Розвиток космонавтики

Розвиток космонавтики

«ЛЮДСТВО НЕ ЛИШАТИМЕТЬСЯ ВІЧНО НА ЗЕМЛІ, А В ПОГОНІ ЗА СВІТЛОМ І ПРОСТОРОМ СПОЧАТКУ НЕСМІЛИВО ПРОНИКНЕ ЗА МЕЖІ АТМОСФЕРИ, А ПОТІМ ЗАВОЮЄ СОБІ ВЕСЬ НАВКОЛОСОНЯЧНИЙ ПРОСТІР» К.Е. ЦІОЛКОВСЬКИЙ

Мета уроку: Освітня: познайомити учнів з основними етапи розвитку космонавтики та конструкторськими винаходами, що стали вирішальними в справі освоєння космосу. Розвиваюча: розвивати інтерес до фізики, техніки, удосконалювати навички самостійної роботи з різними джерелами інформації, комунікативні компетентності: виступу перед аудиторією, вміння систематизувати, аналізувати, виділяти головне, робити висновки. Виховна: виховувати почуття гордості за досягнення людського розуму і вітчизняної науки; активну громадянську позицію. Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: мультимедійний проектор, ноутбук, мультимедійна презентація, папір, маркери, дошка, таблички з кольоровими позначками, роздатковий матеріал – завдання для груп, додаткова та довідкова література, друкована інформація Форми організації навчальної діяльності: фронтальна, групова, індивідуальна. Методи навчання: Репродуктивний, наочно-ілюстративний, частково-пошуковий. Методи: «Мікрофон», робота в групах. Методи пізнання: нагляд, порівняння, узагальнення, аналіз. Очікуванні результати: Після уроку учні зможуть: здобувати інформацію з наукового тексту, додаткової та довідкової літератури; визначити для себе цінність уміння працювати з різними джерелами інформації; формувати власне ставлення до виступів перед аудиторією; дати відповіді на запитання: для чого досліджується космос? чому для польотів у космос застосовують лише апарати з реактивними двигунами? які українські вченні внесли суттєвий вклад у дослідження та освоєння космосу? називати основні етапи розвитку космонавтики; називати прізвища визначних космонавтів та астронавтів.

Орієнтований план і методи проведення уроку: Організаційний етап – 1хв. Актуалізація навчальних досягнень учнів – 4 хв. Оголошення теми й очікуваних результатів уроку (бесіда) – 2 хв. Мотивація навчальної діяльності учнів – 3 хв. Вправа «Розвиток космонавтики. Внесок український учених у розвиток космонавтики (Ю. Кондратюк, С. Корольов та ін.).» (ажурна пилка) – 30 хв. Підбиття підсумків уроку. Оцінювання результатів уроку (вправа «Мікрофон») – 3 хв. Домашнє завдання – 2 хв.

Ваш емоційний настрій Молодці! І. Організаційний етап Привітання учнів, перевірка присутніх, перевірка класного приміщення, перевірка робочих місць, установка уваги, підготовка їх до роботи на уроці. Перш ніж ми почнемо наш урок, я хотіла б, щоб кожен із вас налаштувався на урок (емоційне налаштування на предмет). Пропоную учням обрати «Смайлик емоційного настрою» серед запропонованих.

ІІ. Актуалізація навчальних досягнень учнів 1.Діти виконують тести: 1. По якій траєкторії буде рухатися тіло, якщо йому надати першої космічної швидкості?   А. По параболі B. По гіперболі C. По еліпсу D. По колу

2. Біля поверхні Землі перша космічна швидкість становить А. 13,4 км/с B. 11,2 км/с C. 7,9 км/с D. 9,3 км/с 3.Формула для знаходження першої космічної швидкості ? А. B. C.

4. Коли був запущений перший штучний супутник Землі? А. 12 квітня 1961 року В. 4 жовтня 1957 року С. 15 квітня 1963 року D. 28 березня 1965 року 5. Інженер-конструктор, який керував запуском першого штучного супутника Землі А. Гагарін Ю. О. В. Ціолковський К. Е. С. Корольов С. П. D. Кибальчич М.І.

