Научная работа по физике: «исследование луны и околоземного пространства» работу выполнили учащиеся 10 «а» класса мкоу сош 1: гришина роксана назаркина. — презентация

Военно-космическая деятельность.

С начала 1960-х годов ЦРУ и ВВС США разработали и запустили большое количество спутников-разведчиков, спутников раннего предупреждения о баллистических ракетах, обнаружения ядерных взрывов и радиоразведки. Фотоснимки, сделанные со спутников-разведчиков, сыграли решающую роль в определении позиции США в кризисе 1962, связанном с советскими ракетами на Кубе, а позднее – как средство проверки выполнения договоров об ограничении стратегических вооружений. Сообщения электронной связи и данные телеметрии, перехвачиваемые спутниками радиоразведки, расшифровываются и анализируются Национальным управлением безопасности.

Другие виды космической деятельности (навигационное, метеорологическое обслуживание и служба дальней связи) министерства обороны аналогичны соответствующим видам деятельности гражданских федеральных управлений и частных компаний, но четко ориентированы на национальную безопасность, в связи с чем назначение ИСЗ и графики их запуска часто носят секретный характер.

Через ВВС США министерство обороны распоряжается двумя крупными космодромами: базой ВВС на мысе Канаверал в штате Флорида (для запуска ИСЗ с околоэкваториальными орбитами и под углом до 60° к экватору, а также АМС) и базой ВВС им.Ванденберга близ Ломпока (шт. Калифорния) (для запуска ИСЗ с полярными орбитами). Этими космодромами могут пользоваться НАСА и частные компании.

Что нужно вкладывать в это понятие

Космическое пространство – это совокупность областей Вселенной, лежащих за пределами атмосфер или твердых оболочек небесных тел. С точки зрения обывателя, космос – это огромная пустота, Великое Ничто, в котором «плавают» планеты, звезды и галактики, перемещаются межпланетные зонды и другие объекты. Такое изображение космического пространства неверно: хотя его плотность за пределами нашей атмосферы и невелика, оно не является пустым. Его заполняет межзвездный газ, пыль, различные виды излучений. Есть еще и загадочная темная энергия и материя…

На самом деле, все еще сложнее. Изначально греческое слово «космос» имело в основном философское значение, обозначая пространство вокруг нашей планеты. В западноевропейских языках, в основе которых лежит латынь, под ним подразумевают невообразимую бесконечность Вселенной. Русское словосочетание «космическое пространство» – это скорее тавтология, ставшая для нас привычной.

Космическое пространство невообразимо огромно. Диаметр нашей галактики составляет 100 тыс. световых лет

Кроме того, данное определение имеет множество аспектов. У астронома оно ассоциируется с движением небесных тел и взаимодействием между ними. Физик расскажет об удивительных свойствах вакуума, теории относительности и флуктуациях, которые порождают новые элементарные частицы. Инженер поведает о проблемах освоения космоса. Юриста в основном интересует правовой режим использования космического пространства.

Космическое пространство разделяют на:

• околоземное;
• межпланетное;
• межзвездное;
• межгалактическое.

Четкой границы космоса не существует – плотность воздуха и атмосферное давление уменьшается постепенно. В ВВС США утверждают, что она начинается на высоте в 50 миль (80,5 км). Согласно другому мнению, данная черта проходит на отметке 122 км, где прекращается влияние ветров и начинается воздействие космических частиц.

Подробности

К этим объектам относят несколько тысяч околоземных астероидов, околоземные кометы, некоторое число АМС на солнечной орбите и метеороиды достаточно крупных размеров, чтобы отследить их до столкновений с Землёй. В настоящее время широко принято, что именно такие столкновения имели значительную роль в формировании геологической и биологической истории планеты. Интерес к околоземным объектам стал возрастать с 1980-х годов, когда увеличилась осведомлённость о потенциальной опасности, которую представляют для Земли некоторые из астероидов и комет, и исследуются их активные передвижения. Изучение этого вопроса показало, что ввиду больших территорий Россия, Соединённые Штаты и Китай являются наиболее уязвимыми в случае столкновения планеты с метеоритами.

