Cercetarea științifică modernă a spațiului cosmic. De ce cercetarea spațială este importantă pentru fiecare dintre noi. Cercetări în biologie spațială, fiziologie și știința materialelor

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Găzduit la http://www.allbest.ru/

Introducere

În a doua jumătate a secolului XX. umanitatea a călcat pragul universului - a ieșit în spațiul cosmic. Drumul către spațiu a fost deschis de Patria noastră. Primul satelit artificial al Pământului, care a deschis era spațială, a fost lansat de fosta Uniune Sovietică, primul cosmonaut din lume este cetățean al fostei URSS.

Cosmonautica este un catalizator imens pentru știința și tehnologia modernă, care a devenit una dintre pârghiile principale ale procesului lumii moderne într-o perioadă de timp fără precedent. Stimulează dezvoltarea electronicii, ingineriei mecanice, științei materialelor, tehnologiei computerelor, energiei și multe alte domenii ale economiei naționale.

În termeni științifici, omenirea caută să găsească în spațiu răspunsul la întrebări fundamentale precum structura și evoluția Universului, formarea sistemului solar, originea și dezvoltarea vieții. Din ipoteze despre natura planetelor și structura cosmosului, oamenii au trecut la un studiu cuprinzător și direct al corpurilor cerești și al spațiului interplanetar cu ajutorul tehnologiei rachetelor și spațiale.

În explorarea spațiului, omenirea va trebui să studieze diferite zone ale spațiului cosmic: Luna, alte planete și spațiul interplanetar.

Nivelul actual al tehnologiei spațiale și prognoza dezvoltării acesteia arată că scopul principal al cercetării științifice folosind mijloacele spațiale, aparent, în viitorul apropiat va fi sistemul nostru solar. Sarcinile principale vor fi studiul relațiilor solar-terestre și spațiul Pământ-Lună, precum și Mercur, Venus, Marte, Jupiter, Saturn și alte planete, cercetarea astronomică, cercetarea medicală și biologică pentru a evalua impactul zborului. durata asupra corpului uman și performanța acestuia.

În principiu, dezvoltarea tehnologiei spațiale ar trebui să depășească „cererea”, asociată cu soluționarea problemelor economice naționale urgente. Sarcinile principale aici sunt vehiculele de lansare, sistemele de propulsie, navele spațiale, precum și mijloacele de sprijin (complexe de comandă-măsurare și lansare, echipamente etc.), asigurarea progresului în ramurile conexe ale tehnologiei, legate direct sau indirect de dezvoltarea astronauticii.

Înainte de a zbura în spațiul mondial, a fost necesar să înțelegem și să puneți în practică principiul propulsiei cu reacție, să învățați cum să faceți rachete, să creați o teorie a comunicațiilor interplanetare etc.

Racheta este departe de a fi un concept nou. Pentru a crea vehicule de lansare moderne puternice, omul a trecut prin milenii de vise, fantezii, greșeli, căutări în diverse domenii ale științei și tehnologiei, acumulare de experiență și cunoștințe.

Principiul de funcționare al unei rachete constă în mișcarea sa sub acțiunea forței de recul, reacția fluxului de particule aruncate din rachetă. Într-o rachetă. acestea. într-un aparat echipat cu un motor de rachetă, gazele de eșapament se formează datorită reacției oxidantului și combustibilului stocat în racheta în sine. Această împrejurare face ca funcționarea motorului rachetei să fie independentă de prezența sau absența unui mediu gazos. Astfel, racheta este o structură uimitoare care se poate mișca în spațiu fără aer, adică. nu o referință, spațiul cosmic.

Un loc aparte printre proiectele rusești pentru aplicarea principiului jet al zborului îl ocupă proiectul lui N. I. Kibalcich, un revoluționar rus celebru care, în ciuda vieții sale scurte (1853-1881), a lăsat o amprentă adâncă asupra istoriei științei și tehnologie. Având cunoștințe extinse și profunde de matematică, fizică și în special chimie, Kibalchich a făcut scoici și mine de casă pentru Narodnaya Volya. „Proiectul de dispozitive aeronautice” a fost rezultatul muncii îndelungate de cercetare a lui Kibalchich asupra explozivilor. El, în esență, a propus pentru prima dată nu un motor de rachetă adaptat oricărei aeronave existente, așa cum au făcut alți inventatori, ci un aparat complet nou (dinamic al rachetei), un prototip de navă spațială modernă cu echipaj, în care împingerea motoarelor de rachetă. servește la crearea directă a unei porțiuni de forță care menține ambarcațiunea în zbor. Aeronava lui Kibalchich trebuia să funcționeze pe principiul unei rachete!

Dar de atunci Kibalchich a fost închis pentru un atentat la viața țarului Alexandru al II-lea, apoi proiectul aeronavei sale a fost descoperit abia în 1917 în arhivele departamentului de poliție.

Deci, până la sfârșitul secolului trecut, ideea de a folosi instrumente cu reacție pentru zboruri a câștigat o scară largă în Rusia. Iar primul care a decis să continue cercetările a fost marele nostru compatriot Konstantin Eduardovici Ciolkovski (1857-1935). Deja în 1883 a dat o descriere a unei nave cu motor cu reacție. Deja în 1903, Tsiolkovsky, pentru prima dată în lume, a făcut posibilă proiectarea unei scheme pentru o rachetă lichidă. Ideile lui Tsiolkovsky au fost universal recunoscute încă din anii 1920. Iar succesorul strălucit al lucrării sale, S.P. Korolev, cu o lună înainte de lansarea primului satelit artificial al Pământului, a spus că ideile și lucrările lui Konstantin Eduardovich vor atrage din ce în ce mai multă atenție pe măsură ce se va dezvolta tehnologia rachetelor, pe care a dovedit-o că ai perfecta dreptate.

Începutul erei spațiale

Și așa, la 40 de ani după ce a fost găsit proiectul aeronavei create de Kibalchich, pe 4 octombrie 1957, fosta URSS a lansat primul satelit artificial Pământean din lume. Primul satelit sovietic a făcut posibilă pentru prima dată măsurarea densității atmosferei superioare, obținerea de date privind propagarea semnalelor radio în ionosferă, rezolvarea problemelor lansării pe orbită, condițiile termice etc. Satelitul era o sferă de aluminiu cu un diametru de 58 cm și o masă de 83,6 kg cu patru antene bici lungi 2, 4-2,9 m. Echipamentele și sursele de alimentare au fost plasate în carcasa etanșă a satelitului. Parametrii inițiali ai orbitei au fost: înălțimea perigeului 228 km, înălțimea apogeului 947 km, înclinația 65,1 grade. Pe 3 noiembrie, Uniunea Sovietică a anunțat lansarea celui de-al doilea satelit sovietic pe orbită. Într-o cabină separată sub presiune se aflau câinele Laika și un sistem de telemetrie pentru înregistrarea comportamentului ei în imponderabilitate. Satelitul a fost echipat și cu instrumente științifice pentru studiul radiației solare și a razelor cosmice.

La 6 decembrie 1957, în SUA s-a încercat lansarea satelitului Avangard-1 folosind un vehicul de lansare dezvoltat de Laboratorul de Cercetare Navală.

La 31 ianuarie 1958, satelitul Explorer 1, răspunsul american la lansarea sateliților sovietici, a fost lansat pe orbită. În ceea ce privește dimensiunea și greutatea, nu a fost candidat la campioni. Având mai puțin de 1 m lungime și doar ~15,2 cm în diametru, avea o masă de doar 4,8 kg.

Cu toate acestea, sarcina sa utilă a fost atașată la a patra, ultima etapă a vehiculului de lansare Juno-1. Satelitul, împreună cu racheta aflată pe orbită, avea o lungime de 205 cm și o masă de 14 kg. A fost echipat cu senzori de temperatură exterioară și interioară, senzori de eroziune și impact pentru a determina fluxurile de micrometeoriți și un contor Geiger-Muller pentru a înregistra razele cosmice penetrante.

Un rezultat științific important al zborului prin satelit a fost descoperirea centurilor de radiații care înconjoară Pământul. Contorul Geiger-Muller a încetat să mai numere când aparatul era la apogeu la o altitudine de 2530 km, înălțimea perigeului era de 360 ​​km.

Pe 5 februarie 1958, a fost făcută o a doua încercare în Statele Unite de a lansa satelitul Avangard-1, dar s-a încheiat și cu un accident, ca și prima încercare. În cele din urmă, pe 17 martie, satelitul a fost lansat pe orbită. Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a lansa Avangard-1 pe orbită, doar trei dintre ele au avut succes.

Între decembrie 1957 și septembrie 1959, au fost făcute unsprezece încercări de a lansa Avangard.

Ambii sateliți au contribuit foarte mult la știința și tehnologia spațială (baterii solare, date noi despre densitatea atmosferei superioare, cartografierea precisă a insulelor din Oceanul Pacific etc.) La 17 august 1958 a fost făcută prima încercare în SUA să trimită din Cape Canaveral în vecinătate sondă lunară cu echipament științific. Nu a avut succes. Racheta s-a ridicat și a zburat doar 16 km. Prima etapă a rachetei a explodat la 77 de la zbor. La 11 octombrie 1958, a fost făcută o a doua încercare de lansare a sondei lunare Pioneer-1, care, de asemenea, s-a dovedit a fi nereușită. Mai multe lansări ulterioare s-au dovedit a fi, de asemenea, fără succes, abia pe 3 martie 1959, Pioneer-4, cu o greutate de 6,1 kg, a finalizat parțial sarcina: a zburat pe lângă Lună la o distanță de 60.000 km (în loc de cei 24.000 km planificați) .

La fel ca la lansarea unui satelit Pământesc, prioritatea în lansarea primei sonde aparține URSS; la 2 ianuarie 1959 a fost lansat primul obiect artificial, care a fost lansat pe o traiectorie care trecea destul de aproape de Lună, în orbita satelitului Soarelui. Astfel, „Luna-1” a atins pentru prima dată a doua viteză cosmică. „Luna-1” avea o masă de 361,3 kg și a zburat pe lângă Lună la o distanță de 5500 km. La o distanță de 113.000 km de Pământ, un nor de vapori de sodiu a fost eliberat dintr-o etapă de rachetă andocata pe Luna 1, formând o cometă artificială. Radiația solară a provocat o strălucire strălucitoare de vapori de sodiu și sistemele optice de pe Pământ au fotografiat norul pe fundalul constelației Vărsător.

Luna-2, lansat pe 12 septembrie 1959, a realizat primul zbor din lume către un alt corp ceresc. În sfera de 390,2 kilograme au fost plasate instrumente, ceea ce a arătat că Luna nu are un câmp magnetic și o centură de radiații.

