Полет по просторам вселенной

В космосе есть магистрали для быстрых перемещений. Как изменятся полеты?

Сегодняшние космические аппараты преодолевают силу земного тяготения с помощью химического топлива и даже могут, использовав для разгона гравитационные маневры, выйти за пределы гелиосферы. Этого, конечно, мало для далеких межзвездных перелетов, но возможны ли они в принципе?

Как можно перемещаться в космосе?

Космический полет — это путешествие или транспортировка в или через космос. Однако четкая граница между Землей и космосом отсутствует, и Международной авиационной федерацией была принята границей высота в 100 км от поверхности Земли.

Чтобы на такой высоте летательный аппарат летел благодаря действию аэродинамических сил, необходимо иметь первую космическую скорость, что делает полет скорее орбитальным, чем аэродинамическим. Классическое разделение между авиа- и космическим полетами всё больше размывается благодаря развитию суборбитальных космических кораблей и орбитальных самолетов.

Пропасть, отделяющая нас от других планетных систем, чудовищна. Есть разные иллюстративные приемы, показывающие на каком огромном расстоянии от других небесных тел мы находимся.

Уменьшим все в 10 млрд раз — на 10 порядков величины. Солнце станет размером с апельсин, Земля — песчинкой в 15 м от Солнца. Скорость света будет 3 см в секунду. И где будет ближайшая звезда? Примерно на том же расстоянии, что Иркутск от Москвы.

Свет доползет туда за четыре с небольшим года, «Вояджер-2» (более быстрый, чем «Вояджер-1»), двигаясь со скоростью 6 мм в час (в рамках модели с апельсином), улетит на такое расстояние за сотню тысяч лет. Это ближайшая звезда Проксима Центавра, где есть планета — скорее всего, непригодная для обитания. А ближайшая пригодная будет в 15–20 световых лет от нас, то есть в 4–5 раз дальше. И это очень оптимистичный результат.

Что нам нужно для межзвездных полетов?

Звездоплавание автоматических аппаратов кажется некоторым ученым почти решенной задачей. Однако нет никакого смысла запускать автоматы к звездам с нынешними черепашьими скоростями (примерно 17 км/с) и прочим примитивным для таких расстояний оснащением.

Сейчас за пределы Солнечной системы ушли американские космические аппараты «Пионер-10» и «Вояджер-1», связи с «Пионером» уже нет. «Пионер-10» движется в сторону звезды Альдебаран. Если с ним ничего не случится, он достигнет окрестностей этой звезды через 2 млн лет. Точно так же ползут по просторам Вселенной и другие аппараты.

Независимо от того, обитаем корабль или нет, для полета к звездам ему нужна высокая скорость, близкая к скорости света. Это поможет решить проблему полета только к самым близким звездам.

Даже если бы мы умудрились построить звездный корабль, который сможет летать со скоростью, близкой к скорости света. Время путешествий только по нашей Галактике будет исчисляться тысячелетиями и десятками тысячелетий, так как диаметр ее составляет около 100 000 световых лет. Но на Земле-то за это время пройдет намного больше.

Константин Феоктистов, летчик-космонавт СССР

Существует и другая проблема: надо не только разогнать корабль, надо еще преодолеть гравитационный потенциал Солнца. Если бы корабли разгонялись у Земли, им бы пришлось придать скорость около 30 км/c при том, что скорость истечения газов в сопле ракеты почти на порядок меньше. Это потребовало бы наличия многих ступеней уже в космосе и безумных затрат.

Возможно ли разогнаться кораблю и какие существуют способы ускорения?

Есть вариант разогнаться у Солнца с помощью эффекта Оберта: подойдя к звезде по сильно вытянутой орбите из далекого афелия, включаем двигатель в перигелии и получаем конечное приращение скорости в √2Δ v V, где V — орбитальная скорость, Δ v — приращение скорости.

Если взять радикальный случай пролета на 10 радиусах Солнца ( V = 200 км/с, равновесная температура

3 000 градусов Цельсия) и добиться приращения скорости 4 км/с, то получим около 40 км/с на бесконечности. Опять те же 10-4 скорости света.

Существуют и радикальные идеи, одна из них — фотонный двигатель на антивеществе. Если бы у человечества было антивещество, то мы могли бы эффективно конвертировать энергию его аннигиляции в световой луч (через нагрев тугоплавкой оболочки и фокусировку обычным параболическим зеркалом).

