Астрономических инструменты
С древнейших времен у человека, исследовавшего и познававшего природу, было два основных способа действия — наблюдение и эксперимент. Однако астрономы на протяжении тысячелетий не могли и мечтать об экспериментах — ведь те объекты, которые их интересовали, находились невероятно далеко и были недостижимы.
Волей-неволей исследователям Вселенной приходилось создавать и совершенствовать все новые средства «дистанционного познания» — различные инструменты, которые позволяли не просто вести наблюдение за небесным телом или явлением, но и определять расстояние, положение на небосклоне, фиксировать размеры объекта, его цвет, силу испускаемого им света и многие другие параметры. Но и этого недостаточно — для того чтобы наблюдения имели научную ценность, они должны быть обработаны и приведены в систему. Поэтому астрономия еще в древности была тесно связана с математикой и физикой, а в наши дни — с теорией относительности и квантовой механикой.
Лицом к лицу с беспредельностью
С началом космической эры астрономия впервые смогла вплотную приблизиться к предмету своей науки — космосу. Исследования околоземного пространства, ближайших тел Солнечной системы и межпланетного пространства, разных явлений за пределами Солнечной системы, поиски внеземных форм жизни — все это стало доступно с помощью пилотируемых космических кораблей, беспилотных космических аппаратов и зондов-роботов. Постоянные наблюдения за Вселенной ведут с околоземных орбит десятки научных спутников, космических телескопов и обсерваторий.
Особенно широкое распространение получили космические зонды — автоматические космические аппараты, предназначенные для прямого изучения самых далеких объектов Солнечной системы и пространства между ними. Они способны пролетать на близком расстоянии от планет, астероидов и комет, фотографировать их поверхность с близкого расстояния, брать пробы атмосферы и грунта, измерять электромагнитные поля, вести сейсмические исследования.
За несколько тысячелетий был пройден путь от простейших угломерных инструментов до космических телескопов и приборов, способных на Земле уловить излучение от спички, зажженной на Луне. Современные астрономы научились наблюдать процессы, происходящие на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Солнечной системы, в недрах звезд и галактик.
«Глаза земли»
Современные оптические телескопы и другие приборы на их основе — спектрографы, солнечные телескопы, астрографы — изменились до неузнаваемости по сравнению с инструментами Галилея и Ньютона.
Зеркальные телескопы нового поколения имеют главные зеркала диаметром 8—10 м и способны самостоятельно устранять помехи, возникающие в атмосфере. Рекордсмены среди этих гигантов по разрешающей способности — 10 метровые телескопы Кек I и Кек II (США), 9,2-метровый телескоп Хобби-Эберли и 8-метровые телескопы Джемини и Субару, телескоп VLT Европейской южной обсерватории, а также находящийся в стадии постройки Большой бинокулярный телескоп LBT в штате Аризона (США).
С помощью современных радиотелескопов можно принимать большинство видов космических излучений, которые возникают в результате различных процессов, происходящих в веществе Вселенной при определенных условиях. Многие из них можно использовать не только в качестве «приемников», но и «передатчиков» мощных сигналов. Посылая импульсы излучения, телескоп улавливает их отражение от небесных тел, что позволяет получать изображения поверхности планет, скрытых плотной атмосферой, и изучать глубины таких «газовых гигантов», как Сатурн и Юпитер. Антенны радиотелескопов используются также для осуществления связи с космическими аппаратами, отправленными в странствия к границам Солнечной системы. С помощью радиотелескопов были открыты такие неизвестные в недалеком прошлом объекты, как нейтронные звезды, квазары, реликтовое излучение Вселенной.
Еще более необычные инструменты познания — инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-телескопы — настолько чувствительны и сложны, что просто не могут работать в земных условиях. Чтобы защитить их от «земных помех» и получить новую важную информацию о глубинах мироздания, эти приборы устанавливают на борту орбитальных астрономических обсерваторий-автоматов.
