Презентація "Космічні дослідження об'єктів Сонячної системи. Рух штучних супутників і автоматичних міжпланетних станцій"

{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Космічні дослідження об’єктів Сонячної системи. Рух штучних супутників і автоматичних міжпланетних станцій

Тема уроку розрахована на 2 заняття. Запишіть число, номер і тему уроку. Переглядаючи презентацію, напишіть конспект (обов’язково запишіть означення штучного супутника Землі, що таке перша, друга, третя космічні швидкості, які їх значення)Домашнє завдання: Написати інформацію про космічні дослідження Місяця, Марсу або Венери (1-2 сторінки). Додати 2-3 фотоstyle.colorfillcolorfill.type

Людство вже понад 60 років запускає в космічний простір апарати для дослідження Місяця, Сонця, астероїдів, комет та інших планет. Якісь із них вибухають ще на старті, інші виходять за межі геліосфери в міжзоряний простір. Вивчення далеких куточків Сонячної системи — важливий напрямок наукової діяльності людини. Перш за все, це перший крок до колонізації інших планет, а значить, і до виживання людства як виду в разі, якщо на Землі, поки ще єдиному будинку людини, трапиться екологічна чи іншого роду катастрофа. Які напрямки вибрали вчені та чому так важливо відправити космічний корабель за межі Сонячної системи? На ці питання можна відповісти, вивчивши теперішні місії з вивчення космосу. У період з 1958 по 2019 рік людство запустило в космос 224 дослідницькі місії та ще кілька тисяч комерційних та побутових супутників. Першою успішно запущеною автоматичною міжпланетною станцією була радянська «Луна-1», яка пролетіла повз Місяця через помилки в розрахунках.

Voyager 1 і Voyager 2 Американські дослідницькі місії були запущені з різницею в тиждень у 1977 році, на сьогодні є одними з найбільш віддалених від Землі штучних космічних об'єктів. Зараз автоматичні міжпланетні станції знаходяться на відстані приблизно 18 млрд. км від Землі — за межами геліопаузи, але ще всередині Сонячної системи. До кінця не ясно, через скільки станції покинуть нашу систему — вона оточена хмарою Оорта — гіпотетичним гігантським скупченням комет, які знаходяться під впливом гравітації Сонця. На практиці існування хмари поки не підтверджено, проте багато математичних моделей вказують на її наявність. Згідно з прогнозами експертів, Voyager 1 може вийти за зовнішні межі хмари приблизно через 30 тис. років. При цьому перша місія Voyager 1, запущена понад 40 років тому, є найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті. Попри те, що схожий зонд - New Horizons - був запущений набагато пізніше і технічно швидше, Voyager 1 здійснив вдалий гравітаційний маневр між планетами, що дуже сильно його прискорило. Наприклад, виконання гравітаційного маневру Voyager 2 у Юпітера, Сатурна та Урана дозволило станції досягти Нептуна на 20 років раніше, ніж дозволяла його швидкість при прямому русі. Зараз приблизна швидкість станцій становить близько 17,5 км/с — або 0,005% від швидкості сонячного світла. У певний період року відстань між Voyager 1 та Землею зменшується. Це пов'язано з тим, що швидкість руху Землі по орбіті навколо Сонця (близько 30 км/c) вище, ніж швидкість, з якою Voyager 1 віддаляється від нього. Спочатку обидві місії Voyager запускали для дослідження віддалених куточків нашої Сонячної системи — Юпітера, Сатурна, Урана (Voyager 2 є єдиним зондом, який дістався до цієї планети, і астрофізики все ще використовують отримані з нього дані для її вивчення) і Нептуна, а також ключових супутників цих планет.

Voyager 1 і Voyager 2 Надалі — після 2025 року — обидва апарати втратять зв'язок із Землею. Їх датчиків не вистачить для передачі даних на такі відстані. Згідно з розрахунками, тільки через 40 тис. років Voyager долетить до своєї першої зірки — Росс 248 - одинарної зірки в сузір'ї Андромеди, що знаходиться на відстані в 10,4 світлових років від Сонця.

