“Космические технологии (научно-технические, экологические и экономические аспекты)”.

Реферат на тему: “Космические технологии (научно-технические, экологические и экономические аспекты)”.

Содержание.

I. Введение…………………………………………………………... 2

II. Динамика космических полетов………………………………… 4

III. Пионеры ракетно-космической техники……………………….. 4

IV. Байконур – главный космодром начала космической эры……. 9

V. Как устроена ракета?...................................................................... 11

VI. Как устроен искусственный спутник?.......................................... 11

VII. Челноки в космосе……………………………………………….. 13

VIII. Техника космических исследований……………………………. 14

IX. Классификация космических аппаратов………………………... 17

X. Полеты к другим мирам…………………………………………. 17

XI. Социальное эхо технических катастроф……………………….. 18

XII. Космическая безопасность……………………………………… 19

XIII. Международная космическая станция…………………………. 21

XIV. Технология в космосе…………………………………………… 23

XV. Инструмент для космонавтов…………………………………... 26

XVI. Космический радиотелескоп КРТ……………………………… 26

XVII. Заключение: “Движение в околоземном пространстве”…….... 28

XVIII. Литература………………………………………………………..30

Введение.

История космонавтики началась задолго до наступления космической эры. Именно тогда подготавливался и вызревал подспудно начавший в пятидесятых годах штурм Вселенной. В тридцатые годы теоретически уже все было ясно, были выведены основные математические формулы полетов, написаны научные книги о межпланетных путешествиях, инженеры работали над проектами и создали первые ракетные двигатели. Существовали научные общества межпланетных полетов, ученые-энтузиасты рассчитали траектории полетов к планетам, а фантасты нарисовали живые картины путешествий.

Мир, в котором мы живем, огромен, необозрим. Пространству нет ни начала, ни конца, оно беспредельно. Наука и техника помогли человеку изучать процессы, длящиеся тысячные и миллионные доли секудны.

Философы Древней Греции космосом считали Гармоничную Вселенную, в которой царит порядок и все подчиняется законам природы (в отличие от хаоса, где царствует слепой случай). Современные исследователи понимают под космосом то же самое, но их интересует вопрос: а какие законы управляют Вселенной? Чтобы понять это, космос изучали при помощи различных наземных устройств – радио- и оптических телескопов, счетчиков заряженных частиц и прочей научной аппаратуры.

Ровно за сто лет до того, как над Землей появился первый искусственный спутник, в сентябре 1857 года родился Константин Эдуардович Циолковский. Работая учителем провинциальной школы, в свободное время он читал, думал, вычислял, фантазировал, мечтал о покорении человеком космоса. Своим мысленным взором он смотрел сквозь целое столетие и видел многоступенчатые ракеты, автоматическое управление космическими кораблями, солнечную систему, ориентации межпланетного корабля в космическом пространстве.

Он высказал предположение о мыслящих существах в иных мирах. Им придуманы газовые рули для управления ракетой в космосе и атмосфере. Работами Циолковского интересовались ученые всего мира. Ученики Циолковского и его последовали создали первые в мире космические корабли. Циолковский теоретически обосновал межпланетные путешествия и страстно верил, что его мечту осуществят другие. Циолковский “научил” ракеты летать в космос. Причина движения ракеты заложена в ней самой: ее приводят в движение вытекающие из нее газы. Циолковский рассчитал, сколько нужно ракете топлива. Она должна поднять себя, поднять запас топлива, грузы, приборы, людей, она должна развить необходимую скорость для отрыва от Земли. Циолковский изобрел ракетный поезд – многоступенчатую ракету. В передней ракете находятся приборы и экипаж. Ступени ракеты работают поочередно: когда топливо в одной ступени выгорит, она сбрасывается, ракета становится легче. Начинает работать вторая ступень и т. д. Передняя ракета, как по эстафете, получает скорость, набранную предыдущими ракетами. Многоступенчатые ракеты, придуманные Циолковским, работали, совершенствовались, с их полетами воплотилась в жизнь гениального ученого.

I. Динамика космических полетов.

В XVII столетии Исаак Ньютон в “Математических началах натуральной философии” привел рисунок, изображающий траекторию движения ядра, вылетевшего в горизонтальном направлении из пушки, расположенной на высокой горе. Ученый заметил, что если пренебречь сопротивлением воздуха, то по мере возрастания начальной скорости ядро будет падать все дальше и дальше от места выстрела. Поэтому при некотором значении начальной скорости ядро может “окружить всю Землю и даже уйти в небесные пространства и продолжать удаляться до бесконечности”.

Через несколько столетий фантастическая ситуация, рассмотренная Ньютоном, стала реальностью. Весной 1955 г. в Советском Союзе было принято решение о строительстве космодрома Байконур, а 4 октября 1957 г. с него стартовала ракета, с помощью которой запущен первый в мире искусственный спутник Земли.