Stația interplanetară automată (AMS) „Luna-3” a fost lansată pe 4 octombrie 1959. Greutatea stației era de 435 kg. Scopul principal al lansării a fost de a zbura în jurul Lunii și de a fotografia partea opusă a acesteia, invizibilă de pe Pământ. Fotografierea a fost realizată pe 7 octombrie timp de 40 de minute de la o altitudine de 6200 km deasupra Lunii.

om în spațiu

12 aprilie 1961, ora 9:07, ora Moscovei, la câteva zeci de kilometri nord de satul Tyuratam din Kazahstan, la cosmodromul sovietic Baikonur, a fost lansată o rachetă balistică intercontinentală R-7, în compartimentul de la nas a cărei nave spațială Vostok era echipată. cu maiorul forțelor aeriene Yuriy a fost localizat la bord Alekseevici Gagarin. Lansarea a avut succes. Nava spațială a fost lansată pe orbită cu o înclinare de 65 de grade, o altitudine de perigeu de 181 km și o altitudine de apogeu de 327 km și a finalizat o revoluție în jurul Pământului în 89 de minute. În cea de-a 108-a mină după lansare, s-a întors pe Pământ, aterizand lângă satul Smelovka, regiunea Saratov. Astfel, la 4 ani de la lansarea primului satelit artificial al Pământului, Uniunea Sovietică a efectuat pentru prima dată în lume un zbor cu echipaj în spațiul cosmic.

Nava spațială era formată din două compartimente. Vehiculul de coborâre, care era și cabina cosmonautului, era o sferă de 2,3 m diametru, acoperită cu un material ablativ pentru protecție termică la intrarea în atmosferă. Nava spațială a fost controlată automat, la fel și de către astronaut. În zbor, a fost susținut continuu de Pământ. Atmosfera navei este un amestec de oxigen și azot la o presiune de 1 atm. (760 mm Hg). „Vostok-1” avea o masă de 4730 kg, iar cu ultima etapă a vehiculului de lansare 6170 kg. Nava Vostok a fost lansată în spațiu de 5 ori, după care a fost declarată sigură pentru zborul uman.

La patru săptămâni după zborul lui Gagarin din 5 mai 1961, căpitanul de rang 3 Alan Shepard a devenit primul astronaut american.

Deși nu a atins orbita joasă a Pământului, s-a ridicat deasupra Pământului la o altitudine de aproximativ 186 km. Shepard, lansat de la Cape Canaveral cu nava spațială Mercury-3 folosind o rachetă balistică Redstone modificată, a petrecut 15 minute și 22 de secunde în zbor înainte de a ateriza în Oceanul Atlantic. El a dovedit că o persoană cu gravitație zero poate controla manual o navă spațială. Nava spațială „Mercur” a fost semnificativ diferită de nava spațială „Vostok”.

Constă dintr-un singur modul - o capsulă cu echipaj în formă de trunchi de con cu o lungime de 2,9 m și un diametru de bază de 1,89 m. Carcasa sa din aliaj de nichel presurizat avea o piele de titan pentru a o proteja de încălzire în timpul intrării în atmosferă.

Atmosfera din interiorul „Mercurului” era formată din oxigen pur la o presiune de 0,36 atm.

Pe 20 februarie 1962, SUA au ajuns pe orbita Pământului. Mercury 6 a fost lansat de la Cape Canaveral, pilotat de locotenent-colonelul John Glenn. Glenn a rămas pe orbită doar 4 ore și 55 de minute, completând 3 orbite înainte de a ateriza cu succes. Scopul zborului lui Glenn a fost acela de a determina posibilitatea muncii umane în nava spațială „Mercur”. Mercur a fost lansat ultima dată în spațiu pe 15 mai 1963.

La 18 martie 1965, nava spațială Voskhod a fost lansată pe orbită cu doi cosmonauți la bord - comandantul navei, colonelul Pavel Ivarovici Belyaev, și copilotul, locotenent-colonelul Alexei Arkhipovich Leonov. Imediat după ce a intrat pe orbită, echipajul s-a epurat de azot prin inhalare de oxigen pur. Apoi compartimentul ecluzei a fost desfășurat: Leonov a intrat în compartimentul ecluzei, a închis capacul trapei navei spațiale și a ieșit pentru prima dată în lume în spațiul cosmic. Cosmonautul cu sistem autonom de susținere a vieții a stat în afara cabinei navei spațiale timp de 20 de minute, îndepărtându-se uneori de navă spațială la o distanță de până la 5 m. În timpul ieșirii, a fost conectat la navă spațială doar prin cabluri telefonice și de telemetrie. Astfel, a fost practic confirmată posibilitatea șederii și lucrului astronautului în afara navei spațiale.

Pe 3 iunie, Gemeni-4 a fost lansat cu căpitanii James McDivitt și Edward White. În timpul acestui zbor, care a durat 97 de ore și 56 de minute, White a părăsit nava spațială și a petrecut 21 de minute în afara cockpitului, testând posibilitatea de a manevra în spațiu folosind un pistol cu ​​reacție de mână cu gaz comprimat.

Din păcate, explorarea spațiului nu a fost lipsită de victime. Pe 27 ianuarie 1967, echipajul care se pregătea să efectueze primul zbor cu echipaj în cadrul programului Apollo a murit în timpul unui incendiu în interiorul navei spațiale, ars în 15 secunde într-o atmosferă de oxigen pur. Virgil Grissom, Edward White și Roger Chaffee au devenit primii astronauți americani care au murit în nave spațiale. Pe 23 aprilie, o nouă navă spațială Soyuz-1 a fost lansată de la Baikonur, pilotată de colonelul Vladimir Komarov. Lansarea a avut succes.

Pe orbită la 18, 26 de ore și 45 de minute după lansare, Komarov a început orientarea pentru intrarea în atmosferă. Toate operațiunile au decurs bine, dar după intrarea în atmosferă și frânarea, sistemul de parașute a eșuat. Cosmonautul a murit instantaneu în momentul în care Soyuz a lovit Pământul cu o viteză de 644 km/h. În viitor, Cosmosul a pretins mai mult de o viață umană, dar aceste victime au fost primele.

Trebuie remarcat faptul că în ceea ce privește știința naturală și producția, lumea se confruntă cu o serie de probleme globale, a căror rezolvare necesită eforturile combinate ale tuturor popoarelor. Acestea sunt problemele materiilor prime, energiei, controlul asupra stării mediului și conservarea biosferei și altele. Un rol uriaș în soluția lor cardinală va fi jucat de cercetarea spațială - unul dintre cele mai importante domenii ale revoluției științifice și tehnologice.

Cosmonautica demonstrează în mod viu lumii întregi fecunditatea muncii creative pașnice, beneficiile combinării eforturilor diferitelor țări în rezolvarea problemelor științifice și economice naționale.

Cu ce ​​probleme se confruntă astronauticii și astronauții?

Să începem cu susținerea vieții. Ce este suportul vital? Suportul vital în zborul spațial este crearea și întreținerea pe parcursul întregului zbor în compartimentele de locuit și de lucru ale K.K. astfel de condiții care ar oferi echipajului performanțe suficiente pentru a îndeplini sarcina și probabilitatea minimă de modificări patologice în corpul uman. Cum să o facă? Este necesar să se reducă semnificativ gradul de impact asupra unei persoane a factorilor externi negativi ai zborului spațial - vid, corpuri meteorice, radiații penetrante, imponderabilitate, supraîncărcări; furnizarea echipajului cu substanțe și energie fără de care viața umană normală nu este posibilă - hrană, apă, oxigen și plasă; îndepărtați deșeurile corpului și substanțele nocive pentru sănătate, eliberate în timpul funcționării sistemelor și echipamentelor navei spațiale; să asigure nevoile umane de mișcare, odihnă, informații externe și condiții normale de muncă; organizează controlul medical asupra stării de sănătate a echipajului și îl mențin la nivelul cerut. Alimentele și apa sunt livrate în spațiu în ambalaje adecvate, iar oxigenul este într-o formă legată chimic. Dacă nu restabiliți produsele de activitate vitală, atunci pentru un echipaj de trei persoane timp de un an veți avea nevoie de 11 tone din produsele de mai sus, ceea ce, vedeți, este o greutate, un volum considerabil și cum vor fi stocate toate acestea. In cursul anului ?!

În viitorul apropiat, sistemele de regenerare vor face posibilă reproducerea aproape completă a oxigenului și apei la bordul stației. Este multă vreme folosită apă după spălare și duș, purificată în sistemul de regenerare. Umiditatea expirată este condensată în unitatea de refrigerare și uscare și apoi regenerată. Oxigenul respirat este extras din apa purificată prin electroliză, iar hidrogenul gazos, reacționând cu dioxidul de carbon provenit din concentrator, formează apă care alimentează electrolizorul. Utilizarea unui astfel de sistem face posibilă reducerea masei de substanțe stocate în exemplul considerat de la 11 la 2 tone. Recent, s-a practicat cultivarea diferitelor tipuri de plante direct la bordul navei, ceea ce face posibilă reducerea aprovizionării cu alimente care trebuie duse în spațiu, a menționat acest lucru în scrierile sale Tsiolkovsky.

știința spațială

Explorarea spațiului ajută foarte mult la dezvoltarea științelor:

La 18 decembrie 1980 a fost stabilit fenomenul de scurgere de particule din centurile de radiații ale Pământului sub anomalii magnetice negative.

Experimentele efectuate pe primii sateliți au arătat că spațiul din apropierea Pământului din afara atmosferei nu este deloc „gol”. Este umplut cu plasmă, pătruns cu fluxuri de particule de energie. În 1958, în apropierea spațiului au fost descoperite centurile de radiații ale Pământului - capcane magnetice uriașe pline cu particule încărcate - protoni și electroni de înaltă energie.

Cea mai mare intensitate a radiațiilor din centuri se observă la altitudini de câteva mii de km. Estimările teoretice au arătat că sub 500 km. Nu ar trebui să existe o radiație crescută. Prin urmare, descoperirea în timpul zborurilor primului K.K. zone de radiații intense la altitudini de până la 200-300 km. S-a dovedit că acest lucru se datorează zonelor anormale ale câmpului magnetic al Pământului.

S-a răspândit studiul resurselor naturale ale Pământului prin metode spațiale, ceea ce în multe privințe a contribuit la dezvoltarea economiei naționale.

Prima problemă cu care s-a confruntat cercetătorii spațiali în 1980 a fost un complex de cercetare științifică, incluzând majoritatea domeniilor cele mai importante ale științelor naturale spațiale. Scopul lor a fost să dezvolte metode de interpretare tematică a informațiilor video cu mai multe zone și utilizarea lor în rezolvarea problemelor din științele Pământului și sectoarele economice. Aceste sarcini includ: studiul structurilor globale și locale ale scoarței terestre pentru a înțelege istoria dezvoltării sale.

