Лаборатории по изучению космоса

25-26 мая 2021 года жители Земли могут наблюдать удивительное астрономическое событие — Суперлуние, когда полнолуние совпадает с нахождением Луны в точке максимального сближения с нашей планетой менее 362 тысячи километров. В такой позиции спутник Земли выглядит более ярким и крупным, чем обычно.

Войдите на сайт для отправки комментариев
Читать далее
350 просмотров

Китайская посадочная платформа с марсоходом совершила успешную посадку на Марсе

15 мая 2021 года посадочная платформа космического аппарата «Тяньвэнь-1» совершила успешную посадку, доставив на Марс первый китайский марсоход «Чжучжун». Китайское национальное космическое управление подтвердило факт посадки платформы в районе равнины Утопия в северном полушарии планеты.

Войдите на сайт для отправки комментариев
Читать далее
240 просмотров

Кинематические модели Птолемея

Занялся я тут историей астрономии, долго изучал Коперника и Птолемея и научился-таки считать по Птолемею — по таблицам и по аналитике, которую написал сам. А что такого — эпицикл на дифференте — простая кинематика.

Вопрос — как из ЖЖ перенести текст с формулами сюда? И с кем бы мне обсудить результаты расчетов и их перспективы?)

Источник

Лаборатории по изучению космоса

Не все результаты фундаментальных научных исследований порождают технологии, но абсолютно все современные технологии базируются на фундаментальных научных исследованиях.

Все окружающие нас достижения цивилизации обязаны своим существованием проводившимся ранее фундаментальным научным исследованиям.

Теперь в силу ускорения научно-технического прогресса результаты научных исследований находят применение в технике и быту уже в среднем через промежуток времени 20 — 30 лет. Часть из них вносят решающий вклад в технический прогресс.

Значительную роль в этом процессе играют и фундаментальные науки, изучающие Вселенную. Достаточно напомнить, что гелий был открыт на Солнце и только потом найден на Земле. Для ядерной физики некоторые объекты во Вселенной являются естественной лабораторией, где сама Природа ставит эксперименты, которые невозможны в земных лабораториях. Еще в 1920 году, задолго до создания ядерной физики, на термоядерную реакцию превращения водорода в гелий было указано Артуром Эддингтоном, как на источник энергии излучения звезд.

Кроме того, фундаментальные космические исследования оказывают мощное прямое воздействие (с которым может сравниться, разве что, оборонная индустрия) на развитие технологий. Это происходит из-за постоянных требований экспериментаторов к повышению чувствительности, разрешающей способности и улучшению других параметров научных приборов.

Фундаментальные космические исследования дали мощный толчок развитию наших представлений об устройстве Вселенной

По мнению многих выдающихся ученых современности, на рубеже ХХ и ХХI веков мы стали свидетелями «революции» в астрономии, которая имеет не менее важное значение, чем, ставшая основополагающей для многих отраслей науки, а значит и современных технологий, «революция» в физике, которая произошла в начале ХХ века.

Огромную роль в этом уже сыграли космические средства, обеспечивающие научные исследования многих объектов Вселенной.

В Федеральной космической программе России 2006 — 2015 годы запланировано выполнение более двух десятков проектов научного назначения.

Среди них полномасштабные космические проекты, в рамках которых должны быть созданы специализированные космические аппараты, снабженные целевыми комплексами научной аппаратуры. Кроме того, будет практиковаться дополнительная установка комплексов научной аппаратуры на отечественные космические аппараты, предназначенные для решения народно — хозяйственных задач, а также установка отечественной научной аппаратуры на зарубежные космические аппараты научного назначения.

Особенностью реализации научных космических проектов будет максимальное использование т.н. унифицированных космических платформ — основных составляющих космических аппаратов, на которые возлагаются функция обеспечения необходимых условий работы полезной нагрузки — целевой аппаратуры: для научных исследований, дистанционного зондирования Земли, обеспечения радиосвязи и т.п.

В рамках Федеральной космической программы России 2006 — 2015 годы в разделе «Космические средства для фундаментальных космических исследований» и разделе «Космические средства технологического назначения» предусмотрено, что они и далее будут проводиться по следующим основным направлениям:

внеатмосферная астрофизика — получение научных данных о происхождении и эволюции Вселенной;
планетология – исследование планет и малых тел Солнечной системы;
изучение Солнца, космической плазмы и солнечно – земных связей;
исследования в областях космических биологии, физиологии и материаловедения.

