kosmos i hcelovek
advertisement
Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ангарский техникум строительных технологий Человек и космос Исследовательская работа по дисциплине Физика Выполнил обучающийся группы СиЭИС-41519 Жилкин Денис Преподаватель Шурмелёва Лидия Дмитриевна 2015 г «Космос – это не только удел мужественных и смелых, Он для любознательных и терпеливых, смекалистых и твёрдых, верящих в будущее этого, пока ещё не познанного, мира». Ю. Гагарин На уроке физики при изучении темы «Реактивное движение» мы рассматривали вопрос о реактивном движении и, в частности, о полётах космических кораблей. Кто- то из ребят скептически заметил: « Подумаешь, спутники. Такие деньги тратятся на их полёты, а толку-то много ли ? Ну, сфотографируют они Землю, так и без этих фотографий Земля уже давно изучена, все географические открытия сделаны». И тогда преподаватель предложил нам найти ответы на вопросы: Только ли для фотографирования Земли используют космические корабли и спутники? Какова роль космических исследований для жизни людей и всей нашей планеты? После занятий я зашёл в библиотеку, где мне помогли подобрать литературу о космических кораблях и исследовании космоса. Я с большим увлечением прочитал об основоположниках реактивного движения, о работах Циолковского, Королёва и других учёных. Действительно, какой интересный и трудный путь прошла наша космонавтика от полётов первого спутника Земли, полёта Ю.А.Гагарина до сегодняшних дней! А когда я включил компьютер и заглянул в Интернет, то убедился: нет, не зря летают наши космические аппараты! Их полёты приносят огромную помощь людям. Я подготовил реферат по данной теме, с которым выступил не только на уроке физики, но и на заседании астрономического кружка «Галактика». Вот о чём я рассказал в докладе. Изучение космического пространства и Земли ведётся с помощью специальных космических аппаратов. Эти аппараты могут долго и самостоятельно работать на орбите. Различают два вида аппаратов - автоматические (спутники, станции, предназначенные для полётов к другим планетам, и так далее) и пилотируемые обитаемые ( космические корабли, орбитальные станции или комплексы). После полёта первого искусственного спутника Земли уже прошло много лет. Сегодня на околоземной орбите трудится не один десяток спутников и каждый из них выполняет свою задачу, передавая информацию о самых отдалённых и труднодоступных районах планеты из космоса независимо от погоды и времени года. Когда – то К.Э.Циолковский предсказывал, что космос принесёт людям « горы хлеба и бездну могущества». Предсказание сбывается, и уже сегодня космонавтика действенно помогает людям различных профессий и влияет на земные дела. В СССР была создана обитаемая орбитальная научная станция « Салют» надёжное транспортное средство для доставки экипажа, научного оборудования, систем жизнедеятельности человека. Увеличилась продолжительность пилотируемых космических полётов, Это стало новым этапом в освоении космоса Основная задача космонавтики – это исследование космического пространства и нашей планеты , но самая важная задача -- использование достижений космонавтики для нужд народного хозяйства и развития научно – технического прогресса Масштабы и характер воздействия космических исследований на земную жизнь переросли все ожидания. Спутники помогают не только в наведении самолётов на посадку, но и в определении эшелона при подлёте к аэропорту. Спутник, « висящий на стационаре», т.е. вращающийся со скоростью вращения Земли, становится космическим диспетчером и регулирует всю систему движения в воздухе. С помощью научных спутников производится сбор сведений об околоземном пространстве, о магнитосфере Земли, верхних слоях атмосферы, радиационных поясах Земли. В потоке космических лучей, которыми пронизывается мировое пространство, имеются частицы (протоны и атомные ядра элементов) обладающие энергиями в сотни тысяч и миллиарды электрон –вольт. Такие энергии на Земле не могут получить даже на самых мощных ускорителях. Было решено послать в космос для обнаружения таких частиц приборы, которые их смогут зарегистрировать. На орбиту была выведена серия научных станций «Протон». На ней было установлено уникальное оборудование, с помощью которого обнаружили частицы с энергиями 100000 млрд. электрон – вольт и потоки электронов высокой энергии. Наибольшее распространение имеют спутники, собирающие данные о вспышках на Солнце, интенсивности солнечного ветра. Эти спутники так и называют «службой Солнца». В декабре 1995 года с космодрома мыса Канаверал был запущен спутник «SOHO». Это целая обсерватория по изучению Солнца, его магнитного поля, солнечной короны. Спутник стал первым аппаратом, производящим исследования в точке, где гравитационные поля Земли и Солнца уравновешивают друг друга Летом 2000 года Европейское космическое агентство запустило четыре спутника Земли под общим названием «Кластер -2» с космодрома Байконур. «Кластер -2» выводился на околоземную орбиту ракетами – носителями « Союз». Целью исследования являлось изучение состояние магнитосферы. Помогают кораблям прокладывать курс