пшеницы. Спутниковые наблюдения, оказавшиеся на редкость точными в дальнейшем были распространены на другие сельскохозяйственные культуры. Приблизительно в то же время в СССР наблюдения за сельскохозяйственными культурами проводились со спутников серий “Космос”, “Метеор”, “Муссон” и орбитальных станций “Салют”.
Использование информации со спутников выявило ее неоспоримые преимущества при оценке объема строевого леса на обширных территориях любой страны. Стало возможным управлять процессом вырубки леса и при необходимости давать рекомендации по изменению контуров района вырубки с точки зрения наилучшей сохранности леса. Благодаря изображениям со спутников стало также возможным быстро оценивать границы лесных пожаров, особенно “коронообразных”, характерных для западных областей Северной Америки, а так же районов Приморья и южных районов Восточной Сибири в России.
Огромное значение для человечества в целом имеет возможность наблюдения практически непрерывно за просторами Мирового Океана, этой “кузницы” погоды. Именно над толщами океанской воды зарождаются чудовищной силы ураганы и тайфуны, несущие многочисленные жертвы и разрушения для жителей побережья. Раннее оповещение населения часто имеет решающее значение для спасения жизней десятков тысяч людей. Определение запасов рыбы и других морепродуктов также имеет огромное практическое значение. Океанские течения часто искривляются, меняют курс и размеры. Например, Эль Нино, теплое течение в южном направлении у берегов Эквадора в отдельные годы может распространяться вдоль берегов Перу до 12гр. ю. ш.. Когда это происходит планктон и рыба гибнут огромных количествах, нанося непоправимый ущерб рыбным промыслам многих стран и том числе и России. Большие концентрации одноклеточных морских организмов повышают смертность рыбы, возможно из-за содержащихся в них токсинов. Наблюдение со спутников помогает выявить “капризы” таких течений и дать полезную информацию тем, кто в ней нуждается. По некоторым оценкам российских и американских ученых экономия топлива в сочетании с “дополнительным уловом” за счет использования информации со спутников, полученной в инфракрасном диапазоне, дает ежегодную прибыль в 2,44 млн. долл. Использование спутников для целей обзора облегчило задачу прокладывания курса морских судов.
При эксплуатации российского атомного ледокола “Сибирь” была использована информация с четырех типов спутников для составления наиболее безопасных и экономичных путей в северных морях. Полу чаемая с навигационного спутника “Космос-1000” информация использовалась в вычислительной машине корабля для определения точного местоположения. Со спутников “Метеор” поступали изображения облачного покрова и прогнозы снежной и ледовой обстановки, что позволило выбирать лучший курс. С помощью спутника “Молния” поддерживалась связь с корабля с базой. Также с помощью спутников находят нефтяные загрязнения, загрязнения воздуха, полезные ископаемые.
Наука о космосе
В течении небольшого периода времени с начала космической эры человек не только послал автоматические космические станции к другим планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в науке о космосе, равной которой не было за всю историю человечества. Наряду с большими техническими достижениями, вызванными развитием космонавтики, были получены новые знания о планете Земля и соседних мирах.
Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным визуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой высоты, интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей.
Это открытие принадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в 1946 г. газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты.
В 1952 и 1953 гг. д-р Джеймс Ван Аллен проводил исследования низ ко энергетических космических лучей при запусках в районе северного магнитного полюса Земли небольших ракет на высоту 19-24 км и высотных шаров-баллонов. Проанализировав результаты проведенных экспериментов, Ван Аллен предложил разместить на борту первых американских искусственных спутников Земли достаточно простые по конструкции детекторы космических лучей.
С помощью спутника “Эксплорер-1” выведенного США на орбиту 31 января 1958 г. было обнаружено резкое уменьшение интенсивности космического излучения на высотах более 950 км.
В конце 1958 г. АМС “Пионер-3” преодолевшая за сутки полета расстояние свыше 100000 км, зарегистрировала с помощью имевшихся на борту датчиков второй, расположенный выше первого, радиационный пояс Земли, который также опоясывает весь земной шар.
В августе и сентябре 1958 г. на высоте более 320 км было произведено три атомных взрыва, каждый мощностью 1,5 кт. Целью испытаний с кодовым названием “Аргус” было изучение возможности пропадания радио и радиолокационной связи при таких испытаниях. Исследование Солнца — важнейшая научная задача, решению которой посвящены многие запуски первых спутников и АМС.
Американские “Пионер-4” — “Пионер-9” (1959-1968гг.) с околосолнечных орбит передавали по радио на Землю важнейшую информацию о структуре Солнца. В тоже время было запущено более двадцати спутников серии “Интеркосмос” с целью изучения Солнца и околосолнечного пространства.
Полеты АМС к Луне и планетам
В начале 60-х годов в США и СССР были спроектированы, изготовлены и запущены к Луне целый ряд АМС. Наиболее удачным для американцев был запуск в июле 1964г. аппарата “Рейнджер-7” , который передал на Землю более 4300 высококачественных ТВ изображений Луны, полученных перед контактом с поверхностью. Последнее изображение, снятое с высоты 1600 м, охватывало площадь 30×50 м. На нем были отчетливо видны кратеры диаметром до 1 м.