К околоземным объектам относят такие околоземные астероиды, орбиты которых лежат в диапазоне между 0,983 и 1,3 а.е. от Солнца. Когда обнаруживаются околоземные астероиды, они подтверждаются Центром малых планет для каталогизирования. Орбиты некоторых околоземных астероидов пересекаются с Землёй, так что они несут угрозу столкновения. США, Евросоюз и другие нации в настоящее время активно ищут околоземные объекты в рамках совместной программы Spaceguard.

В США НАСА имеет мандат конгресса для деятельности по каталогизированию всех околоземных объектов, имеющих по крайней мере 1 км в поперечнике, так как влияние подобных объектов в случае столкновения будет достаточно серьёзным, чтобы вызвать катастрофические последствия. По состоянию на октябрь 2008 года было обнаружено 982 таких околоземных объекта. Было подсчитано, что в 2006 году не было найдено 20 % этих объектов. Ведётся работа по использованию имеющихся в Австралии телескопов, чтобы покрыть ими около 30 % неба, пока что не охваченного программой наблюдения.

Потенциально опасные околоземные объекты в настоящее время определяются исходя из измеренных параметров объектов и оценки их сближения с Землёй. Большинство объектов пересекаются с орбитой Земли на минимальном расстоянии в 0,05 а.е. и абсолютной магнитудой 22 и меньше (приблизительный индикатор крупных размеров для потенциально опасных объектов). Объекты, которые не могут приблизиться к Земле ближе чем на 0,05 а.е. (около 7 480 000 км) или меньше 150 м в диаметре (абсолютная магнитуда = 22,0 с предполагаемым альбедо в 13 %), не относятся к потенциально опасным околоземным объектам. Каталог НАСА околоземных объектов включает в себя расстояния до астероидов и комет, измеренных в расстояниях до Луны, такое использование стало более привычными единицами измерения, используемыми средствами массовой информации и прессой при обсуждении этих объектов.

Степень опасности от околоземных объектов различна и оценивается по Туринской шкале и другим методикам в зависимости от их размеров, минимальных расстояний сближения с Землёй и вероятности столкновения с ней. Известные сравнительно крупные астероиды (такие как 270-метровый Апофис и 270-метровый 2007 TU₂₄) сближаются до расстояний больше чем до Луны, но в случае столкновения способны вызвать глобальные катастрофы для человечества. Некоторые небольшие (диаметром от нескольких метров) астероиды сближаются на малые расстояния (например, 2004 TS₂₆ до 6150 км 9 октября 2008 года, 2004 FU₁₆₂ до 6535 км 31 марта 2004 года, 2009 VA до 14000 км 6 ноября 2009 года) и в случае столкновения способны вызвать последствия, соизмеримые с атомным взрывом, что также имело место при Тунгусской катастрофе метеороида. Некоторые из малых астероидов входят в атмосферу Земли метеороидами (например, метровый 2008 TC₃ 7 октября 2008 года), что не вызывает серьёзных последствий.

Некоторые из обнаруженных околоземных объектов (например, 2006 RH₁₂₀, 6Q0B44E, 2010 AL₃₀) подозреваются в искусственном происхождении.

Идеи

Среди обсуждаемых проектов по очистке околоземного пространства встречаются самые разные варианты решения задачи. В их число входят конструкции, схожие с рыбными сетями и напоминающие мыльный пузырь. В качестве способа борьбы с мусором предлагаются и лазерные пушки. Йер-Чу Лю отмечает, что выбор конкретного способа реализации программы целиком зависит от приоритетных задач, с которыми еще предстоит определиться. Наибольшую опасность, по мнению ученых, представляют самые крупные обломки. Предварительные подсчеты показывают, что для быстрого и эффективного очищения пространства вблизи нашей планеты необходимо убирать примерно по пять подобных объектов ежегодно.