A doua problemă este una dintre problemele fizice și tehnice fundamentale ale teledetecției și urmărește crearea de cataloage ale caracteristicilor radiațiilor ale obiectelor terestre și modele ale transformării acestora, care să permită analizarea stării formațiunilor naturale în momentul filmării și prezicerea acestora. dinamica.

O trăsătură distinctivă a celei de-a treia probleme este orientarea către radiație a caracteristicilor de radiație ale regiunilor mari până la planeta în ansamblu, folosind date despre parametrii și anomaliile câmpurilor gravitaționale și geomagnetice ale Pământului.

Explorarea Pământului din spațiu

Omul a apreciat mai întâi rolul sateliților în monitorizarea stării terenurilor agricole, a pădurilor și a altor resurse naturale ale Pământului la doar câțiva ani după debutul erei spațiale. Începutul a fost pus în 1960, când cu ajutorul sateliților meteorologici „Tiros” s-au obținut contururi sub formă de hărți ale globului, aflate sub nori. Aceste prime imagini TV alb-negru au oferit foarte puține informații despre activitatea umană și totuși a fost un prim pas. Curând au fost dezvoltate noi mijloace tehnice care au făcut posibilă îmbunătățirea calității observațiilor. Informațiile au fost extrase din imagini multispectrale în regiunile vizibil și infraroșu (IR) ale spectrului. Primii sateliți proiectați să profite din plin de aceste capacități au fost Landsat. De exemplu, satelitul Landsat-D, al patrulea dintr-o serie, a observat Pământul de la o altitudine de peste 640 km folosind instrumente sensibile avansate, care le-au permis consumatorilor să primească informații mult mai detaliate și la timp. Unul dintre primele domenii de aplicare a imaginilor suprafeței pământului a fost cartografia. În era pre-satelit, hărțile multor zone, chiar și în regiunile dezvoltate ale lumii, erau inexacte. Imaginile Landsat au corectat și actualizat unele dintre hărțile existente ale Statelor Unite. În URSS, imaginile obținute din stația Salyut s-au dovedit a fi indispensabile pentru reconcilierea căii ferate BAM.

La mijlocul anilor 1970, NASA și Departamentul de Agricultură al SUA au decis să demonstreze capacitățile sistemului satelit în prognoza celei mai importante culturi agricole, grâul. Observațiile prin satelit, care s-au dovedit a fi extrem de precise, au fost ulterior extinse la alte culturi agricole. Aproximativ în același timp, în URSS, s-au efectuat observații ale culturilor agricole de la sateliții din seria Cosmos, Meteor și Monsoon și stațiile orbitale Salyut.

Utilizarea informațiilor satelitare a scos la iveală avantajele sale incontestabile în evaluarea volumului de lemn în vastele teritorii ale oricărei țări. A devenit posibilă gestionarea procesului de defrișare și, dacă este necesar, să se dea recomandări privind modificarea contururilor zonei de defrișare din punctul de vedere al celei mai bune conservări a pădurii. Datorită imaginilor din satelit, a devenit posibilă și evaluarea rapidă a limitelor incendiilor forestiere, în special a celor „în formă de coroană”, caracteristice regiunilor de vest ale Americii de Nord, precum și regiunilor Primorye și regiunilor sudice ale Siberiei de Est. in Rusia.

De mare importanță pentru omenire în ansamblu este capacitatea de a observa aproape continuu întinderile Oceanului Mondial, această „forja” a vremii. Mai sus de adâncurile apei oceanice se nasc forțele monstruoase din uragane și taifunuri, aducând numeroase victime și distrugeri pentru locuitorii de pe coastă. Avertizarea timpurie a publicului este adesea esențială pentru a salva viețile a zeci de mii de oameni. Determinarea stocurilor de pește și alte fructe de mare este, de asemenea, de mare importanță practică. Curenții oceanici se curbează adesea, își schimbă cursul și dimensiunea. De exemplu, El Nino, un curent cald în direcția sudică în largul coastei Ecuadorului, în câțiva ani, se poate răspândi de-a lungul coastei Peru până la 12 grade. S . Când se întâmplă acest lucru, planctonul și peștii mor în număr mare, provocând daune ireparabile pescuitului din multe țări, inclusiv din Rusia. Concentrațiile mari de organisme marine unicelulare cresc mortalitatea peștilor, posibil din cauza toxinelor pe care le conțin. Observarea prin satelit ajută la identificarea „capriciilor” unor astfel de curenți și oferă informații utile celor care au nevoie de ele. Potrivit unor estimări ale oamenilor de știință ruși și americani, economiile de combustibil, combinate cu „captura suplimentară” datorată utilizării informațiilor de la sateliți obținute în intervalul infraroșu, generează un profit anual de 2,44 milioane USD.Utilizarea sateliților pentru sondaje scopuri a facilitat sarcina de a trasa cursul navelor . De asemenea, sateliții detectează aisbergurile și ghețarii periculoși pentru nave. Cunoașterea exactă a rezervelor de zăpadă din munți și a volumului ghețarilor este o sarcină importantă a cercetării științifice, deoarece odată cu dezvoltarea teritoriilor aride, nevoia de apă crește dramatic.

Ajutorul astronauților în realizarea celei mai mari lucrări cartografice - Atlasul resurselor de zăpadă și gheață ale lumii este de neprețuit.

De asemenea, cu ajutorul sateliților, se găsesc poluarea cu petrol, poluarea aerului, minerale.

satelit de gaură de studiu spațial

știința spațială

Într-o perioadă scurtă de timp de la începutul erei spațiale, omul nu numai că a trimis stații spațiale robotizate pe alte planete și a pus piciorul pe suprafața Lunii, dar a revoluționat și știința spațiului, care nu a fost egalată în întreaga lume. istoria omenirii. Odată cu marile progrese tehnologice aduse de dezvoltarea astronauticii, s-au obținut noi cunoștințe despre planeta Pământ și lumile învecinate. Una dintre primele descoperiri importante, făcute nu prin vizualul tradițional, ci printr-o altă metodă de observație, a fost stabilirea faptului unei creșteri bruște cu înălțimea, pornind de la un anumit prag de înălțime, a intensității razelor cosmice considerate anterior izotrope. . Această descoperire îi aparține austriacului WF Hess, care în 1946 a lansat un balon cu gaz cu echipamente la înălțimi mari.

În 1952 și 1953 Dr. James Van Allen a efectuat cercetări asupra razelor cosmice de energie joasă atunci când lansează rachete mici la o înălțime de 19-24 km și baloane de mare altitudine în regiunea polului nord magnetic al Pământului. După ce a analizat rezultatele experimentelor, Van Allen a propus plasarea la bord a primilor sateliți americani de pământ artificial, destul de simpli ca design, detectoare de raze cosmice.

La 31 ianuarie 1958, cu ajutorul satelitului Explorer-1 lansat de Statele Unite pe orbită, a fost detectată o scădere bruscă a intensității radiațiilor cosmice la altitudini de peste 950 km. La sfârșitul anului 1958, Pioneer-3 AMS, care a parcurs o distanță de peste 100.000 km într-o zi de zbor, s-a înregistrat cu ajutorul senzorilor de la bordul celui de-al doilea, situat deasupra primei, centura de radiații a Pământului, care înconjoară și întreg globul.

În august și septembrie 1958, la o altitudine de peste 320 km, au avut loc trei explozii atomice, fiecare cu o putere de 1,5 kW. Scopul testelor, cu numele de cod Argus, a fost de a investiga posibilitatea ca comunicațiile radio și radar să se piardă în timpul unor astfel de teste. Studiul Soarelui este cea mai importantă problemă științifică, a cărei soluție este dedicată multor lansări ale primilor sateliți și AMS.

Americanul „Pioneer-4” - „Pioneer-9” (1959-1968) de pe orbitele aproape solare a transmis prin radio către Pământ cele mai importante informații despre structura Soarelui. În același timp, au fost lansati peste douăzeci de sateliți din seria Interkosmos pentru a studia Soarele și spațiul aproape solar.

Găuri negre

Găurile negre au fost descoperite pentru prima dată în anii 1960. S-a dovedit că dacă ochii noștri ar putea vedea doar raze X, atunci cerul înstelat de deasupra noastră ar arăta foarte diferit. Adevărat, razele X emise de Soare au fost descoperite chiar înainte de nașterea astronauticii, dar nici măcar nu bănuiau despre alte surse de pe cerul înstelat. Au dat peste ei din întâmplare.

În 1962, americanii, după ce au decis să verifice dacă razele X provin de la suprafața Lunii, au lansat o rachetă echipată cu echipamente speciale. Atunci, procesând rezultatele observațiilor, ne-am convins că instrumentele au observat o sursă puternică de radiație cu raze X. A fost situat în constelația Scorpion. Și deja în anii 70, primii 2 sateliți, proiectați să caute cercetări asupra surselor de raze X din univers, au intrat pe orbită - americanul Uhuru și sovieticul Kosmos-428.

În acest moment, lucrurile începeau să devină clare. Obiectele care emit raze X au fost legate de stele abia vizibile cu proprietăți neobișnuite. Acestea erau aglomerări compacte de plasmă de neglijabile, desigur după standardele cosmice, dimensiuni și mase, încălzite la câteva zeci de milioane de grade. Cu un aspect foarte modest, aceste obiecte posedau o putere colosală de raze X, de câteva mii de ori mai mare decât compatibilitatea deplină a Soarelui.

Acestea sunt minuscule, cu un diametru de aproximativ 10 km. , ar fi trebuit să se declare cumva rămășițele de stele complet arse, comprimate la o densitate monstruoasă. Prin urmare, stelele neutronice au fost atât de ușor „recunoscute” în sursele de raze X. Și totul părea să se potrivească. Dar calculele au respins așteptările: stelele neutronice nou formate ar trebui să se răcească imediat și să nu mai emită, iar acestea erau raze X.

Cu ajutorul sateliților lansați, cercetătorii au descoperit modificări strict periodice ale fluxurilor de radiații ale unora dintre ei. A fost determinată și perioada acestor variații - de obicei nu depășea câteva zile. Doar două stele care se roteau în jurul lor se puteau comporta în acest fel, dintre care una o eclipsează periodic pe cealaltă. Acest lucru a fost dovedit prin observarea prin telescoape.

De unde își trag sursele de raze X energia de radiație colosală? Condiția principală pentru transformarea unei stele normale într-una cu neutroni este atenuarea completă a reacției nucleare din ea. Prin urmare, energia nucleară este exclusă. Atunci, poate, aceasta este energia cinetică a unui corp masiv care se rotește rapid? Într-adevăr, este mare pentru stelele neutronice. Dar durează doar o perioadă scurtă de timp.

