Міністерство освіти та науки України
Національний технічний університет
"Харківський політехнічний інститут"
Контрольна роботазісторії науки і техніки
Тема №60: "Освоєння космосу: історія та сучасність"
Студента 1 курсу
Групи КІТЗ-19
Гладкова Євгена Єгоровича
План
Вступ
Початок космічної ери
Космос та наука
Чорні дірки
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
У другій половині XX ст. людство, ступив на поріг Всесвіту, вийшло в космічний простір. Дорогу в космос відкрила наша Батьківщина. Перший штучний супутник Землі, який відкрив космічну еру, запущений колишнім Радянським Союзом, а перший космонавт світу - громадянин колишнього СРСР.
Космонавтика - це величезний каталізатор сучасної науки і техніки, який став за небачено короткий термін одним з головний важелів сучасного світового процесу. Вона стимулює розвиток електроніки, машинобудування, матеріалознавства, обчислювальної техніки, енергетики та багатьох інших галузей народного господарства.
У науковому плані людство прагне знайти в космосі відповідь на такі принципові питання, як будова і еволюція Всесвіту, утворення Сонячної системи, походження та шляхи розвитку життя. Від гіпотез про природу планет і будову космосу, люди перейшли до всебічного і безпосереднього вивчення небесних тіл і міжпланетного простору за допомогою ракетно-космічної техніки.
В освоєнні космосу людству належить вивчить різні області космічного простору: Місяць, інші планети і міжпланетний простір.
Сучасний рівень космічної техніки та прогноз її розвитку показують, що основною метою наукових досліджень за допомогою космічних засобів, очевидно, в найближчому майбутньому буде наша Сонячна система. Головними при цьому будуть завдання вивчення сонячно-земних зв'язків і простору Земля - Місяць, а так само Меркурія, Венери, Марса, Юпітера, Сатурна та інших планет, астрономічні дослідження, медико-біологічні дослідження з метою оцінки впливу тривалості польотів на організм людини та її працездатність.
У принципі розвиток космічної техніки повинен випереджати попит, пов'язаний з вирішенням актуальних народногосподарських проблем. Головними завданнями тут є створення ракет-носіїв, двигунів, космічних апаратів, а також засобів забезпечення (командно-вимірювальних і стартових комплексів, апаратури і т.д.), забезпечення прогресу в суміжних галузях техніки, прямо або побічно пов'язаних з розвитком космонавтики.
До польотів у світовий простір потрібно було зрозуміти і використовувати на практиці принцип реактивного руху, навчитися робити ракети, створити теорію міжпланетних повідомлень і т.д.
Ракетна техніка - далеко не нове поняття. До створення потужних сучасних ракет-носіїв людина йшла через тисячоліття мрій, фантазій, помилок, пошуків у різних галузях науки і техніки, накопичення досвіду і знань.
Принцип дії ракети полягає в її русі під дією сили потоку частинок, що виникають при згоранні палива ракети. У ракеті, тобто апараті, обладнаному ракетним двигуном, гази утворюються за рахунок реакції окислювача і пального, що зберігаються в самій ракеті. Ця обставина робить роботу ракетного двигуна незалежною від наявності або відсутності газового середовища. Таким чином, ракета являє собою дивну конструкцію, здатну переміщатися в безповітряному просторі - космічному.
Особливе місце серед російських проектів застосування реактивного принципу польоту займає проект Н. І. Кібальчича, відомого російського революціонера, який залишив, незважаючи на коротке життя (1853-1881), глибокий слід в історії науки і техніки. Маючи великі й глибокі знання з математики, фізики і особливо з хімії, Кибальчич виготовляв саморобні снаряди і міни. "Проект повітроплавного приладу" був результатом тривалої дослідницької роботи Кібальчича над вибуховими речовинами. Він, по суті, вперше запропонував не ракетний двигун, пристосований до якого-небудь існуючого літальному апарату, як це робили інші винахідники, а зовсім новий (ракетодінамічний) апарат, прообраз сучасних пілотованих космічних засобів, у яких тяга ракетних двигунів служить для безпосереднього створення підйомної сили, що підтримує апарат у польоті. Літальний апарат Кибальчича повинен був функціонувати за принципом ракети!
Але Кибальчича посадили до в'язниці за замах на царя Олександра II, і тому його проект літального апарату був виявлений тільки в 1917 році в архіві департаменту поліції.
Отже, до кінця минулого століття ідея застосування для польотів реактивних приладів отримала у Росії великі масштаби. І першим, хто вирішив продовжити дослідження був наш великий співвітчизник Костянтин Едуардович Ціолковський (1857-1935рр.). Реактивним принципом руху він почав цікавитися дуже рано. Вже у 1883 році він дав опис корабля з реактивним двигуном, а у 1903 році Ціолковський вперше у світі мав можливість сконструювати схему рідинної ракети. Ідеї Ціолковського отримали загальне визнання ще у 1920-і роки. І блискучий продовжувач його справи С. П. Корольов за місяць до запуску першого штучного супутника Землі говорив, що ідеї та праці Костянтина Едуардовича будуть все більше і більше залучати до себе увагу в міру розвитку ракетної техніки, в чому, безперечно, виявився абсолютно правий.