Сегодня же космический мусор продолжает кружить на низкой околоземной орбите, представляя собой потенциальную угрозу для работающих спутников и запускаемых ракет. Многочисленные проекты по очистке пространства, окружающего нашу планету, находятся на стадии разработки. А значит, вполне возможно, еще не один раз в новостях будут мелькать сообщения об объектах, подобных J002E3

Однако возрастающее внимание к проблеме замусоревания орбиты позволяет предположить, что необходимые меры в скором времени будут предприняты

КИТАЙСКАЯ НАРОДНАЯ РЕСПУБЛИКА

Космическая программа КНР поначалу была засекречена и ориентирована, казалось бы, лишь на использование космоса в военных целях. Но в 1970-х годах эта страна создала свои коммерческие ракеты-носители «Великий поход-3», которые в 1984 начали конкурировать с западными и советскими ракетами. Кроме того, КНР предлагает всем желающим услуги по запуску возвращаемых спутников.

Общая ответственность за космическую деятельность возложена на министерство космонавтики КНР. Промышленная корпорация «Великая стена» занимается маркетингом и проведением коммерческих запусков. Организация «Китайское спутниковое слежение, телеметрия и управление» осуществляет запуски на трех разных космодромах, расположение которых обеспечивает разный наклон орбиты ИСЗ. Технические услуги предоставляются также Китайской академией космической техники, Шанхайским бюро космонавтики и Шанхайским институтом проектирования спутников.

Советский Союз.

История советских космических программ на протяжении многих лет была окутана покровом секретности, поскольку советское руководство практически всю информацию о ракетах и космических аппаратах рассматривало как государственную тайну и распространяло ее лишь тогда, когда желало продемонстрировать западным странам свои возможности и намерения. Так, запуск «Спутника-1» с помощью межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 был в первую очередь демонстрацией того, что СССР способен доставить ядерную боеголовку в любую точку Земли.

В то время как советские конструкторы ракетной техники и ученые, занимавшиеся проблемами космоса, старались осуществить серьезную космическую программу, глава советского государства Н.С.Хрущев использовал деятельность, связанную с космосом, как орудие пропаганды против США и стран Запада. Первый ИСЗ и первый пилотируемый космический корабль, запущенные СССР, были серьезными успехами, но другие космические «первые» достижения раннего периода – такие, как первая женщина в космосе (1963) и многочисленные полеты с участием космонавтов из стран социалистического лагеря, – осуществлялись по прихоти Хрущева и Брежнева и имели в основном пропагандистский характер.

После ряда неудачных попыток, связанных с программой пилотируемых полетов к Луне, СССР в начале 1970-х годов переориентировал свою космическую программу на разработку и эксплуатацию околоземных станций «Салют». СССР провел также обширную программу беспилотных космических полетов, запустив многочисленные АМС к Луне, Венере, Марсу, комете Галлея, а также множество спутников – связных, метеорологических, военных.

Основными космическими центрами СССР являлись Центр по подготовке космонавтов им. Ю.Гагарина в «Звездном городке» под Москвой, Центр управления полетами в подмосковном Калининграде (ныне Королев), Центр связи с дальним космосом под Евпаторией на Украине, а также космодромы в Плесецке, расположенном в 900 км к северу от Москвы (запуск на полярную орбиту), Байконур близ Тюратама в Казахстане (запуск пилотируемых и других крупных КЛА) и в Капустином Яру на Волге ниже Волгограда (первый по времени полигон для испытаний ракет). По всей стране и на морских судах были размещены наземные средства слежения и связи с КЛА.

Разработка советских ракет и КЛА осуществлялась в конструкторских бюро (КБ) и опытно-конструкторских бюро (ОКБ), централизованно подчиненных Министерству общего машиностроения. Централизация обеспечивала советскому руководству более жесткий контроль и исключала дублирование усилий, но одновременно подавляла конкуренцию и приводила к бюрократическим проволочкам. Чтобы устранить трудности, советское правительство в 1970-х годах предприняло некоторые реформы и начало преобразовывать конструкторские бюро в научно-производственные объединения (НПО), но успеха эти преобразования не имели.

