Спутники. Спутники Земли. Луна и гипотетические естественные
 Скачать 106.5 Kb.
|
 Спутники Земли СОДЕРЖАНИЕ Введение. 3 Луна и гипотетические естественные спутники Земли. 4 Искусственные спутники Земли. 8 Заключение. 14 Список литературы. 15 2 ВВЕДЕНИЕ «Человек должен подняться над Землей — в атмосферу и за ее пределы — ибо только так он полностью поймет мир, в котором живет». Сократ Сократ сделал это наблюдение за века до того, как люди успешно вывели объект на земную орбиту. И все же древнегреческий философ тогда уже понимал насколько ценным может быть космос, хотя совершенно не знал, как его постичь. Сегодня космос перспективная отрасль науки и инженерии, но остается не до конца изученным. В настоящее время человечество очень активно развивает и изобретает новые виды космических аппаратов, топливо, новые пути к малоизученным планетам и более быстрые путешествия к ним. Космос притягивает человека своей неизвестностью, поэтому люди изобретают различные аппараты, чтобы узнать о Солнечной системе больше. Актуальностью данной работы является ее тема, поскольку спутники - небесные тела, которые оборачиваются по орбите вокруг определенного объекта в космическом пространстве под воздействием гравитации. Но в космическом пространстве есть не только естественные спутники Земли, но и искусственные.  ЛУНА И ГИПОТЕТИЧЕСКИЕ ЕСТЕСТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ Луна это единственный естественный спутник Земли. Сейчас этот факт общепризнан, но в 19-м и первой половине 20-го веков астрономы постоянно предполагали наличие у Земли и других спутников. Есть 2 наиболее распространенные теории о том, как появляются естественные спутники: своей гравитационной силой планета притянула к себе астероид. Притянутый астероид начал вращаться по ее орбите и постепенно приобрел шарообразную форму; - когда планета только формировалась, от нее откололся кусочек. Этот кусочек не отдалился от планеты, а стал вращаться вокруг нее. Считается, что для Луны справедлива вторая теория. Ученые выяснили, что в составах Луны и Земли есть одинаковые соединения. Поэтому они предположили, что раньше Луна была частью планеты. Фредерик Пти изучал болиды — достаточно яркие и заметные метеоры. По его вычислениям получалось, что некоторые болиды двигались по эллиптической орбите. Из-за этого он предположил, что эти болиды могут быть спутниками Земли. Научное сообщество с его теорией не согласилось и указало Пти на ошибки в вычислениях: например, он не учитывая сопротивление воздуха и не брал в расчет погрешности в исходных данных. Георг Вальтемат предположил, что у Земли есть 3 маленьких спутника. Он считал, что спутники в разное время наблюдали многие ученые, но приняли их за пятна на солнце. Вальтемат заявил, что, в основном, спутники не видно, потому что они отражают мало света. Тем не менее, он вычислил, когда спутник пройдет по диску Солнца и будет заметен. Ученые Уинклер (Йена, Германия) и Иво фон Бенко (Пула, Австрия) проверили его заявление, но в назначенное время спутника не увидели. Появлялись и другие заявления о наблюдении спутников Земли. Такие заявление делали астролог Горнольд, астроном-любитель Шпиль, ученый Джон Багби. Ни одно из таких заявлений не подтвердилось. В 21 веке ученые обнаружили небесные тела, которые были похожи на спутники. Эти тела назвали квазиспутниками. В отличие от Луны, квазиспутники обращаются вокруг Солнца и находятся от него примерно на том же расстоянии, что и Земля. Их орбиты нестабильны, и они периодически приближаются к Земле. В научно-популярной литературе КВ tЗИСП ТНИКИ Hfl3ЫBflЮT ttВТО]ЗЫМИ Л Н tMИ11 ИЛИ ttВТО]ЗЫМИ CП ТНИК tMИD. Эти космические тела находятся достаточно далеко от материнской планеты, за сферой Хилла. Из-за этого их не очень надёжно удерживает гравитация, в данном случае Земли. Эти тела можно назвать временными спутниками нашей планеты. То есть они были сравнительно недавно захвачены Землей и рано или поздно покинут ее орбиту. Мало кто знает, что у Земли таковых аж 7: (3753) Круитни; (469219) Камоалева; - (367943) Дуэнде: - 2003 YN107; - (164207) 