Дослідження космосу та планет. Чому космічні дослідження є важливими для кожного з нас. Політ пройшов винятково успішно

Не всі результати фундаментальних наукових досліджень породжують технології, але абсолютно Усі сучасні технології базуються на фундаментальних наукових дослідженнях.

Всі навколишні нас досягнення цивілізаціїзобов'язані своїм існуванням таким, що проводилося раніше фундаментальним науковим дослідженням

Тепер через прискорення науково-технічного прогресу результати наукових досліджень про застосування в техніці і побуті вже загалом через проміжок часу 20 - 30 років. Частина їх роблять вирішальний внесок у технічний прогрес.

Значну роль цьому процесі грають і фундаментальні науки, вивчають Всесвіт. Досить нагадати, що гелій було відкрито Сонце і потім знайдено Землі. Для ядерної фізики деякі об'єкти у Всесвіті є природною лабораторією, де сама Природа ставить експерименти, які неможливі у земних лабораторіях. Ще в 1920 році, задовго до створення ядерної фізики, на термоядерну реакцію перетворення водню на гелій було вказано Артуром Еддінгтоном, як на джерело енергії випромінювання зірок.

Крім того, фундаментальні космічні дослідження надають потужний прямий вплив (з яким може зрівнятися, хіба що, оборонна індустрія) на розвиток технологій. Це відбувається через постійні вимоги експериментаторів до підвищення чутливості, роздільної здатності та поліпшення інших параметрів наукових приладів.

Фундаментальні космічні дослідження дали потужний поштовх розвитку наших уявлень про будову Всесвіту

На думку багатьох видатних вчених сучасності, на рубежі ХХ і ХХI століть ми стали свідками «революції» в астрономії, яка має не менш важливе значення, ніж основна для багатьох галузей науки, а значить і сучасних технологій, «революція» у фізиці, яка сталася на початку ХХ століття.

Величезну роль у цьому відіграли космічні засоби, що забезпечують наукові дослідження багатьох об'єктів Всесвіту.

У Федеральній космічній програмі Росії 2006 – 2015 роки заплановано виконання понад двох десятків проектів наукового призначення.

Серед них повномасштабні космічні проекти, в рамках яких мають бути створені спеціалізовані космічні апарати, забезпечені цільовими комплексами наукової апаратури.Крім того, практикуватиметься додаткове встановлення комплексів наукової апаратури на вітчизняні космічні апарати, призначені для вирішення народно-господарських завдань, а також встановлення вітчизняної наукової апаратури на закордонні космічні апарати наукового призначення.

Особливістю реалізації наукових космічних проектів буде максимальне використання т.зв. уніфікованих космічних платформ - основних складових космічних апаратів, на які покладаються функції забезпечення необхідних умов роботи корисного навантаження - цільової апаратури: для наукових досліджень, дистанційного зондування Землі, забезпечення радіозв'язку тощо.

У рамках Федеральної космічної програми Росії 2006 – 2015 роки у розділі «Космічні засоби для фундаментальних космічних досліджень» та розділі «Космічні засоби технологічного призначення» передбачено, що вони й надалі будуть проводитися за такими основними напрямками:

• позаатмосферна астрофізика - отримання наукових даних про походження та еволюцію Всесвіту;
• планетологія - дослідження планет та малих тіл Сонячної системи;
• вивчення Сонця, космічної плазми та сонячно - земних зв'язків;
• дослідження в галузях космічної біології, фізіології та матеріалознавства.

Позаатмосферна астрофізика - здобуття наукових даних про походження та еволюцію Всесвіту

Сучасні астрофізичні космічні дослідження дозволяють отримати унікальні дані про дуже віддалені космологічні об'єкти, і про події, що відбулися в період зародження зірок і галактик.

Планетологія - дослідження планет та малих тіл Сонячної системи

Ці дослідження мають першорядне значення розуміння процесів виникнення та розвитку Сонячної системи. Однак насамперед, вони дають ключ до пізнання можливих шляхів майбутньої еволюції нашої власної планети, до розуміння того, як зберегти можливість існування життяна землі для наших нащадків.

Вивчення Сонця, космічної плазми та сонячно-земних зв'язків

Сонце є найближчою до нас та досить типовою зіркою, яка спостерігається як протяжний об'єкт. Воно саме і його корона є природною лабораторією для вивчення фундаментальних характеристик плазми.

Наукова значущість досліджень Сонця полягає ще й у цьому, що він надає вирішальний вплив на основні процеси Землі, зокрема деякі технічні системи. Такий вплив позначається на роботі різних радіосистем, енергомереж, провідних ліній зв'язку в Арктиці, інтенсивності індукованих електричних струмів у трубопроводах і т.д. Як приклад можна навести два відомі випадки виходу з ладу протяжних енергомереж: 13 березня 1989 р. при різкому спалаху магнітних варіацій наведений електричний струм в енергосистемі Hydro-Quebec у Канаді досяг 100 ампер, що вивело цю систему з ладу. Це надовго залишило без енергії великий район із населенням у кілька мільйонів людей. Аналогічні випадки були і нашій Арктиці, наприклад 11-12 лютого 1958 р. на Кольському півострові. Для нафтопроводів наведені в них електричні струми, замикаючись на землю, різко посилюють корозію, а іскріння може спричинити пожежі в місцях витоків. Серйозність проблеми зайвий раз була продемонстрована і повним виходом з ладу телевізійного ретрансляційного супутника «Telstar-401» 11 січня 1998 р., що стався внаслідок його посиленого опромінення енергійними частинками.

Поступово виникає усвідомлення того, що прояви сонячної активності дуже впливає і на організм людини.

Космічний комплекс, що забезпечує отримання результатів комплексних спостережень випромінювань Сонця, процесів накопичення енергії та її трансформації у прискорені частки під час сонячних спалахів з метою моніторингу «космічної погоди» та вироблення заходів щодо парування негативного впливу на здоров'я людини.

Дослідження в галузях космічних біології, фізіології та матеріалознавства

Вивчення впливу невагомості на живі організми та фізіологічних механізмів адаптації до неї в космічних польотах, а також вивчення комбінованої дії невагомості та інших факторів мають велике значення для тривалих польотів людини, настільки необхідних для освоєння планет Сонячної системи.

Використання нижчих організмів для проведення медико-біологічних експериментів (на відміну від експериментів на людині) надає можливість більш жорсткої постановки, включаючи подальше препарування використаного біологічного матеріалу. Дослідження внутрішньоклітинних процесів, клітин, тканин, органів та організмів загалом на автоматичних космічних апаратах серії принесли дуже важливі результати. Було отримано дані про відсутність серйозних біологічних обмежень тривалості перебування живих організмів та людини в умовах космічного польоту. Показано перспективність застосування штучної сили тяжкості для підтримки оптимального стану організму та запобігання в ньому незворотних змін. Знайдено докази необхідності строго диференційованого підходу до створення тренажерів для різних м'язів та м'язових груп людини.

Фізика мікрогравітації

Використання космічних засобів для вирішення завдань космічного матеріалознавства дозволяє отримувати в умовах мікрогравітації зразки матеріалів, що мають унікальні властивості порівняно із земними аналогами.

Принципово новий космічний комплекс з космічним апаратом, що повертається, для проведення мікрогравітаційних експериментальних досліджень призначений для забезпечення отримання фундаментальних знань про процеси, що проходять в розплавах і розчинах, а також в біологічних структурах в умовах наднизьких (нижче 10 -7 g) рівнів мікрогравітації, з метою їхнього подальшого використання при організації промислового виробництва нових матеріалів та біопрепаратів як на Землі, так і з використанням космічного комплексу «ОКА-Т-МКС». Термін активного існування космічного апарату на орбіті – 1 рік

Запуск космічного апарату заплановано на 2015 рік.

Космічний комплекс на основі автоматичного космічного апарату, що обслуговується в інфраструктурі МКС, призначеного для комплексного вирішення завдань у галузі мікрогравітаційних та прикладних технологічних та біотехнологічних досліджень.

http://www.roscosmos.ru/main.php?id=25

Перед нами таємниці оголяться,

Зблищають далекі світи…

А.Блок

ВСТУП

ВСЕСВІТ - одвічна загадка буття, що манить таємниця назавжди. Бо немає кінця пізнання. Є лише безперервне подолання кордонів невідомого. Але щойно зроблено цей крок – відкриваються нові горизонти. А за ними – нові таємниці. Так було і так буде завжди. Особливо у пізнанні Космосу. Слово «космос» походить від грецького kosmos, синоніму астрономічного визначення Всесвіту. Під Всесвітом мається на увазі весь існуючий матеріальний світ, безмежний у часі та просторі та нескінченно різноманітний за формами, які приймає матерія у процесі свого розвитку. Всесвіт, що вивчається астрономією, - частина матеріального світу, яка доступна дослідженню астрономічними засобами, що відповідають досягнутому рівню розвитку науки.

Часто виділяють ближній космос, що досліджується за допомогою космічних апаратів та міжпланетних станцій, і далекий космос – світ зірок та галактик.