Majoritatea stelelor cu neutroni există nu singure, ci în perechi cu o stea uriașă. În interacțiunea lor, cred teoreticienii, sursa puterii puternice a razelor X cosmice este ascunsă. Formează un disc de gaz în jurul stelei neutronice. La polii magnetici ai bilei de neutroni, materia discului cade pe suprafața sa, iar energia dobândită de gaz este transformată în raze X.

Cosmos-428 și-a prezentat și propria surpriză. Echipamentul său a înregistrat un fenomen nou, complet necunoscut - flash-uri cu raze X. Într-o zi, satelitul a detectat 20 de explozii, fiecare dintre ele nu a durat mai mult de 1 secundă. , iar puterea de radiație a crescut de zece ori în acest caz. Oamenii de știință au numit sursele fulgerelor cu raze X BARSTERS. Ele sunt, de asemenea, asociate cu sisteme binare. Cele mai puternice erupții sunt doar de câteva ori inferioare radiației totale a sute de miliarde de stele situate în Galaxia noastră în ceea ce privește energia emisă.

Teoreticienii au demonstrat că „găurile negre” care alcătuiesc sistemele stelare binare se pot semnala prin raze X. Și cauza apariției este aceeași - acumularea de gaz. Cu toate acestea, mecanismul în acest caz este oarecum diferit. Părțile interne ale discului gazos care se depun în „gaura” trebuie să se încălzească și, prin urmare, să devină surse de raze X.

Doar acele corpuri de iluminat a căror masă nu depășește 2-3 solare își încheie „viața” cu trecerea la o stea neutronică. Stelele mai mari suferă soarta unei „găuri negre”.

Astronomia cu raze X ne-a spus despre ultima etapă, poate cea mai turbulentă, a dezvoltării stelelor. Datorită ei, am aflat despre cele mai puternice explozii cosmice, despre gaz cu o temperatură de zeci și sute de milioane de grade, despre posibilitatea unei stări superdense complet neobișnuite a materiei în „găurile negre”.

Ce altceva ne oferă spațiu?

Programele de televiziune (TV) nu au menționat de mult timp că transmisia se face prin satelit. Aceasta este o dovadă suplimentară a succesului extraordinar în industrializarea spațiului, care a devenit o parte integrantă a vieții noastre. Sateliții de comunicație încurcă literalmente lumea cu fire invizibile. Ideea creării sateliților de comunicații s-a născut la scurt timp după cel de-al Doilea Război Mondial, când A. Clark în numărul din octombrie 1945 al revistei „World of Radio” (Wireless World) și-a prezentat conceptul de stație de comunicații releu situată la o altitudine de 35880 km deasupra Pământului.

Meritul lui Clark a fost că a determinat orbita în care satelitul este staționar în raport cu Pământul. O astfel de orbită se numește o orbită geostaționară sau Clarke. Când se deplasează de-a lungul unei orbite circulare cu o înălțime de 35880 km, o revoluție este finalizată în 24 de ore, adică. în timpul rotației zilnice a Pământului. Un satelit care se mișcă pe o astfel de orbită se va afla în mod constant deasupra unui anumit punct de pe suprafața Pământului.

Primul satelit de comunicații „Telstar-1” a fost totuși lansat pe orbită terestră joasă cu parametri de 950 x 5630 km, acest lucru s-a întâmplat pe 10 iulie 1962. Aproape un an mai târziu, a urmat lansarea satelitului Telstar-2. Prima transmisie a arătat steagul american în Noua Anglie, cu stația Andover pe fundal. Această imagine a fost transmisă în Marea Britanie, Franța și stația din SUA pe computer. New Jersey la 15 ore după lansarea satelitului. Două săptămâni mai târziu, milioane de europeni și americani au urmărit negocierile oamenilor de pe malurile opuse ale Oceanului Atlantic. Nu numai că au vorbit, ci s-au și văzut, comunicând prin satelit. Istoricii pot considera această zi drept data de naștere a televiziunii spațiale. Cel mai mare sistem de comunicații prin satelit deținut de stat din lume a fost creat în Rusia. Începutul său a fost pus în aprilie 1965. lansarea sateliților din seria Molniya, care sunt lansate pe orbite eliptice foarte alungite, cu un apogeu peste emisfera nordică. Fiecare serie include patru perechi de sateliți care orbitează la o distanță unghiulară de 90 de grade unul față de celălalt.

Pe baza sateliților Molniya, a fost construit primul sistem de comunicații în spațiul adânc Orbita. În decembrie 1975 Familia sateliților de comunicații a fost completată cu satelitul Raduga care funcționează pe orbită geostaționară. Apoi a venit satelitul Ekran cu un transmițător mai puternic și stații terestre mai simple. După prima dezvoltare a sateliților, a început o nouă perioadă în dezvoltarea tehnologiei de comunicații prin satelit, când sateliții au început să fie lansați pe o orbită geostaționară în care se mișcă sincron cu rotația Pământului. Acest lucru a făcut posibilă stabilirea unei comunicări non-stop între stațiile terestre folosind sateliți de nouă generație: americanii „Sincom”, „Early Bird” și „Intelsat” și cei rusești - „Rainbow” și „Horizon”.

Un viitor mare este asociat cu desfășurarea sistemelor de antene pe orbită geostaționară.

Pe 17 iunie 1991, satelitul geodezic ERS-1 a fost lansat pe orbită. Misiunea principală a sateliților ar fi să observe oceanele și părțile acoperite de gheață ale pământului pentru a oferi cercetătorilor climatici, oceanografilor și organizațiilor de mediu date despre aceste regiuni subexplorate. Satelitul a fost echipat cu cele mai avansate echipamente cu microunde, datorită cărora este pregătit pentru orice vreme: „ochii” instrumentelor sale radar pătrund în ceață și nori și oferă o imagine clară a suprafeței Pământului, prin apă, prin pământ - și prin gheață. ERS-1 a avut ca scop dezvoltarea hărților de gheață, care să contribuie ulterior la evitarea multor dezastre asociate cu ciocnirea navelor cu aisbergurile etc.

Cu toate acestea, dezvoltarea rutelor de transport maritim este, la figurat vorbind, doar vârful aisbergului, dacă ne amintim doar de interpretarea datelor ERS privind oceanele și întinderile acoperite de gheață ale Pământului. Suntem conștienți de previziunile alarmante ale unei încălziri generale a Pământului, care va duce la topirea calotelor polare și la creșterea nivelului mării. Toate zonele de coastă vor fi inundate, milioane de oameni vor avea de suferit.

Dar nu știm cât de corecte sunt aceste predicții. Observațiile pe termen lung ale regiunilor polare cu ERS-1 și satelitul ERS-2 care l-au urmărit la sfârșitul toamnei anului 1994 oferă date din care să se tragă concluzii despre aceste tendințe. Ei construiesc un sistem de „avertizare timpurie” pentru topirea gheții.

Datorită imaginilor pe care satelitul ERS-1 le-a transmis pe Pământ, știm că fundul oceanului, cu munții și văile sale, este, așa cum spune, „imprimat” pe suprafața apelor. Deci, oamenii de știință își pot face o idee dacă distanța de la satelit la suprafața mării (cu o precizie de până la zece centimetri măsurată de altimetrele radar prin satelit) este o indicație a creșterii nivelului mării sau este o „amprentă” a un munte pe fund.

Deși proiectat inițial pentru observarea oceanelor și a gheții, ERS-1 și-a dovedit rapid versatilitatea și pe uscat. În agricultură și silvicultură, în pescuit, geologie și cartografie, specialiștii lucrează cu datele furnizate de satelit. Deoarece ERS-1 este încă operațional după trei ani de misiune, oamenii de știință au șansa de a-l opera cu ERS-2 pentru misiuni generale în tandem. Și vor primi informații noi despre topografia suprafeței pământului și vor oferi asistență, de exemplu, în avertizare cu privire la posibile cutremure.

Satelitul ERS-2 este, de asemenea, echipat cu instrumentul Global Ozone Monitoring Experiment Gome, care ia în considerare volumul și distribuția ozonului și a altor gaze în atmosfera Pământului. Cu acest dispozitiv, puteți observa gaura periculoasă de ozon și schimbările în curs. În același timp, conform datelor ERS-2, radiațiile UV-B aproape de sol pot fi îndepărtate.

Pe fundalul numeroaselor probleme de mediu globale pe care atât ERS-1, cât și ERS-2 trebuie să ofere informațiile fundamentale pentru a le rezolva, planificarea rutelor de transport maritim pare un rezultat relativ minor al acestei noi generații de sateliți. Dar este unul dintre acele domenii în care oportunitățile de utilizare comercială a datelor satelitare sunt utilizate în mod deosebit de intens. Acest lucru ajută la finanțarea altor sarcini importante. Și acest lucru are un efect în domeniul protecției mediului care cu greu poate fi supraestimat: căile maritime mai rapide necesită mai puțină energie. Sau luați în considerare petrolierele care au eșuat într-o furtună sau s-au prăbușit și s-au scufundat, pierzându-și încărcătura periculoasă pentru mediu. Planificarea fiabilă a rutei ajută la evitarea unor astfel de dezastre.

Concluzie

În concluzie, ar fi corect să spunem că secolul XX este numit pe bună dreptate „epoca electricității”, „epoca atomică”, „epoca chimiei”, „epoca biologiei”. Dar cel mai recent și, aparent, de asemenea, numele său corect este „era spațială”. Omenirea a pornit pe o cale care duce la distanțe cosmice misterioase, cucerind pe care le va extinde sfera activităților sale. Viitorul cosmic al omenirii este o garanție a dezvoltării sale continue pe calea progresului și prosperității, care a fost visată și creată de cei care au lucrat și lucrează astăzi în domeniul astronauticii și în alte sectoare ale economiei naționale.

Bibliografie

1. „Tehnologia spațială” editată de K. Gatland. 1986 Moscova.

2. „COSMOS departe și aproape” A.D. Koval V.P. Senkevici. 1977

3. „Explorarea spațiului în URSS” V.L. Barsukov 1982

Pentru pregătirea acestei lucrări, materiale de pe site-ul http://goldref.ru/

Găzduit pe Allbest.ru

...