ЯПОНИЯ

Участие Японии в космических исследованиях ограничено ее конституцией, запрещающей стратегические виды оружия. Тем не менее эта страна имеет солидную космическую программу, реализуемую двумя независимыми организациями, которые в 1990-х годах совместно работали над созданием японского экспериментального блока для международной космической станции.

В 1981 был создан подчиненный министерству образования Институт космоса и астронавтики (ISAS) для проведения научных исследований в космосе. Теперь это независимая организация, главное управление которой находится в Сагамихаре, к западу от Токио. Хотя ракеты серии «Мю» этого института способны выводить на орбиту лишь малые ИСЗ, ISAS построил ряд значительных АМС, которые внесли важный вклад в исследования физики Солнца, межпланетной физики и использовались для исследования кометы Галлея. Институт имеет в своем распоряжении четыре полигона: космодром в Кагосиме (о.Кюсю), центр испытаний КЛА в Носиро (о.Хонсю), центр управления полетами в Усуде (о.Хонсю) и шар-зондовый полигон в Санрикю.

В 1969 было создано подчиненное министерству торговли и промышленности Национальное управление разработок для космоса (NASDA), призванное разрабатывать космические технологии и системы. Управление NASDA создало серию экспериментальных и рабочих ИСЗ для дальней связи, спутниковой разведки природных ресурсов и метеорологических наблюдений. Оно разработало также ракету-носитель H-2 по образцу американских ракет-носителей «Тор» и «Дельта», которые оно приобрело, скопировало и усовершенствовало в период после 1970. Управление NASDA, главный офис которого находится в Токио, располагает четырьмя крупными полигонами: космодромом на о.Танегасима к югу от Кюсю, центром управления и слежения в Цукубе (о.Хонсю), центром разработки двигателей в Какуде (о.Хонсю) и центром наземных наблюдений в 30 км к северу от Токио.

Околоземное космическое пространство

Организация мониторинга в различных природно-техногенных сферах позволит разработать высокоэффективное газо — и водоочистное оборудование, которое сократит выбросы вредных веществ до требований норм ПДК по тяжелым металлам, включая ртуть, улучшит санитарно-экологическое состояние почвы, водоемов, воздуха и околоземного космического пространства, даст возможность рационально использовать природные ресурсы страны.
 

Первый этап НТР отличается тем, что в 40 — 50 — х годах зародились и получили развитие ее главные направления: автоматизация производства на базе электроники; атомная энергетика; создание и использование полимерных материалов и др. С появлением ракетно-космической техники люди стали осваивать околоземное космическое пространство.
 

Метеорологическая система на базе полярноорбитальных космических аппаратов серии Noaa используется Национальным управлением по исследованию океана и атмосферы ( NOAA) при решении задач, связанных с прогнозированием погоды, а также для получения информации дистанционного зондирования в интересах сельского и лесного хозяйства, климатологии и океанографии, мониторинга состояния окружающей среды, при изучении околоземного космического пространства, озонового слоя и содержания аэрозолей в атмосфере, при съемке снежного и ледового покровов Земли.
 

РФ в области мониторинга окружающей среды и др. Для выполнения этих важных задач Росгидромет формирует и обеспечивает деятельность и охрану государственной наблюдательной сети; организует проведение наблюдений, оценку и прогноз состояния атмосферы, поверхностных вод, морской среды ( в том числе распространения в ней волн цунами), почв, сельскохозяйственных культур и пастбищной растительности, околоземного космического пространства, трансграничного переноса загрязняющих веществ ( кроме переноса подземными водами), радиационной обстановки на поверхности Земли и в околоземном космическом пространстве, загрязнения, включая радиоактивное, окружающей среды. Кроме того, Росгидромет выполняет масштабные функции в сфере информационного обеспечения, в том числе ведет Единый государственный фонд данных о состоянии окружающей природной среды, ее загрязнении и централизованный учет информации, а также осуществляет нормотворческую и иные функции.
 