Теоретически так можно было бы достичь, скажем, половины скорости света, хотя тут есть и обратная сторона, связанная с бомбардировкой корабля атомами межзвездной среды.

Если взять корабль массой 100 тонн, то в идеальном случае для его разгона потребуется всего 30 тонн антивещества и столько же аннигилирующего вещества. Правда, разгоняться придется медленно: при радиусе тугоплавкой (4 000 Кельвинов) оболочки 10 м, максимально допустимой мощности 30 ГВт, силе 0,3 Н и ускорении 3 × 10-6 сантиметра в секунду за секунду время разгона до половины скорости света составит 10 000 лет.

Можно было бы обойтись без твердой оболочки, например, использовать магнитную бутылку с плазмой, но и тогда возникнут ограничения на предельную мощность из-за величины поля, предельной стойкости окружающих конструкций и тому подобных причин.

Куда мы полетим в первую очередь?

Предполагается, что первой целью межзвездных полетов станет альфа Центавра (система из трех звезд) — наиболее близкая к нам. Со скоростью света туда можно долететь за 4,5 года, на Земле за это время пройдет лет десять. Но чем больше расстояние, тем сильней разница во времени.

Галактика Андромеды находится от нас на расстоянии 2,5 млн световых лет. По некоторым расчетам, путешествие займет у космонавтов более 60 лет (по звездолетным часам), но на Земле пройдет целая эра. Надо помнить, что мы видим галактику Туманность Андромеды такой, какой она была 2,5 млн лет назад.

Значит, даже полеты со скоростью света обоснованы только до относительно близких звезд. Однако аппараты, летящие со скоростью света, живут пока лишь в теории.

В Солнечной системе сеть «гравитационных шоссе»

Исследователи из Калифорнийского университета нашли новую сеть «гравитационных шоссе», которая позволит перемещаться по Солнечной системе намного быстрее, чем это было возможно раньше. Их можно было бы использовать для относительно быстрой отправки космических кораблей в дальние уголки нашей системы.

Ученые наблюдали за динамической структурой этих маршрутов, которые образуют связанную между собой серию арок, простирающихся от пояса астероидов до Урана и далее. Это вновь открытый маршрут, которые можно использовать в течение нескольких десятилетий, прежде чем небесные тела, которые могут этому помешать, изменят свое местоположение.

Оказалось, что эти маршруты могут выталкивать кометы и астероиды на расстояние между Юпитером и Нептуном менее, чем за десять лет. По таким скоростным путям также можно перемещать кометы и астероиды на 100 астрономических единиц менее чем за столетие.

Исследователи надеются, что найденные сети супермагистралей можно будет использовать для относительно быстрой отправки космических кораблей в отдаленные участки Вселенной, а также для мониторинга и понимания объектов, сближающихся с Землей.

Есть несколько групп космических тел на разных расстояниях от Солнца, временные рамки перемещения в нашей системе которых могут варьироваться от 10 000 до миллиарда лет. Но ученые выявили орбитальный шлюз, связанный с Юпитером, который, кажется, намного быстрее.

Как указывают в Калифорнийском университете, Юпитер, будучи самым массивным телом в Солнечной системе, ответственен за большинство структур, которые обнаружили ученые. Астрономы сообщили, что притяжение других планет также может создавать подобные пути.

Чтобы сделать это открытие, ученые собирали числовые данные о миллионах орбит в нашей Солнечной системе и вычисляли, как они проходят внутри ранее известных космических многообразий. Исследователи отмечают, что результаты нуждаются в дальнейшем изучении, чтобы определить, возможно ли пускать по этим супермагистралям космические корабли.

Источник

9 фильмов о том, как космические корабли бороздят просторы Вселенной

Если представить себе всю историю планеты Земля в виде одних суток, то люди на ней появились примерно в 23:58, представление о звездах и планетах — в последние секунды этого дня, а космическая фантастика — это уже вообще первые секунды новых суток.

Нам, людям, ужасно нравится идея о путешествии по просторам Вселенной, новые миры и новые открытия, но это непредставимо огромное пространство не слишком дружелюбно к таким хрупким созданиям, как люди, и все фильмы о покорении космоса — это очень интересные триллеры.