Крупнейшие астрономические обсерватории мира соревнуются между собой, создавая все более крупные инструменты и наращивая размеры их зеркал. Современный телескоп-рефлектор занимает целое здание, им управляет множество компьютеров. Самый мощный телескоп в Евразии построен в России — он находится на Северном Кавказе близ станицы Зеленчукской. Диаметр его главного зеркала — 6 м. Зеркало имеет массу около 70 т, а процесс его изготовления занял более двух лет. Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на Земле, сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых Мексики, Испании и США. Его зеркало имеет диаметр 10,4 м, он способен различать в межзвездном пространстве объекты в миллиард раз более слабые, чем человеческий глаз.
Измеряем космос
Для изучения и измерения космоса человек давно придумал мощнейшие телескопы, некоторые из них он даже вывел в космос, чтобы быть ближе к изучаемым объектам. Однако для измерения космоса у людей есть намного более простые «приборы», которые всегда с собой, — это наши руки. Стоящий в любой точке планеты человек может представить небо в виде сферы с окружностью размером 360 градусов, центром которой является он сам. Если полностью вытянуть руку и расположить пальцы определенным образом, можно измерить в градусах угловое расстояние между двумя небесными объектами: планетами, звездами и пр.
Конечно, измерение руками весьма приблизительно. И вообще, градусы — довольно большая величина для небесных тел. Говоря об их размерах и расстояниях между ними, часто используют минуты и секунды. В одном градусе — 60 минут, а в одной минуте — 60 секунд. К примеру, диаметры самых больших видимых с Земли космических объектов — Луны и Солнца — составляют по половине градуса (30 минут), а диаметр планеты Венера — всего 1 минуту.
Астролябия
Такое название носит один из старейших астрономических инструментов. Его основой служит «тарелка» с подвесным кольцом. Также имеется ось с двумя диоптрическими отверстиями. Установив центральную линию автролябии на уровне горизонта и «прицелившись» через диоптрические отверстия на выбранный объект (Луну, Солнце и др.), можно определить собственные координаты.
Высота над горизонтом
Секстант (от латинского — «шестой») — измерительный инструмент, с помощью которого определяют высоту космических тел над горизонтом. Через подзорную трубу «ловится» линия горизонта. Потом рычаг регулируется до тех пор, пока в эту трубу не «ловится» через систему линз изображение Солнца. Тем самым мы установим рычаг в определенном положении на дугообразной шкале. Цифра этой шкалы, на которой установился рычаг, будет использоваться в дальнейшем для вычисления координат.
Источник
Межпланетные космические аппараты
Межпланетные космические аппараты – это разработки, используемые человечеством для исследования планет, пространства Солнечной системы с выходом за пределы орбиты Земли. Такие корабли появились достаточно давно, по сей день применяются для изучения вселенной. Единственное отличие – в конструктивных особенностях и возможностях. Современные космические аппараты принципиально отличаются от своих давних аналогов, открывают перед исследователями больше возможностей. Безусловно, все корабли, которые когда-либо запускали в космос, рассматривать долго. Поэтому остановимся на самых известных разработках человечества.
МКС – международная космическая станция
МКС или международная космическая станция – пилотируемый многоцелевой исследовательский комплекс. Впервые его запустили в космос в 1998 году, применяют до сегодняшнего дня. МКС является совместным проектом ряда государств. Всего их 14, поэтому отметим только часть стран:
Страны заключили соглашение о совместной эксплуатации МКС до 2024 года. Всего в составе станции предусмотрено 15 основных модулей, производителями которых являются Россия, Америка, Япония, европейские государства. Можно только представить, насколько огромным и многофункциональным получился корабль. Данный космический аппарат – это огромный комплекс, с помощью которого удается проводить информативные и точные исследования.
Межпланетная транспортная система от компании SpaceX
Пока это только проект. SpaceX трудится над созданием многоразового космического летательного аппарата, с помощью которого удавалось бы доставлять людей на Марс. Комплекс предположительно будет иметь следующие составляющие:
- ракета-носитель для запуска с Земли;
- межпланетный корабль со всеми приборами, доставляющий людей и грузы;
- танкерная модификация для дозаправки на орбите.
Первый полет, предположительно, должен состояться в 2022 году. Во время его проведения на Марс планируют доставлять груз. С экипажем система может полететь в 2024 г.