Великий німецький філософ Іммануїл Кант помітив одного разу, що є лише дві речі, гідні справжнього здивування та захоплення: зоряне небо над нами та моральний закон усередині нас. Стародавні вважали: те й інше нерозривно пов'язані між собою. Космос обумовлює минуле, сьогодення та майбутнє людства та кожної окремо взятої людини. Говорячи мовою сучасної науки, в Людині закодовано всю інформацію про Всесвіт. Життя і Космос нерозривні.

Людина постійно прагнула Неба. Спочатку - думкою, поглядом і на крилах, потім - за допомогою повітроплавних та літальних апаратів, космічних кораблів та орбітальних станцій. Про існування галактик ще минулого століття ніхто навіть не підозрював. Чумацький Шлях ніким не сприймався як рукав гігантської космічної спіралі. Навіть маючи сучасні знання, неможливо на власні очі побачити таку спіраль зсередини. Потрібно піти на багато-багато світлових років за її межі, щоб побачити нашу Галактику в її справжньому спіральному вигляді. Втім, астрономічні спостереження та математичні розрахунки, графічне та комп'ютерне моделювання, а також абстрактно-теоретичне мислення дозволяють зробити це не виходячи з дому. Але це можливо лише внаслідок тривалого і тернистого розвитку науки. Чим більше ми дізнаємося про Всесвіт, тим більше виникає нових питань.

ГОЛОВНИЙ ІНСТРУМЕНТ АСТРОНОМІВ

Вся історія вивчення Всесвіту є, по суті, пошуками та знахідками засобів, що покращують людський зір. На початок XVII в. неозброєне око було єдиним оптичним інструментом астрономів. Вся астрономічна техніка древніх зводилася до створення різних кутомірних інструментів, якомога точніших і міцніших. Вже перші телескопи відразу різко підвищили роздільну здатність людського ока. Поступово були створені приймачі невидимих ​​випромінювань і в даний час Всесвіт ми сприймаємо у всіх діапазонах електромагнітного спектру – від гамма-випромінювання до наддовгих радіохвиль.

Більше того, створені приймачі корпускулярних випромінювань, що вловлюють найдрібніші частинки – корпускули (переважно ядра атомів та електрони), що приходять до нас від небесних тіл. Сукупність всіх приймачів космічних випромінювань здатні фіксувати об'єкти, від яких до нас промені світла сягають багатьох мільярдів років. По суті, вся історія світової астрономії та космології ділиться на дві не рівні за часом частини – до і після винаходи телескопа. ХХ століття взагалі надзвичайно розсунуло межі спостережної астрономії. До надзвичайно вдосконалених оптичних телескопів додалися нові, раніше зовсім небачені радіотелескопи, а потім і рентгенівські (які застосовні тільки в безповітряному просторі і у відкритому космосі). Також за допомогою супутників використовуються гамма-телескопи, що дозволяють зафіксувати унікальну інформацію про далекі об'єкти та екстремальні стани матерії у Всесвіті.

Для реєстрації ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювання використовуються телескопи з об'єктивами з миш'яковистого трисірчистого скла. За допомогою цієї апаратури вдалося відкрити багато раніше не відомих об'єктів, осягнути важливі та дивовижні закономірності Всесвіту. Так, поблизу центру нашої галактики вдалося виявити загадковий інфрачервоний об'єкт, світність якого у 300 000 разів перевищує світність Сонця. Природа його поки що неясна. Зареєстровані й інші потужні джерела інфрачервоного випромінювання, що знаходяться в інших галактиках та позагалактичному просторі.

У ВІДКРИТИЙ КОСМОС!

Всесвіт настільки величезний, що астрономи досі не змогли встановити, наскільки він великий! Однак завдяки останнім досягненням науки і техніки ми дізналися багато нового про космос і наше місце в ньому. В останні 50 років люди отримали можливість залишати Землю та вивчати зірки та планети не тільки спостерігаючи їх у телескопи, а й отримуючи інформацію прямо з космосу. Супутники, що запускаються, оснащені найскладнішим обладнанням, за допомогою якого були зроблені дивовижні відкриття, в існування яких астрономи не вірили, наприклад, чорні дірки і нові планети.

З часу запуску у відкритий космос першого штучного супутника у жовтні 1957 року за межі нашої планети було відправлено безліч супутників та роботів-зондів. Завдяки їм вчені "відвідали" майже всі основні планети Сонячної системи, а також їхні супутники, астероїди, комети. Подібні запуски здійснюються постійно, і в наші дні зонди нового покоління продовжують свій політ до інших планет, видобуваючи та передаючи на Землю всю інформацію.

Деякі ракети сконструйовані так, що можуть досягати лише верхніх шарів атмосфери, і їхня швидкість недостатня для виходу в космос. Щоб вийти за межі атмосфери, ракеті потрібно подолати силу тяжіння Землі, а для цього потрібна певна швидкість. Якщо швидкість ракети 28 500 км/год, вона летітиме з прискоренням, рівним силі тяжкості. В результаті вона так і літатиме навколо Землі по колу. Щоб повністю подолати силу земного тяжіння, ракета повинна рухатися зі швидкістю більшою, ніж 40320 км/год. Вийшовши на орбіту, деякі космічні апарати, використовуючи енергію гравітації Землі та інших планет, можуть за рахунок цього збільшити свою швидкість для подальшого ривка в космос. Це називається "ефектом пращі".

ДО КОРДОНІВ СОНЯЧНОЇ СИСТЕМИ

Супутники та космічні зонди неодноразово запускалися до внутрішніх планет: російська «Венера», американські «Марінер» до Меркурія та «Вікінг» до Марса. Запущені у 1972-1973 pp. американські зонди «Піонер-10» та «Піонер-11» досягли зовнішніх планет - Юпітера та Сатурна. У 1977 р. до Юпітера, Сатурна, Урану та Нептуна були також запущені «Вояджер-1» та «Вояджер-2». Деякі з цих зондів досі літають біля кордонів Сонячної системи і надсилатимуть інформацію на Землю до 2020 року, а деякі вже покинули межі Сонячної системи.

ПОЛЬОТИ НА МІСЯЦЬ

Найближчий до нас Місяць завжди був і залишається вельми привабливим об'єктом для наукових досліджень. Оскільки ми завжди бачимо лише ту частину Місяця, яка освітлена Сонцем, особливий інтерес представляла нам і невидима її частина. Перший обліт Місяця та фотографування його зворотного боку здійснено радянською автоматичною міжпланетною станцією «Місяць-3» у 1959 р. Якщо ще зовсім недавно вчені просто мріяли про польоти на Місяць, то сьогодні їхні плани йдуть набагато далі: земляни розглядають цю планету як джерело цінних порід та мінералів. З 1969 по 1972 космічні кораблі «Аполлон», виведені на орбіту ракетою-носієм «Сатурн-5», здійснили кілька польотів на Місяць і доправили туди людей. І ось на Срібну планету 21 липня 1969 р. ступила нога першої людини. Ним став Нейл Армстронг, командир американського космічного корабля Аполлон-11, а також Едвін Олдрін. Астронавти зібрали зразки місячної породи, провели над нею низку експериментів, дані про які продовжували надходити на Землю протягом тривалого часу після їхнього повернення. Дві експедиції на космічних кораблях «Аполлон-11» та «Аполлон-12» дозволили нагромадити деякі відомості про поведінку людини на Місяці. Створене захисне обладнання допомогло космонавтам жити та працювати в умовах ворожого вакууму та аномальних температур. Місячне тяжіння виявилося дуже сприятливим до роботи космонавтів, які виявили ні фізичних, ні психологічних труднощів.

Космічний зонд "Проспектор" (США) був запущений у вересні 1997 р. Після нетривалого польоту на навколоземній орбіті він рушив до Місяця і вийшов на його орбіту через п'ять днів після запуску. Цей американський зонд призначений для збору та передачі на Землю інформації про склад поверхні та надр Місяця. На ньому немає фотокамер, але є прилади для проведення необхідних досліджень безпосередньо з орбіти, з висоти

Японський космічний зонд «Лунар-А» призначений вивчення складу порід, що утворюють місячну поверхню. «Лунар-А», перебуваючи на орбіті, посилає на Місяць три маленькі зонди. Кожен з них забезпечений сейсмометром для вимірювання сили "місяцетрусів" та приладом для вимірювання глибинного тепла Місяця. Всі дані, отримані ними, передаються на "Лунар-А", що знаходиться на орбіті на висоті 250 км від Місяця.

Хоча людина вже неодноразово побувала на Місяці, вона так і не знайшла там жодного життя. Але інтерес до питання про заселеність Місяця (якщо не в теперішньому, то в минулому) посилюється і підігрівається різними повідомленнями російських і американських дослідників. Наприклад, про виявлення льоду на дні одного з місячних кратерів. Публікуються та інші матеріали на цю тему. Можна послатися на замітку Альберта Валентинова (наукового оглядача «Російської газети») у її номері від 16 травня 1997 р. У ній розповідається про секретні фотографії місячної поверхні, що зберігаються за сімома печатками в сейфах Пентагону. На фотографіях, що публікуються, видно зруйновані міста в районі кратера Укерта (сам знімок зроблений з супутника). На одній фотографії добре розрізняється гігантський насип заввишки 3 км, схожий на стіну міського укріплення з вежами. На іншій фотографії – ще більший пагорб, що складається вже з кількох веж.