Внеатмосферная астрофизика – получение научных данных о происхождении и эволюции Вселенной

Современные астрофизические космические исследования позволяют получить уникальные данные об очень отдаленных космологических объектах, и о событиях происшедших в период зарождения звезд и галактик

Планетология – исследование планет и малых тел Солнечной системы

Эти исследования имеют первостепенное значение для понимания процессов возникновения и развития Солнечной системы. Однако прежде всего, они дают ключ к познанию возможных путей будущей эволюции нашей собственной планеты, к пониманию того, как сохранить возможность существования жизни на Земле для наших потомков.

Изучение Солнца, космической плазмы и солнечно – земных связей

Солнце является ближайшей к нам и довольно типичной звездой, которая наблюдается как протяженный объект. Оно само и его корона представляют собой естественную лабораторию для изучения фундаментальных характеристик плазмы.

Научная значимость исследований Солнца состоит еще и в том, что оно оказывает решающее влияние на основные процессы на Земле, в том числе на некоторые технические системы. Такое воздействие сказывается на работе различных радиосистем, энергосетей, проводных линий связи в Арктике, на интенсивности индуцированных электрических токов в трубопроводах и т.д. В качестве примера можно привести два известных случая выхода из строя протяженных энергосетей: 13 марта 1989 г. при резкой вспышке магнитных вариаций наведенный электрический ток в энергосистеме Hydro-Quebec в Канаде достиг 100 ампер, что вывело эту систему из строя. Это надолго оставило без энергии большой район с населением в несколько миллионов человек. Аналогичные случаи были и в нашей Арктике, например 11-12 февраля 1958 г. на Кольском полуострове. Для нефтепроводов наведенные в них электрические токи, замыкаясь на землю, резко усиливают коррозию, а искрение может приводить к пожарам в местах утечек. Серьезность проблемы лишний раз была продемонстрирована и полным выходом из строя телевизионного ретрансляционного спутника «Telstar-401» произошедшим 11 января 1998 г. в результате его усиленного облучения энергичными частицами.

Постепенно возникает осознание того, что проявления солнечной активности оказывает сильное влияние и на организм человека.

Космический комплекс, обеспечивающий получение результатов комплексных наблюдений излучений Солнца, процессов накопления энергии и ее трансформации в ускоренные частицы во время солнечных вспышек с целью мониторинга «космической погоды» и выработки мероприятий по парированию негативного влияния на здоровье человека.

Исследования в областях космических биологии, физиологии и материаловедения

Изучение воздействия невесомости на живые организмы и физиологических механизмов адаптации к ней в космических полетах, а также изучение комбинированного действия невесомости и других факторов имеют огромное значение для длительных полетов человека, столь необходимых для освоения планет Солнечной системы.

Использование низших организмов для проведения медико-биологических экспериментов (в отличие от экспериментов на человеке) предоставляет возможность более жесткой их постановки, включая последующее препарирование использованного биологического материала. Исследования внутриклеточных процессов, клеток, тканей, органов и организмов в целом на автоматических космических аппаратах серии принесли очень важные результаты. Были получены данные об отсутствии серьезных биологических ограничений продолжительности пребывания живых организмов и человека в условиях космического полета. Показана перспективность применения искусственной силы тяжести для поддержания оптимального состояния организма и предотвращения в нем необратимых изменений. Найдены доказательства необходимости строго дифференцированного подхода к созданию тренажеров для различных мышц и мышечных групп человека.

Физика микрогравитации

Использование космических средств для решения задач космического материаловедения позволяет получать в условиях микрогравитации образцы материалов обладающих уникальными свойствами по сравнению с земными аналогами.

Принципиально новый космический комплекс с возвращаемым космическим аппаратом для проведения микрогравитационных экспериментальных исследований предназначен для обеспечения получения фундаментальных знаний о процессах, проходящих в расплавах и растворах, а также в биологических структурах в условиях сверхнизких (ниже 10 -7 g) уровней микрогравитации, в целях их последующего использования при организации промышленного производства новых материалов и биопрепаратов как на Земле, так и с использованием космического комплекса «ОКА–Т–МКС». Срок активного существования космического аппарата на орбите – 1 год

Запуск космического аппарата намечен на 2015 год.