2004 GU9 - (419624) 2010 SO16; Троянский спутник 2010 ТК7. Рассмотрим каждый из спутников поподробней. (3753) Круитни. Этот спутник входит в так называемую группу атонов. Он относится классу Q и движится в орбитальном резонансе с Землёй 1:1. Данный спутники имеет вытянутую эллиптическую орбиту, пересекая при этом орбиты сразу трёх планет: Венеры, Земли и Mapca. Круитни был обнаружен 10 октября 1986 года британским астрономом- любителем Дунканом Уалдроном на фотопластинке, которая была получена с телескопа Шмидта, находящегося под управлением обсерватории Сайдинг- Спринг города Кунабарабран, Австралия. Тогда же он получил своё первое временное обозначение 1986 ТО. Орбита астероида была вычислена в 1997 году Paul Wiegert и Kimmo Innanen, работавшими в Йоркском университете в Торонто, и финским астрономом Сеппо Микколой, работавшим в университете Турку в Финляндии. Диаметр данного космического тела составляет 5 км. Данных по составу спутника нет. (469219) Камоалева. Данный спутник считается наиболее стабильным из всех квазиспутников Земли. Открыто данное небесное тело совсем недавно — 27 апреля 2016 года. Что немудрено так как Камоалева стал квазиспутником Земли около 100 лет назад, по данным на середину июня 2016 года считалось, что объект будет представлять собой спутник Земли всего несколько столетий. Однако в начале августа 2016 года стало известно, что предыдущие оценки оказались заниженными, объект останется квазиспутником миллион лет или даже больше. Спутник Камоалева представляет собой огромный камень неправильной формы. Его диаметр составляет 30-100 метров. То есть это, по сути, такой здоровенный, овальный голыш, как на пляже. Как и о других квазиспутниках, о нём практически ни чего неизвестно. Китайское национальное космическое управление планирует отправить на Камоалева зонд ZhengHe, который совершит облёт астероида, посадку на его поверхность, сбор образцов и передачу их на Землю в возвращаемом модуле. После этого сам зонд отправится к комете 1ЗЗР/Эльст — Писарро. (367943) Дуэнде. По сравнению с предыдущим спутником этот просто малыш. Его диаметр составляет всего 30 метров и массу около 40 000 тонн. Данный спутник относится к так называемой группе астероидов аполлонов. Открыт он был 23 февраля 2012 года и так же практически не изучен. 2003 YN107. Не смотря на то, что этот спутник был открыт ещё в 2003 году он ещё меньше чем предыдущее космическое тело. Это то же элипсоподобный камень с диаметром 10-30 метров. Относится он группе околоземных астероидов типа атон. Больше об этом спутнике ни чего неизвестно. (164207) 2004 GU9. По мнению учёных считается, что это космическое тело будет оставаться спутником Земли ещё 2600 лет. Этот спутник относится к группе аполлонов. Он был открыт 13 апреля 2004 года в лаборатории поиска околоземных астероидов имени Линкольна. По сравнению с другими телами этот спутник достаточно приличный, его диаметр составляет 163 метра. Состав вещества спутника неизвестен. (419624) 2010 SO16. Спутник был открыт 17 сентября 2010 года с помощью инфракрасного космического телескопа WISE, данные с которого были проанализированы в обсерватории Армы, близ одноимённого города в Ирландии. Космическое тело имеет диаметр 200-400 м. Macca и состав вещества, из которого он состоит, пока неизвестны. 2010 ТК7. Данный спутник был открыт с помощью инфракрасного космического телескопа WISE в 2010 году. Он относится к группе аполлонов, представляя собой скалу диаметром 300 м. Это пока единственный известный троянский спутник Земли. Он движется в 60° впереди нашей планеты, в точке Лагранжа L4. Считается, что троянские астероиды могут стать первой ступенью в промышленном освоении космоса. В силу особенностей небесной механики к троянцам долететь даже легче, чем до Луны, несмотря на большее расстояние до них. Однако, к астероиду 2010 ТК7 это не относится. Из-за большого наклона орбиты и, как следствие, значительных колебаний астероида в вертикальной плоскости относительно земной орбиты, полёт к нему потребует большего количества топлива. Чтобы долететь до него требуется