Меню

Изучение ближнего космоса реферат

Школьная Энциклопедия

Nav view search

Навигация

Искать

Радиолокационное исследование космоса

Подробности Категория: Радио Опубликовано 11.10.2015 19:33 Просмотров: 5003

Что представляет собой планета Венера, закрытая от наблюдателей на Земле плотной атмосферой? Как выглядит поверхность Марса и каков состав марсианской атмосферы? На эти вопросы не могли дать ответ телескопы. Но всё изменилось с появлением радиолокации.

Оказалось, что радиоволны, посылаемые радиолокаторами с Земли, отражаются от космических тел так же, как и от земных объектов. Направляя радиосигналы на определённое астрономическое тело, и анализируя отражённые от него сигналы, можно получить информацию о космическом объекте.

Так появилась радиолокационная радиоастрономия, исследующая планеты и их спутники, кометы, астероиды и даже солнечную корону с помощью радиосигналов.

Ближний и дальний космос

Часто выделяют ближний и дальний космос. Граница между ними весьма условна.

Ближним называют космос, исследуемый космическими летательными аппаратами и межпланетными станциями, а дальним считают космос за пределами Солнечной системы. Хотя чёткая граница между ними не установлена.

Считается, что ближний космос находится над атмосферным слоем Земли, вращающимся вместе с ней и называемым околоземным пространством. В ближнем космосе уже нет атмосферы, но на все объекты, находящиеся в нём, всё ещё действует гравитационное поле нашей планеты. И чем дальше от Земли, тем меньшим становится это влияние.

Объекты дальнего космоса – звёзды, галактики, туманности, чёрные дыры, располагающиеся за пределами Солнечной системы.

Ближний космос населяют планеты Солнечной системы, спутники, астероиды, кометы, Солнце. По космическим понятиям расстояние между ними и Землёй считается небольшим. Поэтому их возможно исследовать с помощью радиолокаторов, расположенных на Земле. Это специальные мощные РЛС, называемые планетными радиолокаторами.

Радиолокационное исследование ближнего космоса

Центр дальней космической связи в Евпатории

Космические радиолокаторы работают по такому же физическому принципу, что и обычные наземные радиолокаторы, обслуживающие морские суда и самолёты. Радиопередающее устройство планетного радиолокатора генерирует радиоволны, которые направляют на исследуемый космический объект. Отражённые от него эхо-сигналы улавливаются приёмным устройством.

Но из-за огромного расстояния отражённый от космического объекта радиосигнал становится значительно слабее. Поэтому передатчики на планетных радиолокаторах имеют очень большую мощность, антенны — большие размеры, а приёмники — очень высокую чувствительность. Так, например, диаметр зеркала радиоантенны в Центре дальней космической связи под Евпаторией равен 70 м.

Первой планетой, которую исследовали с помощью радиолокации, стала Луна. Кстати, идея послать радиосигнал на Луну, а затем принять его отражение, возникла ещё в 1928 г. и была выдвинута русскими учёными Леони́дом Исаа́ковичем Мандельшта́мом и Никола́ем Дми́триевичем Папале́кси. Но технически реализовать её в то время было невозможно.

Леонид Исаакович Мандельштам

Николай Дмитриевич Папалекси

Это удалось сделать в 1946 г. американским и венгерским учёным независимо друг от друга. Радиосигнал, посланный с мощного радиолокатора в сторону Луны, отразился от её поверхности и вернулся на Землю через 2,5 секунды. Этот эксперимент позволил вычислить точное расстояние до Луны. Но вместе с этим по картинке отражённых волн удалось определить и рельеф её поверхности.

В 1959 г. были получены первые сигналы, отражённые от солнечной короны. В 1961 г. сигнал радиолокатора отправился в сторону Венеры. Радиоволны, обладающие высокой проницательностью, проникли сквозь её плотную атмосферу и позволили «увидеть» её поверхность.

Затем было начато исследование Меркурия, Марса, Юпитера и Сатурна. Радиолокация помогла определить размеры планет, параметры их орбит, диаметры и скорость их вращения вокруг Солнца, а также исследовать их поверхности. С помощью РЛС были установлены точные размеры Солнечной системы.

Радиосигналы отражаются не только от поверхностей небесных тел, но и от ионизированных следов метеорных частиц в атмосфере Земли. Чаще всего эти следы появляются на высоте около 100 км. И хотя существуют они от 1 до нескольких секунд, этого достаточно, чтобы с помощью отражённых импульсов определить размер самих частиц, их скорость и направление.