6. Чому приблизно дорівнювала б перша космічна швидкість супутника, запущеного на висоті, яка дорівнює трьом радіусам Землі? А. 4 км/с В. 9 км/с С. 8 км/с D. 6 км/с

2.Дайте відповіді на запитання: 1. Що називається гравітаційною взаємодією? Гравіта́ція або тяжіння — властивість тіл із масою притягуватись одне до одного.

2. Сформулюйте закон всесвітнього тяжіння, наведіть його математичний запис. Два тіла з масами m1 та m2 притягують одне одного із силою F прямо пропорційною добутку мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними.

3. Яку силу називають силою тяжіння? Гравітаційну силу, з якою Земля притягує тіла.

4. Поясніть фізичний зміст прискорення вільного падіння. Прискорення вільного падіння (позначення g) — прискорення, яке отримує тіло, рухаючись під впливом сили тяжіння Землі.

ІІІ. Інтерактивна частина(вивчення нового матеріалу): Завдання групи 1 Прочитайте статтю «Україна – космічна держава» Скласти хронологічну таблицю «Основні події нашого недавнього минулого Завдання групи 2 Ознайомитись з презентацією: «Внесок український учених у розвиток космонавтики» Відмітити імена вчених, що внесли свій вклад у розвиток космонавтики Завдання групи 3 Прочитайте статтю с. 20-23 «Наукові космічні дослідження» Визначити основні напрямки наукових космічних досліджень в Україні Завдання групи 4 Прочитайту запропонований матеріал та додатковий матеріал. Дати відповіді на запитання: - які українські вчені внесли суттєвий вклад у дослідження та освоєння космосу? Скласти хронологічну таблицю етапів розвитку космонавтики. Завдання групи 5 Почитайте статтю с. 2-6 «Космічна діяльність України» Скласти хронологічну таблицю першопрохідців Космосу, їх імена та заслуги. Завдання групам::

Космонавтика (грец. κόσμος — Всесвіт та ναυτικα — все, що стосується плавання). Космонавтика — величезний каталізатор науки і техніки, що став за короткий строк одним із головних рушіїв світового науково-технічного прогресу. Вона стимулює розвиток електроніки, матеріалознавства, машинобудування, обчислювальної техніки, енергетики і багатьох інших галузей. Астронавтика (грец. αστρον — зірка), або зореплавання — наука про політ літальних апаратів у світовий простір, і вид людської діяльності, спрямований на пізнання космосу і космічних об'єктів технічними засобами.

Початки. Ідеї та концептуальні проекти. 1881 року Микола Іванович Кибальчич— винахідник і революціонер-народник українського походження запропонував схему першого у світі реактивного літального апарату. В проекті Кибальчич обґрунтував вибір робочого тіла і джерела енергії апарата, висунув ідею про можливість застосування броньованого пороху для реактивного двигуна і про необхідність забезпечення програмованого режиму горіння пороху, розробив пристрої для подачі палива і регулювання, способи запалювання. Подачу порохових шашок в камеру згорання Кибальчич планував забезпечувати за допомогою автоматичних годинникових механізмів.

Досліджуючи питання щодо стійкості польоту, Кибальчич відмітив, що стабілізувати апарат можна відповідним розподілом мас і за допомогою крил-стабілізаторів. В проекті досліджене питання про гальмування апарата при спуску. В кінці пояснювальної записки Кибальчич виказав думку про те, що успіх у вирішенні проблеми залежить від вибору співвідношення між масою корисного вантажу, габаритами порохових шашок і геометричними розмірами камери згорання двигунів. Страчений за замах на імператора Олександра II.

1853 – 1881 Знаходячись у ув’язненні, розробив перший у Росії ракетний літальний апарат для польоту людини, при цьому запропонував пристрій порохового ракетного двигуна, метод керування польотом шляхом зміни кута нахилу двигуна, програмний режим горіння, спосіб забезпечення стійкості апарата. Проект виявився похованим у жандармському архіві і побачив світло тільки в 1918 р. Страчений за вироком суду.

Один з піонерів розробки основ космонавтики. Механік і винахідник, автор досліджень можливості ракетного польоту у світовий простір, автор оригінальний ідей у рішенні проблем міжпланетних подорожей.