В СССР впервые были созданы возможности для осуществления мягкой посадки на Луну с созданием новых АМС серии “Луна” в 1963г. Эти станции массой до 1,8 т были рассчитаны на доставку приборного контейнера массой 100 кг на поверхность Луны.
При запуске АМС “Луна-9” в феврале 1966г. была впервые успешно осуществлена мягкая посадка на Луну объекта, изготовленного руками человека. Второй “прилунившейся” станцией стала “Луна-13” .
С помощью механического грунтомера и радиационного плотномера была получена уникальная информация о плотности и составе поверхности грунта. При запуске АМС “Луна-17” впервые была поставлена задача передвижения по лунной поверхности. После успешной посадки с посадочной ступени был спущен аппарат “Луноход-1” В течение 10 мес. работы “Луноход-1” , управляемый с Земли по радио, прошел по лунной поверхности более 10,5 км.
Одно из наиболее ярких светил ночного неба — покрытая облаками планета Венера — стало одной из первых целей полетов АМС. Впервые возможность запуска АМС появилась в конце 1960г., когда в СССР была создана первая ракета-носитель А-2-е. В феврале 1961г. воспользовавшись “окном” для запусков к Венере СССР запустил АМС “Венера-1” , которая прошла на расстоянии 100 тыс. км от Венеры и вышла на околосолнечную орбиту.
12 ноября 1965 г. была запущена, с целью достижения ее поверхности “Венера-3” . 1 марта 1965 г. станция достигла поверхности Венеры, осуществив первый полет АМС на другую планету. В 1967 г. успешный полет совершила станция “Венера-4” , направленная непосредственно на планету. На расстоянии 45000 км от Венеры от станции отделился сферический спускаемый аппарат (СА) диаметром 1 м, который при входе в атмосферу планеты выдержал перегрузку до 300 g. Парашютная система в дальнейшем обеспечила спуск в атмосфере, который продолжался 94 мин. Была принята информация о том, что на высоте 25 км температура атмосферы равна 271 гр. и давление 17-20 атм. На поверхности планеты температура ровна 475 гр. и давление 15 атм.
Было установлено, что атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа. В последствии были проведены несколько запусков с целью погружения в атмосферу Венеры.
Первой космической станцией, запущенной к Марсу 1 ноября 1962 г., была советская АМС “Марс-1” . США запустили в 1964 г. первые две АМС “Маринер”. Запуск “Маринер-3” оказался неудачным и через три недели на околосолнечную орбиту был выведен “Маринер-4” .
14 июля 1965 г. он пролетел на расстоянии 9600 км от Марса, не обнаружив ни радиационных поясов, ни магнитного поля вокруг плане ты. Было установлено что давление у поверхности планеты составляет менее 1% земного давления над уровнем моря и соответствует давлению в атмосфере Земли на высоте 30-35 км. На поверхности Марса были обнаружены кратеры, аналогичные лунным.
Первая советская АМС совершившая посадку на Марс была “Марс 2” массой 4650 кг. В составе грунта было обнаружено: 15-20 % кремния, 14 % железа, кальций, алюминий, сера, титан, магний, цезий и калий. В составе воздуха было обнаружено 95 % углекислого газа, 2,7 % азота и признаки наличия кислорода, аргона и водяного пара.
К Меркурию впервые отправилась АМС “Маринер-10” , первоначально посланная к Венере в 1973 г. 29 марта 1973 г. космический аппарат достиг своей цели, планеты Меркурий, пройдя на расстоянии 690 км от ее теневой поверхности. Во время каждого полета проводились исследования поверхности планеты. В атмосфере Мер курия были найдены следы аргона, неона и гелия в триллион раз меньшем количестве чем на Земле. Диапазон температур поверхности от 510 до -210 гр., напряженность магнитного поля 1 % земного, а масса планеты 6 % массы Земли.
Также АМС посылались к Юпитеру и Сатурну.
Человек на Луне
В соответствии с программой “Аполлон” в период с 1969 г. по 1972 г. к Луне было направлено девять экспедиций. Шесть из них за кончились высадкой двенадцати астронавтов на поверхность Луны от Океана Бурь на западе до хребта Тавр на востоке. Задачи двух первых экспедиций ограничивались полетами по селеноцентрическим орбитам, а высадка астронавтов на Луну в одной из экспедиций была отменена из-за взрыва кислородного бака для топливных элементов и системы жизнеобеспечения, происшедшего через двое суток после старта. Поврежденный КК “Аполлон-13” совершил облет Луны и благополучно вернулся на Землю.
Первое место посадки было выбрано на базальтовом основании Моря Спокойствия, расположенного к востоку от центра области лунных равнин. Нейл Армстронг (командир корабля) и полковник Эдвин Олдрин (пилот лунной кабины) совершили здесь посадку в лунной кабине (ЛК) “Орел” 20 июля 1969 г. в 20 ч 17 мин 43 с по Гринвичу.
