Астрономия, ее связь с другими науками. Ис-тория развития отечественной космонавтики
1. Астрономия как наука
Астрономия – наука, которая изучает строение Вселенной, движение, физическую
природу, происхождение и эволюцию небесных тел и образованных ими систем.
Астрономия исследует Солнце, звёзды, планеты и их спутники, кометы, метеоры,
туманности, звёздные системы, вещество, заполняющее пространство между звёздами
и планетами.
Основные задачи астрономии:
- Изучение видимых, а затем и действительных положений и движений небесных тел в
пространстве, определение их размеров и формы.
- Изучение строения небесных тел, исследование химического состава и физических
свойств вещества в них.
- Решение проблемы происхождения и развития отдельных небесных тел и образуемых
ими систем.
Принято выделять три основных раздела: астрометрию, небесную механику, астрофизику
Астрометрия изучает положение и движение небесных тел и Земли. У
астрометрии две важные цели:
- Установление системы небесных координат;
- Получение параметров, наиболее полно характеризующих закономерности движения
небесных тел и вращение Земли
Небесная механика изучает движение небесных тел под действием тяготения, разрабатывает методы определения их орбит, позволяет рассчитать координаты на дальнейшее время (эфемериды), рассматривает движение и устойчивость систем естественных и искусственных небесных тел. Раздел небесной механики, связанный с определением орбит и расчётом эфемерид, называют теоретической астрономией.
Астрофизика изучает происхождение, строение, химический состав, физические свойства и эволюцию как отдельных тел, так и их систем, вплоть до всей Вселенной в целом. Астрофизика делится на практическую и теоретическую.
Методы астрономических исследований
Экспериментальные: наблюдения, регистрация спектров в различных диапазонах
электромагнитного излучения, регистрация потоков частиц в космических лучах (с
Земли, с околоземной орбиты). Запуск исследовательских устройств (спутники,
космические ко-рабли, луноходы, марсоходы)
Теоретические: расчёты положения и движения небесных тел, построение моделей,
разработка теории происхождения и эволюции Вселенной
2. История развития отечественной космонавтики
Этап теоретической космонавтики.
Циолковский Константин Эдуардович (1857—1935) — русский советский учёный и изобретатель в области аэродинамики, ракетодинамики, теории самолёта и дирижабля; основоположник современной космонавтики.
Этап практической космонавтики.
Строительство и испытания космических аппаратов под руководством С.П. Королева. Королев Сергей Павлович (1907-1966) - советский ученый и конструктор в области ракетостроения и космонавтики, главный конструктор первых ракет-носителей, ИСЗ, пилотируемых космических кораблей, основоположник практической космонавтики, академик АН СССР, член президиума АН СССР, дважды Герой Социалистического Труда.
Королев - пионер освоения космоса. С его именем связана эпоха первых замечательных достижений в этой области. Талант выдающегося ученого и организатора позволил ему на протяжении многих лет направлять работу многих НИИ и КБ на решение больших комплексных задач. Научные и технические идеи Королева нашли широкое применение в ракетной и космической технике. Под его руководством создан первый космический комплекс, многие баллистические и геофизические ракеты, запущена первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета, ракета-носитель "Восток" и ее модификации, исскуственный спутник Земли, осуществлены полеты КК "Восток" и "Восход", на которых впервые в истории совершен космический полет человека и выход человека в космическое пространство; созданы первые КА серий "Луна", "Венера", "Марс", "Зонд", ИСЗ серий "Электрон", "Молния-1" и некоторые ИСЗ серии "Космос"; разработан проект КК "Союз". Не ограничивая свою деятельность созданием РН и КА, Королев, как главный конструктор осуществлял общее техническое руководство работами по первым космическим программам и стал инициатором развития ряда прикладных научных направлений, обеспечивающих дальнейший прогресс в создании РН и КА. Королев воспитал многочисленные кадры ученых и инженеров.