Documente similare

Primul satelit artificial. Câinii cosmonauți sovietici Belka și Strelka. Problema deșeurilor radioactive în spațiu. Model irațional de producție și consum de energie. Centrale solare prin satelit. Utilizarea câmpurilor gravitaționale.

prezentare, adaugat 30.03.2016


Rolul explorării spațiului pentru omenire. Ziua Cosmonauticii este o sărbătoare care, prin decizie a Adunării Generale a ONU, este sărbătorită în întreaga lume. Yuri Gagarin este prima persoană care a depășit gravitația pământului și a pus bazele unei noi ere spațiale.

prezentare, adaugat 21.09.2011


K.E. Ciolkovski ca fondator al cosmonauticii în Rusia. Cele mai importante etape ale explorării spațiului. Lansarea primului satelit artificial de pe Pământ Sputnik-1. Primul detașament de cosmonauți din URSS. Primul zbor cu echipaj în spațiu. Cuvintele istorice ale lui Yuri Gagarin.

prezentare, adaugat 04.11.2012


Conceptul de spațiu cosmic. Picturi rupestre misterioase ale primilor oameni. 4 octombrie 1957 - începutul erei spațiale. Dispozitivul primului satelit. Primii cosmonauți ai URSS. Sistem solar. Stelele care alcătuiesc zodiacul. Comete și meteoriți.

prezentare, adaugat 19.09.2012


Procesele digestive pe orbita spațială, diferențele lor față de pământ. Lipsa separarii intre zi si noapte, perturbarea ritmurilor circadiene. Condițiile de microgravitație sunt un test pentru sistemul nervos. Tulburări ale sistemului imunitar. Posibilitate de concepție în spațiu.

prezentare, adaugat 12.08.2016


Spațiul este ca un spațiu imens. Analiza primilor sateliți de pământ artificiali sovietici. Luarea în considerare a caracteristicilor sistemului rachetă-spațial „Energia-Buran”. Principalele etape ale dezvoltării astronauticii. Caracteristicile sistemelor spațiale - colectoare de gunoi.

rezumat, adăugat 26.01.2013


Lansarea primului satelit artificial, care a marcat începutul explorării spațiului. Conceptul de astronautică, principalele direcții de integrare a sistemelor spațiale în infrastructura economiei naționale. Dezvoltarea turismului spațial. Zborul legendar al lui Yuri Gagarin.

prezentare, adaugat 13.02.2012


Yu.A. Gagarin este prima persoană care a zburat în spațiu. Obiectivele lansării navei spațiale „Vostok” pe orbita Pământului. Prima femeie în spațiu. Ieșirea unui om de pe navă în spațiul cosmic. Moartea tragică a pilotului-cosmonaut V.M. Komarov.

prezentare, adaugat 04.06.2012


Problema înlocuirii oamenilor cu roboți. Utilizarea roboticii în scopuri de cercetare și explorare spațială. Ce sunt roboții spațiali și principalele lor tipuri. Principalele direcții de dezvoltare a sistemelor robotizate în scopuri spațiale în viitorul apropiat.

rezumat, adăugat 14.12.2012


Programul NASA pentru a demonstra comunicarea laser cu un satelit pe orbita lunară LLCD. Nava spațială LADEE, echipamentul său științific. Componentele principale ale liniei de comunicație spațială laser pentru experiment. Stabilirea comunicațiilor spațiale cu laser.

La momentul aterizării pe Lună în 1969, mulți credeau sincer că, până la începutul secolului 21, călătoriile în spațiu vor deveni obișnuite, iar pământenii vor începe să zboare în liniște pe alte planete. Din păcate, acest viitor nu a sosit încă, iar oamenii au început să se îndoiască dacă avem nevoie chiar de aceste călătorii în spațiu. Poate luna este de ajuns? Cu toate acestea, explorarea spațiului continuă să ne ofere informații de neprețuit în domeniile medicinei, mineritului și securității. Și, desigur, progresul în studiul spațiului cosmic are un efect inspirator asupra umanității!

1. Protecție împotriva unei posibile coliziuni cu un asteroid

Dacă nu vrem să ajungem ca dinozaurii, trebuie să ne protejăm de amenințarea unui impact mare de asteroizi. De regulă, aproximativ o dată la 10 mii de ani, un corp ceresc de dimensiunea unui teren de fotbal amenință să se prăbușească în Pământ, ceea ce poate duce la consecințe ireversibile pentru planetă. Chiar ar trebui să ne ferim de astfel de „oaspeți” cu un diametru de cel puțin 100 de metri. Ciocnirea va ridica o furtună de praf, va distruge pădurile și câmpurile, va condamna pe cei care rămân în viață la foame. Programele spațiale speciale au ca scop identificarea unui obiect periculos cu mult înainte ca acesta să se apropie de Pământ și să-l scoată din traiectorie.

2. Posibilitatea unor noi mari descoperiri

Un număr considerabil de tot felul de gadgeturi, materiale și tehnologii au fost inițial dezvoltate pentru programe spațiale, dar mai târziu și-au găsit aplicația pe Pământ. Cu toții știm despre produsele liofilizate și le folosim de mult timp. În anii 1960, oamenii de știință au dezvoltat un plastic special acoperit cu un strat de metal reflectorizant. Când este folosit în producția de pături convenționale, reține până la 80% din căldura corpului unei persoane. O altă inovație valoroasă este nitinolul, un aliaj flexibil, dar rezistent, conceput pentru fabricarea sateliților. Acum aparatele dentare sunt fabricate din acest material.

3. Contribuția la medicină și asistență medicală

Explorarea spațiului a dus la multe inovații medicale pentru uz terestră: de exemplu, metoda de injectare a medicamentelor anticancerigene direct într-o tumoare, echipament cu care o asistentă poate efectua ecografie și transmite instantaneu date unui medic aflat la mii de kilometri distanță și un braț manipulator mecanic care efectuează activități complexe în interiorul aparatului RMN. Evoluțiile farmaceutice în domeniul protecției astronauților de pierderea masei osoase și musculare în microgravitație au condus la crearea de medicamente pentru prevenirea și tratamentul osteoporozei. Mai mult, aceste medicamente au fost mai ușor de testat în spațiu, deoarece astronauții pierd aproximativ 1,5% din masa osoasă pe lună, iar o femeie în vârstă de pe Pământ pierde 1,5% pe an.

4. Explorarea spațiului inspiră omenirea către noi realizări

Dacă vrem să creăm o lume în care copiii noștri aspiră să fie oameni de știință și ingineri, mai degrabă decât gazde de reality show, vedete de cinema sau magnați financiari, atunci explorarea spațiului este un proces foarte inspirator. Este timpul să punem generației în creștere întrebarea: „Cine vrea să fie inginer aerospațial și să proiecteze o mașină zburătoare care să poată intra în atmosfera rarefiată a lui Marte?”

5. Avem nevoie de materii prime din spațiu

Spațiul exterior conține aur, argint, platină și alte metale valoroase. Unele companii internaționale se gândesc deja la minerit pe asteroizi, așa că este posibil ca în viitorul apropiat să apară o profesie de miner spațial. Luna, de exemplu, este un posibil „furnizor” de heliu-3 (folosit pentru RMN și considerat ca un posibil combustibil pentru centralele nucleare). Pe Pământ, această substanță costă până la 5 mii de dolari pe litru. Luna este, de asemenea, considerată o sursă potențială de elemente de pământ rare, cum ar fi europiul și tantalul, care sunt la mare căutare pentru utilizare în electronice, celule solare și alte dispozitive avansate.

6. Explorarea spațiului poate ajuta să răspundă la o întrebare foarte importantă

Cu toții credem că viața există undeva în spațiu. În plus, mulți cred că extratereștrii au vizitat deja planeta noastră. Cu toate acestea, încă nu am primit niciun semnal de la civilizații îndepărtate. Acesta este motivul pentru care oamenii de știință extratereștri sunt pregătiți să desfășoare observatoare orbitale, cum ar fi telescopul spațial James Webb. Lansarea acestui satelit este programată în 2018, iar cu ajutorul lui va fi posibilă căutarea vieții în atmosferele planetelor îndepărtate din afara sistemului nostru solar prin semne chimice. Și acesta este doar începutul.

7. Oamenii au o dorință firească de cercetare.

Strămoșii noștri primitivi din Africa de Est s-au așezat pe toată planeta și de atunci omenirea nu a oprit niciodată procesul de mișcare a acesteia. Întotdeauna vrem să explorăm și să stăpânim ceva nou și necunoscut, fie că este o scurtă călătorie pe Lună ca turist sau o lungă călătorie interstelară care se întinde pe mai multe generații. În urmă cu câțiva ani, un director al NASA a făcut distincția între „motivele de înțeles” și „motivele reale” pentru explorarea spațiului. Motivele de înțeles se referă la obținerea de avantaje economice și tehnologice, în timp ce motivele reale includ concepte precum curiozitatea și dorința de a lăsa amprentă.

8. Pentru a supraviețui, omenirea va trebui probabil să colonizeze spațiul cosmic

Am învățat cum să trimitem sateliți în spațiu, iar acest lucru ne ajută să controlăm și să luptăm împotriva problemelor pământești presante, inclusiv incendiile forestiere, scurgerile de petrol și epuizarea acviferelor. Cu toate acestea, o creștere semnificativă a populației, lăcomia banală și frivolitatea nejustificată în ceea ce privește consecințele asupra mediului au provocat deja pagube grave planetei noastre. Oamenii de știință cred că Pământul are o „capacitate de transport” de 8 până la 16 miliarde, iar noi suntem deja peste 7 miliarde. Poate că este timpul ca omenirea să se pregătească pentru dezvoltarea altor planete pentru viață.

Explorarea spațiului.

Yu.A.Gagarin.

În 1957, sub conducerea lui Korolev, a fost creată prima rachetă balistică intercontinentală R-7 din lume, care în același an a fost folosită pentru lansarea primului satelit artificial Pământesc din lume.

3 noiembrie 1957 - a fost lansat al doilea satelit artificial Sputnik-2, care a adus pentru prima dată în spațiu o creatură vie - câinele Laika. (URSS).

4 ianuarie 1959 - stația „Luna-1” a trecut la o distanță de 6000 de kilometri de suprafața Lunii și a intrat pe orbita heliocentrică. A devenit primul satelit artificial al Soarelui din lume. (URSS).

14 septembrie 1959 - stația „Luna-2” a ajuns pentru prima dată în lume la suprafața Lunii în regiunea Mării Clarității, lângă craterele lui Aristides, Arhimede și Autolycus, livrând un fanion cu stema URSS. (URSS).

4 octombrie 1959 - A fost lansat AMS Luna-3, care a fotografiat pentru prima dată în lume partea invizibilă a Lunii de pe Pământ. Tot în timpul zborului, pentru prima dată în lume, a fost efectuată în practică o manevră gravitațională. (URSS).

19 august 1960 - primul zbor orbital în spațiu al ființelor vii a fost realizat cu o întoarcere cu succes pe Pământ. Câinii Belka și Strelka au efectuat un zbor orbital pe nava spațială Sputnik-5. (URSS).