Бортовые радиолокаторы на управляемых космических объектах

Малый космический аппарат (МКА) «Кондор-Э» с радиолокатором

Когда на космические орбиты вывели искусственные спутники Земли, а затем космические станции и других управляемые космические объекты, на них начали устанавливать бортовые радиолокаторы. Они имели гораздо меньшие размеры, чем наземные планетные радиолокаторы, но могли приближаться к объекту наблюдения и выполнять важные исследовательские задачи.

Радиолокаторы были установлены на российских космических аппаратах «Венера-15» и «Венера-16». В 1984 г. на Землю были переданы данные, полученные с их помощью. Это помогло составить точные карты поверхности Венеры.

В 2012 г. с помощью бортового радара были открыты залежи водяного льда в кратере Шеклтон на Луне.

Радар MARSIS, установленный на космическом аппарате, выведенном на орбиту Марса в декабре 2003 г. Европейским космическим агентством, мог зондировать поверхность планеты на глубине 5 км. Это позволило ученым собрать информацию о верхних слоях марсианской атмосферы, или ионосферы, исследовать структуру поверхности планеты, а также её внутреннее строение.

Исследование дальнего космоса

Космические расстояния огромны по сравнению с земными. И радиосигнал, распространяющийся со скоростью света, отразившись от космического объекта, вернётся через какой-то интервал времени. Например, сигнал, посланный к Луне, возвращается на Землю через 2,5 секунды, с Венеры через 4,5 минуты, а с Юпитера он путешествует больше часа.

Можно ли исследовать с помощью радиолокаторов объекты дальнего космоса, расположенные на расстояниях, которые свет преодолевает десятки, сотни, а то и тысячи световых лет? Возможно, когда-нибудь в будущем наука сможет решить эту задачу. Будут созданы сверхмощные радиопередатчики и сверхчувствительные приёмники. Пока же расстояния, на которых космические радиолокаторы способны обнаружить отражённый радиосигнал, ограничены.

Читайте также:  Снимок с космоса аральского моря

Источник

Исследование космоса

Изучение и исследование космоса. Мир звезд и галактик. Ближний космос, исследуемый при помощи космических аппаратов и межпланетных станций. Освоение ближайших планет Солнечной системы. Военное и мирное использование ракетной техники на небесной орбите.

Рубрика Астрономия и космонавтика
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 07.12.2014
Размер файла 27,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вселенная — извечная загадка бытия, манящая тайна навсегда. Ибо нет конца у познания. Есть лишь непрерывное преодоление границ неведомого. Но как только сделан этот шаг — открываются новые горизонты. А за ними — новые тайны. Так было, и так будет всегда. Особенно в познании Космоса. Слово «космос» происходит от греческого “kosmos”, синонима астрономического определения Вселенной. Под Вселенной подразумевается весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Вселенная, изучаемая астрономией, — часть материального мира, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню развития науки.

Часто выделяют ближний космос, исследуемый при помощи космических аппаратов и межпланетных станций, и дальний космос — мир звезд и галактик. Изучение и исследование космоса становится одной из самых актуальных тем в наше время. Во многих странах ведутся работы и создаются краткосрочные и долгосрочные программы. В них подробно и на много лет вперед расписаны планируемые мероприятия, прогнозируются ожидаемые результаты. В соответствии с такой программой становятся зримыми и сроки космической деятельности россиян, включая и освоение ближайших планет Солнечной системы:

— 2005-2020 годы — новое поколение международных систем связи, телевещания предупреждения о стихийных бедствиях;

— 2010-2015 годы — полупромышленное производство уникальных материалов в космосе;

2010-2025 годы — промышленное удаление с орбит космического мусора;

— 2015-2040 годы — пилотируемые экспедиции к Марсу и другим планетам;

— 2020-2050 годы система глобальной военной безопасности;

— 2020-2040 годы — системы для передачи энергии на Землю для обеспечения и освещения полярных районов и городов.

На протяжение всего своего существования человечеству было интересно, что же скрывается за облаками, что находится там, в вышине? Было написано множество литературы, в том числе художественной и фантастической, многие ученые пытались объяснить то чего не видели и о чем не имели представления с помощью, под час, самых мистических теорий. Однако в отсутствие возможностей и летательных аппаратов, а так же достаточно развитых оптических технологий это оставалось крайне затруднительным.

И только в 20-е и 30-е годы нашего века рекорд за рекордом ставят летательные аппараты легче воздуха: дирижабли и стратостаты. Одновременно в этот период развернулись интенсивные работы по практическому созданию реактивных двигателей и ракет. Прогресс в этой области стал фундаментом космонавтики. Первый запуск ракеты с жидким топливом в 1926 г. произвёл американецР. Годдард. За 25 с. полета ракета покрыла расстояние в 56 м., поднявшись на высоту 12,5 м.