30.12. 1906 (12.01. 1907) – 14.01. 1966. Видатний конструктор і вчений, що працював в галузі ракетної і ракетно-космічної техніки. Двічі Герой Соціалістичної Праці, лауреат Ленінської премії, академік Академії наук СРСР, він є творцем вітчизняної стратегічної ракетної зброї середньої і міжконтинентальної дальності й основоположником практичної космонавтики.

Юрій Гагарін та Сергій Корольов 12 квітня 1961 р. відбувся перший політ людини в космос. Сергій Павлович не міг розділити з першим космонавтом Юрієм Гагаріним по праву належні йому славу і визнання. До останнього дня життя С.П.Корольова світові було невідоме прізвище цієї людини, лише стандартне «Головний конструктор», яке час від часу з’являлось у пресі.Велику увагу С.П.Корольов приділяв минулому вітчизняної науки. Він надавав велику допомогу в створенні в Калузі меморіального музею К.Е.Ціолковського та будівництві нового музейного комплексу, встановленні пам’ятника Ф.А.Цандеру. З його ініціативи було організовано спеціальну групу, яка займалась збиранням і  систематизацією усіх матеріалів про піонерів вітчизняної ракетної техніки.

Каденю́к Леоні́д Костянти́нович (28 січня 1951, Клішківці) — перший космонавт незалежної України, народний депутат України 4-го скликання, Народний Посол України, Герой України. Здійснив космічний політ на МТКК "Колумбія" за програмою STS-87 (19.11 – 5.12. 1997). Під час польоту виконував біологічні експерименти з рослинами та експерименти Інституту системних досліджень за тематикою "Людина і стан невагомості". Після вибуття з загону космонавтів (1983) на керівних посадах в Україні. Заслужений майстер спорту України.

Найважливіші етапи освоєння космосу 1957 року під керівництвом Корольова створено першу у світі міжконтинентальну балістичну ракету Р-7, яка того ж року була використана для запуску першого у світі штучного супутника Землі.

Собаки Дезік і Циган: 1951 рік 22 липня. Це були перші живі істоти з планети Земля, які подолали лінію Кишені і повернулися назад живими. Лінія Кишені - висота над рівнем моря, яка умовно приймається в якості кордону між атмосферою Землі та космосом. Цікаві випадки

Мавпа Гордо: Перша в світі мавпа, яка потрапила в космос , 13 грудня 1958 року

Політ відбувся 19 серпня 1960 року і тривав 25 годин. Герої Радянського союзу: Білка і Стрілка

4 жовтня 1957 — запущено перший штучний супутник Землі «Супутник-1». (СРСР).

12 квітня 1961 — здійснено перший політ людини у космос (Ю. Гагарін) на кораблі «Восток-1». (СРСР).

16 червня 1963 року на кораблі «Восток-6» Валентина Терешкова здійснила 48 обертів навколо Землі і провела майже три доби в космосі

Перший екіпаж «Челленджер», у складі якого дві жінки, 5 жовтня 1984 року успішно злетіли у космос. Кетрін Салліван, Саллі Райд Перші американки в космосі

Установка 1-го космічного корабля «Восток-1»

Леонов Олексій Архипович. Народився 30 травня 1934 року в с. Листв'янка Тисульського району,Росія. Перший вихід у космос,космонавтом Леоновим

1 березня 1966 — станція «Венера-3» вперше досягла поверхні Венери, куди доставила вимпел СРСР. Це був перший у світі переліт космічного апарата з Землі на іншу планету. (СРСР).

21 липня 1969 — перша висадка людини на Місяць (Н. Армстронг) в рамках місячної експедиції корабля «Аполлон-11», що доставив на Землю, серед іншого і перші проби місячного ґрунту. (США).

19 квітня 1971 — запущено першу орбітальну станцію «Салют-1». (СРСР).

12 квітня 1981 — перший політ першого багаторазового транспортного космічного корабля «Колумбія». (США).

Незалежна Україна З 1999 року почалася активна реалізація міжнародних і національних космічних програм. 24 жовтня 2002 року Верховна Рада України прийняла Третю Загальнодержавну (Національну) космічну програму України на 2003-2007 роки. У березні 1999 року відбувся перший запуск ракети-носія “Зеніт-3SL” по програмі “Морський старт”. У квітні 1999 року був реалізований перший запуск ракети-носія “Дніпро”, що вивів на орбіту англійський супутник “Уосат-12”. 20 грудня 2002 року конверсійна ракета-носій "Дніпро" вивела на орбіту шість космічних апаратів закордонних замовників.