New Horizons. Автоматична станція New Horizons - ще одна американська місія з вивчення віддалених куточків нашої Сонячної системи. Місія запущена у 2006 році, та спочатку планувалося використання зонда приблизно 15-17 років. При запуску передбачалося, що New Horizons стане найшвидшим штучним об'єктом у Всесвіті — при запуску його швидкість становила 16,2 км/с — щодо Землі, а геліоцентрична швидкість перевищувала 45 км/с, що дозволило б місії покинути Сонячну систему навіть без гравітаційного маневру біля Юпітера. Однак поступово швидкість New Horizons почала знижуватися і на сьогодні виявилася на рівні 14,5 км/с. Основною метою New Horizons є дослідження формування системи Плутона та Харона, вивчення пояса Койпера, а також процесів, які відбувалися на ранніх етапах еволюції Сонячної системи. Місія вивчає поверхню та атмосферу об'єктів системи Плутона і його найближче оточення — складає карти, досліджує геологію та шукає атмосферу. Після збору всієї інформації про ці планети, учасники місії вирішили направити New Horizons до поясу Койпера — гігантського астероїдного району на околиці досліджуваної зони Сонячної системи. У ньому знаходяться сотні тисяч астероїдів діаметром понад 100 км, частково Плутон, довгоперіодичні комети з хмари Оорта з періодом обертання навколо Сонця у 200 років та трильйони малих комет. Там же New Horizons займеться вивченням одного з найдальших астероїдів Сонячної системи — Ультіма Тулі.

New Horizons. New Horizons зафіксував величезну масу з водню на самій межі Сонячної системи, де міжзоряний водень постійно стикається з сонячним вітром. Вченим вдалося проаналізували 360-градусний знімок ультрафіолетових випромінювань навколо New Horizons та виявити дивну яскравість — це може означати наявність згущеного водню. Вважається, що приблизно в цьому місці сонячний вітер знижує свою швидкість, тому саме таким чином на нього можуть впливати міжзоряний водень та випромінювання, що йде від інших зірок. Крім наукового обладнання, на борту New Horizons встановлені прапори США, фрагмент першого жилого приватного космічного апарату Space. Ship. One, компакт-диск з фотографіями апарату і його розробників, поштова марка США, дві монети та капсула з частиною праху астронома Клайда Томбо, першовідкривача Плутона.

Parker Solar Probe. Космічний апарат Parker Solar Probe від NASA запущений влітку 2018 року. Його основною місією є вивчення зовнішньої корони Сонця з відстані у 6,1 млн км — в цьому місці температура перевищить 2 млн градусів Цельсія, при цьому зонд навіть торкнеться його та не розплавиться. Зонд не розплавиться завдяки тому, що корона, через яку він полетить, має надзвичайно високу температуру, але дуже низьку щільність. Завдяки цій властивості теплозахисний екран, що закриває Parker Solar Probe, повинен витримувати температуру в 1400 - 1500 градусів Цельсія. Завдяки Parker Solar Probe вчені спробують з'ясувати, як з'являється сонячний вітер, який вплив на нього відчувають магнітні поля, вивчити частки плазми близько Сонця і вплив на сонячний вітер та створення енергетичних частинок. Поки людство досить мало знає про сонячну корону. Джерелами для вивчення десятиліттями ставали тільки сонячні затемнення, оскільки Місяць блокував найяскравішу частину зірки — це дозволило спостерігати за тьмяною зовнішньою атмосферою Сонця. Про результати місії поки говорити рано —перше повноцінне зближення з Сонцем відбудеться тільки у 2024 році.