разогнать корабль до скорости около 9,4 км/с, в то время как для большинства околоземных астероидов достаточно скорости в 4 км/с. Впрочем, данная находка даёт повод надеяться, что в земных точках Лагранжа могут находиться и другие троянские астероиды с более спокойными орбитами и стало быть, более доступные. Насколько можно понять, это далеко не конечное число квазиспутников Земли. По мере совершенствования инструментов наблюдения, их будет открываться всё больше и больше. Но пока известно всего 7. ИСКУССТВЕННЫЕ СПУТНИКИ ЗЕМЛИ Искусственные спутники Земли — космические летательные аппараты, выведенные на околоземные орбиты. Они предназначаются для решения различных научных и прикладных задач. Существует следующая классификация. 1.Научно-исследовательские. Служат для исследований Земли, небесных тел, космического пространства. Позволяют проводить разнообразные геофизические, астрономические, геодезические и другие исследования. К их числу относятся геофизические спутники, геодезические спутники, орбитальные астрономические обсерватории. К научно-исследовательским относятся первые советские спутники серий: ИСЗ "Электрон"- для исследования радиационного пояса Земли, космических лучей, химического состава околоземного космического пространства, коротковолнового излучения Солнца и радиоизлучения галактики, микрометеоритов. ИСЗ "Протон"- спутник с научным оборудованием для изучения космических лучей и взаимодействия с веществом частиц сверхвысоких энергий. ИСЗ "Космос" - изучение концентрации заряженных частиц, распространения радиоволн, радиационного пояса Земли, космических лучей, магнитного поля Земли, излучения Солнца, метеорного вещества, облачных систем в атмосфере. 2.Прикладные. Прикладными являются спутники связи, метеорологические спутники, ИСЗ для исследования земных ресурсов, навигационные спутники, спутники технического назначения. Также искусственные спутники Земли принято различать по типам: 1.Биологические спутники (биоспутники) — спутники Земли, специально предназначенные для проведения в космических полётах экспериментов с разнообразными представителями животного и растительного мира. На биоспутниках проводятся биологические эксперименты, с их помощью решается большинство технических проблем космонавтики (например, на спутниках такого типа отрабатывались различные способы защиты космонавтов от излучений, опасных для здоровья и жизни). Спутники дистанционного зондирования Земли. Космические аппараты дистанционного зондирования Земли используются для изучения природных ресурсов Земли и ее недр. Прямо из космоса, при помощи спутника мы можем узнать какие ископаемые находятся под землёй. Используются для изучения природных ресурсов Земли. Эти спутники оснащаются в основном оптической или радиолокационной аппаратурой. Преимущества в том, что наблюдение поверхности Земли можно проводить в любое время суток, независимо от состояния атмосферы. Примером таких аппаратов могут служить спутники серии «Landsat», ИСЗ «AQUA», «AURA». Согласно данным на 26 января 2022 года Роскосмос планирует запуск четырех спутников дистанционного зондирования Земли GRUS с космодрома Байконур на ракете-носителе «Союз». Японская компания Axelspace Corporation подписала соответствующий контракт с компанией «Главкосмос Пусковые услуги» (дочернее предприятие «Главкосмоса», входит в госкорпорацию «Роскосмос»). Четыре космических аппарата GRUS должны пополнить группировку AxelGlobe, которая пока насчитывает пять спутников на околоземной орбите. Аппараты GRUS меньше обычных спутников дистанционного зондирования Земли, но при этом способны делать высококачественные снимки с разрешением 2,5 метра. Метеорологические спутники. Метеорологический спутник — искусственный спутник Земли, созданный для получения из космоса метеорологических данных о Земле. Метеоспутники ведут наблюдение за изменением погоды и исследуют климат Земли. По их сообщениям метеорологи составляют для нас прогноз погоды. Спутники серии «Метеор» запускаются на орбиты, полоса обзора с них достигает 2-3 тыс. км. Система из двух спутников даёт