15 січня 2006 — станція «Стардаст» доставила на Землю зразки комети Вільда 2. (США).

Запуск штучних супутників Землі на геостаціонарні орбіти. Створення пілотованих космічних станцій. Дослідження далекого космосу і планет Сонячної системи.

Практична космонавтика Американський учений Роберт Годдард 1923 року почав розробку рідинного ракетного двигуна і до кінця 1925 року створив працюючий прототип. 16 березня 1926 року він запустив першу рідинну ракету, паливом для якої були бензин та рідкий кисень.

1903 року російський учений Ціолковський Костянтин Едуардович висунув ідею про використання ракет для космічних польотів. Він у загальних рисах (на рівні концептуальних рішень) спроектував ракету для міжпланетних сполучень.

Німецький учений Герман Оберт у 1920-ті роки також виклав принципи міжпланетного польоту. Український вчений-винахідник Кондратюк Юрій Васильович у січні 1929 року в Новосибірську за власний кошт випустив книгу «Завоювання міжпланетних просторів».

Перші експериментальні суборбітальні космічні польоти відбувались при запусках німецької ракети Фау-2 1944 року. Практичне освоєнню космічного простору почалось 4 жовтня1957 року запуском першого штучного супутника Землі в Радянському Союзі.

Перші роки розвитку космонавтики характеризувалися не співпрацею, а гострою конкуренцією між державами (так звані Космічні перегони). Міжнародна співпраця почала інтенсивно розвиватися тільки на початку двотисячних років, найперше, завдяки спільній побудові Міжнародної космічної станції і дослідженням на її борту.

У Німеччині подібні роботи здійснювало Німецьке товариство міжпланетних повідомлень (VfR). 14 березня 1931 року член VfR Йоханнес Вінклер здійснив перший у Європі вдалий запуск рідинної ракети. У VfR працював і Вернер фон Браун, який з грудня 1932 року почав розробку ракетних двигунів на артилерійському полігоні німецької армії в Куммерсдорфі. Після приходу нацистів до влади в Німеччині були виділені кошти на розробку ракетної зброї, і навесні 1936 року була схвалена програма будівництва ракетного центру в Пенемюнде, технічним директором якого призначили фон Брауна. У центрі розробили балістичну ракету А-4 з дальністю польоту 320 км. Під час Другої світової війни 3 жовтня 1942 року відбувся перший успішний запуск цієї ракети, а 1944 року почалося її бойове застосування під назвою V-2.

Домашнє завдання: Творче завдання: Створити мультимедійну презентацію за темою: «Видатні діячі космонавтики»; «Розвиток космонавтики в Україні», «Місії на Місяць, Марс, Венеру…..» тощо

Задача. Яку швидкість має супутник Землі, який рухається по коловій орбіті на висоті 3,6·106м над поверхнею Землі? Радіус Землі 6,4·106м, прискорення вільного падіння 10 м/с2. КЗ “ЛСШ № 21” Кашкаров Д.О.

Перші ракети представляли собою бамбукові чи бумажні трубки, заповнені твердим порохом. Ці трубки були відкриті лише з одного кінця. Коли порох згорав, продукти його згоряння - розкалені гази - витікали з великою швидкістю через цей отвір. Реактивна сила, створена струєю, заставляла ракету летіти з великою швидкістю. Скоріше всього, спочатку и були своєрідною іграшкою. Пізніше їх сталивикористовувати в якості зброї

Потім з'явилися ракети, крім двигаючого працюючого заряду пороха, несли спеціальні феєрверки чи сигнальний склад. Так з'явилися ракети - сигнальні вогні і різні другі. Слідуючим кроком було перетворення ракети вбойовий замість феєрверочного складу вона стала нести на собі бойову головку з фугасним знарядом. На початку нинішнього століття були створені ракети працюючіне на твердому паливі - поросі, а на рідкому.