12 aprilie 1961 - primul zbor cu echipaj uman în spațiu (Yu. Gagarin) a fost efectuat pe nava spațială Vostok-1. (URSS).

12 august 1962 - primul zbor spațial de grup din lume a fost efectuat cu navele spațiale Vostok-3 și Vostok-4. Apropierea maximă a navelor a fost de aproximativ 6,5 km. (URSS).

16 iunie 1963 - a fost finalizat primul zbor spațial din lume al unei femei cosmonaută (Valentina Tereshkova) pe nava spațială Vostok-6. (URSS).

12 octombrie 1964 - a zburat prima navă spațială cu mai multe locuri din lume, Voskhod-1. (URSS).

18 martie 1965 - prima plimbare spațială cu echipaj. Cosmonautul Alexei Leonov a făcut o plimbare în spațiu de la sonda spațială Voskhod-2. (URSS).

3 februarie 1966 - AMS Luna-9 a făcut prima aterizare moale din lume pe suprafața Lunii, au fost transmise imagini panoramice ale Lunii. (URSS).

1 martie 1966 - stația „Venera-3” a ajuns pentru prima dată la suprafața lui Venus, livrând un fanion URSS. A fost primul zbor din lume al unei nave spațiale de pe Pământ pe o altă planetă. (URSS).

30 octombrie 1967 - a fost făcută prima andocare a două nave spațiale fără pilot „Cosmos-186” și „Cosmos-188”. (CCCP).

15 septembrie 1968 - prima întoarcere a navei spațiale (Zond-5) pe Pământ după un zbor al Lunii. La bord se aflau creaturi vii: țestoase, muște de fructe, viermi, plante, semințe, bacterii. (URSS).

16 ianuarie 1969 - a fost realizată prima andocare a două nave spațiale Soyuz-4 și Soyuz-5. (URSS).

24 septembrie 1970 - stația Luna-16 a colectat și apoi a livrat pe Pământ (de către stația Luna-16) mostre de sol lunar. (URSS). Este, de asemenea, prima navă spațială fără pilot care a livrat mostre de rocă pe Pământ de la un alt corp cosmic (adică, în acest caz, de pe Lună).

17 noiembrie 1970 - aterizare ușoară și punerea în funcțiune a primului vehicul autopropulsat semi-automat, controlat de la distanță, controlat de pe Pământ: Lunokhod-1. (URSS).

Octombrie 1975 - aterizare ușoară a două nave spațiale „Venera-9” și „Venera-10” și primele fotografii din lume ale suprafeței lui Venus. (URSS).

20 februarie 1986 - lansarea modulului de bază al stației orbitale [[Mir_(orbital_station)]Mir] pe orbită

20 noiembrie 1998 - lansarea primului bloc al Stației Spațiale Internaționale. Productie si lansare (Rusia). Proprietar (SUA).

——————————————————————————————

50 de ani de la prima plimbare spațială cu echipaj.

Astăzi, 18 martie 1965, la ora 11:30, ora Moscovei, în timpul zborului navei spațiale Voskhod-2, a fost efectuată pentru prima dată ieșirea unui om în spațiul cosmic. Pe a doua orbită a zborului, copilotul pilot-cosmonaut locotenent-colonelul Leonov Alexei Arkhipovich, într-un costum spațial special cu un sistem autonom de susținere a vieții, a făcut o ieșire în spațiul cosmic, retras de pe navă la o distanță de până la cinci metri. , a efectuat cu succes un set de studii și observații planificate și s-a întors în siguranță pe navă. Cu ajutorul sistemului de televiziune de la bord, procesul de ieșire a tovarășului Leonov în spațiul cosmic, munca sa în afara navei și întoarcerea sa la navă spațială au fost transmise pe Pământ și observate de o rețea de stații terestre. Starea de sănătate a tovarășului Alexei Arhipovici Leonov în timpul șederii sale în afara navei și după întoarcerea pe navă este bună. Comandantul navei, tovarășul Pavel Ivanovich Belyaev, se simte și el bine.

——————————————————————————————————————

Astăzi este caracterizată de noi proiecte și planuri de explorare a spațiului. Turismul spațial se dezvoltă activ. Astronautica cu echipaj uman se va întoarce din nou pe Lună și și-a îndreptat ochii către alte planete ale sistemului solar (în primul rând spre Marte).

În 2009, lumea a cheltuit 68 de miliarde de dolari pe programe spațiale, inclusiv 48,8 miliarde de dolari în SUA, 7,9 miliarde de dolari în UE, 3 miliarde de dolari în Japonia, 2,8 miliarde de dolari în Rusia și 2 miliarde de dolari în China.

6 143

Omenirea își are originea în Africa. Dar nu toți am rămas acolo, timp de mai bine de o mie de ani strămoșii noștri s-au răspândit pe tot continentul și apoi l-au părăsit. Când au ajuns la mare, au construit bărci și au navigat pe distanțe mari către insule despre care probabil că nu știau că există. De ce?

Probabil din același motiv pentru care noi și stelele spunem: „Ce se întâmplă acolo? Am putea ajunge acolo? Poate am putea zbura acolo.”

Spațiul este, desigur, mai ostil vieții umane decât suprafața mării; a putea scăpa de gravitația Pământului implică mult mai multă muncă și cheltuială decât a lua o barcă în largul coastei. Dar pe atunci, bărcile erau tehnologia de ultimă oră a vremii lor. Călătorii și-au planificat cu atenție călătoriile periculoase și mulți dintre ei au murit încercând să afle ce se afla dincolo de orizont.

Cucerirea spațiului pentru a găsi un nou habitat este un proiect grandios, periculos și poate imposibil. Dar asta nu i-a împiedicat niciodată pe oameni să încerce.

1. Decolare

Rezistență gravitațională

Forțe puternice au conspirat împotriva ta - în special, gravitația. Dacă un obiect deasupra suprafeței Pământului dorește să zboare liber, trebuie să tragă literalmente în sus cu viteze de peste 43.000 de kilometri pe oră. Acest lucru implică costuri financiare mari.

De exemplu, a fost nevoie de aproape 200 de milioane de dolari pentru a lansa roverul Curiosity pe Marte. Și dacă vorbim despre o misiune cu membri ai echipajului, atunci suma va crește semnificativ.

Utilizarea reutilizabilă a navelor zburătoare va ajuta la economisirea banilor. Rachetele, de exemplu, au fost concepute pentru a fi reutilizabile și, după cum știm, există deja încercări de aterizare reușite.

2. Zbor

Navele noastre sunt prea lente

Zborul prin spațiu este ușor. Este un vid, la urma urmei; nimic nu te încetinește. Dar la lansarea unei rachete apar dificultăți. Cu cât masa unui obiect este mai mare, cu atât este nevoie de mai multă forță pentru a-l deplasa, iar rachetele au o masă uriașă.

Propulsanții chimici sunt grozavi pentru stimularea inițială, dar prețiosul kerosen se arde în câteva minute. Accelerația impulsului va face posibilă zborul spre Jupiter în 5-7 ani. Sunt o mulțime de filme în zbor. Avem nevoie de o nouă metodă radicală de dezvoltare a vitezei aeriene.

Felicitări! Ați lansat cu succes o rachetă pe orbită. Dar înainte de a ieși în spațiu, o bucată dintr-un satelit vechi va apărea de nicăieri și se va prăbuși în rezervorul de combustibil. Gata, nu mai sunt rachete.

Aceasta este o problemă spațială și este foarte reală. „Rețeaua Americană de Supraveghere” pentru spațiul cosmic a detectat 17.000 de obiecte – fiecare de dimensiunea unei mingi – care se repetă în jurul Pământului cu viteze mai mari de 28.000 km pe oră; și aproape 500.000 de resturi mai mici de 10 cm. Adaptoarele de lansare, capacele lentilelor, chiar și o strop de vopsea pot curge prin sistemele critice.

Scuturile lui Whipple - straturi de metal și Kevlar - vă pot proteja de părți minuscule, dar nimic nu vă poate salva de un întreg satelit. Sunt aproximativ 4.000 dintre ei pe orbita Pământului, majoritatea uciși în aer. Controlul zborului ajută la evitarea căilor periculoase, dar nu este perfect.

Împingerea lor de pe orbită nu este realistă - ar fi nevoie de o întreagă misiune pentru a scăpa de un singur satelit mort. Deci acum toți sateliții vor cădea singuri de pe orbită. Vor arunca combustibil suplimentar peste bord și apoi vor folosi rachete sau o velă solară pentru a se îndrepta spre Pământ și a arde în atmosferă.

4. Navigare

Nu există GPS pentru spațiu

„Deep Space Network”, antenele din California, Australia și Spania, sunt singurul instrument de navigație pentru spațiu. Tot ce se lansează în spațiu, de la sateliții din proiectul studenților până la sonda New Horizons care cutreieră Centura Kopeyre, depinde de ei.

Dar cu mai multe misiuni, rețeaua devine aglomerată. Centrala este adesea ocupată. Deci, în viitorul apropiat, NASA lucrează pentru a ușura sarcina. Ceasurile atomice de pe nave ar reduce timpii de transmisie la jumătate, permițând calcularea distanțelor cu o singură transmisie de informații din spațiu. Și creșterea lățimii de bandă a laserelor va procesa pachete mari de date, cum ar fi fotografii sau mesaje video.

Dar cu cât rachetele se îndepărtează de Pământ, cu atât această metodă devine mai puțin fiabilă. Sigur, undele radio călătoresc cu viteza luminii, dar transmisiile în spațiul profund durează încă ore. Și stelele îți pot arăta direcția, dar sunt prea departe pentru a-ți spune unde ești.

Expertul în navigația în spațiul adânc Joseph Ginn vrea să proiecteze un sistem autonom pentru misiunile viitoare care să colecteze imagini ale țintelor și ale obiectelor din apropiere și să folosească pozițiile lor relative pentru a triangula coordonatele navelor spațiale fără a necesita niciun control la sol.

Va fi ca GPS-ul pe Pământ. Ați pus un receptor GPS pe mașină și problema este rezolvată.

5. Radiația

Spațiul te va transforma într-o pungă de cancer

În afara coconului sigur al atmosferei și câmpului magnetic al Pământului, te așteaptă radiația cosmică și este mortală. Pe lângă cancer, poate provoca și cataractă și posibil boala Alzheimer.

Când particulele subatomice lovesc atomii de aluminiu care alcătuiesc corpul navei spațiale, nucleele lor explodează, eliberând mai multe particule ultrarapide numite radiații secundare.

Soluţie? Un singur cuvânt: plastic. Este ușor și puternic și este plin de atomi de hidrogen ale căror nuclee mici nu produc prea multă radiație secundară. NASA testează un plastic care poate atenua radiațiile în navele spațiale sau costumele spațiale.