Астронавты сделали много фотоснимков лунного ландшафта, включая скалы и равнину, собрали 22 кг образцов лунного грунта для изучения на Земле. Выйдя первым из ЛК и последним войдя в нее, Армстронг провел на Луне 2ч 31мин. Во время шестой экспедиции на Луну в декабре 1972 г. время пребывания экипажа на ее поверхности составило 22 ч 5 мин. Длина путешествия по Луне также возросла со 100 м, которые прошли пешком первые астронавты КК “Аполлон-11” , до 35 км, которые на электрическом автомобиле про ехал экипаж “Аполлона-17” .
Экспедиция на КК “Аполлон-17” была последней экспедицией на Луну. За время шести посещений Луны было собрано 384,2 кг образцов породы и грунта. В процессе выполнения программы исследований был сделан ряд открытий, но наиболее важным являются следующие два. Во-первых, было установлено, что Луна стерильна, на ней не обнаружено никаких форм жизни. Во-вторых было установлено, что Луна, подобно Земле, прошла через ряд периодов внутреннего разогрева.
Изучение Луны с помощью пилотируемых КА было закончено после шестой успешной высадки астронавтов на ее поверхность с КК “Аполлон-17” в декабре 1972 г.
Космические станции
Работы по созданию космических пилотируемых станций начались в США и СССР практически одновременно — в начале 60-х годов.
Но поскольку американцы в дальнейшем основное внимание уде лили престижной программе “Аполлон”, то от обширной программ мы космических исследований помимо “Аполлона” у них остались только орбитальная станция “Скайлэб”, запущенная на орбиту 14 мая 1973 г. и космический транспортный корабль многоразового использования “Спэйс Шаттл”, который сегодня является единственным действующим пилотируемым КК Соединенных Штатов.
Орбитальный блок космической станции (КС) был создан на ба зе ракеты S-4B — третьей ступени ракеты-носителя “Сатурн-5” , доставившей в свое время человека на Луну. Ее (ракеты) водород ный бак был переоборудован в просторное двухэтажное помещение для экипажа из трех человек. Полный внутренний объем КС “Скайлэб” вместе с пристыкованным к ней модифицированным основным блоком КК “Аполлон” — около 330 м куб. (объем не большого дома с двумя спальнями). Астронавты дышали смесью кислорода с азотом при давлении 0,35 ат при температуре 21 гр. C.
За период с мая 1973 г. по февраль 1974 г. на КС “Скайлэб” работало 3 экипажа. Последний в составе Джеральда Карра, Эдварда Гибсона и Уильяма Поуга работал на ее борту в течение 84 суток.
11 июля 1979 г. станция вошла в плотные слои атмосферы и прекратила свое существование.
В СССР работы по программе орбитальных КС начались в конце 60-х годов. 19 апреля 1971 г. на орбиту ракетой-носителем “Протон” была выведена первая в мире орбитальная КС “Салют-1” . Станция состояла из трех основных отсеков — переходного, рабочего и агрегатного, представлявшими из себя цилиндры диаметром 2,9 м, 4,15 м и 2,2 м соответственно. Полная длинна орбитального комплекса “Салют-1” — “Союз” — 21,4 м, масса комплекса более 25 тонн.
На КС “Салют-1” отработал один экипаж в составе Г. Добровольского, В. Пацаева и В. Волкова, погибший при возращении на Землю. Через 175 суток после запуска по команде с Земли сработали тормозные двигатели и КС “Салют-1” упала в Тихий океан. Всего успешно отработали на орбите семь станций серии “Салют”. Последняя из них “Салют-7” отработала до конца 1985 г.
В феврале 1986 г. в СССР была выведена в космос орбитальная станция нового поколения “Мир”. В отличие от своих предшественников, “Салютов”, эта станция воплощает принципиально новый подход к заселению около земного пространства. Если “Салюты” служили одновременно и домом, и местом работы, “Мир” стал базовым блоком, то есть тем звеном, вокруг которого группируются крупные специализированные КА — научные модули. В этих больших лабораториях, насыщенных научными приборами и установками, проводятся исследования. Станция “Мир” служит не только связующим звеном, объединяющим различные КА в единое целое, но и выполняет роль центра, откуда экипаж управляет всем орбитальным комплексом. Первый модуль — астрофизическая обсерватория “Квант” причалил к “Миру” весной 1987 г. — ненамного уступает в размерах самой станции. Объем всей станции составляет 40 м куб.
Мы вступили лишь в четвертое десятилетие космической эры, а уже вполне привыкли к таким чудесам, как охватившие всю Землю спутниковые системы связи и наблюдения за погодой, навигации и оказания помощи терпящим на суше и на море. Как о чем-то вполне обыденном слушаем сообщение о многомесячной работе людей на орбите, не удивляемся следам на Луне, снятым “в упор” фотографиям далеких планет, впервые показанному КА ядро кометы. За очень короткий исторический срок космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, верным помощником в хозяйственных делах и познании окружающего мира. И не приходится сомневаться, что дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без освоения всего околоземного пространства. Освоение космоса — этой “провинции всего человечества” — продолжается нарастающими темпами.
Литература
Гэтланд К. Космическая техника — М.: Издательство “Мир”, 1986.
referati-besplatno.ru