Космический комплекс на основе обслуживаемого в инфраструктуре МКС автоматического космического аппарата, предназначенного для комплексного решения задач в области микрогравитационных и прикладных технологических и биотехнологических исследований.

Источник

Лаборатория Космических Исследований

Ульяновская секция Поволжского отделения Российской Академии Космонавтики им. К.Э. Циолковского

Лаборатория Космических Исследований организована в 2004 году на базе кафедры Теоретической физики Инженерно-физического факультета высоких технологий УлГУ.

Основными направлениями ее работы являются:

обработка данных космических аппаратов
образовательные информационные системы и электронные лабораторные комплексы
геоинформационные системы и сервисы
анализ и обработка медицинских изображений
исследование процессов на Солнце и солнечная активность
любительская обсерватория — наблюдение за ночным небом
космонавтика и авиация
инновационный менеджмент
и многое другое…

Лаборатория космических исследований 2004-2018

Руководитель Лаборатории, доктор физико-математических наук, профессор Виктор Михайлович Журавлев вместе со своими коллегами и друзьями принимает участие во множестве мероприятий: встречается со школьниками и студентами, читает научно-популярные лекции по истории развития и перспективах космонавтики, а также происходящих в космическом пространстве процессах.

Встреча: Большой Адронный Коллайдер (Швейцария) — Ульяновск (Россия)

Ежегодно, начиная с 2012 года, проводится телемост Большой Адронный Коллайдер (Швейцария, Франция) — Ульяновск (Россия). Участники телемоста, среди которых традиционно много студентов и аспирантов, имеют возможность пообщаться с ведущими науными работниками ЦЕРН, задать интересующие их вопросы и обсудить актуальные вопросы физики.

Конференция для студентов, магистрантов, аспирантов и всех, кто интересуется космическими исследованиями «Космос и наука»

Приглашаем всех, кто хочет встретиться с инициативными молодыми людьми. Необходимые условия для участия в конференции:

а) творческая самостоятельная научно-исследовательская работа;

б) презентация работы в электронном виде.

Изображение Земли из Космоса взято с сайта: http://www.krikalev.ru

Заседания лаборатории проводятся каждую субботу:

Набережная Свияги, 1, корп. 1, ауд. 239 с 9:30

обсуждение идей и их практическое воплощение, мозговые штурмы, ТРИЗ. По вечерам в лаборатории зажигаются звезды.

Источник

Космос как лаборатория

В космосе проходят сотни научных экспериментов. Они совершенно уникальны, так как нигде на Земле невозможно воссоздать условия, которые есть на орбите. Расскажем про 10 самых интересных направлений.

Печать живых тканей на 3D-принтере

В конце прошлого года медицинская компания «Инвитро» отправила на МКС разработанный учеными лаборатории биопринтер «Орган.Авт». С его помощью космонавт Олег Кононенко провел эксперимент по печати тканей щитовидной железы мыши и хряща человека. На формирование микроорганов ушли сутки, это быстрее, чем на Земле. Напечатанная на биопринетере щитовидная железа внешне не похожа на естественную, но такая задача и не ставилась, главное — внутреннее структурное сходство, и его удалось добиться. После возвращения напечатанных тканей на Землю исследователи убедились в том, что клетки живые и в них не произошло патологических изменений. Главным результатом стал сам факт, что устройство на орбите успешно работает, а некоторые нюансы процесса печати живых тканей на 3D-принтере в космосе оказались даже лучше, чем на Земле. Например, в невесомости на МКС микроорганы собираются идеально в середине кюветы (съемные емкости, в которых происходит печать), а на Земле из-за силы тяжести они могут смещаться в сторону. Эта технология может пригодится, в частности, для пополнения рациона космонавтов искусственным мясом, выращенном в лаборатории на МКС.

Грызуны в эксперименте по старению

Космонавтам приходится проводить и не самые приятные опыты. Например, с грызунами. Один из экспериментов включает наблюдение за живыми особями: «жилой отсек» с мышами размещается в американском сегменте на борту МКС. Две недели животные адаптируются к условиям микрогравитации, затем космонавты проводят биомедицинские исследования на грызунах, вводят им вакцину (в частности, столбнячный токсин). Через две недели грызунов умерщвляют с помощью инъекции. После этого проводится кровопускание путем пункции сердца, у мышей удаляется селезенка, ее замораживают в холодильной камере при температуре -80°С. Кровь сепарируют с помощью центрифуги, и сыворотку крови также замораживают до момента их возвращения на Землю. Специалисты NASA используют грызунов в частности для того, чтобы понять, как пребывание на МКС влияет на старение живых организмов и есть ли подобная опасность для космонавтов.