Початок космічної ери
Через 40 років після того, як був знайдений проект літального апарату, створений Кібальчичем, 4 жовтня 1957 року колишній СРСР здійснив запуск першого в світі штучного супутника Землі. Перший радянський супутник дозволив вперше виміряти щільність верхньої атмосфери, одержати дані про поширення радіосигналів в іоносфері, відпрацювати питання виведення на орбіту, тепловий режим та інші відомості. Супутник представляв собою алюмінієву сферу діаметром 58 см і масою 83,6 кг з чотирма штирові антенами довжиною 2,4-2,9 м. У герметичному корпусі розміщувалися апаратура та джерела електроживлення. Початкові параметри орбіти складали: висота перигею 228 км, висота апогею 947 км, нахил 65,1º.
3 листопада Радянський Союз повідомив про виведення на орбіту другого радянського супутника. В окремій герметичній кабіні знаходилися собака Лайка і телеметрична система для реєстрації її поведінки в невагомості. Супутник був також забезпечений науковими приладами для дослідження випромінювання Сонця і космічних променів.
6 грудня 1957 року у Сполучених Штатах Америки була зроблена спроба запустити супутник "Авангард-1" за допомогою ракети-носія, розробленого Дослідницькою лабораторією ВМФ. Після запалювання ракета піднялася над пусковим столом, однак через секунду двигуни вимкнулися і ракета впала на стіл, вибухнувши від удару .
31 січня 1958 року був виведений на орбіту супутник "Експлорер-1", американська відповідь на запуск радянських супутників. За своїми розмірами і масою він не був кандидатом у рекордсмени. Будучи довжиною менше 1 м і діаметром близько 15,2 см, він мав масу всього лише 4,8 кг.
Однак його корисний вантаж було приєднано до четвертого, останнього ступеню ракети-носія "Юнона-1". Супутник разом з ракетою на орбіті мав довжину 205 см і масу 14 кг. На ньому були встановлені датчики зовнішньої і внутрішньої температур, датчики ерозії і ударів для визначення потоків мікрометеоритів і лічильник Гейгера-Мюллера для реєстрації проникаючих космічних променів.
Важливий науковий результат польоту супутника складався у відкритті навколо Землі радіаційних поясів. Лічильник Гейгера-Мюллера припинив рахунок, коли апарат знаходився вже в апогеї на висоті 2530 км, а висота перигею становила приблизно 360 км.
5 лютого 1958 року в США була зроблена друга спроба запустити супутник "Авангард-1", але вона також закінчилася аварією, як і перша спроба. Нарешті 17 березня супутник був виведений на орбіту. У період з грудня 1957 року по вересень 1959 року було зроблено одинадцять спроб вивести на орбіту "Авангард-1" і тільки три з них були успішними.
Обидва супутники внесли багато нового в розвиток космічної науки і техніки (сонячні батареї, нові дані про щільність верхній атмосфери, точне картування островів у Тихому океані і т.д.). 17 серпня 1958 року у США була зроблена перша спроба послати з мису Канаверал, що знаходиться на околиці Місяця, зонд з науково-дослідною апаратурою. Вона виявилася невдалою. Ракета піднялася і пролетіла всього 16 км. Перша ступінь ракети вибухнула на висоті на 77 м. 11 жовтня 1958 року була зроблена друга спроба запуску місячного зонда "Піонер-1", що також виявилася невдалою. Наступні кілька запусків також виявилися невдалими, лише 3 березня 1959 року "Піонер-4", масою 6,1 кг частково виконав поставлене завдання: пролетів мимо Місяця на відстані 60000 км (замість планованих 24000 км).
Так само, як і при запуску супутника Землі, пріоритет у запуску першого зонда належить СРСР. 2 січня 1959 року був запущений перший, створений руками людини об'єкт, який був виведений на траєкторію, що проходить досить близько від Місяця, на орбіту супутника Сонця. Таким чином " Місяць-1" вперше досягла другої космічної швидкості. "Місяць-1" мала масу 361,3 кг і пролетіла біля Місяця на відстані 5500 км. На відстані 113000 км від Землі з ракетної ступені, пристикованої до "Місяцю-1", була випущена хмара парів натрію, яка утворила штучну комету. Сонячне випромінювання викликало яскраве свічення парів натрію і оптичні системи на Землі сфотографували хмару на тлі сузір'я Водолія.
"Місяць-2" була запущена 12 вересня 1959 року і здійснила перший у світі політ на інше небесне тіло. У 390,2-кілограмової сфері розміщувалися прилади, які показали, що Місяць не має магнітного поля і радіаційного поясу.
Автоматична міжпланетна станція (АМС) "Місяць-3" була запущена 4 жовтня 1959 року. Вага станції дорівнював 435 кг. Основною метою запуску був обліт Місяця і фотографування її зворотної, невидимої із Землі, сторони. Фотографування проводилося 7 жовтня в протягом 40 хв. з висоти 6200 км над Місяцем.