EmDrive - це двигун на мікрохвильовій тязі з живленням від сонячної електроенергії, який може бути запущений у глибокий космос без рідкого палива та розігнати космічний апарат до швидкості, що набагато перевищує доступну сьогодні. Насправді ніхто не знає, як цей двигун працює – по суті він порушує закон збереження імпульсу. Є думка, що двигун не працюватиме, оскільки в експерименті закралася помилка.

5. Повідомлення Hello Kitty

Японія намагається зацікавити дітей та студентів у вивченні астрофізики, посилаючи Hello Kitty у космос на супутнику та приймаючи надіслані іграшкою повідомлення на Землі. Одна з цілей проекту – залучити інвестиції приватних компаній у супутники. Оскільки Hello Kitty є одним із найпопулярніших персонажів у Японії, її культурна популярність допоможе підвищити поінформованість про космічну техніку. Sanrio, материнська компанія Hello Kitty, також проводить конкурс, який дозволить людям надсилати повідомлення своїм близьким безпосередньо з космосу.

6. «Розетта»

Мисливець за кометами «Розетта» на орбіті комети, що прямує до Сонця зі швидкістю 40 000 кілометрів на годину. Космічний корабель подорожував до комети 10 років, щоб спустити невеликий дослідницький апарат на її поверхню у листопаді та зробити забір матеріалу комети. Мета судна - зрозуміти, як планети могли бути сформовані з комет.

7. Японський космічний ліфт

Корпорація Obayashi, розташована в Токіо, планує побудувати до 2050 космічну станцію, яка буде на висоті 36 000 кілометрів над Землею. Компанія планує відправляти туристів нагору на ліфті з вуглецевих нанотрубок зі швидкістю близько 200 кілометрів на годину (подорож займе приблизно тиждень) і живити весь пристрій сонячними батареями на космічній станції, що плаває як противага трохи вище. Obayashi каже, що поняття не має, скільки коштуватиме такий проект, але працює над ним.

Tethers Unlimited уклала контракт на 500 000 доларів на розробку засобу під назвою SpiderFab, який використовуватиме 3D-принтери для створення структур, для допомоги нам у пошуку позаземного життя. Основним завданням SpiderFab буде позбавити нас необхідності відправляти що-небудь із Землі - все буде збиратися прямо в космосі.

3D-друк пропонує масу вигідних переваг для освоєння космосу: зниження часу подорожей, вартості, відходів, збільшення настроюваності та припасування розмірів частин. Бракувало лише матеріалів. NASA розробило 3D принтер, який може вибирати між різними типами сплавів для друку частин космічних апаратів. SpaceX нещодавно надрукувала головний клапан окисника для однієї зі своїх ракет за допомогою такого принтера. Компанія повідомила, що використовуватиме технологію протягом трьох років і скоро спробує надрукувати рухову камеру.

Космічний літак Skylon, розроблений британським інженером, може використовуватися для різних цілей, від екстреного реагування до космічний місій. Принцип посадки та зльоту Skylon аналогічний звичайному літаку - за винятком того, що йому потрібна велика злітна смуга - але двигуни працюють на рідкому кисні та водні. Команда винахідників стверджує, що Skylon буде готовим до польотів у 2018 році.

10. Надруковані на 3D-принтерах

Один із аерокосмічних інженерів NASA працює над будівництвом космічного телескопа повністю з 3D-друкарських частин. Використовуючи швидке прототипування для 3D-друку з використанням металу, NASA стверджує, що може завершити один проект лише за три місяці. Космічні телескопи важко виготовляти, тому 3D-друк усіх частин – від дзеркал до камери – допоможе подолати матеріальні та операційні труднощі.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

У другій половині XX ст. людство ступило на поріг Всесвіту - вийшло у космічний простір. Дорогу до космосу відкрила наша Батьківщина. Перший штучний супутник Землі, який відкрив космічну еру, запущений колишнім Радянським Союзом, перший космонавт світу – громадянин колишнього СРСР.

Космонавтика - це величезний каталізатор сучасної науки і техніки, який за небачено короткий термін став одним з головних важелів сучасного світового процесу. Вона стимулює розвиток електроніки, машинобудування, матеріалознавства, обчислювальної техніки, енергетики та багатьох інших галузей народного господарства.

У науковому плані людство прагне знайти в космосі відповідь на такі важливі питання, як будова та еволюція Всесвіту, освіта Сонячної системи, походження та шляхи розвитку життя. Від гіпотез про природу планет та будову космосу, люди перейшли до всебічного та безпосереднього вивчення небесних тіл та міжпланетного простору за допомогою ракетно-космічної техніки.

У освоєнні космосу людству належить вивчити різні області космічного простору: Місяць, інші планети та міжпланетний простір.

Сучасний рівень космічної техніки та прогноз її розвитку показують, що основною метою наукових досліджень за допомогою космічних засобів, мабуть, у найближчому майбутньому буде наша Сонячна система. Головними при цьому будуть завдання вивчення сонячно-земних зв'язків та простору Земля - ​​Місяць, а також Меркурія, Венери, Марса, Юпітера, Сатурна та інших планет, астрономічні дослідження, медико-біологічні дослідження з метою оцінки впливу тривалості польотів на організм людини та її працездатність.

У принципі розвиток космічної техніки має випереджати «Попит», що з вирішенням актуальних народногосподарських проблем. Головними завданнями тут є ракет-носіїв, рухових установок, космічних апаратів, а також засобів (командно-вимірювальних і стартових комплексів, апаратури тощо), забезпечення прогресу в суміжних галузях техніки, прямо або опосередковано пов'язаних з розвитком космонавтики.

До польотів у світовий простір треба було зрозуміти і використати на практиці принцип реактивного руху, навчитися робити ракети, створити теорію міжпланетних повідомлень тощо.

Ракетна техніка – далеко не нове поняття. До створення потужних сучасних ракет-носіїв людина йшла через тисячоліття мрій, фантазій, помилок, пошуків у різних галузях науки і техніки, накопичення досвіду та знань.

Принцип дії ракети полягає у її русі під впливом сили віддачі, реакції потоку частинок, отбрасываемых від ракети. У ракеті. тобто. апараті, забезпеченому ракетним двигуном, витікаючі гази утворюються рахунок реакції окислювача і пального, які у самій ракеті. Ця обставина робить роботу ракетного двигуна незалежною від наявності чи відсутності газового середовища. Отже, ракета є дивовижну конструкцію, здатну переміщатися в безповітряному просторі, тобто. не опорному, космічному просторі.

p align="justify"> Особливе місце серед російських проектів застосування реактивного принципу польоту займає проект Н. І. Кібальчича, відомого російського революціонера, що залишив незважаючи на коротке життя (1853-1881), глибокий слід в історії науки і техніки. Маючи великі та глибокі знання з математики, фізики та особливо хімії, Кібальчич виготовляв саморобні снаряди та міни для народовольців. "Проект повітроплавного приладу" був результатом тривалої дослідницької роботи Кібальчича над вибуховими речовинами. Він, по суті, вперше запропонував не ракетний двигун, пристосований до якогось літального апарату, як це робили інші винахідники, а зовсім новий (ракетодинамічний) апарат, прообраз сучасних пілотованих космічних засобів, у яких тяга ракетних двигунів служить для безпосереднього створення підйомної сили, що підтримує апарат у польоті. Літальний апарат Кібальчича мав функціонувати за принципом ракети!

Але т.к. Кібальчича посадили у в'язницю за замах на Царя Олександра II, то проект його літального апарату було виявлено лише 1917 року в архіві департаменту поліції.

p align="justify"> Отже, до кінця минулого століття ідея застосування для польотів реактивних приладів отримала в Росії великі масштаби. І першим, хто вирішив продовжити дослідження, був наш великий співвітчизник Костянтин Едуардович Ціолковський (1857-1935). Вже 1883 р. він дав опис корабля з реактивним двигуном. Вже 1903 року Ціолковський вперше у світі дав можливість конструювати схему рідинної ракети. Ідеї ​​Ціолковського отримали загальне визнання ще 1920-ті роки. І блискучий продовжувач його справи С. П. Корольов за місяць до запуску першого штучного супутника Землі говорив, що ідеї та праці Костянтина Едуардовича все більше і більше привертатимуть до себе увагу з розвитком ракетної техніки, в чому виявився абсолютно правий.