Учёными космической эры по праву можно назвать Николая Егоровича Жуковского, Ивана Всеволодовича Мещерского, Фридриха Артуровича Цандера, Мстислава Всеволодовича Келдыша, и многих других.
1) Первый искусственный спутник Земли и полеты животных.
04.10.1957. С космодрома Байконур осуществлен пуск ракеты-носителя "Спутник", которая вывела на околоземную орбиту Первый в мире искусственный спутник Земли. Этот старт открыл космическую эру в истории человечества.
Первый спутник Земли представлял собой блестящий шар из алюминиевых сплавов и был невелик - диаметром 58 см, весом - 83,6 кг. Аппарат имел двухметровые усы-антенны, а внутри размещались два радиопередатчика. Скорость спутника составляла 28800 км/ч. За полтора часа спутник облетел весь земной шар, а за сутки полета совершил 15 оборотов.
2) Животные в космосе
Перед учеными стояла задача - вывести на орбиту живое существо. И дорогу в космос для человека проложили собаки. Испытания на животных начались еще в 1949 году. Первых «космонавтов» набирали в подворотнях - первый отряд собак. Всего отловили 32 собачки.
Помня, что собакам придется «красоваться» на страницах газет, отбирали «объекты» покрасивее, постройнее и с умными мордашками. Их тренировали на вибростенде, центрифуге, в барокамере. Для космического путешествия была изготовлена герметическая кабина, которая крепилась в носовой части ракеты.
Первый собачий старт состоялся 22 июля 1951 года - дворняги Дезик и Цыган выдержали его успешно! Цыган и Дезик поднялись на 110 км, потом кабина с ними свободно падала до высоты 7 км.
С 1952 года стали отрабатывать полеты животных в скафандрах. Кроме того, разработали катапультную тележку, на которой и размещался лоток с собакой, а также аппаратура. Эта конструкция на большой высоте отстреливалась из падающей кабины и спускалась на парашюте.
Первые животные в космосе были лишь первопроходцами-испытателями, проложившими дорогу к первому в истории полету, выведшему животное на орбиту Земли. Этим животным была собака Лайка, одна из самых известных собак-космонавтов. Она была запущена в космос на корабле «Спутник-2» 3 ноября 1957 года с космодрома Байконур. Это событие было огромным достижением, но, как бы это не было грустно, возвращение Лайки на Землю тогда не представлялось возможным и не планировалось. Во время полета через 5-7 часов после старта температура внутри капсулы превысила 40°C и собака погибла от стресса и перегрева, хотя ученые рассчитывали, что она проживет около 7 дней. Эти подробности не сообщались в СМИ, вместо этого говорилось, что Лайку усыпили на 7-й день полета. Сам космический аппарат сгорел в атмосфере на 162-й день миссии, 14 апреля 1958 года.
19.08.1960 был запущен Второй корабль-спутник типа "Восток", с собаками Белка и Стрелка, а вместе с ними 40 мышей, 2 крысы, различные мухи, растения и микроорганизмы 17 раз облетели вокруг Земли и приземлились.
Впервые в мире живые существа, побывав в Космосе, возвратились на Землю после орбитального полёта. Через несколько месяцев у Стрелки родились шесть здоровых щенков. Одного из них попросил лично Никита Сергеевич Хрущёв. Он отправил его в подарок Жаклин Кеннеди, жене президента США Д. Кеннеди.
Целью эксперимента по запуску животных в космос была проверка эффективности систем жизнеобеспечения в космосе и исследование космического излучения на живые организ. Это была большая победа в освоении космоса: впервые живые существа вернулись из космического полета, а собранная информация об их физическом состоянии внесла неоценимый вклад в физиологические исследования.
Чтобы проложить безопасный путь человека в космос, пришлось пожертвовать здоровьем и жизнью многих животных. В СССР предпочитали проводить испытания на собаках и мышах, а в США для полетов выбирали обезьян. С 1975 года проводились совместные международные запуски и эксперименты с использованием обезьян, черепах, крыс и других живых организмов.