возможность в течение суток получать метеорологическую информацию с половины поверхности планеты. Геодезические спутники. Позволяют уточнять параметры, характеризующие гравитационное поле Земли, определять взаимное положение островов и материков, исследовать движение земных полюсов, изучать изменения геодезических параметров Земли во времени Навигационные спутники. Спутниковая система навигации — комплексная электронно- техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения и времени, а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов. Спутники-навигаторы помогают кораблям совершать плавания, показывая на экране где находиться корабль при любой погоде, даже в шторм. С помощью навигаторов, встроенных в мобильные телефоны, планшеты и автомобильные компьютеры любой человек может определить своё местонахождение и прокладывать маршруты с учётом дорожных знаков, искать на карте нужные ему дома и улицы. К навигационным спутникам относятся спутники серии «Транзит». В настоящее время глобальными системами навигации является GPS и ГЛОНАСС. б.Спутники связи. Они служат для обеспечения телевизионных передач, радиотелефонной, телеграфной и других видов связи между наземными станциями, расположенными друг от друга на расстояниях до 10-15 тыс. км. Спутники-связисты помогают нам смотреть телепередачи, вести телефонные разговоры, общаться через компьютеры, передавая сигнал в точки земной поверхности, куда не доходит проводная связь. Например, спутниковое телевиденье. К спутникам этого типа относятся советский ИСЗ «Молния». Молния-1 — первый советский телекоммуникационный спутник. Важной областью применения космической техники в народном хозяйстве страны является обеспечение дальней телефонно-телеграфной связи и передач программ телевидения. Спутники «Молния-1» и наземные приёмные станции «Орбита» составляют постоянно действующую космическую систему связи. Спутники наблюдения. Спутники наблюдения часто называют спутниками-разведчиками. Они предназначены для передачи информации, важной для различных отраслей промышленности и отдельных организаций, включая планирование застройки объектов, оценку уровня загрязнения водных бассейнов, а также проведения мероприятий по сбору разведывательной информации о том или ином объекте, расположенном на Земле. Спутники-разведчики умеют делать фотографии объектов на Земле высокой чёткости, прослушивать системы связи, осуществлять слежку. К разведывательным спутникам относятся спутники серии «Дон» и «Кобальт-М». Пилотируемые космические аппараты. Эти спутники предназначены для полёта людей, называются пилотируемыми кораблями спутниками. Это наиболее сложные и совершенные ИСЗ. Примерами являются российские корабли серии «Союз» и американские челноки «Space shuttle». В настоящее время на орбите находится международная космическая станция (MKC). Она относится к долговременным космическим кораблям. Общая масса станции с пристыкованными кораблями — более 330 тонн. Со времени начала строительства станции на её борту побывали 187 человек — граждане 15 стран мира. В настоящее время на Международной космической станции несёт вахту экипаж двадцать второй экспедиции, который проводит комплексные научные исследования, отработку средств космической техники и другие. Малые спутники. Это спутники малого веса и размера. Включают в себя миниспутники (более 100 кг), микроспутники (более 10 кг) и наноспутники (легче 10 кг), в том числе кубсаты и покетсаты. В XXI веке с развитием микроминиатюризации и нано-технологий массовым явлением стало создание сверхмалых спутников форматов кубсат (от одного до несколько кг и от нескольких до нескольких десятков см), а также появился новый формат покетсат (буквально карманный) в несколько сотен или десятков грамм и несколько сантиметров. На данном этапе стали весьма востребованными по причине своей относительно низкой стоимости и доступности. Многие университеты США, Европы, Японии запускают свои микроспутники, которые выполняют задачи связи между радиолюбителями, отработки новых технологий. Астрономические спутники. Это спутники, предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов. Примером таких аппаратов являются орбитальные телескопы «AGILE»- Италия; «AKARI»- Япония; «Chandra»- США; «COROT»- EC; «Herschel Space Observatory»- EC; «Fermi Gamma-ray Space Telescope»- США, EC; «Hubble Space Te1escope»- США, EC. ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС). ГЛОНАСС — принадлежит министерству обороны РФ. Разработка системы официально началась в 1976 г, полное развёртывание системы завершилось в 1995 г. После 1996 года спутниковая группировка сокращалась и к 2002 году пришла в упадок. Была восстановлена к концу 2011 года. В настоящее время на орбите находится 27 спутников, из которых 22 используется по назначению. Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях, представляют собой созвездие спутников. На орбите 27 спутников (24 в работе) из них 25 «ГЛОНАСС-М», два КА «ГЛОНАСС-К». Первый запуск состоялся октябрь 1982 года. Последний запуск - 29 мая 2016 года. К 2025 году предполагается глубокая модернизация системы. Сегодня российская спутниковая система используется ведущими мировыми брендами: Apple, BlackBerry, HP, HTC, Nokia, Samsung, Sharp, Soпy Ericsson и другими. Кроме Российской ГЛОНАСС сейчас действует и американская глобальная навигационная система: GPS. Для своего функционирования, как и российской ГЛОНАСС, ей требуется 24 работающих спутника. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящее время всё большую актуальность приобретает развитие космической промышленности. И конечно, помимо изучения естественных спутников Земли, для человечества представляет интерес искусственные спутники Земли, поскольку они помогают изучать Землю, рационально эксплуатировать природные ресурсы, охранять окружающую среду. Тысячи учёных, инженеров и техников уже сегодня ищут новые решения, закладывают основы космических аппаратов, которые через несколько лет придут на смену уже бороздящим вселенную. Космонавтика нужна науке - она грандиозный и могучий инструмент изучения Вселенной, Земли, самого человека. С каждым днём всё более расширяется сфера прикладного использования искусственных спутников Земли. Служба погоды, навигация, спасение людей и спасение лесов, всемирное телевидение, всеобъемлющая связь, сверхчистые лекарства и полупроводники с орбиты, самая передовая технология — это уже и сегодняшний день, и очень близкий завтрашний день космонавтики. А впереди - электростанции в космосе, заводы на околоземной орбите и Луне. Освоение космоса является предметом законной гордости нашей страны. Космонавтика жизненно необходима всему человечеству! Она стимулирует развитие электроники, машиностроения, материаловедения, вычислительной техники, энергетики и многих других областей народного хозяйства. Исследования, проводимые на спутниках и орбитальных комплексах, исследования других планет позволяют расширить наши представления о Вселенной, о Солнечной системе, о нашей собственной планете, понять наше место в этом мире. Поэтому необходимо продолжать не только освоение Космоса для наших чисто практических нужд, но и фундаментальные исследования на космических обсерваториях, и исследования планет нашей Солнечной системы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1.https://aif.ru/society/science/ па rakete soyuz zapustyat chetyre yaponskih sputnika zondirovaniya zemli 2.https://www.pixalytics.com/satellites-orbiting-earth-2019/ http://ruxpert.ru/ http://www.roman.by/r-85919.htm1 http://www.dmitrysmor.ru/sto izobreteniy/show/92 http://www.opoccuu.com/041011.htm http://xroniki-nauki.ru/fakty-nauki/iskusstvennyj-sputnik http://www.he1p-rus-student.ru/text/30/677.htm http://www.sat.be1astro.net/glava2/glava2.php https://ru.wikipedia.org/wiki/ http://bse.sci-lib.com/ http://wiki.laser.ru/index.php/ «Космическая техника» под редакцией К. Гэтланда. Издательство "Мир". 1986 г. Москва. «Энциклопедический словарь юного техника» под редакцией Т. С. Хачатурова. Издательство «Педагогика». 1987 г. Москва. «На звёздных и земных орбитах» автор Герман Титов. Издательство «Детская литература» Москва,1987. |