Початок космічної ери

І так через 40 років після того, як було знайдено проект літального апарату, створений Кибальчичем, 4 жовтня 1957 р. колишній СРСР зробив запуск першого у світі штучного супутника Землі. Перший радянський супутник дозволив вперше виміряти щільність верхньої атмосфери, отримати дані про поширення радіосигналів в іоносфері, відпрацювати питання виведення на орбіту, тепловий режим та ін. Супутник був алюмінієвою сферою діаметром 58 см і масою 83,6 кг з чотирма штими 4-2,9 м. У герметичному корпусі супутника розміщувалися апаратура та джерела електроживлення. Початкові параметри орбіти становили: висота перигею 228 км, висота апогею 947 км, спосіб 65,1 гр. 3 листопада Радянський Союз повідомив про виведення на орбіту другого радянського супутника. В окремій герметичній кабіні знаходилися собака Лайка та телеметрична система для реєстрації її поведінки у невагомості. Супутник був також забезпечений науковими приладами для дослідження випромінювання Сонця та космічних променів.

6 грудня 1957 р. в США була зроблена спроба запустити супутник «Авангард-1» за допомогою ракети-носія, розробленої Дослідницькою лабораторією ВМФ. .

31 січня 1958 р. було виведено на орбіту супутник «Експлорер-1», американський у відповідь запуск радянських супутників. За розмірами та масою він не був кандидатом у рекордсмени. Будучи довжиною менше 1 м і діаметром лише ~15,2 см, він мав масу лише 4,8 кг.

Однак його корисний вантаж був приєднаний до четвертого, останнього ступеня ракети-носія «Юнона-1». Супутник разом із ракетою на орбіті мав довжину 205 см та масу 14 кг. На ньому були встановлені датчики зовнішньої та внутрішньої температур, датчики ерозії та ударів для визначення потоків мікрометеоритів та лічильник Гейгера-Мюллера для реєстрації проникаючих космічних променів.

Важливий науковий результат польоту супутника був у відкритті навколишніх Земля радіаційних поясів. Лічильник Гейгера-Мюллера припинив рахунок, коли апарат перебував у апогеї на висоті 2530 км, висота перигею становила 360 км.

5 лютого 1958 р. у США було зроблено другу спробу запустити супутник «Авангард-1», але вона також закінчилася аварією, як і перша спроба. Нарешті 17 березня супутник вивели на орбіту. У період із грудня 1957 р. до вересня 1959 р. було зроблено одинадцять спроб вивести на орбіту «Авангард-1» лише з них були успішними.

У період із грудня 1957 р. по вересень 1959 р. було здійснено одинадцять спроб вивести на орбіту «Авангард

Обидва супутники внесли багато нового в космічну науку та техніку (сонячні батареї, нові дані про щільність верхньої атмосфери, точне картування островів у Тихому океані і т.д.) 17 серпня 1958 р. в США була зроблена перша спроба послати з мису Канаверал в околиці Місяць зонд з науковою апаратурою. Вона виявилася невдалою. Ракета піднялася і пролетіла лише 16 км. Перший ступінь ракети вибухнув на 77 з польоту. 11 жовтня 1958 р. було зроблено другу спробу запуску місячного зонда «Піонер-1», також виявилася невдалою. Наступні кілька запусків також виявилися невдалими, лише 3 березня 1959 р. «Піонер-4», масою 6,1 кг частково виконав поставлене завдання: пролетів повз Місяць на відстані 60000 км (замість запланованих 24000 км).

Так само як і при запуску супутника Землі, пріоритет у запуску першого зонда належить СРСР, 2 січня 1959 р. було запущено перший створений руками людини об'єкт, який був виведений на траєкторію, що проходить досить близько від Місяця, на орбіту супутника Сонця. Таким чином «Місяць-1» вперше досягла другої космічної швидкості. «Місяць-1» мав масу 361,3 кг і пролетів повз Місяць на відстані 5500 км. На відстані 113000 км від Землі з ракетного ступеня, пристикованого до «Місяця-1», була випущена хмара парів натрію, що утворила штучну комету. Сонячне випромінювання викликало яскраве свічення парів натрію та оптичні системи на Землі сфотографували хмару на тлі сузір'я Водолія.

«Місяць-2» запущена 12 вересня 1959 р. здійснила перший у світі політ на інше небесне тіло. У 390,2-кілограмовій сфері розміщувалися прилади, які показали, що Місяць не має магнітного поля та радіаційного поясу.

Автоматична міжпланетна станція (АМС) «Луна-3» була запущена 4 жовтня 1959 р. Вага станції дорівнювала 435 кг. Основною метою запуску був обліт Місяця і фотографування його зворотного, невидимого із Землі, боку. Фотографування проводилося 7 жовтня протягом 40 хв із висоти 6200 км над Місяцем.

Людина в космосі

12 квітня 1961 р. о 9 год 07 хв за московським часом в декількох десятках кілометрів на північ від селища Тюратам в Казахстані на радянському космодромі Байконур відбувся запуск міжконтинентальної балістичної ракети Р-7, в носовому відсіку якої розміщувався пілотований космічний Олексійовичем Гагаріним на борту. Запуск пройшов успішно. Космічний корабель був виведений на орбіту з нахилом 65 гр, висотою перигею 181 км і висотою апогею 327 км і здійснив один виток навколо Землі за 89 хв. На 108-й хв після запуску він повернувся на Землю, приземлившись у районі села Смілівка Саратівської області. Таким чином, через 4 роки після виведення першого штучного супутника Землі Радянський Союз уперше у світі здійснив політ людини у космічний простір.

Космічний корабель складався із двох відсіків. Апарат, що спускається одночасно кабіною космонавта, являв собою сферу діаметром 2,3 м, покриту абляційним матеріалом для теплового захисту при вході в атмосферу. Управління кораблем здійснювалося автоматично, а також космонавтом. У польоті безперервно підтримувалася із Землею. Атмосфера корабля – суміш кисню з азотом під тиском 1 атм. (760 мм рт. ст.). «Схід-1» мав масу 4730 кг, а з останнім щаблем ракети-носія 6170 кг. Космічний корабель «Схід» виводився у космос 5 разів, після чого було оголошено про його безпеку для польоту людини.

Через чотири тижні після польоту Гагаріна 5 травня 1961 р. капітан 3-го рангу Алан Шепард став першим американським астронавтом.

Хоча він не досяг навколоземної орбіти, він піднявся над Землею на висоту близько 186 км. Шепард запущений з мису Канаверал у КК "Меркурій-3" за допомогою модифікованої балістичної ракети "Редстоун", провів у польоті 15 хв 22 с до посадки в Атлантичному океані. Він довів, що людина в умовах невагомості може здійснювати ручне керування космічним кораблем. КК "Меркурій" значно відрізнявся від КК "Схід".

Він складався тільки з одного модуля - пілотованої капсули у формі зрізаного конуса довжиною 2,9 м і діаметром основи 1,89 м. Його герметична оболонка з нікелевого сплаву мала обшивку з титану для захисту від нагрівання при вході в атмосферу.

Атмосфера всередині Меркурія складалася з чистого кисню під тиском 0,36 ат.

20 лютого 1962 р. США досягли навколоземної орбіти. З мису Канаверал запустили корабель «Меркурій-6», який пілотував підполковник ВМФ Джон Гленн. Глен пробув на орбіті лише 4 год 55 хв, здійснивши 3 витки до успішної посадки. Метою польоту Гленна було визначення можливості роботи людини у КК "Меркурій". Востаннє «Меркурій» було виведено у космос 15 травня 1963 р.

18 березня 1965 р. був виведений на орбіту КК «Схід» з двома космонавтами на борту - командиром корабля полковником Павлом Іваровичем Бєляєвим та другим пілотом підполковником Олексієм Архіповичем Леоновим. Відразу після виходу на орбіту екіпаж очистив себе від азоту, вдихаючи чистий кисень. Потім був розгорнутий шлюзовий відсік: Леонов увійшов до шлюзового відсіку, закрив кришку люка КК і вперше у світі здійснив вихід у космічний простір. Космонавт з автономною системою життєзабезпечення знаходився поза кабіною КК протягом 20 хв, часом віддаляючись від корабля на відстань до 5 м. Під час виходу він був з'єднаний з КК лише телефонним та телемеметричним кабелями. Таким чином, було практично підтверджено можливість перебування та роботи космонавта поза КК.

3 червня було запущено КК «Джемені-4» з капітанами Джеймсом Макдівіттом та Едвардом Уайтом. Під час цього польоту, що тривав 97 год 56 хв, Уайт вийшов з КК і провів поза кабіною 21 хв, перевіряючи можливість маневру в космосі за допомогою ручного реактивного пістолета на стиснутому газі.

На превеликий жаль, освоєння космосу не обійшлося без жертв. 27 січня 1967 р. екіпаж, що готувався здійснити перший пілотований політ за програмою «Аполлон», загинув під час пожежі всередині КК згорівши за 15 с в атмосфері чистого кисню. Вірджіл Гріссом, Едвард Уайт та Роджер Чаффі стали першими американськими астронавтами, які загинули в КК. 23 квітня з Байконура було запущено новий КК «Союз-1», який пілотував полковник Володимир Комаров. Запуск пройшов успішно.