Sau ce zici de acest cuvânt: magneți. Oamenii de știință de la Space Radiation Shield Superconductivity Project lucrează la diborura de magneziu, un supraconductor care ar devia particulele încărcate departe de o navă.

6. Mâncare și apă

Nu există supermarketuri pe Marte

În august anul trecut, astronauții de pe ISS au mâncat pentru prima dată niște salată verde pe care o cultivaseră în spațiu. Dar grădinăritul pe scară largă în gravitate zero este dificil. Apa plutește în bule în loc să se scurgă prin sol, motiv pentru care inginerii au inventat țevile ceramice pentru a canaliza apa până la rădăcinile plantelor.

Unele legume sunt deja destul de eficiente din punct de vedere al spațiului, dar oamenii de știință lucrează la un prun pigmeu modificat genetic, care are mai puțin de un metru înălțime. Proteinele, grăsimile și carbohidrații pot fi completate printr-o cultură mai variată - cum ar fi cartofii și alunele.

Dar toate acestea vor fi în zadar dacă epuizați toată apa. (Sistemul ISS de reciclare a urinei și a apei necesită reparații periodice, iar echipajele interplanetare nu pot conta pe adăugarea de noi piese.) OMG-urile pot ajuta și aici. Michael Flynn, un inginer de cercetare NASA, lucrează la un filtru de apă realizat din bacterii modificate genetic. El a comparat-o cu modul în care intestinul subțire procesează ceea ce bei. Practic sunteți un sistem de reciclare a apei cu o durată de viață utilă de 75 sau 80 de ani.

7. Mușchii și oasele

Imponderabilitate te transformă într-o mizerie

Imponderabilitate distruge organismul: anumite celule imunitare nu-și pot face treaba, iar celulele roșii din sânge explodează. Acest lucru contribuie la formarea pietrelor la rinichi și vă face inima leneșă.

Astronauții de pe ISS se antrenează pentru a lupta împotriva pierderii musculare și a pierderii osoase, dar ei încă pierd din masă osoasă în spațiu, iar acele cicluri de rotație fără greutate nu ajută la alte probleme. Gravitația artificială ar rezolva totul.

În laboratorul său de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, fostul astronaut Lawrence Young efectuează teste pe o centrifugă: subiecții testului stau întinși pe o parte pe o platformă și pedalează cu picioarele pe o roată staționară, în timp ce întreaga structură se învârte treptat în jurul axei sale. Forța rezultată acționează asupra picioarelor astronauților, asemănând vag cu un efect gravitațional.

Simulatorul lui Young este prea limitat, poate fi folosit mai mult de o oră sau două pe zi, pentru gravitație constantă, întreaga navă spațială ar trebui să devină o centrifugă.

8. Sănătate mintală

Călătoria interplanetară este o cale directă către nebunie

Când o persoană are un accident vascular cerebral sau un atac de cord, medicii uneori scad temperatura pacientului, încetinind metabolismul pentru a reduce daunele cauzate de lipsa de oxigen. Este un truc care ar putea funcționa și pentru astronauți. Călătoriile interplanetare timp de un an (cel puțin), trăirea într-o navă spațială înghesuită cu mâncare proastă și intimitate zero este o rețetă pentru nebunia spațială.

De aceea, John Bradford spune că ar trebui să dormim în timp ce călătorim în spațiu. Președinte al companiei de inginerie SpaceWorks și coautor al unui raport pentru NASA privind misiunile lungi, Bradford consideră că înghețarea criogenică a echipajului va reduce consumul de mâncare, apă și va împiedica echipajul de cădere mentală.

9. Aterizare

Probabilitatea unui accident

Planeta salutare! Ești în spațiu de multe luni sau chiar câțiva ani. Lumea îndepărtată este în sfârșit vizibilă prin hubloul tău. Tot ce trebuie să faci este să aterizezi. Dar mergi prin spațiu fără frecare cu 200.000 de mile pe oră. Oh, da, și apoi există gravitația planetei.

Problema aterizării este încă una dintre cele mai urgente pe care inginerii trebuie să le rezolve. Amintiți-vă de cel nereușit de pe Marte.

10. Resurse

Nu poți lua cu tine un munte de minereu de aluminiu.

Când navele spațiale pleacă într-o călătorie lungă, vor lua provizii de pe Pământ cu ele. Dar nu poți lua totul cu tine. Semințe, generatoare de oxigen, poate câteva mașini de construcție a infrastructurii. Dar coloniștii vor trebui să facă ei înșiși restul.

Din fericire, spațiul nu este complet steril. „Fiecare planetă are toate elementele chimice, deși concentrațiile diferă”, spune Ian Crawford, un om de știință planetar la Birkbeck, Universitatea din Londra. Luna are mult aluminiu. Marte are cuarț și oxid de fier. Asteroizii învecinați sunt o sursă excelentă de minereuri de carbon și platină - și apă, odată ce pionierii își dau seama cum să arunce în aer materia în spațiu. Dacă siguranțele și foroarele sunt prea grele pentru a fi transportate pe o navă, vor trebui să extragă fosilele prin alte metode: topire, magneți sau microbi care digeră metalele. Și NASA analizează un proces de imprimare 3D pentru a imprima clădiri întregi - și nu va mai fi nevoie să importe echipamente speciale.

11. Cercetare

Nu putem face totul singuri

Câinii i-au ajutat pe oameni să colonizeze Pământul, dar nu au supraviețuit. Pentru a ne extinde în lumea nouă, vom avea nevoie de un nou cel mai bun prieten: un robot.

Colonizarea planetei necesită multă muncă grea, iar roboții pot săpa toată ziua fără a fi nevoiți să mănânce sau să respire. Prototipurile actuale sunt mari și voluminoase și cu greu se pot mișca pe sol. Așadar, roboții nu ar trebui să arate ca noi, ar putea fi un bot ușor orientabil cu gheare în forma unei găleți de excavator proiectat de NASA pentru a săpa gheață pe Marte.

Cu toate acestea, dacă munca necesită dexteritate și precizie, atunci degetele umane sunt indispensabile. Costumul spațial de astăzi este conceput pentru imponderabilitate, nu pentru drumeții pe o exoplanetă. Prototipul Z-2 de la NASA are articulații flexibile și o cască care oferă o vedere clară asupra oricăror necesități de cablare cu granulație fină.

12. Spațiul este imens

Unitățile Warp încă nu există

Cel mai rapid lucru pe care oamenii l-au construit vreodată este o sondă numită Helios 2. Nu mai este funcțională, dar dacă ar exista sunet în spațiu, l-ai auzi țipând, deoarece încă orbitează în jurul soarelui la viteze mai mari de 157.000 mph. Acesta este de aproape 100 de ori mai rapid decât un glonț, dar chiar și cu această viteză ar dura aproximativ 19.000 de ani pentru a ajunge la cea mai apropiată stea a noastră, Alpha Centauri. În timpul unui zbor atât de lung, mii de generații s-ar schimba. Și aproape nimeni nu visează să moară de bătrânețe într-o navă spațială.

Pentru a cuceri timpul avem nevoie de energie - multă energie. Poate ai putea extrage suficient heliu 3 pe Jupiter pentru fuziune (după ce vom inventa motoare de fuziune, desigur). Teoretic, viteze aproape de lumină pot fi atinse folosind energia de anihilare a materiei și antimateriei, dar a face acest lucru pe Pământ este periculos.

„Nu ai vrea niciodată să faci asta pe Pământ”, spune Le Johnson, un tehnician NASA care lucrează la idei nebunești de nave stelare. „Dacă faci asta în spațiul cosmic și ceva nu merge bine, nu distrugi un continent.” Prea mult? Ce zici de energia solară? Tot ce ai nevoie este o velă de dimensiunea Texasului.

O soluție mult mai elegantă pentru a sparge codul sursă al universului este cu ajutorul fizicii. Motivația teoretică a lui Miguel Alcubierre ar comprima spațiu-timp în fața navei tale și se va extinde în spatele acesteia, astfel încât să te poți mișca mai repede decât viteza luminii.

Omenirea va avea nevoie de încă câțiva Einstein care lucrează în locuri precum Large Hadron Collider pentru a dezlega toate nodurile teoretice. Este posibil să facem o descoperire care va schimba totul, dar este puțin probabil ca această descoperire să salveze situația actuală. Dacă vrei mai multe descoperiri, trebuie să investești mai mulți bani în ele.

13. Există un singur Pământ

Trebuie să avem curajul să rămânem

În urmă cu câteva decenii, autorul de science fiction Kim Stanley Robinson a schițat o viitoare utopie pe Marte, construită de oameni de știință de pe un Pământ suprapopulat și suprasolicitat. „Trilogia lui marțiană” a făcut un impuls puternic pentru colonizare. Dar, de fapt, în afară de știință, de ce ne străduim pentru spațiu?

Nevoia de a explora este în genele noastre, acesta este singurul argument - un spirit de pionier și o dorință de a ne cunoaște destinul. „Cu câțiva ani în urmă, visele de explorare a spațiului ne ocupau imaginația”, își amintește astronomul NASA Heidi Hummel. - Vorbeam limba unor exploratori spațiali curajoși, dar totul s-a schimbat după stația New Horizons din iulie 2015. Întreaga diversitate a lumilor sistemului solar s-a deschis în fața noastră.”

Dar cum rămâne cu soarta și destinul omenirii? Istoricii știu mai bine. Expansiunea Occidentului a fost o acaparare de pământ, iar marii exploratori au fost mai ales în ea pentru resurse sau comori. Dorința umană de a schimba locurile se exprimă numai în slujba dorinței politice sau economice.

Desigur, distrugerea iminentă a Pământului poate fi un stimul. Epuizează resursele planetei, schimbă clima, iar spațiul va deveni singura speranță de supraviețuire.

Dar aceasta este o linie de gândire periculoasă. Acest lucru creează un hazard moral. Oamenii cred că dacă putem începe de la zero undeva pe Marte. Aceasta este o judecată greșită.

Din câte știm, Pământul este singurul loc locuibil din universul cunoscut. Și dacă vom părăsi această planetă, atunci aceasta ar trebui să fie dorința noastră, și nu rezultatul unui impas.

Cercetările științifice efectuate în spațiu acoperă diverse ramuri ale celor patru științe: astronomie, fizică, geofizică și biologie. Adevărat, o astfel de distincție este adesea arbitrară. Studiul, de exemplu, al razelor cosmice departe de Pământ este mai mult o problemă astronomică decât fizică. Dar atât prin tradiție, cât și în virtutea tehnicii folosite, studiul razelor cosmice este de obicei denumit fizică. Același lucru se poate spune însă și despre studiul centurilor de radiații ale Pământului, pe care le-am considerat o problemă geofizică. Apropo, majoritatea problemelor studiate pe sateliți și rachete sunt uneori denumite o nouă știință - astronomia experimentală.