Инженер армейского корпуса, бывалый исследователь космоса, Рой МакБрайд всю жизнь считал отца настоящим героем и образцом для подражания, как и все вокруг. А еще — погибшим много-много лет назад во время исследования Нептуна. И вот приходят сотрудники спецслужб и заявляют, что на самом деле отец жив, продолжает работу у границ Солнечной системы, но на связь уже двадцать лет не желает выходить, а им срочно нужно поговорить. Рою немедленно надо лететь на Марс, чтобы оттуда отправить сообщение папе.

Космический лайнер сквозь тьму Вселенной несется в новый чудесный мир. На его борту спят будущие колонисты-первопроходцы, а у двоих сломались гибернационные кроватки. Они вынуждены коротать жизнь без какой-либо надежды дожить до посадки, потому что полет продлится еще несколько десятилетий. Коллеги по несчастью потихоньку влюбляются друг в друга от безделья, но потом начнется армагеддец.

Они тоже летят заселять другую планету и тоже все должны спать, кроме экипажа на вахте. Однажды просыпаются двое дежурных, чтобы заступить на смену, помнят они о себе не больше, чем вы о своей прошлой инкарнации. На корабле при этом явный бардак, и ориентироваться в обстановке надо прямо сейчас. Корабль большой, а по нему шастает много неприятных и опасных существ.

Астронавт Милютин отправляется в долгое космическое путешествие к колонии в системе Альфа Центавра с важной миссией. В компанию ему определяют андроида по имени Нимани, которая будет ему помощником, другом, любовницей, психотерапевтом И все бы шло благополучно, если бы человек не начал искать в андроиде человека и настоящие чувства.

К Солнцу летит мегатонная бомба с крошечным экипажем потенциальных камикадзе. Они должны сбросить свой страшный груз на потухающую звезду, чтобы спасти Землю от замерзания. С самого начала мы видим, что настроение у команды довольно подавленное. Главная причина: живые существа очень любят солнечный свет, но желательно профильтрованный атмосферой родной планеты. Чрезмерная близость к светилу действует на них угнетающе. Очень мощный фильм, все время чувствуется присутствие чего-то гигантского, давящего на психику.

Event Horizon, 1997

Если вы спокойно относитесь к творческому методу Пола У. С. Андерсона, режиссера « Обители зла », то вам будет интересно взглянуть на это. Команда спасателей направляется к краю Солнечной системы, откуда получен сигнал звездолета «Горизонт». Он был создан для путешествий со сверхсветовой скоростью и пропал во время первого же полета. Понятно, что ничего приятного там не найдут.

Здесь перед полетом немного поговорят, чтобы вам было о чем подумать, пока герои бороздят просторы. А потом начнется главное — великолепно прописанная космическая история, которая работает абсолютно на всех уровнях: драматическом, визуальном, музыкальном, научно-фантастическом. Этот фильм научные журналы рекомендовали показывать детям на уроках физики. Он доступно объясняет общую теорию относительности, к тому же весьма точен в визуализации кротовых нор и черной дыры.

В отличие от предыдущих фильмов, это не фантастика, а художественная реконструкция истории о неудачной миссии корабля «Аполлон 13» на Луну. Каково это — столько времени готовиться, столько сил и средств потратить на ракету, а на подлете к спутнику Земли понять, что из-за технических проблем сесть туда вы не сможете, а за возвращение домой живыми и невредимыми еще придется побороться.

К Земле летит большущий астероид, угрожая жизни и здоровью человечества. Чтобы избежать печальных последствий, NASA посылает к астероиду команду буровиков-взрывателей. В главных ролях космически прекрасные Брюс Уиллис, Бен Аффлек и Лив Тайлер. Несмотря на несколько безумный пафос фильма и научные ляпы и несуразицы, режиссер Майкл Бэй слепил это все так вдохновенно и с таким задором, что любо-дорого смотреть. Место в истории лента заслужила, помимо прочего, вопросом, который Бен Аффлек задал Майклу Бэю: «Не проще ли было научить астронавтов бурить, чем отправлять шахтеров в космос?», и ответом на него: «Иди к черту, Бен!»

Источник

Сценарий ко Дню Космонавтики 12 апреля 2019г. «Путешествие по просторам Вселенной»
классный час (3 класс)

Сценарий ко Дню Космонавтики 12 апреля 2019г.