На 18 витку, через 26 год 45 хв, після запуску Комаров почав орієнтацію для входу в атмосферу. Усі операції пройшли нормально, але після входу в атмосферу та гальмування відмовила парашутна система. Космонавт загинув миттєво під час удару «Союзу» про Землю зі швидкістю 644 км/год. Надалі Космос забрав не одне людське життя, але ці жертви були першими.

Слід зазначити, що у природничо і продуктивному планах світ постає перед низкою глобальних проблем, вирішення яких потребує об'єднаних зусиль всіх народів. Це проблеми сировинних ресурсів, енергетики, контролю за станом довкілля та збереження біосфери та інші. Величезну роль кардинальному їх вирішенні гратимуть космічні дослідження - одне з найважливіших напрямів науково-технічної революції.

Космонавтика яскраво демонструє всьому світу плідність мирної творчої праці, вигоди поєднання зусиль різних країн у вирішенні наукових та народногосподарських завдань.

З якими проблемами стикається космонавтика і самі космонавти?

Почнемо із життєзабезпечення. Що таке життєзабезпечення? Життєзабезпечення в космічному польоті - це створення та підтримка протягом усього польоту в житлових та робочих відсіках К.К. таких умов, які забезпечили б екіпажу працездатність, достатню для виконання поставленого завдання, та мінімальну ймовірність виникнення патологічних змін в організмі людини. Як це зробити? Необхідно суттєво зменшити рівень впливу на людину несприятливих зовнішніх факторів космічного польоту - вакууму, метеоричних тіл, проникаючої радіації, невагомості, перевантажень; забезпечити екіпаж речовинами та енергією без яких не можлива нормальна життєдіяльність людини, - їжею, водою, киснем та сетом; видалити продукти життєдіяльності організму та шкідливі для здоров'я речовини, що виділяються під час роботи систем та обладнання космічного корабля; забезпечити потреби людини у русі, відпочинку, зовнішньої інформації та нормальних умовах праці; організувати медичний контроль за станом здоров'я екіпажу та підтримання його на необхідному рівні. Їжа та вода доставляються у космос у відповідній упаковці, а кисень – у хімічно зв'язаному вигляді. Якщо не проводити відновлення продуктів життєдіяльності, то для екіпажу з трьох осіб на один рік знадобиться 11 тонн перелічених вище продуктів, що, погодьтеся, становить чималу вагу, обсяг, та й як це все буде зберігатися протягом року?!

У найближчому майбутньому системи регенерації дозволять майже повністю відтворювати кисень та вод на борту станції. Вже давно почали використовувати воду після вмивання та душу, очищену в системі регенерації. Волога, що видихається, конденсується в холодильно-сушильному агрегаті, а потім регенерується. Кисень для дихання витягується з очищеної води електролізом, а газоподібний водень, реагуючи з вуглекислим газом, що надходить із концентратора, утворює воду, яка живить електролізер. Використання такої системи дозволяє зменшити в розглянутому прикладі масу речовин, що запасаються з 11 до 2т. Останнім часом практикується вирощування різноманітних видів рослин прямо на борту корабля, що дозволяє скоротити запас їжі, який необхідно брати в космос, про це згадував ще у своїх працях Ціолковський.

Космос науці

Освоєння космосу багато в чому допомагає у розвитку наук:

18 грудня 1980 року було встановлено явище стоку частинок радіаційних поясів Землі під негативними магнітними аномаліями.

Експерименти, проведені перших супутниках показали, що навколоземний простір поза атмосфери зовсім не «порожнє». Воно заповнене плазмою, пронизане потоками енергетичних частинок. У 1958 р. у ближньому космосі виявили радіаційні пояси Землі - гігантські магнітні пастки, заповнені зарядженими частинками - протонами і електронами високої енергії.

Найбільша інтенсивність радіації в поясах спостерігається на висотах кілька тисяч кілометрів. Теоретичні оцінки показували, що нижче 500 км. Не має бути підвищеної радіації. Тому несподіваним було виявлення під час польотів перших К.К. областей інтенсивної радіації на висотах до 200-300 км. Виявилося, що це з аномальними зонами магнітного поля Землі.

Поширилося вивчення природних ресурсів Землі космічними способами, що багато в чому посприяло розвитку народного господарства.

Перша проблема, яка стояла в 1980 році перед космічними дослідниками, являла собою комплекс наукових досліджень, що включають більшість найважливіших напрямів космічного природознавства. Їхньою метою були розробка методів тематичного дешифрування багатозональної відеоінформації та їх використання при вирішенні завдань наук про Землю та господарських галузей. До таких завдань належать: вивчення глобальних та локальних структур земної кори для пізнання історії її розвитку.

Друга проблема є однією з основоположних фізико-технічних проблем дистанційного зондування та має на меті створення каталогів радіаційних характеристик земних об'єктів та моделей їх трансформації, які дозволять виконувати аналіз стану природних утворень на час зйомки та прогнозувати їх на динаміку.

Відмінною особливістю третьої проблеми є орієнтація на випромінювання радіаційних характеристик великих регіонів аж до планети загалом із залученням даних про параметри та аномалії гравітаційного та геомагнітного полів Землі.

Вивчення Землі із космосу

Людина вперше оцінила роль супутників для контролю за станом сільськогосподарських угідь, лісів та інших природних ресурсів Землі лише через кілька років після настання космічної ери. Початок було покладено в 1960 р., коли за допомогою метеорологічних супутників «Тірос» були отримані подібні карти контури земної кулі, що лежить під хмарами. Ці перші чорно-білі ТБ зображення давали дуже слабке уявлення про діяльність людини, проте це було першим кроком. Незабаром було розроблено нові технічні засоби, що дозволили підвищити якість спостережень. Інформація витягувалася з багатоспектральних зображень у видимому та інфрачервоному (ІЧ) областях спектру. Першими супутниками, призначеними максимального використання цих можливостей були апарати типу «Лендсат». Наприклад супутник «Лендсат-D», четвертий із серії, здійснював спостереження Землі з висоти понад 640 км за допомогою удосконалених чутливих приладів, що дозволило споживачам отримувати значно детальнішу та своєчаснішу інформацію. Однією з перших областей застосування зображень земної поверхні була картографія. У досупутникову епоху карти багатьох областей, навіть у розвинених районах світу, були складені неточно. Зображення, отримані за допомогою супутника «Лендсат», дозволили скоригувати та оновити деякі існуючі карти США. У СРСР зображення отримані зі станції «Салют» виявилися незамінними для вивірки залізничної траси БАМ.

У середині 70-х років НАСА міністерство сільського господарства США прийняли рішення продемонструвати можливості супутникової системи в прогнозуванні найважливішої сільськогосподарської культури пшениці. Супутникові спостереження, які виявилися надзвичайно точними надалі були поширені інші сільськогосподарські культури. Приблизно в той же час в СРСР спостереження за сільськогосподарськими культурами проводились із супутників серій «Космос», «Метеор», «Мусон» та орбітальних станцій «Салют».

Використання інформації з супутників виявило її незаперечні переваги в оцінці обсягу стройового лісу великих територіях будь-якої країни. Стало можливим керувати процесом вирубки лісу і за необхідності давати рекомендації щодо зміни контурів району вирубки з погляду найкращої безпеки лісу. Завдяки зображенням із супутників стало також можливим швидко оцінювати межі лісових пожеж, особливо «короноподібних», характерних для західних областей Північної Америки, а також районів Примор'я та південних районів Східного Сибіру в Росії.

Велике значення для людства загалом має можливість спостереження практично безперервно за просторами Світового Океану, цієї «кузні» погоди. Саме над товщами океанської води зароджуються жахливі сили урагани та тайфуни, що несуть численні жертви та руйнування для мешканців узбережжя. Раннє сповіщення населення часто має вирішальне значення для порятунку життів десятків тисяч людей. Визначення запасів риби та інших морепродуктів також має велике практичне значення. Океанські течії часто викривляються, змінюють курс та розміри. Наприклад, Ель Ніно, тепла течія у південному напрямку біля берегів Еквадору окремі роки може поширюватися вздовж берегів Перу до 12гр. ю.ш. . Коли це відбувається, планктон і риба гинуть величезних кількостях, завдаючи непоправної шкоди рибним промислам багатьох країн, зокрема й Росії. Великі концентрації одноклітинних морських організмів підвищують смертність риби, можливо через токсинів, що містяться в них. Спостереження із супутників допомагає виявити «примхи» таких течій і дати корисну інформацію тим, хто її потребує. За деякими оцінками російських та американських вчених економія палива у поєднанні з «додатковим уловом» за рахунок використання інформації з супутників, отриманої в інфрачервоному діапазоні, дає щорічний прибуток у 2,44 млн. дол. . Також супутниками виявляються небезпечні для суден айсберги, льодовики. Точне знання запасів снігу в горах та обсягу льодовиків – важливе завдання наукових досліджень, адже у міру освоєння посушливих територій потреба у воді різко зростає.