В 1927 г. в Германии под влиянием Г. Оберта начинает работу Общество межпланетных сообщений. В апреле — июне 1927г. в Москве прошла Первая всемирная выставка проектов и моделей межпланетных аппаратов и механизмов. В Ленинграде проблемами ракет занимался автор многих ракетных двигателей В.П.Глушко. В Москве разворачивалась деятельность Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с Ф.А. Цандером и С.П. Королевым. С конца 1933г. в Москве начал работу Реактивный научно-исследовательский институт. В этом же году под Москвой были осуществлены первые запуски отечественных ракет ГИРД-09 и ГИРД-10. космос галактика планета ракетный

Толчком к дальнейшему развитию ракетостроения послужило военное применение ракет как грозного оружия второй мировой войны

Военное и мирное использование ракетной техники шагало рука об руку. Арсенал боевых ракет второй мировой войны в послевоенное время видоизменялся и приспосабливался для запуска в верхние слои атмосферы Земли научных приборов. Если самолеты могли вести исследования лишь на высотах до 10 км, а потолок аэростатов и беспилотных шаров — зондов не превышал 30 км, то с помощью ракет зондирование атмосферы можно было осуществить до высот в несколько сотен километров. Контейнеры с научным оборудованием на ракетах снабжались парашютами, которые обеспечивали их благополучное возвращение на землю. В 1957-58гг. ожидался очередной всплеск солнечной активности. Именно в этот период для лучшего изучения Земли и околоземного пространства по призыву Международного совета научных союзов ученые всех частей света объединили свои усилия в проведении Международного Геофизического Года. На протяжении 20 месяцев лучшие научные кадры во всем мире были сосредоточены на одновременном совместном изучении разнообразных процессов на суше и в атмосфере, в Арктике и в Антарктике, на солнце и в недрах Земли. В течение Международного Геофизического Года исследовательские геофизические ракеты, кроме СССР и США, появились в Австралии, Канаде, Франции, Японии.Использование ракет в научных целях потребовало введения многих новшеств. Возникла необходимость в портативном и совершенном научном оборудовании, которое бы не выходило из строя на старте и при сильных вибрациях во время полета ракеты. Данные научных измерений нуждались в запоминании и возвращении на землю. Последнее могло осуществляться не только благодаря спуску научной аппаратуры на парашюте, но также путем передачи информации с борта ракеты по радиоканалу.

Читайте также:  Глаза космоса assassins creed odyssey хозяин

Уже на первых геофизических ракетах выполнялись эксперименты по изучению поведения в полете простейших живых организмов и растений.

Вселенная настолько огромна, что астрономы до сих пор не смогли установить, насколько она велика. Однако благодаря последним достижениям науки и техники мы узнали много нового о космосе и нашем месте в нем. В последние 50 лет люди получили возможность покидать Землю и изучать звезды и планеты не только наблюдая их в телескопы, но и получая информацию прямо из космоса. Запускаемые спутники оснащены оборудованием, с помощью которого были сделаны удивительные открытия, в существование которых астрономы не верили, например, черные дыры и новые планеты.В рамках Международного Географического Года 4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут Московского Времени с космодрома Байконур в СССР принял старт первый в мире искусственный спутник Земли (ИСЗ). При поперечине в 580 мм масса первого спутника составляла 83,6 кг. Он просуществовал 92 суток. По решению Международной астронавтической федерации день 4 октября 1957 года был официально провозглашен началом космической эры. Месяцем позже в СССР был успешно запущен второй искусственный спутник Земли, в котором отправилась в полет собака Лайка.

На исходе января 1958 года к двум советским спутникам присоединился первый американский ИСЗ «Эксплорер-1». Накануне броска в космос.