Оранжерея в космосе

Идея выращивать растения в космосе родилась еще у Циолковского. Задолго до начала пилотируемых полетов он заявил, что зеленая флора в будущем станет главным источником питания и поддержания состава атмосферы на космических кораблях. Сегодня экспериментами с растениями занимается Институт медико-биологических проблем и все экипажи МКС. Российские космонавты выращивали на борту МКС горох, пшеницу, ячмень, редис, салатные культуры и др.

Однажды огородный эксперимент проходил с активным участием школьников. Дети из России, США и Японии параллельно с космонавтами выращивали горох на Земле. На МКС растили горох посменно Валерий Токарев, Михаил Тюрин и Юрий Маленченко — с 2006 по 2008 годы. Результаты эксперимента школьники и космонавты сравнивали во время прямых телемостов.

Опыты на людях

На МКС проводится огромное количество опытов по изучению человеческого организма в условиях космоса. Одни ученые проверяют болевую чувствительность космонавтов, делая им «больно» на Земле и на орбите, а потом сравнивая эти болевые ощущения. Другие пытаются предотратить ухудшение зрения. По статистике NASA, у более чем половины астронавтов после космических путешествий наблюдаются анатомические изменения в глазах, падает зрение. Предположительно, это связано со смещением жидкости во время космического полета и увеличением давления на глазное дно. Для изучения этого феномена проводится эксперимент Fluid Shifts – совместный российско-американский медицинский проект.

Как чувствует себя человек, находясь в длительной изоляции? Ученые проводят огромное число опытов на людях, как в космосе, так и на Земле. Космонавты ведут личные журналы, где пишут о работе, общении с внешним миром, адаптации, общении, своем самочувствии. В долгосрочной перспективе изоляция приводит к психологическим проблемам, поэтому с каждым участником полета работает психолог.

Космический кефир

Длительное нахождение человека в условиях космического полета провоцирует возникновение хронических рецидивирующих инфекций, аллергических заболеваний, функциональных кишечных расстройств. Одной из причин подобных состояний является изменение микрофлоры организма человека. В кишечнике космонавтов после возвращения с орбиты отмечено резкое уменьшение (вплоть до полного исчезновения) необходимых для поддержания здоровья человека бифидобактерий и лактобацилл на фоне значительного увеличения количества условно-патогенной микрофлоры. Для предотвращения дисбактериоза у космонавтов с 2016 года проходит эксперимент по созданию полезного «кефира» прямо на борту МКС. Разработана простая и удобная технология получения лечебно-профилактического кисломолочного продукта под названием «Пробиовит». Этот продукт предполагается использовать в качестве штатного пробиотика при осуществлении дальних полетов — на Марс и Луну.

Терминатор и серебристые облака

Эксперимент «Терминатор» должен помочь разгадке происхождения серебристых облаков. Официальная наука считает, что эти облака концентрируются в диапазоне 54 градуса северной широты и выше и 54 градуса южной широты и ниже. Космонавты-фотографы, в том числе Федор Юрчихин, побывавший в пяти космических полетах общей продолжительностью 672 суток, смогли зафиксировать серебристые облака на экваторе —в абсолютно непредсказуемом месте.

Читайте также: Космос ракета сатурн 5

Геофизический эксперимент «Терминатор», инициированный Институтом прикладной геофизики имени академика Е. К. Федорова, подразумевает проведение измерений в окрестности солнечного терминатора (это линия светораздела между днем и ночью) и изучение слоистых атмосферных структур (эмиссионных атмосферных слоев и серебристых облаков) на высотах верхней мезосферы – нижней термосферы. Космонавты при изучении серебристых облаков должны будут фотографировать их одновременно в четырех длинах волн, расположенных в видимом и ближнем инфракрасном участках спектра.

«Терминатор» может помочь формированию глобальной системы контроля волновых потоков, распространяющихся из нижней атмосферы в верхнюю, а в будущем возможно поспособствует созданию технологий космического мониторинга нового поколения.