Неоціненна допомога космонавтів у створенні найбільшого картографічного твору – Атласу сніжно-льодових ресурсів світу.

Також за допомогою супутників знаходять нафтові забруднення, забруднення повітря, корисні копалини.

космос вивчення дірка супутник

Наука про космос

Протягом невеликого періоду часу з початку космічної ери людина не тільки надіслала автоматичні космічні станції до інших планет і ступила на поверхню Місяця, але також здійснила революцію в науці про космос, рівної якої не було за всю історію людства. Поряд з великими технічними досягненнями, викликаними розвитком космонавтики, були отримані нові знання про планету Земля та сусідні світи. Одним з перших важливих відкриттів, зроблених не традиційним візуальним, а іншим методом спостереження, було встановлення факту різкого збільшення з висотою, починаючи з деякої порогової висоти інтенсивності космічних променів, що вважалися раніше ізотропними. Це відкриття належить австрійцю В. Ф. Хессу, який запустив у 1946 р. газовий шар-зонд з апаратурою великі висоти.

У 1952 та 1953 рр. д-р Джеймс Ван Аллен проводив дослідження низькоенергетичних космічних променів при запусках у районі північного магнітного полюса Землі невеликих ракет на висоту 19-24 км та висотних куль - балонів. Проаналізувавши результати проведених експериментів, Ван Аллен запропонував розмістити на борту перших американських штучних супутників Землі досить прості за конструкцією детектори космічних променів.

За допомогою супутника «Експлорер-1» виведеного США на орбіту 31 січня 1958 було виявлено різке зменшення інтенсивності космічного випромінювання на висотах більше 950 км. Наприкінці 1958 р. АМС «Піонер-3», що подолала за добу польоту відстань понад 100000 км, зареєструвала за допомогою датчиків, що були на борту, другий, розташований вище першого, радіаційний пояс Землі, який також оперізує всю земну кулю.

У серпні та вересні 1958 р. на висоті понад 320 км було зроблено три атомні вибухи, кожен потужністю 1,5 к.т. Метою випробувань з кодовою назвою «Аргус» було вивчення можливості зникнення радіо та радіолокаційного зв'язку при таких випробуваннях. Дослідження Сонця - найважливіше наукове завдання, рішенню якого присвячено багато запусків перших супутників та АМС.

Американські «Піонер-4» - «Піонер-9» (1959-1968гг.) з навколосонячних орбіт передавали по радіо Землю найважливішу інформацію про структуру Сонця. У той же час було запущено понад двадцять супутників серії «Інтеркосмос» з метою вивчення Сонця та навколосонячного простору.

Чорні діри

Про чорні діри дізналися в 1960-х роках. Виявилося, що якби наші очі могли бачити тільки рентгенівське випромінювання, то зоряне небо над нами виглядало б зовсім інакше. Щоправда, рентгенівські промені, випромінювані Сонцем, вдалося виявити ще до народження космонавтики, але про інші джерела у зоряному небі не підозрювали. На них натрапили випадково.

У 1962 році американці, вирішивши перевірити, чи не виходить від поверхні Місяця рентгенівське випромінювання, запустили ракету, забезпечену спеціальною апаратурою. Ось тоді, обробляючи результати спостережень, переконалися, що прилади відзначили потужне джерело рентгенівського випромінювання. Він був у сузір'ї Скорпіон. І вже в 70-х роках на орбіту вийшли перші 2 супутники, призначені для пошуку досліджень джерел рентгенівських променів у всесвіті, - американський «Ухуру» та радянський «Космос-428».

На той час дещо вже почало прояснюватися. Об'єкти, що випускають рентгенівські промені, зуміли зв'язати з ледве видимими зірками, що мають незвичайні властивості. Це були компактні згустки плазми нікчемних, звичайно за космічними мірками, розмірів і мас, розпечені до кількох десятків мільйонів градусів. При вельми скромній зовнішності ці об'єкти мали колосальну потужність рентгенівського випромінювання, що у кілька тисяч разів перевищує повну сумісність Сонця.

Ці крихітні діаметром близько 10 км. останки повністю вигорілих зірок, що стиснулися до жахливої ​​щільності, повинні були хоч якось заявити про себе. Тому так охоче в рентгенівських джерелах «впізнавали» нейтронні зірки. І здавалося б усе сходилося. Але розрахунки спростували очікування: нейтронні зірки, що тільки що утворилися, повинні були відразу охолонути і перестати випромінювати, а ці променилися рентгеном.

За допомогою запущених супутників дослідники виявили строго періодичні зміни потоків випромінювання деяких із них. Був визначений період цих варіацій - зазвичай він не перевищував кількох діб. Так могли поводитися лише дві зірки, що обертаються навколо себе, з яких одна періодично затьмарювала іншу. Це було доведено під час спостереження у телескопи.

Звідки ж черпають рентгенівські джерела колосальну енергію випромінювання, Основною умовою перетворення нормальної зірки на нейтронну вважається повне згасання в ній ядерної реакції. Тому ядерна енергія виключається. Тоді, може, це кінетична енергія масивного тіла, що швидко обертається? Справді, вона у нейтронних зірок велика. Але її вистачає лише ненадовго.

Більшість нейтронних зірок існує не поодинці, а в парі з величезною зіркою. У їхній взаємодії, вважають теоретики, і приховано джерело могутньої сили космічного рентгена. Вона утворює навколо нейтронної зірки газовий диск. У магнітних полюсів нейтронної кулі речовина диска випадає з його поверхню, а придбана у своїй газом енергія перетворюється на рентгенівське випромінювання.

Свій сюрприз зробив і "Космос-428". Його апаратура зареєструвала нове, зовсім не відоме явище – рентгенівські спалахи. За один день супутник засік 20 сплесків, кожен із яких тривав не більше 1 сек. а потужність випромінювання зростала при цьому в десятки разів. Джерела рентгенівських спалахів вчені назвали Бартерами. Їх теж пов'язують із подвійними системами. Найпотужніші спалахи по енергії, що вистрілюється, всього лише в кілька разів поступається повному випромінюванню сотень мільярдів зірок, що знаходяться в нашій Галлактці.

Теоретики довели: «чорні дірки», що входять до складу подвійних зоряних систем, можуть сигналізувати себе рентгенівськими променями. І причина виникнення та сама – акреція газу. Щоправда, механізм у цьому випадку дещо інший. Внутрішні частини газового диска, що осідають у «дірку», повинні нагрітися і тому стати джерелами рентгена.

Переходом у нейтронну зірку закінчують «життя» лише ті світила, маса яких не перевищує 2-3 сонячні. Найбільші зірки осягає участь «чорної дірки».

Рентгенівська астрономія розповіла нам про останній, можливо, найбурхливішому, етапі розвитку зірок. Завдяки їй ми дізналися про найпотужніші космічні вибухи, про газ із температурою в десятки і сотні мільйонів градусів, про можливість абсолютно незвичайного надщільного стану речовин у «чорних дірах».

Що ще дає космос саме для нас?

У телевізійних (ТБ) програмах вже давно не згадується про те, що передача ведеться через супутник. Це є зайвим свідченням величезного успіху в індустріалізації космосу, яка стала невід'ємною частиною нашого життя. Супутники зв'язку буквально обплутують світ невидимими нитками. Ідея створення супутників зв'язку народилася невдовзі після Другої світової війни, коли А. Кларк у номері журналу "Світ радіо" (Wireless World) за жовтень 1945р. представив свою концепцію ретрансляційної станції зв'язку, розташованої на висоті 35 880 км над Землею.

Заслуга Кларка в тому, що він визначив орбіту, де супутник нерухомий щодо Землі. Така орбіта називається геостаціонарною чи орбітою Кларка. Під час руху круговою орбітою висотою 35880 км один виток відбувається за 24 години, тобто. у період добового обертання Землі. Супутник, що рухається такою орбітою, буде постійно перебувати над певною точкою поверхні Землі.

Перший супутник зв'язку «Телстар-1» був запущений на низьку навколоземну орбіту з параметрами 950 х 5630 км це сталося 10 липня 1962р. Майже через рік був запуск супутника «Телстар-2». У першій телепередачі було показано американський прапор у Новій Англії на тлі станції в Андовері. Це зображення було передано до Великобританії, Франції та на американську станцію в шт. Нью-Джерсі через 15 годин після запуску супутника. Двома тижнями пізніше мільйони європейців та американців спостерігали за переговорами людей, які перебувають на протилежних берегах Атлантичного океану. Вони не тільки розмовляли, а й бачили один одного, спілкуючись через супутник. Історики можуть уважати цей день датою народження космічного ТБ. Найбільша у світі державна система супутникового зв'язку створена Росії. Її початок було покладено у квітні 1965р. запуском супутників серії «Блискавка», що виводяться на витягнуті еліптичні орбіти з апогею над Північною півкулею. Кожна серія включає чотири пари супутників, що звертаються на орбіті на кутовому відстані один від одного 90 гр.