«Путешествие по просторам Вселенной»

Скачать:

Предварительный просмотр:

Сценарий ко Дню Космонавтики 12 апреля 2019г.

«Путешествие по просторам Вселенной»

Ведущий 1: В космической ракете
С названием «Восток»
Он первым на планете
Подняться к звездам смог.
Поет об этом песни
Весенняя капель
Навеки будут вместе
Гагарин и апрель!

Ведущий 2: Ребята как вы думаете, о чём сегодня будет идти речь? Дети отвечают… Правильно, молодцы!

Ведущий 2: Сегодня мы с вами будем говорить о космосе и первых космонавтах. Давайте вспомним, кто первый полетел в космос? А кто знает, в каком году? Дети отвечают…

Ведущий 1: Юрий Гагарин — первый человек, побывавший в космосе. «Лицо Гагарина было улыбкой Земли, посланной в космос» — так сказал поэт Е. Евтушенко.

12 апреля 1961 г. В этот день весь мир рукоплескал человеку, который за 2 неполных часа стал известен даже в самых отдаленных уголках Земли — везде, где были газеты, радио, телевидение.

Ведущий 2: Родился Юрий Алексеевич Гагарин в деревне Клушино Смоленской области 9 марта 1934 г. В 1941 г. он поступает в среднюю школу райцентра Гжатск (ныне Гагарин). Во время войны Юра с родными находился в тылу врага, испытал все тяготы военного времени. Однажды над их поселком советский летчик повторил подвиг Гастелло. Вероятно, тогда подросток испытал чувство гордости за героя и решил, что именно так надо любить и защищать свою Родину и что он обязательно станет летчиком. Позже он оканчивает ремесленное училище в Люберцах в Подмосковье, затем учится в Саратовском индустриально-педагогическом техникуме и на 4-м курсе поступает в Саратовский аэроклуб, где совершает свой первый самостоятельный полет на простеньком ЯК-18.

Были другие училища и курсы, но это был первый шаг в небо.

Ведущий 1: Подвиг Юрия Гагарина — первый в мире орбитальный космический полет. Воспоминания В. Шаталова, летчика-космонавта: «Перед Гагариным было проведено 5 пробных запусков. Они показали, что космос не прощает малейшей неточности: первый корабль не вошел в программу, не послушался команду на спуск, перешел на новую орбиту и в дальнейшем прекратил существование. Второй запуск был удачным. Но в конце 1960 г. на третьем запуске корабля типа «Восток» опять неудача: аппарат сгорел при возвращении. Юрий шел на риск, ценою которого могла стать жизнь. » Спустя несколько месяцев после полета Гагарина слетал в космос — проведя на орбите целые сутки! — его дублер Герман Титов. Советские ученые этим не ограничились и в этом же году в сторону Венеры запустили первую космическую станцию.

Ведущий 2: Ребята, а давайте поиграем? Я вам задам несколько вопросов, и за каждый правильный ответ я вам подарю звездочку. Согласны? И так начнём…

• Спутник Земли? (Луна)
• Назовите планеты солнечной системы? (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.)
• Какая самая большая планета в Солнечной системе? (Юпитер)
• Какая самая горячая планета в Солнечной системе? (Меркурий)
• Как называется наука, изучающая звезды, планеты и небесные тела? (Астрономия)
• Кто стал первой женщиной-космонавтом? (Валентина Терешкова)
• Как назывался космический корабль Ю. А. Гагарина? («Восток»)
• Назовите ближайшую звезду. (Солнце.)

Ведущий 3: С 9 апреля 1962 г. в ознаменование первого в мире полета человека в космос в нашей стране ежегодно 12 апреля отмечается День космонавтики. По решению Международной авиационной федерации этот день стал Всемирным днем авиации и космонавтики.

Полет Юрия Гагарина продолжался 108 мин, за это время космический корабль «Восток», облетая вокруг земного шара, установил три абсолютных мировых космических рекорда: продолжительность полета — 108 мин; высота полета — 327,7 км; подъем груза на эту высоту — 4 тыс. 725 кг.

Видео: « Гагарин о своём полёте».

Ведущий 3: Ребята, давайте играть! И так у меня есть большой список того, что нужно и не нужно брать в экспедицию на Марс. Давайте так, я называю, и вы по очереди отвечаете пригодиться нам это или нет. За правильные ответы вас наградят звездочкой. Готовы? Тогда начинаем!

Источник