спутники связи. Низкоорбитальный спутник, который летит на высоте 800 –1000 км «просматривает» под собой полосу шириной 6000 км. Если же вывести на орбиту на высоту 35800 км несколько спутников, то они будут как бы «висеть» всё время над одной и той же точкой. Чтобы они просматривали значительную часть поверхности Земли, достаточно будет 3 спутника. В 1976 году была создана Международная организация морской спутниковой связи -- ИНМАРСАТ, в которую вошли около сорока стран мира. Благодаря этой организации торговые и пассажирские корабли могут связываться со многими портами и друг с другом. Пассажиры с борта океанского лайнера могут звонить себе домой. Один из таких спутников « Марекс – А» был выведен на орбиту с французского полигона в Гвиане ракетой «Ариан» 31 января 1982 года. Спутник «завис» над Атлантикой, Другой спутник «Интерсат - V» «завис» над Индийским океаном. Через спутники осуществляется телеграфная, телефонная, фототелеграфная и телексная связь Около Одессы, на берегу Хаджибейского лимана, расположена береговая станция, которая через спутники системы ИНМАРСАТ связывает между собой и с землёй корабли, находящиеся в Атлантике и Индийском океане. Теперь моряков не пугают магнитные бури, теснота в эфире, капризы ионосферы. Для них открыта широкая дорога « океан – спутник – земля». Линии связи называют нервной системой страны, потому что без них немыслима любая работа. Огромным преимуществом спутниковой связи перед земной в том, что в зоне действия одного спутника находится огромная территория с практически неограниченным числом наземных принимающих станций. Спутники связи передают сигналы телепрограмм на огромные расстояния, создают многоканальные связи. Они передают телефонные звонки, ретранслируют радио- и телевизионные программы по всему миру. Первый советский спутник связи « Молния – 1» был запущен 12 апреля 1965 года. Вскоре были запущены новые спутники связи « Молния -2» и « Молния -3» . В 1978 году запущены более совершенные спутники « Горизонт». Ныне 30 миллионов жителей Дальнего Востока, Сибири, Крайнего Севера и Средней Азии пользуются средствами космической дальней связи -- смотрят программы Центрального телевидения, ретранслируемые через спутники « Молния -1» и сеть наземных станций «Орбита». Сегодня почти у всех стран есть свои спутники связи. В 1996 году на орбиту выведен аппарат Международной организации спутниковой связи «Intelsat», а в феврале 1999 года с космодрома Канаверал ракетой – носителем « Атлас -2» был запущен японский спутник «JCSat – 6» массой 2900 килограмм. К сожалению, сегодня Россия не имеет на орбите ни одного рабочего метеоспутника. В 2006 году был запланирован запуск нового аппарата «Метеор – М». Затем запуск был перенесён на 2007 -2008 годы. Поэтому пришлось основной объём спутниковой информации получать от американских спутников Terra, Aqua, Noaa. Отстаём мы и в разработке радарных спутников для наблюдения за северными морями. Даже установленный на спутнике «Метеор –М» радар «Северянин» по своим характеристикам уступает зарубежным спутникам. В двух важнейших для наших территорий направлениях мы значительно уступаем США, Индии, Китаю Полёты образовательных спутников и межпланетных космических станций сделали космос рабочей площадкой для науки. Созданы условия для распространения информации, просвещения, обмена культурными ценностями. В 1991 году в Индии запустили спутники для передачи телеуроков чтения и письма в любую деревню. Программа « Грамсат» нацелена на 560 небольших населённых пунктов Индии. Космические аппараты позволяют обучить грамоте одновременно миллионов людей. Через спутники передаётся по фототелеграфам в типографии городов полосы центральных газет, сельские жители могут получать газеты одновременно с населением городов. Между странами транслируются телевизионные программы (например, Евровидения или Интервидения). Спутники для изучения природных ресурсов Земли передают информацию о состоянии природной среды планеты. Эти спутники оснащены специальными сенсорными кольцами, на которых расположены фото – и телекамеры для сбора информации. Сюда же входят аппараты для фотографирования атмосферных преобразований, измерения параметров поверхности океанов и земли. Например, спутник «Ландсат» может сфотографировать в неделю свыше 161 миллиона квадратных метров земной поверхности. Сегодня создано много различных спутников по изучению Земли из космоса. С созданием американского метеорологического спутника «TIRОS – 1» ( спутник телевизионного инфракрасного наблюдения Земли) появилась возможность вести обзор поверхности Земли и контролировать глобальные атмосферные изменения. Первый аппарат этой серии был выведен на орбиту в 1960 году. После запуска ряда подобных спутников США создали космическую метеорологическую систему «ТОS» . Первый советский спутник такого типа -«Космос – 122» был выведен на орбиту в 1966 году. Через 10 лет на орбите работал уже целый ряд отечественных космических аппаратов серии « Метеор» по изучению и контролированию природных ресурсов Земли « Метеор – Природа». Роль космического почтальона выполняет « Ресурс – О1» . Пролетая над одной точкой поверхности Земли два раза в сутки, он забирает электронную почту и отсылает её всем абонентам, имеющим радиокомплекс с небольшим спутниковым модемом. Заказчики системы -- путешественники, спортсмены, нефтяные платформы, геологоразведочные станции, научные экспедиции и т. д. . Человек изучает Землю, по крайней мере, несколько тысяч лет. Казалось бы, что её поверхность давно хорошо изучена, сделаны все географические открытия. Но наблюдения со спутников показали, что это не так Когда Юрий Алексеевич Гагарин впервые увидел нашу планету с космической высоты, он воскликнул: «Красота – то какая!» А в своей книге « 700000 километров в космосе» космонавт Герман Титов писал: «Я с интересом следил за Землёй, видел крупные реки и горы, по окраске отличал вспаханные и несжатые поля. Нигде не увидишь таких огромных полей, таких лесных массивов, такого множества могучих рек, такой богатой палитры красок – от изумрудной зелени юга до слепящей белизны горных вершин, покрытых вечными снегами!» Но не только изучать красоты нашей Земли можно со спутников. Нам надо знать всё о нашей планете: где и сколько у нас лесов, лугов, болот, льда, снега …. Возникает вопрос; зачем нам знать, где и сколько снега и болот? Эти данные нужны для того, чтобы знать, сколько весной будет влаги в почве и воды в водохранилищах. Значит, мы можем заранее спланировать, сколько воды нужно для полива и сколько энергии может выработать гидростанция. Из космоса можно оценить запасы снега на Памире, что определяет водоснабжение Средней Азии. Сотни и тысячи лет люди составляли карты наземным способом, последние годы для этого используется авиация. Но применение спутников открыло много новых возможностей: открыты новые острова около побережья Бангладеш, открыты новые неизвестные ранее озёра в горах Ирана. Составлены подробные карты труднопроходимых районов. Болота занимают 3 миллиона квадратных километров поверхности нашей земли. В них запасов пресной воды в пять раз больше, чем во всех реках нашей планеты. Болота сильно влияют на климат. Если болота исчезнут, то многие плодородные земли, отстоящие на сотни километров от осушаемых болот, превратятся в пустыню. С помощью спутников установили, что Сахара наступает на плодородные земли Египта со скоростью нескольких метров в год. Как помочь быстро мелеющему Аральскому морю? Надо, чтобы реки Амударья и Сырдарья несли в него больше воды. А воду можно взять при таянии ледников в горах Средней Азии. Ускорить их таяние можно, если посыпать их поверхность чёрным порошком (каменноугольной пылью ). Спутник начал исследование ледников. Спутник «Метеор» Со спутников, оборудованных телевизионной, инфракрасной, радиолокационной и другой аппаратурой можно определить породу деревьев в лесу, обнаружить лесной пожар и сразу направить туда технику и людей. Вид лесного пожара с борта космического корабля « Аполлон -7» с высоты 240 км Можно обнаружить, где на деревья напали насекомые – вредители, выявить природные очаги клещевого энцефалита. По снимкам можно определить состояние посевов, наличие вредителей, составить график уборки урожая. Система космического обеспечения сельского хозяйства даёт рекомендации по каждому звену сельскохозяйственного производства - от вспашки до уборки урожая. Космический прогноз урожая достигает 97 % . На вооружении космоса есть технические средства, позволяющие изучать засоленность почв, влажность, теплоотдачу. Специалисты оценивают вклад космонавтики в сельское хозяйство в сотни миллионов рублей ежегодно только в нашей стране. Экономятся не только деньги, но и время. Например, двухлетнюю информацию о зоне БАМа, которую давали космические аппараты, геологи могли бы получить лишь за пятнадцать лет Оказалось, что из космоса можно исследовать недра Земли, поэтому теперь спутники помогают геологам находить полезные ископаемые. Кроме этого при помощи спутников под пустынями Средней Азии обнаружили большие запасы пресной воды. Зачастую, получив со спутников снимки поверхности Земли, специалисты раньше не могли объяснить непонятные линии на аэросъёмках. Не сразу учёные догадались, что это разломы в земной коре. Разломы – это гигантские трещины, засыпанные песком и камнями. Учёные предполагают, что по ним поднимаются глубинные воды, и тепло и поэтому растительность и почва имеет здесь другой оттенок. Удивительно то, что именно разломы влияют на образование облачности над ними и обычно здесь находят полезные ископаемые. В этих же районах чаще всего бывают землетрясения. В будущем, наблюдая за этими разломами с помощью спутников, мы сможем заранее предсказывать стихийные бедствия. Например, можно произвести в нужном месте подземный взрыв, что освободит накапливающуюся под землёй энергию и приведёт к серии небольших землетрясений Людей, живущих и работающих в горных районах, спутники могут заранее предупредить о месте и времени сели, оползня или снежной лавины. Сейчас, проектируя предприятия и дороги в горах, проектировщики обязательно учитывают полученные из космоса данные . 