Экстремальная среда

Институт медико-биологических проблем РАН за последние десять лет провел целый ряд экспериментов, доказывающих удивительную живучесть некоторых микроорганизмов в экстремальных условиях космоса. Споры бактерий (Bacillus) и микроскопических грибов (Aspergillus, Penicillium, Cladosporium) «путешествовали» 18 месяцев в открытом космическом пространстве, испытывая многократные чередования высоких и низких температур. Они не только выжили, но и сохранили высокую биологическую активность. Позже выяснилось, что в подобных условиях способны выживать и более развитые организмы. Во второй серии эксперимента в открытом космосе побывали семена высших растений, личинки африканского комара, яйца низших ракообразных. Они находились на обшивке МКС 31 месяц и сохранили свою жизнеспособность. Ученые-биологи с удивлением отметили, что в экстремальных условиях открытого космоса, под воздействием солнечной радиации, агрессивные свойства микроорганизмов даже усилились. Они стали более патогенными, чем были до полета в космос. Все эти сведения имеют огромное практическое значение — они пригодятся при организации межпланетных космических полетов.

Аквариум

Как чувствуют себя рыбы в условиях космического полета? На борту МКС прошел эксперимент «Аквариум»: более 90 суток наблюдали космонавты за поведением рыб и мальков в условиях невесомости. Было установлено, что в полете произошло комплексное изменение экспрессии генов рыб, впервые выявлен факт возможности восприятия и передачи в ряду поколений экологической информации сухими диапаузирующими эмбрионами.

Российские и японские ученые совместно изучили замкнутую экологическую систему и оценили, как она работает в условиях микрогравитации. Выяснилось интересное: ухудшение среды обитания заставляет многие организмы, особенно водные, впадать в состояние биологического покоя, которое может длится до сотен лет и дольше. Если это касается вредных организмов-паразитов, то это создает серьезную проблему как для организации межпланетного карантина, так и для биологической безопасности внутри корабля. В то же время виды животных и растений, которые могут понадобится для дальних полетов, демонстрировали снижение жизнеспособности, что может стать важным препятствием для длительных космических перевозок и последующей культивации биологических систем жизнеобеспечения вне земной биосферы, в том числе на планетарных станциях.

Муравьиная разведка

Однажды НАСА отправило в космос 800 муравьев. Ученые на МКС, используя камеры и специальное программное обеспечение, провели анализ их передвижения и уровня взаимодействия. Оказалось, что в замкнутом пространстве эти насекомые двигаются по кругу, стараясь занять как можно меньшую площадь, тогда как в природе в условиях неограниченного пространства они двигаются по прямой линии. Полученную информацию относительно поведения муравьев в условиях микрогравитации можно использовать для построения различных алгоритмов или решения определенных математических проблем. Так, например, «муравьиные» алгоритмы могли бы помочь ученым разработать более дешевые и эффективные стратегии роботизированного поиска и разведки.

Фотонаблюдения

Космонавты ведут постоянную съемку земных объектов, наблюдают за природными и техногенными катастрофами, следят за состоянием лесов, рек, океанов, получают фотографии в высоком разрешении. В рамках космического эксперимента «Сценарий» ведется отработка методов оценки развития катастрофических и потенциально опасных явлений по результатам их наблюдения с борта МКС. Научная аппаратура «СВЧ-радиометрия» проводит панорамные измерения СВЧ излучения с разных участков земной и водной поверхностей, специальные приборы оценивают содержание углекислого газа и метана в атмосфере Земли. Фотографии космонавтов имеют не только научную, но и художественную ценность — ведь такой ракурс съемки недоступен никому, кроме них.

«Когда горит Дальний Восток, Забайкалье, видишь пожар — и ощущение, что природа кричит: помоги! А людей там нет. А какие пожары в диких лесах Америки! У побережья Тихого океана в 2007 году был такой страшный пожар, что дым доходил до Нью-Йорка — и несколько дней этому не могли помешать. А вырубка лесов бассейна Амазонки: вы не представляете, как там все валится! Разливы нефти в 2010 году… Мы снимали Мексиканский залив, да, это красиво: нефтяная пленка дает многообразие цветов на поверхности. Но ты же понимаешь, насколько все это страшно. Вот почему все мои фотовыставки называются «Наш дом — Земля». Другого у нас нет! И пора бы перестать гадить в своем доме. Каждый из нас, космонавтов, улетает патриотом своей страны, а возвращается патриотом Земли. Это не пустые слова, эта философия сама приходит», — говорит космонавт-фотограф Федор Юрчихин.

Источник