Cu toate acestea, acest nume nu este acceptat în general și poate să nu prindă rădăcini. Pe viitor, probabil că terminologia va fi oarecum rafinată, dar se poate crede că clasificarea adoptată aici nu va duce la neînțelegeri.

DE CE ESTE NEVOIE EXACT DE SATELIȚI SAU DE RACHETE SPATIALE!

Răspunsul la această întrebare este evident când vine vorba de studierea Lunii și a planetelor, a mediului interstelar, a ionosferei și exosferei Pământului. În alte cazuri, este nevoie de sateliți pentru a depăși atmosferă, ionosferă sau acțiunea câmpului magnetic al pământului.

De fapt, Pământul nostru este înconjurat, parcă, de trei centuri de armură. Prima centură - atmosfera - este un strat de aer care cântărește 1000 g pe centimetru pătrat de suprafața pământului. Masa de aer este concentrată în principal într-un strat gros de 10-20 km. În greutate, acest strat este egal cu greutatea unui strat de apă gros de 10 m. Cu alte cuvinte, din punctul de vedere al absorbției diferitelor radiații extraterestre, ne aflăm, parcă, sub un strat de apă de 10 metri. Chiar și un scafandru rău își imaginează că un astfel de strat nu este deloc subțire. Atmosfera absoarbe puternic razele ultraviolete (lungimi de undă mai scurte de 3.500-4.000 de angstromi) și radiațiile infraroșii (lungimi de undă mai mari de 10.000 de angstromi).

De asemenea, acest strat nu transmite raze X, raze gamma de origine cosmică, precum și raze cosmice primare (particule încărcate rapid - protoni, nuclei și electroni) care vin din spațiu.

Pentru razele vizibile, atmosfera este transparentă într-un timp fără nori, dar chiar și în acest caz interferează cu observațiile, provocând sclipirea stelelor și alte fenomene cauzate de mișcarea aerului, praf, etc. De aceea, telescoape mari sunt instalate pe munți în special. zone favorabile, dar și în În aceste condiții, ele lucrează cu putere maximă doar o mică parte din timp.

Pentru a scăpa de absorbția din atmosferă, de obicei este suficientă ridicarea echipamentului cu 20-40 km, ceea ce se poate face și cu ajutorul bilelor (cilindrilor). Cu toate acestea, nu este întotdeauna suficient să te ridici la o astfel de înălțime. În plus, bilele pot supraviețui în atmosferă doar câteva ore și colectează informații doar în zona de lansare. Un satelit, pe de altă parte, poate zbura timp aproape nelimitat și (în cazul sateliților apropiați) înconjoară întregul glob în 1,5 ore.

A doua centură de armură - ionosfera terestră - începe de la o înălțime de câteva zeci și se extinde până la sute de kilometri deasupra suprafeței Pământului. În această regiune, gazul este puternic ionizat, iar concentrația de electroni - numărul lor într-un centimetru cub - este destul de semnificativă. Peste 1.000 km există foarte puțin gaz, dar totuși, până la aproximativ 20.000 km, concentrația de gaz este de câteva sute de particule pe centimetru cub.

Această regiune este uneori numită exosferă sau geocorona. Diferă de ionosferă doar prin aceea că aici particulele practic nu se ciocnesc unele de altele; concentrația gazului în această regiune este aproximativ constantă. Chiar și mai departe de Pământ (atât în ​​vecinătatea acestuia, cât și în tranziția către spațiul interplanetar), aproape că nu există informații despre densitatea gazului. În prezent, se crede că aici concentrația de gaz este mai mică de 100 de particule pe centimetru cub.

De obicei, ionosfera nu transmite unde radio mai lungi de 30 m (unde mai lungi - până la 200-300 m - pot trece prin ionosferă noaptea; în unele cazuri trec și unde foarte lungi). În plus, chiar dacă o undă radio de origine cosmică ajunge pe Pământ, ionosfera o distorsionează într-o oarecare măsură, iar aceste distorsiuni sunt vizibile chiar și pentru undele metrice. De asemenea, ionosfera nu transmite raze X moi (cu lungime de undă lungă) și raze ultraviolete îndepărtate (lungimi de undă de la zeci până la aproximativ 1.000 de angstromi).

A treia centură de armură a Pământului este câmpul său magnetic. Se întinde pe 20-25 de raze Pământului, adică pe aproximativ 100.000 km (întreaga zonă se numește uneori magnetosfera Pământului). La distanțe mari, câmpul terestru este de aceeași ordine (sau mai puțin) cu câmpul magnetic din spațiul interplanetar și, prin urmare, nu joacă un rol deosebit. Câmpul magnetic al Pământului nu permite particulelor încărcate cu energie nu prea mare să se apropie de Pământ, dacă nu vorbim despre regiunile polare. De exemplu, la ecuator în direcția verticală a Pământului, protonii care vin din spațiu (nuclee atomice) pot ajunge doar cu o energie mai mare de 15 miliarde de electroni volți. Această energie este deținută de un proton accelerat într-un câmp electric cu o diferență de potențial de 15 miliarde de volți.

Din aceasta este clar că, în funcție de natura sarcinii, este necesar să ridicați echipamentul peste câteva zeci de kilometri (atmosferă), peste sute de kilometri (ionosferă) sau chiar să vă îndepărtați de Pământ multe zeci de mii. de kilometri (câmp magnetic).

IONOSFERA ȘI CÂMPUL MAGNETIC AL PĂMÂNTULUI

Doar rachetele și sateliții fac posibilă studierea directă a ionosferei și a câmpului magnetic al pământului la altitudini mari.

Una dintre metodele de observare utilizate este următoarea. Satelitul are la bord un transmițător care emite unde cu o frecvență de 20 și 90 megaherți (lungime de undă în vid, respectiv, 15 m 333 cm). Este esențial ca diferența de fază a ambelor oscilații (unde) în transmițătorul în sine să fie strict fixată. Când ambele unde trec prin ionosferă, fazele lor se schimbă și în moduri diferite. Ionosfera nu are aproape niciun efect asupra oscilației de înaltă frecvență (90 megaherți), iar unda se propagă aproape în același mod ca în vid. Dimpotrivă, trecerea prin ionosferă își lasă amprenta asupra oscilației de joasă frecvență (20 megaherți). Prin urmare, la receptor, diferența de fază dintre oscilațiile ambelor unde este deja diferită de diferența de fază din transmițător. Modificarea diferenței de fază este direct legată de numărul total de electroni din linia de vedere dintre satelit și receptor. Cu ajutorul acestei și altor metode se pot obține „tăieri” ionosferei în toate acele direcții despre care aceasta este translucidă printr-un fascicul radio provenit de la satelit.

În ceea ce privește câmpul magnetic al pământului, direcția și magnitudinea acestuia sunt determinate cu ajutorul unor instrumente speciale - magnetometre. Există diferite tipuri de astfel de dispozitive, unele dintre ele au fost folosite cu succes pe rachete spațiale.

Din motive evidente, a fost primul corp ceresc extraterestru spre care s-au repezit rachete spațiale. Studiile au stabilit că câmpul magnetic al Lunii este de cel puțin 500 de ori mai slab decât cel al Pământului și, posibil, chiar mai puțin. De asemenea, Luna nu are o ionosferă pronunțată, adică un strat de gaz ionizat care o înconjoară. Au fost făcute fotografii cu partea îndepărtată a lunii. Nu există nicio îndoială că în viitorul apropiat vor fi obținute fotografii mai detaliate ale Lunii și selenografia („lunar
geografie”) va fi îmbogățită cu multe descoperiri noi.

În plus, au apărut multe probleme noi în ceea ce privește explorarea lunară, de exemplu, este necesar să se studieze activitatea seismică pe Lună. Încă nu este clar dacă Luna este un corp complet rece sau dacă vulcanii erup din când în când și pe ea au loc cutremure (se pare că este mai corect să le numim cutremure de lună). Cum să rezolvi această problemă! Evident, este necesar să aterizați un seismograf pe Lună și să înregistrați vibrațiile suprafeței lunare, dacă există. De asemenea, este posibil să se determine radioactivitatea rocilor lunare și unele dintre celelalte proprietăți ale acestora. Toate acestea vor fi realizate de dispozitive automate, iar rezultatele obținute de acestea vor fi transmise prin radio către Pământ. De asemenea, nu există nicio îndoială că în viitor Luna va fi folosită ca stație spațială pentru o întreagă gamă de cercetări. Există condiții ideale pentru aceasta: Luna nu are nici armură atmosferică, nici ionosferică și nici, în sfârșit, armură magnetică. Cu alte cuvinte, Luna are aceleași avantaje ca sateliții artificiali îndepărtați; în același timp, este în multe privințe mai convenabil și mai ușor de utilizat.

RÂNDUL URMĂTOR - MARTE ȘI VENUS

Știm foarte puține despre planete. Mai exact, informațiile noastre despre ei sunt foarte unilaterale, știm multe despre unele probleme și foarte puțin despre altele. Până acum, de exemplu, există o dezbatere dacă există vegetație, care sunt condițiile climatice de pe această planetă, care este compoziția chimică a atmosferei. S-a scris mult despre, iar sarcinile cu care se confruntă cercetătorii săi sunt bine cunoscute. Este suficient să spunem că suprafața lui Venus este foarte puțin vizibilă, așa că știm chiar mai puțin despre ea decât despre suprafața lui Marte. Apropo, în ceea ce privește Venus, nici măcar perioada de rotație a acesteia nu este cunoscută cu certitudine, nu se știe dacă are un câmp magnetic. Existența câmpului nu a fost stabilită nici pentru Marte. Aceste întrebări nerezolvate trebuie clarificate cu ajutorul rachetelor spațiale.

Următorul obiect de studiu interesant după Marte și Venus va fi cea mai mare planetă din sistemul solar, o planetă cu o serie de caracteristici. Aș dori să menționez una dintre ele. Jupiter este o sursă de unde radio foarte puternice emise, de exemplu, în intervalul de cincisprezece metri. Acesta este un fenomen deosebit, care este acum investigat prin metode radioastronomice. Jupiter va și trebuie studiat și cu ajutorul sateliților.

Va urma.

P.S. La ce se mai gândesc oamenii de știință britanici: că, în continuarea explorării spațiului, vor trebui să scrie cerințe speciale de siguranță în situații de urgență atunci când lucrează la stațiile spațiale și chiar în spațiul cosmic, unde multe pericole îl așteaptă pe cercetătorul-astronaut.