Що стосується типу двигуна, виду палива і різноманітного, інколи дуже складного обладнання, то все це залежить від конкретного призначення ракети. А призначення всякої ракети – доставка якого-небудь корисного вантажу в конкретне місце. Звичайно, поки ще рідко ракета служить для транспортування людей чи вантажних перевезень, хоча і такі приклади вже є. Основні частини любої ракети - це чи інша ємкість для палива і двигуна.

Реактивний рух — це рух, який виникає при відділені від тіла деякої його частини з певною швидкістю. Реактивний рух, наприклад, виконує ракета.. Реактивна техніка дозволила зазирнути людині в глибини космосу. Уперше ідею використання реактивного руху для космічних польотів запропонував учений-інженер Микола Кибальчич. Значний внесок в розробку теорії космічної техніки зробив російський учений Костянтин Едуардович Ціолковський та український — Юрій Кондратюк. Уперше космічний корабель з людиною на борту було запущено у Радянському Союзі в 1961 році.

Реактивний рух Куля Герона Герон Александрівський – грецький математик, механік. один із його винаходів носить назву куля Герона. В кулю наливалась вода, яка нагрівалася вогнем. Пара, що виходила з трубки обертала колесо

Сегнерово колесо Сегнер Янош Андрош – венгерський фізик і математик. Займався конструюванням та удосконаленням різних наукових приладів. Винайдене ним «сегнерово» колесо являється прообразом гідравлічної турбіни. Причиною руху посудини являється імпульс, що передається їй струменем води.

Реактивний рух в природі

Ніякий вид транспорту не може зрівнятися з ракетним по швидкості, дальності і висоті польоту. Дійсно, кому ще під силу, крім ракети, перевезти вантаж на відстань 10000 км за пів години, чи доставити його на місяць? Звичайно, подібні задачі по плечу не кожній ракеті. Щоб її швидкість була більшою, політ дальнім та точним, корисний вантаж значний по вазі, ракету приходиться оздоблювати потужними двигунами, точною системою керування, навігаційним обладнанням і різними іншими приладами. В цих випадках проста ракета перетворюється в цілий ракетний поїзд, багатоступінчата ракета, так назвав її вперше К.Є.Ціалковський. Ідея ракетного потягу дуже проста; вона заключається в тому, що опорожнілі паливні баки та двигуни, відділяються від ракети. Зрозуміло, що витрати пального на розгінзменшиної та полегшиної ракети виявляєтьсяменшою, а кінцева швидкість ракети набагато більшою.

При взльоті ракетного поїзда спочатку працюють двигуни першого ступеня – задньої ракети, входячої в ланцюг. Ця ракета виносить весь потяг на деяку висоту і відділяється. Потім вмикаються двигуни слідуючої частини - і так далі, поки не залишиться тільки одна, верхня, ступінь. Таким чином, ракетний поїзд ніби поступово " розтає" в польоті. В такому поїзді весь корисний вантаж повинен знаходитись в самому передньому "вагоні".

Особливо важливо застосування складеної ракети для штурму космосу. Адже ж щоб вивести на орбіту штучний супутник Землі, ракета повинна досягти першої космічної швидкості, щоб поболати земне тяжіння і вийти в міжпланетний політ.

В 1911 році Ціолковський промовив свої слова : " Людство не залишиться вічно на землі,але, в погоні за світлом і простором, спочатку несміливо проходить за межи атмосфери, а потім завоює собі весь навколосонячний простір”"

З тих пір було зроблено 4600 пусків – це близько 6000 спутників! Запущений у Радянському Союзі перший в історії людства штучний супутник Землі. Він важив 83,6 кг. Прорвавшись крізь земну атмосферу, перша космічна ластівка винесла в космічний простір наукові прилади і радіопередавачі. Вони передали на Землю першу наукову інформацію про космічний простір, оточуючий Землю

Приладовий контейнер цієї космічної ракети 14 вересня в 00 годин 02 хвилини 24 секунди торкнувся поверхні Місяця! Вперше за всю історію апарат, створений руками людини, досяг другого небесного тіла і доставив на безжиттєву планету пам'ятник великому подвигу радянського народу – вимпел з зображенням Герба СССР. "Луна-2" з'ясувала, що у місяця немає магнітного поля та поясів радіації.