В 1783 году на воздушном шаре, наполненном горячим воздухом, взмыли ввысь первые «воздухоплаватели». Ими были, разумеется, не люди, а животные — петух, утка и баран. Почти два века спустя животные вновь прокладывали человеку дорогу в неизведанные дали околоземного космического пространства. С 1951 года на советских геофизических ракетах несколько десятков раз летали разные животные : кролики, крысы, мыши, собаки. Американцы в качестве подопытных животных использовали еще и шимпанзе, а французы кота. Чтобы открыть человеку дорогу в Космос предстояло решить множество медико-биологических проблем. Было необходимо изучить влияние на живой организм факторов космического полета, таких, например, перегрузки на старте и невесомость после выхода на орбиту, шумы и вибрации. Требовалось обеспечить нормальные условия жизнедеятельности человека в полете: питание, отдых, работу. Наконец, надлежало разработать эффективные методы медицинского отбора космонавтов, их тренировок, контроля состояния и здоровья в полете. Среди подопытных животных встречаются свои герои. В августе 1960 года на втором советском космическом корабле-спутнике отправились в полет собаки пассажиры Белка и Стрелка, которые предварительно прошли продолжительные тренировки. Собаки приучались к жизни в небольшом контейнере с ограниченными движениями. Они носили на себе фиксирующую одежду, контрольные медицинские датчики и свой собственный портативный «туалет». Их приучали питаться по командам специально приготовленными смесями. После 18 витков на орбите вокруг планеты корабль был переведен на траекторию спуска на поверхность Земли, а его пассажиры с высоты 7-8 тыс. км благополучно катапультированы. Обе собаки чувствовали себя прекрасно и в последующем продолжали верно трудиться на благо космической медицины. Первооткрывателям неизведанного во все времена требовались исключительное мужество и отвага. Они были необходимы Колумбу и Магеллану, капитанам первых подводных лодок, летчикам полярной авиации. Потребовались они как профессиональные качества и будущим «колумбам» Вселенной. По условиям своего труда ближе всех к будущей профессии космонавта подходили летчики военной авиации, и именно из них, были укомплектованы первые отряды космонавтов в нашей стране и в США. С годами требования снижались. В отряды космонавтов стали вливаться люди других профессий — инженеры, врачи, ученые. Теперь же, когда подготовка к полету в Космос не требует отменного здоровья и напряженных тренировок, на борту космических кораблей побывали члены парламента, педагоги, журналисты.

В первый отряд советских космонавтов, сформированный на исходе 1959 года, после отбора из трех тысяч кандидатур вошли 20 молодых летчиков. Они прошли полный курс тренировок и обучения — каждый был готов совершить первый в истории полет в Космос. «Ничто не дается даром, — скажет несколько лет спустя первый космонавт планеты Ю. А. Гагарин. Ни одна победа над природой не была бескровной…» Во время тренировки в сурдобарокамере — кабинете тишины из-за пожара погиб самый молодой в отряде Валентин Бондаренко. Понес горькие утраты и отряд американских астронавтов.

Героическая работа космонавтов имеет своим надежным фундаментом исследования, конструкторские разработки и испытания, которые выполняются на Земле. Среди руководителей советской космической программы на ее первом этапе выдающуюся роль сыграли академики С.П. Королев и М.В. Келдыш, В.П. Глушко. Газеты «окрестили» Королева Главным Конструктором, а М.В. Келдыша- Главным Теоретиком отечественной космонавтики. Глушко был творцом наиболее совершенных в то время реактивных двигателей. Президент Академии наук СССР М.В. Келдыш руководил расчетами трасс , по которым устремлялись в путь космические корабли и автоматические межпланетные станции.

В 1933г. 17 августа, в подмосковном поселке Нахабино в небо взлетела первая ракета. Она поднялась на высоту всего 400 м. Но с этих метров начались тысячи километров межпланетных перелетов. Ракету запустили ученики Группы изучения реактивного движения (ГИРД) во главе с С.П.Королевым. С 1933г. Королев руководит отделом ракетных летательных аппаратов в Реактивном научно- исследовательском институте. Он создал управляемую крылатую ракету и ракетопланер. В годы В.О.В. конструктор работал над ракетными двигателями для боевых самолетов.

Читайте также:  Рассказы про космос для первого класса

После войны он стал руководителем большого коллектива, работавшего над созданием мощных ракет. С именем Главного конструктора Сергея Павловича Королева связано начало освоения космического пространства. Сначала на высоты в сотни километров были подняты научные приборы и животные. Затем в конструкторском бюро Королева был создан первый в мире искусственный спутник Земли. 12 апреля 1961 года академик королев проводил в полет первого космонавта — Ю.А.Гагарина. Полет человека в космос был целью жизни Главного конструктора. Он сам говорил об этом. Вслед за гагаринским «Востоком» при жизни королева в космос полетели еще пять таких кораблей, был создан более современный многоместный космический корабль «Восход». К Луне, Венере, Марсу полетели автоматические космические аппараты. Впервые в истории на поверхность Луны «прилунилась» советская автоматическая станция.

Родина наградила этого выдающегося ученого самыми высокими наградами. Сергей Павлович Королев — лауреат Ленинской премии, дважды Герой Социалистического Труда. За выдающиеся работы в области космонавтики ученые и инженеры награждаются Золотой Медалью имени Королева. Выдающаяся роль в развитии космонавтики в США принадлежит немецкому конструктору Вернеру фон Брауну. Под его руководством создана крупнейшая в мире ракета носитель «Сатурн — 5», доставившая американских астронавтов на Луну.