Продолжая говорить про межпланетные космические аппараты, используемые для исследования планет, отметим, что осенью 2019 компания SpaceX презентовала вниманию публики прототип ракеты Starship. Презентация прошла в Техасе в конце сентября. Starship, как запланировано, сможет транспортировать около сотни пассажиров, доставив их на Марс или на Луну. Руководитель проекта пока называет только предположительную дату полета, указывая, что это событие может состояться уже весной 2020.
Первый космический аппарат
Если говорить про первый аппарат, то это поднявший в космос известного космонавта Юрия Гагарина в 1961 году корабль под названием «Восток-1». Именно на этом агрегате был совершен первый в мире полет за пределы Земли. Данное событие стало гордостью для СССР, и о нем быстро узнали в разных странах мира.
Аппараты для изучения космоса
Рассмотрим ряд агрегатов, которые человечество использовало для изучения объектов Солнечной системы:
- Пионер 5-9 моделей – исследовал Солнце и окружающее пространство;
- Маринер-10, Маринер-2, Венера 4-16 моделей и Мессенджер – использовались для изучения Меркурия и Венеры;
- Луна 24, Хитэн, Клементина – модификации, исследовавшие Луну;
- Спирит, Феникс – летали на Марс.
Это автоматические устройства для исследования объектов космоса. В списке представлена лишь малая часть агрегатов в качестве примера.
Источник
Назовите приборы,с помощью которых учёные исследовали космос
Ответ или решение 2
Приборы с помощью которых ученые исследовали космос
Древность и средние века
Людей с незапамятных времен интересовали космос, звезды и луна с солнцем. С давних лет людям известно о существовании таких планет как Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн, а также Солнце и Луна. В те времена ни о каких приборах наблюдения не могло быть и речи, их попросту не было. Люди наблюдали за звездами используя только свое зрение.
Новое время
Наибольший толчок в исследовании космоса пришелся на начало XVI — XVII веков, когда были изобретены первые телескопы. Великие ученые того времени (Коперник, Галилей) внесли огромный вклад в науку астрономию.
Телескоп — это первый научный прибор, с помощью которых ученым начали открываться первые загадки космоса.
Современность
Телескопы постоянно совершенствовались. Сейчас ученые пользуются несколькими видами телескопов, разделяющиеся по типу использованных спектров света:
- Оптические телескопы — такими были и самые первые телескопы, используют видимую для человеческого глаза спектр света.
- Инфракрасный телескоп — «видит» в инфракрасном диапазоне.
- Ультрафиолетовая астрономия — используют длину волны в ультрафиолетовом спектре.
- Радиотелескоп — использует в своей работе радиоволны.
- Рентгеновская астрономия — рентгеновские волны.
- Гамма телескопы — соответственно используют гамма лучи.
По дислокации в пространстве:
- Наземные телескопы — телескопы, расположенные на поверхности земли. Имеют существенный недостаток, в виде земной атмосферы, которая сильно искажает изображение.
- Орбитальные телескопы — находящиеся на орбите земли.
Помимо телескопов человек активно осваивает как околоземное пространство, так и планеты солнечной системы и их спутники.
Для этого используются автономные межпланетные аппараты и спутники. В настоящее время различные межпланетные аппараты побывали вблизи многих объектах солнечной системы.
В данный момент по планете Марс передвигаются несколько аппаратов, марсоходов.
На многие тела солнечной системы были произведены спуски зондов, спускаемых аппаратов.
Источник
Аппараты для исследования космоса
Созданные людьми машины побывали и на других планетах, и за пределами нашей солнечной системы за несколько лет до полета Юрия Гагарина.
12 апреля 1961-го года Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшим в космосе. Через восемь лет, в 1969-м, экипаж корабля «Аполлон-11» во главе с Нилом Армстронгом, высадился на Луне.