3) Юрий Гагарин – первый человек в космосе.
12.04.1961. Этот день стал днем торжества человеческого разума. Впервые в мире космический корабль с человеком на борту ворвался в просторы Вселенной. Ракета-носитель "Восток" вывела на околоземную орбиту советский космический корабль "Восток" с советским космонавтом Юрием Гагариным. После полёта на корабле “Восток” Ю. А. Гагарин стал самым известным человеком на планете. О нём писали все газеты мира.
В Советском Союзе только 5 января 1959 г. было принято решение об отборе людей и подготовке их для полета в космос (условное название команды «1960 Группа ВВС № 1»). Спорным был вопрос кого готовить для полета. Врачи доказывали, что только они, инженеры считали, что в космос должен лететь человек из их среды. Но выбор пал на летчиков-истребителей. Из 3000 летчиков-истребителей выбрали 20 человек. Требования к космонавтам были такие: отменное здоровье, искреннее желание заняться новым и опасным делом, отвечать требованиям по отдельным параметрам: возраст 25–30 лет, рост 165–170 см, масса 70–72 кг.
Из 20 космонавтов было решено выделить несколько человек для первого полета. 17 и 18 января 1961 г. космонавтам устроили экзамен. В результате приемная комиссия выделила шестерку для подготовки к полетам.В неё вошли Юрий Гагарин, Герман Титов, Григорий Нелюбов, Андриян Николаев, Валерий Быковский, Павел Попович. 5 апреля 1961 г. все шесть космонавтов вылетели на космодром. Выбрать первого из космонавтов равных по здоровью, подготовке, смелости было не просто. Эту задачу решали специалисты и руководитель группы космонавтов Н.П. Каманин. Им стал Юрий Алексеевич Гагарин.
Старт ракеты-носителя «Восток» был осуществлён со стартовой площадки № 1 космодрома Тюра-Там, Казахстан (позже он получил название Байконур). Ветераны Байконура утверждают, что в ночь на 12 апреля на космодроме никто не спал, кроме космонавтов. В 3 часа ночи 12 апреля начались заключительные проверки всех систем корабля «Восток». Ракета освещалась мощными прожекторами.
После облета земного шара, через 108 минут с момента старта, была включена тормозная двигательная установка и космический корабль‑спутник начал снижаться с орбиты для приземления. В 10 часов 55 мин по московскому времени космонавт приземлился на картофельном поле у берега Волги вблизи деревни Смеловка Терновского района Саратовской области. Первой его увидела 5-летняя девочка Румия Нурсканова. Она вместе с бабушкой сажали картошку в трех километрах от деревни Смеловки. Именно бабушка Румии помогла космонавту после приземления расстегнуть тугую защелку гермошлема и предложила попить молока из банки. С тех пор Румия Нурсканова каждый год по семейной традиции сажает картошку на Гагаринском поле, а с подачи первого космонавта изменила имя на Риту: спросив имя, возможно, Гагарин просто не расслышал ответа и сказал: «Здравствуй, Рита!», вместо Румия.
«Сначала я увидела два ярких пятна на небе, потом было приземление - большой парашют, много веревок и что-то большое и оранжевое. Космонавт стал двигаться в нашу сторону - бабушка начала молиться, и мы начали убегать - боялись. Остановились только тогда, когда услышали русскую речь», - вспоминает Нурсканова.
По современным оценкам успешный исход полета составлял не более 46 процентов, на что тогда сильно влияла спешка, с которой готовили первый полет человека в космос. К тому же, не было доподлинно известно, как может отразиться пребывание в космосе на психике человека. Но к счастью, все прошло лучшим образом.
Благополучно вернувшись на Землю, Юрий Гагарин был награжден Звездой Героя Советского. Проложив в космос дорогу другим, первый космонавт Юрий Гагарин радовался успехам своих товарищей, мечтал о новых полетах, готовился к ним.
4) Юрий Гагарин проложил дорогу в космос сотням человек (на 2018 год насчитывается 565 человек, совершивших космический полет, а в сумме космонавты провели за пределами нашей планеты свыше 10 000 дней).