12 апреля 1961 года планету потрясла неожиданная весть: «Человек в космосе! Русский, Советский.» Многовековая мечта людей о полете к звездам сбылась. Солнечным утром мощная ракета вывела на орбиту космический корабль «Восток» с первым космонавтом Земли — гражданином Советского Союза Юрием Гагариным на борту. После полета Юрий Алексеевич Гагарин оказался в центре мирового внимания. Он посетил много стран и всюду люди были покорены его обаятельной улыбкой, умом, простотой.

Проложив в космос дорогу другим, первый космонавт радовался успехам своих товарищей, мечтал о новых полетах, готовился к ним, окончил Военно-воздушную инженерную академию имени Н.Е. Жуковского. К несчастью, трагическая гибель во время полета на тренировочном реактивном самолете оборвала его короткую яркую жизнь. Но след от нее остался навсегда -и на

Через месяц после старта Гагарина состоялся « прыжок « в космос капитана 3 ранга Военно-морского флота США А. Шепарда. Вскоре его повторил В.Гриссом. Их космические корабли не выходили на орбиты, а совершали суборбитальный полет: поднимались и опускались. Полеты длились по четверти часа. Сразу 17 витков вокруг Земли сделал в августе 1961г. на « Востоке -2». Г. С. Титов. Первым среди американских космонавтов совершил орбитальный полет вокруг Земли подполковник Д. Гленн. Этот трехвитковый полет состоялся 20 февраля 1962г. 18 марта 1965г. был выведен на орбиту космический корабль «Восход» с двумя космонавтами на борту — командиром корабля полковником Павлом Ивановичем Беляевым и вторым пилотом подполковником Алексеем Архиповичем Леоновым. Сразу после выхода на орбиту экипаж очистил себя от азота, вдыхая чистый кислород. Затем был развернут шлюзовой отсек: Леонов вошел в шлюзовой отсек, закрыл крышку люка корабля и впервые в мире совершил выход в космическое пространство. Космонавт с автономной системой жизнеобеспечения находился вне кабины корабля в течение 20 минут, временами отдаляясь от корабля на расстояние до 5 м. Во время выхода он был соединён с космическим кораблём только телефонным и телемелитрическими кабелями. Таким образом, была практически подтверждена возможность пребывания и работы космонавта вне космического корабля. 3 июня был запущен космический корабль « Джемени- 4» с капитанами Джеймсом Макдивиттом и Эдвардом Уайтом. Во время этого полёта, длившегося 97 ч. 56 мин. Уайт вышел из корабля и провёл вне кабины 21 мин., проверяя возможность маневра в космосе с помощью ручного реактивного пистолета на сжатом газе. На борту « Востока- 6» в групповом полёте сразу двух космических кораблей отличилась в июне 1963 г. первая в мире женщина-космонавт В.В. Терешкова.

Возможности научных экспериментов по изучению Вселенной за пределами атмосферы Земли поистине неисчерпаемы. Однако для длительного пребывания человека в космическом пространстве приходится преодолевать множество трудных проблем по его жизнеобеспечению. Гораздо проще обстоит дело с неприхотливыми работами. Именно автоматические космические станции отправились на разведку в самые отдалённые уголки Солнечной системы. Первым аппаратом, который преодолел путы земного притяжения и устремился к другому телу Солнечной системы, стала в 1959 г. Советская автоматическая станция « Луна- 1». После Луны наступил черёд планеты Венеры: Советская « Венера- 1» открыла счет космическим зондам для исследования этой планеты. В 1961 г. последовали полёты к Меркурию и Марсу, а затем и к дальним планетам. Рекорд длительности работы в космическом пространстве на сегодня принадлежит американской автоматической станции « Вояджер- 2».

Запущенная в августе 1977 г. она через 12 лет успешно поработала в окрестностях планеты Нептун, предварительно передав на Землю информацию о своих прохождениях в окрестностях Юпитера, Сатурна и Урана. Провести станцию по очереди вблизи четырёх планет удалось благодаря умелому использованию закона всемирного тяготения при помощи, так называемых, гравитационных манёвров. Сила тяготения одной планеты помогла откинуть автоматическую станцию в сторону другой. Лишь самую далёкую из планет Солнечной системы — Плутон- не посещала еще ни одна из земных автоматических космических станций.

На сегодня развиваются многие космические программы как частного характера в рамках одной страны, так и совместные проекты мирового сообщества.

Источник