Спутники и Флопники
Начало освоению космоса было положено за четыре года до знаменитого гагаринского полета. 4 октября 1957-го года СССР успешно запустила первый искусственный спутник Земли. 83-килограмовый аппарат «Спутник-1» провел на орбите 3 месяца, совершив за это время без малого полторы тысячи оборотов вокруг нашей планеты. Радиопередатчики аппарата работали всего 14 дней, зато их сигнал мог услышать любой радиолюбитель в мире. Сам же запуск имел не только научное, но и политическое значение. До октября 1957-го считалось, что первый искусственный спутник Земли запустят США. В Штатах полным ходом велась работа над подобным аппаратом. Однако Советский Союз опередил американских конкурентов почти на пять месяцев. В феврале 1958-го команда Вернера фон Брауна запустила на орбиту искусственный спутник «Эксплорер-1».
Этому запуску предшествовала неудачная попытка старта искусственного спутника «Авангард TV3». Широко разрекламированный старт завершился провалом. Уже через две секунды после запуска произошел взрыв ракеты-носителя. Сам аппарат, удивительным образом, уцелел. Сейчас он выставлен в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института.
К слову, удачный старт «Спутника-1» и провал «Авангарда» спровоцировали в американских научных кругах настоящую панику. Власти страны поняли, что отстают в космической гонке, а военным и ученым изрядно досталось от журналистов. Американские газеты окрестили «Авангард» неприятным словом Flopnik (от глагола toFlop — шлепнуться, плюхнуться). СССР, к слову, уже в ноябре 1957-го вывел на орбиту «Спутник-2», тот самый аппарат, который отправил в космос собаку Лайку.
Луноходы и «Рейнджеры»
Идея полета на Луну вовсе не была придумана НАСА в 1961-м году, в качестве ответа на полет Гагарина в Космос, как это часто представляют теперь. Проект зародился гораздо раньше. США и СССР делали первые шаги в этом направлении еще в 50-е годы. Так что лунная гонка началась одновременно с гонкой космической и была важной ее частью. Причем Советский союз долгое время сохранял лидерство в этом важном научно-политическом состязании. В январе 1959-го года СССР запустил межпланетную станцию «Луна-1», которая должна была исследовать спутник Земли. Расчеты создателей станции были не совсем точны. В результате, аппарат пролетел на расстоянии шести тысяч километров от поверхности Луны. И, тем не менее, полет оказался весьма успешным, «Луна-1» стала первым в истории искусственным спутником Солнца. Уже через несколько месяцев станция «Луна-2» достигла поверхности спутника Земли. А уже в семидесятые СССР с успехом запустила программу Луноход.
В 1970-м и 1973-м на Луну было доставлено сразу два подобных аппарата. В США с целью изучения Луны была запущена программа Рейндежер. Ранние старты этих аппаратов неизменно заканчивались крахом. Первой полностью успешной миссией стал запуск «Рейнджера-7», который передал на Землю фотографии Луны, сделанные с близкого расстояния.
Венера и Марс
Для исследования ближайших к Земле планет в США была создана программа Маринер. Аппараты, запускаемые в ее рамках, направлялись к Венере, Марсу и Меркурию. Первый блин, как водится, вышел комом. «Маринер-1» отклонился от курса уже на 5 секунде полета и вскоре взорвался. Зато полет к Венере «Маринера-2» имел успех. Через три с небольшим месяца после запуска, осенью 1972-го, «Маринер» пролетел мимо «Венеры», став первым аппаратом, исследовавшим другую планету. После этого в НАСА было принято решение заняться исследованием Марса, так что следующие «Маринеры» отправились уже к Красной планете. «Маринер-4» в июле 1965-го года пролетел на расстоянии 10 тысяч километров от Марса и даже сделал несколько снимков. Куда больше ценных сведение об этой планете собрал «Маринер-6». Он исследовал атмосферу Марса и сделал изображение примерно одной пятой его поверхности. Ну, а вершиной успеха программы стали «Маринер-9» и «Маринер-10».
Первая станция отправилась к Марсу в 1971-м году и успешно вышла на его орбиту. В итоге, «Маринер-9» стал первым в истории искусственным спутником другой планеты. «Маринер-10» совершил полет к Меркурию и передал на Землю первые сведения об этой планете.