На базі супутників «Блискавка» побудовано першу систему далекого космічного зв'язку «Орбіта». У грудні 1975р. сімейство супутників зв'язку поповнилося супутником «Райдуга», що функціонує на геостаціонарній орбіті. Потім з'явився супутник «Екран» з потужнішим передавачем і простішими наземними станціями. Після перших розробок супутників настав новий період розвитку техніки супутникового зв'язку, коли супутники стали виводити на геостаціонарну орбіту якою вони рухаються синхронно з обертанням Землі. Це дозволило встановити цілодобовий зв'язок між наземними станціями, використовуючи супутники нового покоління: американські «Сінком», «Ерлі берд» та «Інтелсат» російські – «Райдуга» та «Горизонт».

Велике майбутнє пов'язують із розміщенням на геостаціонарній орбіті антенних комплексів.

17 червня 1991 року був виведений на орбіту геодезичний супутник ERS-1. Головним завданням супутників повинні були стати спостереження за океанами та покритими льодом частинами суші, щоб надати кліматологам, океанографам та організаціям з охорони навколишнього середовища дані про ці малодосліджені регіони. Супутник був оснащений найсучаснішою мікрохвильовою апаратурою, завдяки якій він готовий до будь-якої погоди: "очі" його радіолокаційних приладів проникають крізь туман та хмари та дають ясне зображення поверхні Землі, через воду, через сушу – і через лід. ERS-1 був націлений на розробку льодових карт, які згодом допомогли б уникнути безлічі катастроф, пов'язаних зі зіткненням кораблів з айсбергами і т.д.

При всьому тому, розробка судноплавних маршрутів це, кажучи різною мовою, лише верхівка айсберга, якщо згадати про розшифровку даних ERS про океани і вкриті льодом простори Землі. Нам відомі тривожні прогнози загального потепління Землі, які призведуть до того, що розтануть полярні шапки та підвищиться рівень моря. Затоплені будуть усі прибережні зони, постраждають мільйони людей.

Але нам невідомо, наскільки правильні ці передбачення. Тривалі спостереження за полярними областями за допомогою ERS-1 і супутника ERS-2, що послідував за ним наприкінці осені 1994 року, подають дані, на підставі яких можна зробити висновки про ці тенденції. Вони створюють систему "раннього виявлення" у справі про танення льодів.

Завдяки знімкам, які супутник ERS-1 передав на Землю, ми знаємо, що дно океану з його горами та долинами ніби "віддруковується" на поверхні вод. Так вчені можуть скласти уявлення про те, чи є відстань від супутника до морської поверхні (з точністю до десяти сантиметрів виміряна супутниковими радарними висотомірами) вказівкою на підвищення рівня моря, чи це "відбиток" гори на дні.

Хоча спочатку супутник ERS-1 був розроблений для спостережень за океаном та льодами, він дуже швидко довів свою багатосторонність і по відношенню до суші. У сільському та лісовому господарстві, у рибальстві, геології та картографії фахівці працюють з даними, що надаються супутником. Оскільки ERS-1 після трьох років виконання своєї місії він все ще є працездатним, вчені мають шанс експлуатувати його разом з ERS-2 для загальних завдань, як тандем. І вони збираються отримувати нові відомості про топографію земної поверхні та надавати допомогу, наприклад, у попередженні про можливі землетруси.

Супутник ERS-2 оснащений, крім того, вимірювальним приладом Global Ozone Monitoring Experiment Gome, який враховує обсяг та розподіл озону та інших газів в атмосфері Землі. За допомогою цього приладу можна спостерігати за небезпечною озоновою діркою та змінами, що відбуваються. Одночасно, за даними ERS-2, можна відводити близьке до землі UV-B випромінювання.

На тлі безлічі загальних для всього світу проблем навколишнього середовища, для вирішення яких повинні надавати основну інформацію і ERS-1, і ERS-2, планування судноплавних маршрутів видається порівняно незначним результатом цього нового покоління супутників. Але це з тих сфер, у якій можливості комерційного використання супутникових даних використовуються особливо інтенсивно. Це допомагає фінансувати інші важливі завдання. І це має в галузі охорони навколишнього середовища ефект, який важко переоцінити: швидкі судноплавні шляхи вимагають меншої витрати енергії. Або згадаємо про нафтові танкери, які в шторм сідали на мілину або розбивалися і тонули, втрачаючи свій небезпечний для навколишнього середовища вантаж. Надійне планування маршрутів допомагає уникнути таких катастроф.

Висновок

На закінчення справедливо буде сказати, що двадцяте століття по праву називають «століттям електрики», «атомним віком», «століття хімії», «століття біології». Але останнє і, мабуть, також справедливе його назва - «космічний вік». Людство вступило на шлях, що веде до загадкових космічних далечінь, підкоряючи які воно розширить сферу своєї діяльності. Космічне майбутнє людства – запорука його безперервного розвитку на шляху прогресу та процвітання, про яке мріяли і яке створюють ті, хто працював та працює сьогодні в галузі космонавтики та інших галузях народного господарства.

Список літератури

1. «Космічна техніка» за редакцією К. Гетланда. 1986 р. Москва.

2.«КОСМОС далекий і близький» А.Д. Коваль В.П. Сенкевич. 1977 р.

3. «Освоєння космічного простору СРСР» В.Л. Барсуків 1982 р.

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із російського сайту internet

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Перший штучний супутник. Радянські собаки-космонавти Білка та Стрілка. Проблема радіоактивних відходів у космосі. Нераціональна модель виробництва та споживання енергії. Супутникові сонячні електростанції. Використання гравітаційних полів.

презентація , доданий 30.03.2016


Роль освоєння космосу для людства. День космонавтики – свято, яке за рішенням Генеральної асамблеї ООН відзначається у всесвітньому масштабі. Ю. Гагарін - перша людина, яка подолала земне тяжіння і започаткувала нову космічну еру.

презентація , доданий 21.09.2011


К.Е. Ціолковський як основоположник космонавтики у Росії. Найважливіші етапи освоєння космосу. Запуск першого штучного супутника Землі. Супутник-1. Перший загін космонавтів СРСР. Перший політ людини у космос. Історичні слова Юрія Гагаріна.

презентація , доданий 11.04.2012


Концепція космічного простору. Таємничі наскельні малюнки перших людей. 4 жовтня 1957 - початок космічної ери. Влаштування першого супутника. Перші космонавти СРСР. Сонячна система. Зірки, що становлять зодіак. Комети та метеорні тіла.

презентація , доданий 19.09.2012


Травні процеси на космічній орбіті, їх відхилення від земних. Відсутність поділу на день та ніч, порушення циркадних ритмів. Умови мікрогравітації – випробування для нервової системи. Порушення імунної системи. Можливість зачаття у космосі.

презентація , доданий 08.12.2016


Космос як величезний простір. Аналіз перших радянських штучних супутників Землі. Розгляд особливостей ракетно-космічної системи "Енергія-Буран". Основні етапи розвитку космонавтики. Характеристика космічних систем-сміттєзбірників.

реферат, доданий 26.01.2013


Запуск першого штучного супутника, який започаткував освоєння космосу. Поняття космонавтики, основні напрями інтеграції космічних систем до інфраструктури народного господарства. Розвиток космічного туризму. Легендарний політ Юрія Гагаріна.

презентація , додано 13.02.2012


Ю.А. Гагарін - перша людина, яка здійснила політ у космос. Цілі запусків на орбіту Землі космічних кораблів "Схід". Перша жінка у космосі. Вихід людини з корабля у космічний простір. Трагічна загибель льотчика-космонавта В.М. Комарова.

презентація , доданий 06.04.2012


Питання заміни людини роботами. Використання робототехніки з метою дослідження та освоєння космосу. Що таке космороботи та їх основні типи. Основні напрями розвитку робототехнічних систем космічного призначення на найближчу перспективу.

реферат, доданий 14.12.2012


Програма NASA демонструє лазерний зв'язок із супутником на Місячній орбіті LLCD. Космічний апарат LADEE, його наукове встаткування. Основні компоненти лінії лазерного космічного зв'язку щодо експерименту. Встановлення лазерного космічного зв'язку.

Наукові дослідження, які проводяться в космосі, охоплюють різні розділи чотирьох наук: астрономії, фізики, геофізики та біології. Щоправда, таке розмежування має нерідко умовний характер. Вивчення, наприклад, космічних променів далеко від Землі є швидше астрономічним, ніж фізичним завданням. Але і за традицією і в силу методики, що застосовується, дослідження космічних променів відносять зазвичай до фізики. Те саме, втім, можна сказати про дослідження радіаційних поясів Землі, яке ми вважали геофізичною проблемою. До речі, більшість завдань, що вивчаються на супутниках і ракетах, іноді відносять до нової науки - експериментальної астрономії.

Ця назва, однак, не є загальноприйнятою і, можливо, не прищепиться. У майбутньому термінологія, ймовірно, якось буде уточнена, але можна вважати, що й прийнята тут класифікація не призведе до непорозумінь.

ЧОМУ ПОТРІБНІ САМЕ СУПУТНИКИ АБО КОСМІЧНІ РАКЕТИ!