6 августа 1961 года стартовал космический корабль «Восток‑2» с космонавтом Германом Титовым на борту. Его полет продолжался более суток.
11 и 12 августа 1962 года на кораблях «Восток‑3» и «Восток‑4» стартовали Андриян Николаев и Павел Попович.
5) Полет Терешковой
16 июня 1963 года в 12 часов 30 минут по московскому времени в Советском Союзе на орбиту спутника Земли выведен космический корабль "Восток-6" впервые в мире пилотируемый женщиной - гражданкой Советского Союза космонавтом Терешковой Валентиной Владимировной.
В этом полете будет продолжено изучение влияния различных факторов космического полета на человеческий организм, в том числе будет проведен сравнительный анализ воздействия этих факторов на организмы мужчины и женщины.
Специально для полёта Терешковой была разработана конструкцию скафандра приспособленная для женского организма, так же некоторые элементы корабля были изменены под возможности женщины. Этот полёт доказывал надёжность советской космической техники, которая символизировала надёжность всего советского строя.
6) Выход человека в открытое космическое пространство.
Следующим шагом в развитии отечественной космонавтики стало создание в 1964 году многоместного корабля «Восход». Экипаж этого корабля размещался в спускаемом аппарате без скафандров.
18 марта 1965 года был дан старт кораблю «Восход‑2», в конструкции которого были сделаны доработки, связанные с выходом космонавта в открытый космос. В этом полете космонавт Алексей Леонов впервые в мире вышел в открытый космос. Время его пребывания за бортом корабля составило 12 минут.
Первый выход в космос был совершён советским космонавтом Алексеем Архиповичем Леоновым 18 марта 1965 года с борта космического корабля “Восход-2” с использованием гибкой шлюзовой камеры.
Во время выхода проявил большое мужество, особенно в нештатной ситуации, когда разбухший космический скафандр препятствовал возвращению космонавта в космический корабль. Выход в открытый космос продолжался 12 минут 9 секунд, по его итогам был сделан вывод о возможности человека выполнять различные работы в открытом космосе. При возвращении космического корабля на Землю отказала система ориентации и космонавты, вручную сориентировав корабль, совершили посадку в запасном районе.
8) Летопись покорения космоса
В январе 1969 года во время полета кораблей «Союз‑4» и «Союз‑5» была впервые создана экспериментальная орбитальная станция, ставшая важным шагом к появлению долговременных космических экспедиций. Программа полета включала автоматическое сближение двух кораблей, ручное причаливание и стыковку, выход в космос и переход космонавтов Алексея Елисеева и Евгения Хрунова в «Союз‑4» с последующим спуском в этом корабле.
21 июля 1969 года человек в первый раз ступил на поверхность Луны. Этим человеком стал Нил Армстронг, командир американского корабля «Аполлон‑11».
СССР отправил на Луну два радиоуправляемых самоходных аппаратов, “Луноход-1” в ноябре 1970 года и “Луноход-2” в январе 1973.
19 апреля 1971 года первая многоцелевая станция «Салют» была выведена на околоземную орбиту.
23 апреля 1971 года к «Салюту» был направлен космический корабль «Союз‑10» с экипажем.
В феврале 1986 года был выведен на орбиту базовый блок орбитального комплекса «Мир». В ходе эксплуатации комплекса были установлены абсолютные мировые рекорды продолжительности непрерывного пребывания человека в условиях космического полета: Владимир Титов и Муса Манаров — 366 суток, Валерий Поляков — 438 суток.
Самые длительные полеты среди женщин совершили Елена Кондакова в 1994‑1995 годы продолжительностью 169 суток и Шеннон Люсид в США в марте‑сентябре 1996 года продолжительностью 188 суток.
Всего на станции «Мир» побывало 104 человека из 12 стран, в том числе: США, Франции, Германии, Сирии, Японии, Великобритании, Австрии, Канады.