Дніпропетровськ – столиця ракетобудування З 1960 по 1987 роки Дніпропетровськ вважався закритим містом, оскільки на його території розташовувався Південний машинобудівний завод. Завод і до цього дня залишається режимним підприємством. У 1951-ому році заводчани отримали урядовий наказ, який рекомендував приступити до виготовлення ракет. Під керівництвом головного конструктора С.Корольова була створена ракета Р-1 (SS–1 по класифікації НАТО), а незабаром і Р-2, Р-3 (SS-2, SS-3). Активно використовуючи сучасні технології, конструктори заводу приступили до проектування нових ракет. Так з'явилася ракета 8К63 (SS-4), яка працювала на висококиплячих компонентах палива. В ті роки ракетобудуванням займалися в Дніпропетровську і в Москві. Конструктори Туполев, Янгель, Корольов, Лавочкин та інші внесли величезний вклад до розвитку ракетобудування нашої колишньої великої країни. Але найдосконалішою бойовою ракетою стала ракета 15А18М (SS-18), виготовлена фахівцями «Південмашу». У 90-і роки вона була визнана кращою в світі серед міжконтинентальних балістичних ракет. Американці дали їй прізвисько «Сатана», а заводчани називають «невидимкою».

Людина Всесвіту в місті «Жита» й «Миру» Музей космонавтики імені Сергія Павловича Корольова в Житомирі  - це місце, де знаходять для себе щось цікаве  дорослі й малі, куди  неодмінно приводять своїх гостей житомиряни. Сюди приходять діти, щоб поринути у світ космічної казки, не забувають сюди дорогу і їх батьки, і люди старших поколінь. Пишаючись своїм музеєм, житомиряни вбачають космічну закономірність у тому, що саме в їх місті на початку століття, у 1907 році, народився майбутній засновник практичної космонавтики Сергій Корольов.        Саме в Житомирі в 1970 році було відкрито меморіальний будинок-музей академіка Сергія Павловича Корольова. В єдиному пориві, всім миром створювали його. І музей цей став улюбленим дітищем житомирян, окрасою й гордістю міста та області. Прийшовши в музей, ви почуєте розповідь про життя і діяльність засновника практичної космонавтики, талановитого вченого, інженера Сергія Павловича Корольова. Це буде розповідь про те, як колись у Радянському Союзі зароджувались ракетобудування і космонавтика,  як робили свій вклад у цю справу науковці України.  А ще ви переконаєтесь, що це не просто музей історії техніки, це - музей Людини, що вміє, долаючи труднощі й численні перепони, створювати чудеса техніки, це музей  здійсненої мрії.

“Українська космонавтика. Про перспективи та сьогодення” Перший космонавт України Леонід Каденюк здійснив свій політ у 1997-му році, у складі спільного екіпажу на американському космічному кораблі “Columbia”. Зараз пан Каденюк зазначає, що попри всі негаразди космонавтика сьогодні є дуже перспективною галуззю для України: “Україна, як космічна держава підписала цілий ряд міждержавних угод. Зокрема, із Європейським космічним агентством, зі Сполученими Штатами Америки, з Російським космічним центром, з Китаєм, з Бразилією. Зараз діє така цікава програма, як морський старт, вона вже працює кілька років. Вже через рік запрацює програма, яка підписана з Бразилією, яка передбачає використання бразильського космодрому “Алькантара”. Астронавт Ярослав Яцків зазначає, що Україна зараз розробляє нову космічну програму, яку реалізовуватимуть з 2007 по 2010 роки. У програмі йтиметься, що Україні, як космічній державі потрібно мати космодром, ракетоносії та космічні апарати. Власного космодрому Україна не має ще й до сьогодні і використовує зокрема російські такі як “Байконур”, “Плесецьк”, зазначає Ярослав Яцків: “Космос – це не тільки те, що нас цікавить. Космос для України це вікно в великий світ, інтеграція у світовий науковий простір. Ну, і космос це практичні використання для майбутнього України, телекомунікації, природні ресурси, пошуки корисних копалин, моніторинг лісів, земельних угідь та екологія. Зараз космічні технології служать людству”. Експерти зазначають, що успіхи підкорення космосу Радянським Союзом були б неможливі без українського конструкторського бюро “Південне”. Саме на “Південному” розробляли космічні ракети разом із бойовими міжконтинентальними балістичними ракетами.