Chang'e 4 На початку січня 2019 року, запущений Китаєм зонд Chang'e 4, в перший раз в історії вивчення космосу, сів на зворотний бік Місяця в кратер Фон Карма — одну з найбільш невивчених зон на поверхні супутника Землі протяжністю майже у 2 тис. км та глибиною близько 10 км. Місяцехід привіз на Місяць спеціальний контейнер, що містить насіння гірчиці, картоплі, бавовни, і вчені вже встигли відзвітуватись, що їм вдалося домогтися проростання одного з насіння бавовни. Однак з настанням першої місячної ночі - 12 січня, через кілька днів після посадки, ровер пішов в сплячий режим і експеримент довелося перервати. Всю отриману інформацію Chang'e 4 передає на штучний супутник Місяця, коли той пролітає над його місцем розташування, а з супутника сигнал уже йде до команди місії. Крім того, Китай має ще один супутник Queqiao, що знаходиться в точці Лагранжа Земля-Місяць на відстані 37 тис. км від Землі. Це теж дозволить швидше передавати сигнали на Землю. Крім наукових завдань, місія дозволила Китаю протестувати можливості в реалізації систем далекого космічного зв'язку.

Штучний супутник Землі (ШСЗ) – це тіло, яке рухається на певній висоті над поверхнею Землі по коловій орбіті. За призначенням та завданням ШСЗ поділяються на 2 групи:науково-дослідніприкладні Науково-дослідні супутники призначені для одержання наукової інформації про Землю, навколоземний простір, для отримання знань з біології та медицини. Прикладні супутники призначені для розв'язання практичних потреб людини, одержання інформації в інтересах народного господарства.

Супутники зв'язку Супутники зв'язку призначені для передачі телевізійних програм, забезпечення радіотелефонного та телеграфного зв'язку між наземними пунктами, розміщеними на великих відстанях один від одного.

Метеорологічні супутники Метеорологічні супутники регулярно передають на наземні станції зображення хмарного, снігового та льодового покриву Землі, відомості про температуру земної поверхні та різних шарів атмосфери.

Спеціалізовані супутники Спеціалізовані супутники призначені для вивчення природних ресурсів Землі. Апаратура цих ШСЗ передає інформацію важливу для різних галузей народного господарства; для прогнозування врожаїв сільськогосподарських культур, визначення районів перспективних для пошуку корисних копалин, для контролю за збереженням природного середовища.

Навігаційні супутники Навігаційні ШСЗ дозволяють швидко і точно визначати місцезнаходження морськихкораблів у будь-якій точці світового океану, незалежно від погодних умов.

Штучні супутники Місяця і планет Штучні супутники Місяця і планет з 60-х років минулого століття запускаються поки що з науково-дослідною метою для вивчення атмосфери, поверхні і будови цих небесних тіл, а також ближнього космічного простору.

Швидкість, за якої тіло, що кинуто горизонтально, починає обертатися по колу навколо Землі поблизу її поверхні, називається першою космічною швидкістю Перша космічна швидкість – це швидкість, необхідна для того, щоб тіло змогло покинути Землю і стати штучним супутником Землі. При цій швидкості орбіта супутника лежить в межах земного притягання.

Друга космічна швидкість – це швидкість, необхідна для того, щоб тіло змогло покинути Землю і перетворитися в штучну планету-супутник Сонця. При цій швидкості тіло виходить за межі земного тяжіння. Друга космічна швидкість вперше була досягнута при запуску першої космічної ракети в сторону місяця 2 січня 1959 року Друга космічна швидкість дорівнює

Третя космічна швидкість – це швидкість, необхідна для того, щоб тіло могло покинути межі Сонячної системи і вийти в Галактику. При цій швидкості тіло виходить за межі притягання Сонця і залишає Сонячну систему Третя космічна швидкість дорівнюєЇї величина залежить від напряму запуску космічного корабля. Якщо запускати у напрямі орбітального руху Землі навколо Сонця, тоді вона дорівнюватиме 17 км/с. Якщо ж запускати корабель в бік, протилежний руху Землі, то третя космічна швидкість зростає до 73 км/с.