23 марта 2001 года станция «Мир» была сведена с орбиты и затоплена в Тихом океане.
В ноябре 1998 года запуском модуля функционально‑грузового блока «Заря», созданного в Государственном космическом научно‑производственном центре имени М.В Хруничева, началось создание на околоземной орбите Международной космической станции.
2 ноября 2000 года на корабле «Союз ТМ‑31» на МКС прибыл экипаж первой основной экспедиции под командованием Уилльяма Шеперда из США. С этого дня МКС стала постоянно обитаемой станцией.
Международная космическая станция (МКС) — международная орбитальная станция, используемая как многоцелевая космическая лаборатория.
К концу 2004 на станции побывало 10 долгосрочных экспедиций
На станции проводят научные исследования космоса, атмосферы и земной поверхности, изучение поведения человеческого организма в длительных космических полетах, разрабатывают технологии получения и анализа свойств новых материалов и биопрепаратов, а также отрабатывают пути и методы дальнейшего освоения космического пространства.
28 декабря 2012 года была утверждена государственная программа по развитию космической деятельности России на 2013‑2020 годы. Ответственным исполнителем государственной программы выступает Федеральное космическое агентство.
В январе 2013 года Роскосмос совместно с Российской академией наук создали рабочую группу, в рамках которой среди перспективных направлений для дальнейшего развития исследования космоса ученые планируют обсудить вопрос о пилотируемом полете на Луну.
В феврале 2013 года американец итальянского происхождения, главный управляющий инвестиционной компании Wilshire Associates Деннис Тито (Dennis Tito), ставший в 2001 году первым космическим туристом на борту МКС, заявил о создании организации Inspiration Mars Foundation, в планах которой стоит организация «исторического путешествия на Марс и обратно».
Большая часть интересных новостей, связанная с освоением космоса, касается в последнее время исключительно Илона Маска (Elon Musk) и его детища – SpaceX. Илон Маск официально получил разрешение вывести на орбиту около 7 тысяч новых спутников связи.
В XXI веке множество стран использует космос в мирных исследовательских целях. На орбите побывали представители огромного количества государств. В ближайшее десятилетие мы станем свидетелями того, как в космос будут отправляться не только с целью исследований, но и для туризма.
С каждым годом первый полет человека в космос все дальше от нас.Но несмотря на это, важно помнить, какая огромная работа была проделана, чтобы это совершилось.
Конечно, прошли те времена, когда астрономические наблюдения были необходимы, чтобы проложить курс корабля в открытом море, определить продолжительность года или время начала сева. Сегодня эти вопросы решаются с помощью технических средств. Но астрономия по-прежнему важна для человечества, потому что космос создает постоянные угрозы для нашей цивилизации.
Контрольные вопросы:
1. Как назывались простейшие обсерватории каменного века?
2. Кто создал телескоп?
3. Назовите этапы развития астрономии.
4. Чем отличается геоцентрическая от гелиоцентрическая система.
5. Назовите этапы развития отечественной космонавтики
6. Перечислите разделы астрономии
7. Назовите методы астрономических исследований
Запишите события, которые произошли в эти даты.
1. 1903 г
2. 4 октября 1957г.
3. 19 августа 1960г.
4. 12 апреля 1961 г.
5. 16Июня 1963 г.
6. 18 марта 1965г.
7. 17 ноября 1970 г.
Правильные ответы
1. 1903 г К.Э. Циолковский
2. 4октября 1957г.первый ИСЗ.
3. 19 августа 1960г.Белка и Стрелка
4. 12 апреля 1961 г.Ю.А. Гагарин
5. 16Июня 1963 г.В.Н. Терешкова
6. 18 марта 1965г.А.А. Леонов
7. 17 ноября 1970 г.луноход
Домашнее задание:
Написать реферат по одной из тем:
1. История развития отечественной космонавтики.
2. Первый искусственный спутник Земли
3. Полет Ю.А. Гагарина.
4. Достижения современной космонавтики