70 % земной поверхности – вода. Космонавтика и здесь вносит свой вклад, наблюдая состояние водоёмов, количество воды в них, степень её загрязнения. Если положение становится опасным, то учёные ищут способы борьбы с опасностью. По снимкам с орбиты определяют места сильного загрязнения водоёмов и виновников этого загрязнения - заводы, нефтепромыслы, корабли. Обнаружив большое скопление планктона, спутники сообщают об этом рыболовным судам, а те подплывают к этим местам и берут там хорошие уловы. Со спутников передаётся информация о направлении слабых и сильных течений, температурных зонах. Из космоса хорошо просматривается дно шельфовой зоны океанов до глубины 50 метров, которое нельзя увидеть на фотографиях. А однажды космонавты сообщили учёным, что из космоса увидели дно океана. Учёные засомневались: « Вы не могли видеть дно океана». Все, кто летал в космос, видели его. Космонавты уверены, что скоро придёт время, и мы будем осваивать железоникелевые, марганцевые конкреции на дне океана, доставать оттуда многие металлоруды. Даже министерство геологии имеет свой перспективный план по изучению возможностей добычи полезных ископаемых с океанского дна. Наша страна для наблюдений за земной и водной поверхностью из космоса использовала спутник «Космос -243», выведенный на орбиту в 1968 году. В феврале 1979 года запущен более совершенный океанологический спутник «Космос – 1076», передающий комплексную океанографическую информацию. Его приборы определяют характеристики морской воды, атмосферы, ледяного покрова, силу ветра , интенсивность морского волнения. В 1992 году на орбиту был запущен франко – американский спутник «Торех Роsеidоп» , предназначенный для высокоточных измерений моря. С помощью полученных с него данных учёные установили, что уровень моря в среднем в настоящее время постоянно повышается со скоростью 3,9 мм в год. Изучение мирового океана важно для составления точного и надёжного прогноза погоды, ведь мировой океан – это «кухня» погоды. Новое поколение «Метеоров» расширяет возможности долгосрочного прогнозирования. Представление о физике процессов в атмосфере даёт модель, предложенная академиком Гурием Ивановичем Марчуком. Она открывает возможность решить многие сложные задачи. На высоте 18 – 20 километров над землёй находится озонный слой, который задерживает большую часть ультрафиолетовых лучей. Если исчезнет ультрафиолетовый слой, то жизнь на Земле погибнет. Озонный слой разрушается от выхлопных газов самолётов, выбросов предприятий. При помощи спутников учёные следят за состоянием озонного слоя. За 10 дней работы геофизического спутника получено такое количество данных о магнитосфере Земли, какое в обычных условиях можно было бы собрать за 10 лет. Магнитосфера – это огромная, в десятки раз большая, чем сама планета Земля, область, где ощутимо геомагнитное поле. Всякие изменения этого поля приводят к сильному вторжению заряженных частиц в верхнюю атмосферу. Ионосфера постоянно «дышит» в зависимости от вариаций потоков солнечного излучения и потоков частиц из магнитосферы. Вывод: наблюдая за верхней атмосферой, мы следим за погодой в космосе. А с ней связана не только дальняя радиосвязь, но и погода на Земле, наше самочувствие. Учёные выяснили, что рост ряда заболеваний и рост числа несчастных случаев происходит в дни повышенной геомагнитной активности, то есть когда на Солнце много пятен. Солнечные пятна являются причиной солнечной активности. Фотография пятен на Солнце . Влияние солнечной и геомагнитной активности на человеческий организм специалисты объясняют так: собственные ритмы сердца, мозга и других органов совпадают по частоте с геомагнитной пульсацией. Выяснилось, что больше всего человеку вредит отсутствие этих пульсаций. Интересно то, что сами космонавты отмечают свою повышенную возбудимость в периоды вспыхивания ионосферы. Уже сейчас из космоса с морских спутников заранее поступают предупреждения о цунами, тайфунах, циклонах. Буйство стихии взято под контроль. Благодаря морским спутникам можно находить потерявшиеся корабли и самолёты. Специальные навигационные спутники - «радиозвёзды» - помогают судам и самолётам ориентироваться в любую погоду. Ретранслируя радиосигналы с кораблей на берег, спутники обеспечивают бесперебойную связь судов с Землёй в любое время суток. В 1982 году был запущен советский спутник «Космос -1383» для определения местонахождения пропавших судов и самолётов, потерпевших аварию. Чуть позже российскими учёными был создан более совершенный искусственный спутник земли «Цикада» для определения координат торговых судов и кораблей ВМФ. Со спутников можно обнаружить зарождающийся ураган, последить его развитие, скорость и направление движения. Поэтому население заблаговременно предупреждается о приближении урагана. Ураганы сопровождаются наводнениями, уничтожают посевы, дороги, мосты, но самое страшное, что при этом гибнут люди. Благодаря спутникам удаётся избежать жертв и разрушений. Например, в августе 1985 года с побережья США перед приближением урагана было эвакуировано около миллиона жителей. «Космос -1383» .