Спутниковая метеорологическая система GOES базируется на двух геостационарных космических аппаратах типа Goes ( Geostationary Operational Environmental Satellite) и обеспечивает получение оперативной информации о состоянии погоды, заблаговременное выявление опасных природных явлений типа ураганов и сильных штормов, сбор и ретрансляцию в наземный центр обработки данных с наземных, морских и воздушных платформ мониторинга окружающей среды, а также получение информации о состоянии околоземного космического пространства.
 

Период в истории становления взаимоотношений человека и природы, начавшийся одновременно с наступлением XX столетия и продолжающийся на всем его протяжении, в общем характеризуется расширением экспансии человечества в природе, заселением всех доступных для проживания территорий, интенсивным развитием промышленного и сельскохозяйственного производства, открытием и началом эксплуатации новых способов высвобождения и преобразования энергии ( в том числе энергии связей частиц атомного ядра), началом освоения околоземного космического пространства и Солнечной системы в целом, а также невиданным ранее ростом численности населения. Статистика показывает, что в 1920 г. Землю населяло 1862 млн человек, в 1940 г. — 2295 млн, в 1960 г. — 3049 млн, в 1980 г. — 4415 млн человек.
 

Наблюдательная сеть включает систему стационарных и подвижных пунктов наблюдений-это посты, станции, лаборатории, центры, бюро, обсерватории, предназначенные для наблюдений за физическими и химическими процессами в ОПС, определения ее метеорологических, климатических, аэрологических, гидрологических, океанологических, гелиогеофизических, агрометеорологических характеристик, а также уровня загрязнения атмосферного воздуха, почв, водных объектов, в том числе по гидробиологическим показателям, и околоземного космического пространства.
 

От СОИ к ПРО

На
рубеже 50–60-х годов США и СССР, совершенствуя свои системы вооружений,
проводили испытания ядерного оружия во всех природных сферах, включая
космос.

По официальным, опубликованным в открытой печати перечням
ядерных испытаний, к категории космических ядерных взрывов были отнесены
пять американских, проведенных в 1958–1962 годах, и четыре советских – в
1961–1962-м.

В 1963 году министр обороны США Роберт Макнамара
объявил о начале работ по программе «Сентинел» (sentinel – часовой),
которая должна была обеспечить защиту от ракетных атак значительной
территории континентальной части Соединенных Штатов. Предполагалось, что
система противоракетной обороны (ПРО) будет двухэшелонной, состоящей из
высотных дальних перехватчиков LIM-49A Spartan и противоракет ближнего
перехвата Sprint и связанных с ними РЛС PAR и MAR, а также
вычислительных систем.

26 мая 1972 года США и СССР подписали
Договор об ограничении систем ПРО (вступил в силу 3 октября 1972 года).
Стороны обязались ограничить свои системы ПРО двумя комплексами
(радиусом не более 150 километров с количеством пусковых установок
противоракет не более 100): вокруг столицы и в одном районе расположения
шахт стратегических ядерных ракет. Договор обязывал не создавать и не
развертывать системы или компоненты ПРО космического, воздушного,
морского или мобильно-наземного базирования.

23 марта 1983 года
президент США Рональд Рейган заявил о начале научно-исследовательских
работ, которые ставили своей целью изучение дополнительных мер против
межконтинентальных баллистических ракет (МБР) (Anti-Ballistic Missile –
ABM). Реализация этих мер (размещение перехватчиков в космосе и т. п.)
должна была обеспечить защиту всей территории США от МБР. Программа
получила название Стратегическая оборонная инициатива (СОИ) (Strategic
Defense Initiative – SDI). Она предусматривала использование наземных и
космических систем для защиты Соединенных Штатов от ударов
баллистических ракет и формально означала отход от существовавшей ранее
доктрины «взаимного гарантированного уничтожения» (Mutual Assured
Destruction – MAD).

В 1991 году президент Джордж Буш-старший
выдвинул новую концепцию программы модернизации ПРО, которая
предполагала перехват ограниченного числа ракет. С этого момента
начались попытки США создать национальную систему ПРО (НПРО) в обход
Договора по ПРО.