Відповідь на це питання очевидна, коли йдеться про вивчення Місяця та планет, міжзоряного середовища, земної іоносфери та екзосфери. В інших випадках супутники необхідні для того, щоб вийти за межі атмосфери, іоносфери або дії земного магнітного поля.

Насправді наша Земля оточена ніби трьома поясами броні. Перший пояс - атмосфера - є шаром повітря вагою в 1000 г на кожен квадратний сантиметр земної поверхні. Маса повітря зосереджена переважно у шарі товщиною 10-20 км. За вагою цей шар дорівнює вазі шару води товщиною в 10 м. Інакше кажучи, з погляду поглинання різних позаземних випромінювань ми знаходимося під 10-метровим шаром води. Навіть поганий пірнальник уявляє собі, що такий шар аж ніяк не є тонким. Атмосфера сильно поглинає ультрафіолетові промені (довжина хвилі коротше 3500-4000 ангстрем) та інфрачервоне випромінювання (довжина хвилі більше 10000 ангстрем).

Цей шар не пропускає також рентгенівські промені, гамма-промені космічного походження, а також первинні космічні промені (швидкі заряджені частинки - протони, ядра та електрони), що надходять з космосу.

Для видимих ​​променів атмосфера в безхмарний час прозора, але і в цьому випадку вона заважає спостереженням, викликаючи мерехтіння зірок та інші явища, зумовлені рухом повітря, пилом тощо. Саме тому великі телескопи встановлюють на горах в особливо сприятливих районах, але й цих умовах вони працюють на повну силу лише невелику частину часу.

Щоб позбавитися поглинання в атмосфері, зазвичай достатньо підняти апаратуру на 20-40 км, що можна здійснити ще за допомогою куль (балонів). Не завжди, однак, достатньо піднятися до такої висоти. До того ж, кулі здатні протриматися в атмосфері лише кілька годин і збирають інформацію тільки в районі запуску. Супутник може літати практично необмежений час і (у разі близьких супутників) за 1,5 години облітає всю земну кулю.

Другий пояс броні - земна іоносфера - починається з висоти кілька десятків і простягається до сотень кілометрів над поверхнею Землі. У цій галузі газ сильно іонізований і концентрація електронів – їх кількість у кубічному сантиметрі – досить значна. Вище 1000 км газу дуже мало, але все ж таки приблизно до 20 000 км концентрація газу становить кілька сотень частинок на кубічний сантиметр.

Ця область іноді називається екзосферою або геокороною. Від іоносфери вона відрізняється лише тим, що частинки практично не зіштовхуються між собою; концентрація газу в цій галузі приблизно стала. Ще далі від Землі (як у її околиці, так і при переході до міжпланетного простору) відомостей про густину газу майже немає. В даний час вважається, що тут концентрація газу менша за 100 частинок на кубічний сантиметр.

Іоносфера зазвичай не пропускає радіохвиль довше 30 м (довші хвилі - до 200-300 м - можуть проходити через іоносферу вночі; у деяких випадках проходять також дуже довгі хвилі). Крім того, навіть якщо радіохвиля космічного походження досягає Землі, іоносфера тією чи іншою мірою спотворює її, причому ці спотворення помітні навіть для метрових хвиль. Іоносфера не пропускає також м'яких (довгохвильових) рентгенівських та далеких ультрафіолетових променів (хвилі з довжиною від десятків приблизно до 1000 ангстрем).

Третій броньовий пояс Землі – це її магнітне поле. Воно тягнеться на 20-25 земних радіусів, тобто приблизно на 100 000 км (усю цю область іноді називають магнітосферою Землі). На великих відстанях земне поле того ж порядку (або менше), що і магнітне поле в міжпланетному просторі і тому не має особливої ​​ролі. Земне магнітне поле не підпускає до Землі, якщо не говорити про полярні райони, заряджені частинок з не надто високою енергією. Наприклад, на екваторі у вертикальному напрямку Землі можуть досягти протони (ядра атомів), що йдуть з космосу, тільки з енергією, більшою за 15 мільярдів електроновольт. Таку енергію має протон, прискорений в електричному полі з різницею потенціалів, що дорівнює 15 мільярдам вольт.

Звідси ясно, що в залежності від характеру завдання потрібно піднімати апаратуру вище за кілька десятків кілометрів (атмосфера), вище сотень кілометрів (іоносфера) або навіть віддалятися від Землі на багато десятків тисяч кілометрів (магнітне поле).

ІОНОСФЕРА І МАГНІТНЕ ПОЛЕ ЗЕМЛІ

Тільки ракети та супутники дозволяють безпосередньо вивчати іоносферу та земне магнітне поле на великих висотах.

Один із застосовуваних методів спостереження полягає в наступному. На борту супутника є передавач, який випромінює хвилі з частотою 20 і 90 мегагерц (довжина хвилі у вакуумі відповідно 15 м 333 см). При цьому суттєво, що різниця фаз обох цих коливань (хвиль) у самому передавачі суворо фіксована. Коли обидві хвилі проходять через іоносферу, їх фази змінюються, причому по-різному. На високочастотне коливання (90 мегагерц) іоносфера майже впливає, і хвиля поширюється майже як і, як у вакуумі. На низькочастотне коливання (20 мегагерц), навпаки, проходження крізь іоносферу накладає свій відбиток. Тому в приймальному пристрої різниця фаз між коливаннями в обох хвилях вже відмінна від різниці фаз у передавачі. Зміна різниці фаз прямо пов'язана з повним числом електронів, що знаходяться на промені зору між супутником та приймачем. За допомогою цього та інших методів вдається отримати «розрізи» іоносфери у всіх напрямках, про які її просвічує радіопромінь, що йде від супутника.

Що ж до земного магнітного поля, його напрям і величина визначаються з допомогою спеціальних приладів - магнітометрів. Існують різні типи таких приладів, деякі з них успішно застосовані на космічних ракетах.

З зрозумілих причин стала першим позаземним небесним тілом, якого кинулися космічні ракети. Дослідження встановили, що магнітне поле Місяця принаймні в 500 разів слабше за земне, а можливо, і ще менше. Місяць не має також і яскраво вираженої іоносфери, тобто навколишнього шару іонізованого газу. Було отримано фотографії зворотного боку Місяця. Можна не сумніватися, що в недалекому майбутньому буде отримано більш детальні фотографії Місяця, а селенографія («місячна»
географія») збагатиться багатьма новими відкриттями.

Крім того, виникло і чимало нових проблем, що стосуються досліджень Місяця. Так, наприклад, необхідно вивчення сейсмічної діяльності на Місяці. Досі не ясно, чи є Місяць цілком холодним тілом чи на ньому час від часу відбувається виверження вулканів і виникають землетруси (мабуть, їх правильніше називати лунотрусами). Як вирішити це питання! Очевидно, потрібно висадити на Місяць сейсмограф і фіксувати коливання місячної поверхні, якщо вони є. Можна також визначити радіоактивність місячних порід та деякі інші властивості. Все це зроблять прилади-автомати, а отримані результати будуть передаватися по радіо на Землю. Можна не сумніватися також у тому, що в майбутньому Місяць буде використаний як космічна станція для цілого комплексу досліджень. Там для цього ідеальні умови: Місяць не має ні атмосферної, ні іоносферної, ні, нарешті, магнітної броні. Іншими словами, Місяць має ті ж переваги, що і далекі штучні супутники; водночас використовувати її у багатьох відношеннях зручніше та простіше.

НА ЧЕРГІ - МАРС І ВЕНЕРА

Про планети ми знаємо досить мало. Точніше, наші відомості про них дуже односторонньо про деякі питання багато знаємо, а про інші дуже мало. До цих пір, наприклад, ведеться суперечка, чи є рослинність, які кліматичні умови на цій планеті, який хімічний склад атмосфери. Багато пишуть, і завдання, що стоять перед її дослідниками, добре відомі. Досить сказати, що поверхню Венери дуже погано видно, тому ми знаємо про неї набагато менше, ніж про поверхню Марса. До речі, щодо Венери з достовірністю невідомий навіть період її обертання, невідомо, чи має магнітне поле. Існування поля встановлено і Марса. Ці невирішені питання мають бути з'ясовані за допомогою космічних ракет.

Наступним після Марса і Венери цікавим об'єктом дослідження буде найбільша планета сонячної системи, планета з цілим рядом особливостей. Про одну з них хотілося б згадати. Юпітер є джерелом дуже потужних радіохвиль, що випромінюються, наприклад, у п'ятнадцятиметровому діапазоні. Це своєрідне явище, яке досліджується зараз радіоастрономічними методами. Юпітер і повинен вивчатися також і за допомогою супутників.

Далі буде.

PS Про що ще думають британські вчені: про те, що при подальших дослідженнях космосу доведеться і писати особливі вимоги безпеки в аварійних ситуаціях при роботі на космічних станціях, а то і у відкритому космосі, де космонавта-дослідника чатує на безліч небезпек.