Для запуска искусственных спутников применяют ракеты, поднимающие спутник на заданную высоту и сообщающие ему в горизонтальном направлении требуемую скорость. После этого спутник отделяется от ракеты-носителя и продолжает дальнейшее движение под действием гравитационного поля планеты.

Если запускать спутники с разными скоростями, то с увеличением скорости тело сначала будет двигаться по эллипсам с фокусом в центре Земли, а затем перейдет на параболическую орбиту. В этом случае тело (космический аппарат) покинет пределы земного притяжения и сможет направиться к другой плапнете.

II. Пионеры ракетно-космической техники.

“Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели… Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство”. Эти слова принадлежат великому мечтателю и замечательному русскому ученому Константину Эдуардовичу Циолковскому (1857-1935). Он никогда не строил и не запускал ракет, но его фундаментальный вклад в создание науки о полетах в космос признан во всем мире.

В 1895 г. Циолковский опубликовал книгу “Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения”, в которой утверждал, что можно создать искусственный спутник. “Воображаемый спутник Земли, – писал ученый, – вроде Луны, но произвольно близкий к нашей планете, лишь вне пределов ее атмосферы, значит, – верст за 300 от земной поверхности, – представит, при очень малой массе, пример среды, свободной от тяжести”.

Циолковский предложил использовать в ракетах жидкое топливо, более выгодное по сравнению с твердым; разработал теорию многоступенчатых ракет, или “ракетных поездов”, в которых отработавшие ракетные ступени отбрасываются во время полета. Именно Циолковский научно обосновал возможность орбитальных полетов и создания искусственных космических станций, сформулировал принципы функционирования систем жизнеобеспечения межпланетного корабля. Многие идеи и проекты ученого воплотились в жизнь, стали реалиями XX столетия.

Ракета, в отличие от самолета, может летать за пределами земной атмосферы: для движения ей не нужен воздух. В соответствии с третьим законом Ньютона ракета будет перемещаться в сторону, противоположную направлению истечения газов, и в космическом пространстве. Впервые доказал это на практике американский профессор Роберт Годдарт (1882-1945). В 1912 г. он провел любопытный опыт: поместил ракету в большой стеклянный сосуд, из которого затем был выкачан воздух. Через 14 лет, 16 марта 1926 г., в американском городе Обурн Годдард осуществил успешный запуск первой в мире ракеты с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Ракета поднялась на высоту 12,5 м, пролетев 56 м за 2,5 с. Однако он разрабатывал реактивные устройства не для космических полетов, а с целью доставки на большие высоты метеоприборов. В результате его труды сравнительно мало повлияли на прогресс ракетостроения, и, несмотря на явную экономическую мощь и наиболее развитую промышленность, США не стали страной первых ракет и спутников.

Создание ракетно-космической техники, как и любой совершенно новой, требует значительных затрат ресурсов, причем дело даже не в деньгах. Эти ресурсы, изъятые из других отраслей народного хозяйства, отдачу дадут через десятилетия. В рамках рыночной (или с элементами рынка) экономики подобное возможно только через военные расходы (иных примеров история не знает). А поэтому серьезные работы по созданию ракет развернулись именно там и тогда, где и когда ракеты оценили как перспективное оружие, и их разработки профинансировали как раз в таком качестве.

Исследования Р. Годдарда натолкнули немецкого изобретателя Макса Валье (1895-1930) на мысль использовать ракетный двигатель в качестве автомобильного. Двигатель, топливом для которого служила смесь этилового спирта и жидкого кислорода, вмонтировали в автомобиль марки “Рак-7”. Испытания прошли в апреле 1930 г. на аэродроме Темпельхоф в Берлине. Машина двигалась с большим шумом, оставляя за собой шлейф пепельно-красного дыма – продукт неполного сгорания топлива. Опыты с автомобилем-ракетой закончились трагически. В мае 1930 г. во время испытательного пробега двигатель взорвался, а сидевший за рулем Валье погиб.

Работы в области ракетной техники велись и в ССР. В 1931 г. в Москве начала действовать Группа изучения ракетного движения (ГИРД). Она объединила энтузиастов, ставших впоследствии ведущими конструкторами страны. В частности, у истоков ГИРДа стояли Фридрих Артурович Цандер (1887-1933) и Сергей Павлович Королев (1906 или 1907-1966). С момента основания Группа установила тесную связь с К. Э. Циолковским, оказавшим большое влияние на ее деятельность.

Ф. А. Цандлер занимался теорией реактивного движения, построил жидкостные ракетные двигатели ОР-1 и ОР-2. Через несколько лет усовершенствованный ОР-2 поставили на баллистическую и крылатую ракеты. Преждевременная смерть помешала ученому осуществить задуманные проекты, тем не менее его вклад в разработку элементов будущих ракетных систем весьма существенен.


Copyright © MirZnanii.com 2015-2018. All rigths reserved.