Итак, спутники для охраны жизни на нашей планете делают много: они подсчитывают запасы плодородных земель, лесов, вод, полезных ископаемых; следят за состоянием суши, океанов, атмосферы, предупреждают об опасности. В то же время спутники показали нам, что зачастую мы не по – хозяйски расходуем свои запасы, наносим большой вред нашему дому. Если все страны не возьмутся за решение проблемы охраны природы, то может возникнуть угроза исчезновения жизни на Земле. Вклад космонавтики в это дело огромен и будет, несомненно, расти дальше Недавно спутники приобрели ещё одну профессию – спасателей. В июле 1982 года в Канаде в горах Британской Колумбии исчез самолёт. Много раз самолёты канадских ВВС поднимались в небо к предполагаемому месту аварии, и хотя на поиски пропавшего самолёта было потрачено около 2 миллионов долларов, поиски были напрасны. Принимал участие в поиске и отец пропавшего лётчика, но и его самолёт в условиях плохой видимости потерпел аварию. Этот самолёт помимо обычного радиопередатчика был снабжён специальным радиобуем, посылающем сигналы « SOS», но горы мешали прохождению радиоволн. Тогда канадские власти обратились за помощью к нашей стране. Они просили попытаться обнаружить радиосигналы со спутника. Не прошло и пяти часов, как станции поиска и спасения Канады получили с орбиты точные данные места аварии. « Три канадца обязаны своим спасением советскому космическому спутнику», -сообщило через некоторое время агентство Канадиан Пресс. Впервые в истории космонавтики космический аппарат, работающий по системе КОСПАС – САРСАТ, спас человеческие жизни. Это был спутник «Космос –1383». Некоторое время спустя этот же спутник « Космос – 1383» помог в спасении гибнущего во время шторма судна у берегов Флориды. Судно едва держалось на плаву. Мачта рухнула на радиорубку, поэтому было невозможно передать сигнал «SOS». В отчаянье капитан послал сигнал с помощью портативной рации, даже не надеясь, что в адском грохоте волн его могут услышать Капитану повезло : над районом бедствия пролетал советский спутник, наземная станция слежения была в радиусе радиовидимости, да и система КОСПАС – САРСАТ проходила испытания, и сигналы с неё обрабатывались первыми. Экипаж был спасён. В последнее время спутники стали помощниками штурманов при определении местонахождения кораблей. Раньше капитаны находили свои координаты по звёздам. Теперь все корабли снабжены радиолокаторами. Штурман наносит на карту местоположение судна по сигналам береговых радиомаяков. Но по мере удаления от суши эти сигналы слабеют. Можно использовать короткие волны, но они распространяются в пределах прямой видимости. Кроме этого морякам нужно поддерживать связь с берегом. Переговоры ведутся на коротких волнах по радиотелефону. Однако, эта связь ненадёжна из – за атмосферных помех. На помощь морякам пришли специалисты по космической технике. В марте 1978 года на орбиту вышел искусственный спутник Земли « Космос –1000». Памятник в честь запуска искусственного спутника «Космос - 1000» С его помощью можно было с большой точностью определять координаты. Примером успешной работы космической навигационной системы стал полярный рейс атомохода « Арктика» В 1977 году. Тогда с её помощью было точно зафиксировано достижение Северного полюса. . По данным английского страхового общества Ллойда в океанах за 10 лет с 1971 по 1980 годы погибло 3764 морских судна.Только в 1978 году затонуло 473 судна , погибло около 2000 моряков. По статистике каждые полтора часа кому – нибудь в океане требуется помощь. Хорошо, если рядом находится какой – либо корабль, он сразу меняет курс и спешит на помощь к месту кораблекрушения. Например, экипаж теплохода « Черняховск» подобрал потерпевших аварию французских яхтсменов и ликвидировал пожар на греческом судне. Но ведь часто бывает так, что взрыв уничтожает радиоаппаратуру и радисты не могут послать в эфир сигнал « SOS». Несколько лет назад пропал при переходе из Бразилии в Японию огромный нефтерудовоз « Берге Ванга», а до этого также исчезло норвежское судно «Берге Истра». Чтобы уменьшить число жертв, ставят радиобуи, которые в случае бедствия посылают сигнал. Однако, радиус действия их невелик : не более 300 км. Вот здесь на помощь и приходят спутники Земли В мае 1980 года была создана система КОСПАС – САРСАТ. Транспортные средства всех стран - участниц, входящие в систему, снабжены специальными аварийными радиобуями - АРБ. Аварийный радиобуй (англ. EPIRB, Emergency Position Indicating Radio Beacon) — передатчик для подачи сигнала бедствия и пеленгации поисковоспасательными силами терпящих бедствие плавсредств, летательных аппаратов (англ. ELТ, emergency locator transmitter) и персон (PLT, Personal locator transmitter) на суше и на море. Аварийные радиобуи являются обязательным компонентом ГМССБ. При аварии нажимается кнопка на ходовом мостике, и радиобуй отстреливается в море. При вынужденной посадке самолёта буй выбрасывается автоматически и сразу начинает посылать в эфир сигналы бедствия. По международному соглашению для работы АРБ выделены два диапазона частот, в которых никто не имеет права выходить на связь. Первый диапазон – для судов и самолётов, находящихся поблизости, а второй – для спутниковых систем поиска. Именно эти сигналы и ловят спутники. Через их «паутину» не ускользнёт ни один тревожный сигнал, в каком бы месте не произошла катастрофа. Если геостационарный, неподвижно висящий спутник, «услышит» голос АРБ, то как ему найти спасательный плот или небольшой самолёт в пятне диаметром 5 тысяч километров и передать координаты спасателям? Вот здесь используют низкоорбитальные спутники. Специалисты, отметив время получения аварийного сигнала, определяют местоположение района аварии. Более точно координаты места катастрофы определяют по хорошо известному в физике эффекту Доплера, согласно которому частота сигнала изменяется по мере приближения или удаления от источника сигнала. Бортовая аппаратура спутника может вычислить место сигнала с точностью до 20 километров. Аппаратура спутника может одновременно принимать и обрабатывать до 20 сигналов от радиобуев. А вообще – то, она способна удерживать в своей памяти координаты двухсот терпящих бедствие судов и самолётов, терпеливо ожидая, когда их можно передать на Землю. Система КОСПАС – САРСАТ может не только определять места аварии, но и по сигналам АРБ сказать, кто их посылает. Для этого всем транспортным средствам разных стран присваиваются свои индексы. Так, буи нашего государства посылают в эфир код 221, США – 111 , Канада – 121 и так далее. Если радиобуи каждая страна изготовляет сама для себя, то спутники спасатели запускают лишь две космические державы -- наша и США. Кроме спутника «Космос – 1383» запущен спутник« Космос – 1447». Американский спутник проработал на орбите чуть больше года и вышел из строя, его заменил спутник серии НОАА. Сейчас на орбите четыре спасателя. Космический патруль просматривает всю планету, на ней нет больше « слепых» мест. Пункт по приёму информации - ППИ -- при помощи параболической антенны ловит сигналы от спутников. Вся информация поступает к операторам. Быстро определяются все данные о потерпевшем катастрофу судне или самолёте, их координаты и передаются в страну, которой они принадлежат. ППИ нашей страны находятся в Москве, в Архангельске, Владивостоке. Есть они и в США в штатах Иллинойс, Калифорния, и Аляска. Создали станции Канада (в Оттаве) и Франция ((в Тулузе). К системе КОСПАС – САРСАТ уже присоединились Англия, Болгария, Норвегия, Швеция, Финляндия. Изъявили желание вступить в неё Япония, Дания, Бразилия. На счету у системы уже много хороших дел. Вот некоторые из них. 29 сентября 1982 года в Канаде исчез двухместный самолёт. С помощью нашего спутника, поймавшего сигнал выброшенного при аварии буя, определили район аварии. Уже через шесть часов спасатели на парашютах спускались на место происшествия. 10 октября 1982 года. В 550 километрах от Новой Англии ( США) буря опрокинула судно - тримаран «Гонзо». Лётчик, пролетевший над местом бедствия, принял сигнал бедствия, но не смог определить место кораблекрушения. И только при помощи спутниковых данных патрульная служба береговой охраны заметила парусник и трёх человек, уцепившихся за его корпус. Люди были спасены. 7 Ноября 1982 года в Карибском море в три часа ночи наскочило на рифы небольшое судно с пятью человеками на борту. Информация со спутника быстро была передана береговой охране США, и вертолёт уже в два часа дня снял весь экипаж. 3 апреля 1983 года. Обнаружены и спасены все шесть моряков с затонувшего в ста милях от берега французского судна. 25 –26 апреля 1983 года. Обнаружены совершившие вынужденную посадку в 70 километрах от Северного полюса два небольших американских самолёта. Все пять человек спасены. 3 октября 1983 года. В центральной части Северной Атлантики обнаружено терпящее бедствие парусное судно. Благодаря спутникам, людям терпящим бедствие, была быстро оказана помощь. Срочная помощь может понадобиться не только морякам или лётчикам. Она нужна и геологам и транспортникам, работающим в отдалённых и труднодоступных районах. Шведские альпинисты уже сейчас во время зарубежных экспедиций получают от КОСПАС –САРСАТ портативные буи. Их использовали участники 28 –й советской антарктической экспедиции. Хотя сами спутники не могут протянуть «руку помощи», но они делают главное – передают сигнал бедствия, облегчая работу спасателям. Космические аппараты охраняют жизнь человека в воздухе, на воде и на суше. Космос – экспериментальная база для решения фундаментальных задач науки и техники. Космос интересует нас не только как источник загадок и открытий, но и как арена полезной деятельности человека на благо нашей планеты и всего существующего на ней. Определение точных координат объектов на Земле может пригодиться полицейским : если установить миниатюрные, размером около миллиметра радиомаячки на автомобиль или другую ценную вещь, то у угонщиков и у воров не останется никаких шансов, так как похищенное будет моментально обнаружено, в какой – бы точке Земли его не прятали. Космос – исследовательская лаборатория, всеобъемлющий научный комплекс, бескрайний цех будущих заводов. Пока это – красивая мечта. Но каждый космический аппарат, выведенный на орбиту, каждый новый космический эксперимент приближают эту