Видя успех миссии, НАСА приняла решение заняться исследованием дальних планет — Юпитера, Сатурна и, возможно, Урана. Эта задача была поставлена перед создателями «Вояджеров» — исследовательских станций нового поколения. Советские ученые также добились больших успехов в исследовании других планет Солнечной системы. В 1966-м поверхности Венеры достигла станция «Венера-3». Аппарату не удалось передать на Землю какие-либо сведения о планете. Система управления станции вышла из строя еще во время полета. Тем не менее, исследование соседних планет были продолжены. В 1975-м СССР вывела на орбиту Венеры первый искусственный спутник этой планеты — станцию «Венера-9».
За четыре года до этого «Марс-2» достиг поверхности Красной планеты. Любопытно, что и Вашингтон и Москва долгое время вынашивали планы отправления искусственного аппарата на Меркурий. Однако проекты эти так и не были осуществлены. Сейчас над подобным запуском работают российские ученые. Ожидается, что аппарат «Меркурий-П» приземлиться на эту планету в 2031-м году.
Посадки
По прошествии времени в космическую гонку включились и другие страны. Китай, Япония и Европейский союз также развивают свои проекты, связанные, в том числе, и с исследованием небесных тел. Хотя в 90-е годы США были абсолютным гегемоном в этой области. Так, в 1995-м американский аппарат «Галилео» достиг Юпитера. После шестилетнего полета станция успешно вышла на орбиту крупнейшей планеты солнечной системы, а позднее даже спустила зонд на ее поверхность. Десять лет спустя, в 2005-м, европейский аппарат «Гюйгенс» приземлился на Титане — одном из спутников Сатурна. В том же году японская станция «Хаябаса» побывала на околоземном астероиде (25143) Икотава, доставив на Землю образцы его грунта. А совсем недавно, 12 ноября 2014, европейский спускаемый аппарат «Фила» совершил первую в истории посадку на ядро кометы.
«Пионеры» и «Вояджеры»
Наибольших успехов в исследовании нашей солнечной системы добились американские «Пионеры» и «Вояжеры». От программы «Пионер» НАСА едва не отказалась, ибо первые старты неизменно оборачивались неудачами. Но, в итоге, проект получил второй и даже третий шанс. В марте 1972-го в космос отправился «Пионер-10», задачей которого было исследование Юпитера. Он изучал окрестности планеты, а также делал ее снимки. «Пионеру-10» было суждено стать первым аппаратом, покинувшим пределы солнечной системы. Сейчас он находится более чем в шестнадцати миллиардах километров от солнца. Годом позже в полет отправился «Пионер-11», целью которого было исследование Сатурна. Эта станция, после завершения миссии, также продолжила полет и покинула солнечную систему. В соответствии с замыслом своих создателей, «Пионер-11» направляется в сторону созвездия Щит, что расположено приблизительно в 174 световых года от Солнца. Следом за «Пионерами» в космос отправились исследовательские зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2». «Вояджер-1», к слову, является самым скоростным объектом из всех, которые были созданы людьми. Стартовав на пять лет позже «Пионера-10», он успел пройти большее, чем тот, расстояние. Сейчас аппарат удалился от солнца более чем на 19 миллиардов километров. За время полета «Вояджер-1» успел исследовать Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун и отправил к Плутону станцию «Новые рубежи» (аппарат начнет наблюдение за Плутоном в январе 2015-го года).
На «Вояджере» закреплена золотая пластина, которая содержит сведения о Земле. На ней, в частности, указано местоположение солнца. Пластина содержит аудиоприветствие на 55 языках и послание от Джимми Картера, бывшего в то время президентом США. Приблизительно через 285 тысяч лет аппарат сможет достичь Сириуса. Его близнец «Вояджер-2» тоже завершил свою миссию, но пределы солнечной системы еще не покинул (это произойдет через 10−15 лет). Ожидается, что аппарат направится в сторону звезды Росс 248. Впрочем, ни «Пионеры», ни «Вояджеры» не смогут передать на Землю те сведения, которые получат на следующих этапах своего полета. Увы, но их передатчики не могут передавать сигналы на слишком большие расстояния.
Нам остается только гадать, когда человек сможет выбраться за пределы солнечной системы. Но созданным людьми машинам это уже удалось.
Источник