В 1993 году администрация Билла Клинтона изменила
название программы на систему противоракетной обороны (ПРО) территории
(National Missile Defense – NMD).

Создаваемая система ПРО США
включает в себя центр управления, станции дальнего обнаружения и
спутники слежения за запусками ракет, станции наведения
ракет-перехватчиков, сами ракеты-носители для вывода противоракет в
космос с целью уничтожения баллистических ракет противника.

В 2001
году Джордж Буш-младший объявил, что система ПРО будет защищать
территорию не только США, но и союзников и дружественных стран, не
исключив размещения на их территории элементов системы. Среди первых в
этом списке оказалась Великобритания. Ряд стран Восточной Европы, в
первую очередь Польша, тоже официально выражал желание разместить на
своей территории элементы системы ПРО, включая противоракеты.

В пустыне и не только

Анализ
ведения войн и вооруженных конфликтов в конце XX века показывает
растущую роль космических технологий при решении задач военного
противостояния. В частности, такие операции, как «Щит в пустыне» и «Буря
в пустыне» в 1990–1991 годах, «Лис в пустыне» в 1998-м, «Союзная сила» в
Югославии, «Свобода Ираку» в 2003-м, демонстрируют ведущую роль при
боевом обеспечении действий войск космических информационных средств.

В
ходе военных операций военно-космические информационные системы
(разведки, связи, навигационного, топогеодезического и
метеорологического обеспечения) применялись комплексно и результативно.

В
частности, в зоне Персидского залива в 1991 году со стороны
коалиционных сил была задействована орбитальная группировка из 86
космических аппаратов (29 – разведки, 2 – предупреждения о ракетном
нападении, 36 – навигации, 17 – связи и 2 – метеообеспечения). Кстати,
Министерство обороны США действовало тогда под лозунгом «Мощь на
периферию» – тем самым, что использовали во Второй мировой войне союзные
войска для борьбы в Северной Африке против Германии.

Значительную
роль в 1991 году играли средства космической разведки США. Получаемая
информация использовалась на всех этапах операций. По мнению
американских специалистов, в подготовительный период космические системы
обеспечивали получение до 90 процентов информации о потенциальном
противнике. В зоне боевых действий вместе с региональным комплексом
приема и обработки данных были развернуты приемные терминалы
потребителей, оснащенные компьютерами. Они сравнивали принятую
информацию с уже имеющейся и в течение нескольких минут представляли на
экране обновленные данные.

Космические системы связи
использовались всеми звеньями управления до батальона (дивизиона)
включительно, отдельного стратегического бомбардировщика,
самолета-разведчика, самолета дальнего радиолокационного обнаружения
AWACS (Airborne Warning End Control System), боевого корабля. Также
применялись каналы международной системы спутниковой связи Intelsat
(«Интелсат»). Всего в зоне военных действий было развернуто более 500
приемных станций.

Важное место в системе обеспечения боевых
действий занимала космическая метеорологическая система. Она позволяла
получать снимки земной поверхности с разрешением около 600 метров и
давала возможность изучать состояние атмосферы для краткосрочных и
среднесрочных прогнозов на район военного конфликта

По метеосводкам
составлялись и корректировались плановые таблицы полетов авиации. Кроме
того, планировалось использовать данные от метеоспутников для быстрого
определения зон поражения на местности в случае возможного применения
Ираком химического и биологического оружия.

Многонациональными
силами широко использовалось навигационное поле, созданное космической
системой NAVSTAR. С помощью ее сигналов повышалась точность выхода
авиации на цели в ночное время, корректировалась траектория полета
авиационных и крылатых ракет. Совместное применение с инерциальной
навигационной системой позволяло выполнять маневр при подходе к цели как
по высоте, так и по курсу. Ракеты выходили в заданную точку с
погрешностями по координатам на уровне 15 метров, после чего точное
наведение осуществлялось с помощью головки самонаведения.