мечту. С каждым годом значение работ в космосе, связанных с народным хозяйством, возрастает. Но чтобы создавать космические корабли, при помощи которых мы можем лучше исследовать космическое пространство, надо создавать материалы, обладающие особыми, экстраординарными свойствами. При запуске космических аппаратов и при их возвращении на Землю и сами корабли, и всё оборудование на них, подвергается жестоким вибрациям и сильнейшим перегрузкам. Оболочка корабля испытывает колоссальный нагрев. Во время работы на орбите корабль «бросает то в жар, то в холод» в зависимости от того находится он «на солнышке» или « в тени». Если сюда добавить интенсивное радиационное излучение, бомбардировку электрическими разрядами, удары микрометеоритов, то становится понятно, что обычные материалы таких нагрузок не выдержат. Следовательно, надо создавать новые материалы или совершенствовать уже имеющиеся. Внутри космического корабля находится огромное множество приборов, вычислительных и других устройств. Они также подвергаются различным воздействиям, но они должны быть сверхнадёжными, долговечными, сверхточными например, ошибка в ориентировании в одну угловую секунду вызывает « промах» во многие тысячи километров). Поэтому исследователям космоса и требуются особые сплавы, полупроводники, кристаллы, оптические стёкла и множество других разнообразных материалов. В исследовательских лабораториях всего мира постоянно ищут пути создания новых материалов. Но в земных условиях получить такие материалы мешают разные «нежелательные» факторы и вредные воздействия. Например, без силы земного тяготения трудно представить нашу жизнь на Земле, но именно она искажает внутреннее строение тех веществ, на получение которых затрачивается столько усилий. Однако,такая среда есть, и человек имеет к ней практический доступ. Это – космос! Космос даёт полное отсутствие силы тяжести на борту космического корабля и обеспечивает исследователей природным вакуумом, необходимым для осуществления многих технологических процессов. В условиях космического пространства можно получить соединения, которые очень трудно, а порой и невозможно изготовить на Земле. Например, смеси с различной плотностью, ведь более тяжёлые частицы всегда стремятся сесть на дно, а лёгкие - всплыть. Достоинства космического материаловедения очевидны. Конечно, создание аппаратуры, работающей на орбите, обходится дорого, кроме этого большие трудности и затраты возникают при доставке оборудования на борт корабля. Трудностей много, но чётко спланированная и тщательно обоснованная с научной точки зрения программа исследований может ускорить полезную отдачу. В качестве примера можно привести широко применяемые в настоящее время в инфракрасной технике кристаллы кадмий – ртуть- теллур, так называемые КРТ – соединения, которые на Земле получить крайне трудно. Первые космические эксперименты по их получению дали хорошие результаты и если удастся наладить получение такого материала на орбите, то всё производство этого ценнейшего соединения можно будет передать « космической индустрии». Если объединить опыт исследователей разных стран, то эффективность исследований резко возрастает. Уже в июле 1975 года во время полёта по программе « Союз» - « Аполлон» в космосе были выполнены совместные технологические эксперименты. Настоящей научной базой и надёжным, гостеприимным домом для исследователей космоса служила орбитальная станция «Салют -6». Международные материаловедческие эксперименты проводились на советских универсальных технологических установках «Сплав « и «Кристалл». Объектами исследований были полупроводниковые кристаллы, сплавы, различные стёкла и даже … сахар. Эксперимент с тростниковым сахаром проводил кубинский космонавт Арнальдо Тамайо Мендес. Планируется использовать кристаллы сахара в технических устройствах. Факт проведения такого эксперимента говорит о широчайших возможностях материаловедения. Благодаря космическим исследованиям появились новые материалы, в частности прозрачные, имеющие прочность стали, и так называемые композиты, которые легче и прочнее алюминия, созданы десятки видов сверхчистых металлов и сплавов, теплозащитных материалов. На борту орбитальной станции «Салют -6 « выполнено более 200 технологических плавок, получено около 300 образцов различных материалов. Орбитальная станция «Салют -6» Из них 205 – по методике российских учёных, остальные - совместно со специалистами других стран. На установке « Испаритель» проведено около 200 опытов по напылению различных материалов в вакууме. Исследования в области космического материаловедения стали обязательными буквально для всех международных экипажей, работающих на орбитальном комплексе «Салют» - « Союз» Цель учёных – материаловедов, как и их коллег, работающих в других областях исследований, - сделать космос активным союзником человека во всех сферах его мирной жизни. Учёные сознают, что достижения современной космической деятельности должны быть направлены на благо людей. Без научных разработок нельзя получить новые технологии, а без новых технологий невозможен технический прогресс. Шагает вперёд космическая техника. Ю,А,Гагарин на «Востоке» мог выдать 63 команды, а на комплексе «Салют -7 « -- « Союз –Т» можно выдать 20 тысяч команд. .Космический корабль – это лаборатория в космосе , и космонавт должен выполнять обширную программу по исследованию космического пространства. Он должен иметь безукоризненное здоровье, инженерный опыт, научные знания, всестороннюю подготовку. Опыт специалистов – медиков, готовящих космонавтов, также находит применение и в земной жизни. Например, одним из ноу-хау стали «космические ботинки» , позволяющие имитировать ступням ног те же нагрузки, что человек получает при ходьбе. Сейчас космонавты надевают их при каждом полёте. На Земле «космические ботинки» применяют для больных, вынужденных длительное время проводить в постели из-за болезни суставов, черепно – мозговой травмы, инсульта или даже комы. Сокращение пневмокамер в конструкции ботинка благодаря встроенному компрессору позволяет лежачему человеку ходить и бегать – а, значит, при его выздоровлении мышцы будут в порядке. Также в своё время для космонавтов был разработан костюм «Пингвин», представляющий собой систему резиновых растяжек.. При каждом движении космонавта они работали наподобие эспандеров, заставляя его совершать намного больше усилие, чем этого требует невесомость. Костюм «Пингвин» На базе «Пингвина был создан костюм «Регент», применяемый для лечения людей, которым надо заново осваивать ходьбу, после инсульта или ДЦП . Не менее широко используются брюки «Чибис», которые изначально задумывались, чтобы уберечь космонавтов от болезней сосудов и повышенного давления. Брюки позволяют менять давление на кровеносные сосуды ног. Эта разработка оказалась полезной для людей с варикозом или другими заболеваниями вен. Развитие космонавтики требует присутствия человека в космосе, требует решения задач прикладного характера. А это всё способствует развитию различных отраслей народного хозяйства во имя интересов человека. В докладе приведено много примеров, доказывающих, что космические исследования служат на пользу людям, и с каждым годом это сотрудничество будет плодотворнее. Конечно, внедрение новых технологий требует огромных затрат, иначе не будет технического прогресса. В Западной Европе на изучение космоса расходуется 4 миллиарда долларов в год. Но западноевропейские специалисты говорят: «Если не будем это делать, за год отстанем на десять лет…» « Мы должны осваивать новую среду обитания, чувствовать там себя уверенно, поскольку дальнейшее развитие человечества непосредственно связано с этими технологиями. Поэтому постоянное присутствие человека в космосе – сначала на орбитальных станциях, потом на постоянных базах на Луне и Марсе, думается, необходимы, и отдача ( на первый взгляд, неочевидная) от этих работ будет громадной» - говорит Язев, старший научный сотрудник Института солнечно – земной физики Сибирского отделения РАН. Исследования и освоение космоса приносят прежде всего практическую пользу. Например, теперь в нашем распоряжении надежная спутниковая теле - радиосвязь, точные прогнозы погоды и многое другое. Но, к сожалению, в результате активизации исследований, резкого увеличения числа запусков ракет-носителей и других аппаратов, а также связанных с этим последствий все чаще происходит загрязнение земной и околоземной среды, что пагубно влияет на экологию Земли. Сейчас можно спорить о том, оправдала ли космонавтика наши надежды или нет, но несомненным останется одно: день, когда мощная ракета впервые подняла человека над планетой, дал начало новой эре развития цивилизации космической, открыв людям путь в просторы Вселенной. Привыкнув к ежедневным стартам космических кораблей, мы уже не чувствуем того энтузиазма, который был присущ поколению шестидесятых. Романтика Космоса, к сожалению, ушла, став обыденностью. Литература 1. Аргументы и факты. №5. Газета. / Учредитель и издатель – Н. Зятьков. – главный редактор, президент. ЗАО. «Аргументы и факты», 2012. 2. Большая иллюстрированная энциклопедия знаний (текст): пер. с англ. М. Кракан. – М.: ЗАО «БММ», 2011. 3. Большая серия знаний. Бионика / Проф. В. Нахтигаль. – М.: ООО «Издательство Мир книги», 2006. 4. Большая энциклопедия «почемучек» / Пер. с анг. Е. В. Комиссарова, В. А. Жукова, Е. А. Степанцовой. - М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2008. 5. Вселенная. Большая серия знаний. / Коллектив авторов. – «Русское энциклопедическое товарищество», 2001; - ООО ТД «Издательство Мир книги», 2006. 6. Краткая история почти всего на свете / Билл Брайсон. – М.: Гелеос, 2006. 7. Моя первая книга о технике: Науч.-поп. изд. для детей. / Л. Я. Гальперштейн. – М.: ЗАО «РОСМЭН – ПРЕСС», 2007. 8. Планета Земля. Энциклопедия «Ридерз Дайджест». / Майкл. Оллаби. – «ЗАО» Изд. Дот Ридерз Дайджест», 2008. 9. Техника. Серия «Всё обо всём» / Пер. с анг. И. Гореловой; Авт. Рус. Текста А. Брагин. – М.: ЗАО «Планета детства», ООО «Издательство Астрель», АСТ, 2001. 10.Только факты. Необходимая информация всегда под рукой. / Гл. ред. Н. Ярошенко; перевод и издание на русском русском языке. – ЗАО «Издат. дом Ридерз Дайджест», 2008.
