Исследовательская работа о Российских космодромах

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

Западный административный округ

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы "Школа № 324 "Жар-птица"

Исследовательская работа

«Россия стартует в космос»

                                                                                       Выполнили ученицы 9Б класса

                                                              ГБОУ «Школа № 324 «Жар-птица»

                                                              Андреева Н., Ерлыкова В, Хлебникова А.

                                                              Руководители:

                                                              учитель географии     Суховеева Т.В.                                                                                   

                                                         учитель физики    Мирошниченко О.В.

Москва 2016

Оглавление

                                                                                                                            стр

1.Введение                                                                                                         -3

2. Результаты анкетирования учеников школы                                             -3

3. Требования, предъявляемые к месту строительства космодромов         -4

4.Характеристика космодромов

- Байконур                                                                                                          -5

- Плесецк                                                                                                            -6

- Капустин Яр                                                                                                    -7

- Свободный                                                                                                       -7

- Куру                                                                                                                  -9

5.Космодром «Восточный»                                                                              -9

6.Заключение                                                                                                     -10

7.Литература                                                                                                      -10

Введение

    Тема космоса, его освоения и изучения всегда была многим интересна. А сегодня, как никогда, еще и актуальна для России. Ведь наша страна заканчивает строительство нового космодрома на Дальнем Востоке. Почему он необходим стране, почему в сложный экономический период вкладываются огромные средства в реализацию этого грандиозного проекта? Ответ на эти вопросы и стал главной целью исследовательской работы «Россия стартует в космос».

     В начале работы была выдвинута гипотеза о том, что России нужна собственная стартовая площадка для запуска не только спутников, но и космических кораблей. Поэтому задачами исследования стало изучение всех космодромов, с которых Россия осуществляла и предполагает осуществлять космические запуски. Кроме того, необходимо было изучить технические аспекты выбора места для космодромов.

Итак, задачи исследования:

1.изучить требования, предъявляемые к месту строительства космодромов

2.изучить стартовые площадки, с которых Россия производит космические запуски

3.изучить особенности строящегося космодрома «Восточный»

4.провести анкетирование среди учеников школы.

Методы исследования: статистический, поисковый, аналитический, картографический, анкетирования.

Результаты анкетирования учеников школы

Анкета, предложенная учащимся, включала в себя 5 вопросов:

1.     Возраст

2.     Какие космодромы в мире вам известны?

3.     Каких конструкторов космической техники вы знаете? 

4.     Каких космонавтов вы знаете?

5.     Нужна ли России космонавтика?

    В анкете не нужно было указывать никаких личных данных кроме возраста, поэтому результаты опроса достаточно объективны. Ответ на второй вопрос «Какие космодромы в мире вам известны?» показал, что 61% опрошенных знают о Байконуре, 5% знают о космодроме «Восточный» и 1% о «Свободном». Данные по возрастам приведены в таблице приложения.

    Отвечая на третий вопрос - «Каких конструкторов космической техники вы знаете?», 26% анкетируемых назвали Сергея Павловича Королева и только 6% назвали Константина Эдуардовича Циолковского.

    При ответе на четвертый вопрос - «Каких космонавтов вы знаете?», почти 100% назвали первого в мире космонавта - Юрия Алексеевича Гагарина. 30% опрошенных назвали первую в мире женщину-космонавта Валентину Владимировну Терешкову.  8% назвали американского космонавта, первого человека, ступившего на Луну, Нила Армстронга. 5% - Германа Степановича Титова и Алексея Архиповича Леонова. 1% опрошенных назвали болгарского космонавта Георгия Иванова и Владимира Викторовича Аксёнова.

    На последний вопрос «Нужно ли России развивать космические программы и если нужно, то для чего?» почти 95 % всех опрошенных ответили утвердительно. Да, России нужно осваивать космос, считают практически все участники опроса. А вот на вопрос «для чего нужно его нужно осваивать?» мнения разделились. 55% считает, что для интереса, развития и прогресса человечества. 14 % - для переселения на новые планеты. 7% - для того, чтобы Россия не уступала другим странам. 5% - для военных целей. А 19% всех опрошенных не знают для чего нужно осваивать космос, но уверены, что это необходимо делать.

    Таким образом, анкетирование показало, что практически все знают первого космонавта Ю.А. Гагарина и все считают, что космическая деятельность необходима России. Больше половины опрошенных знают о Байконуре и лишь 5% о стратегически важном Восточном. А имена конструкторов и теоретиков космонавтики знакомы, к сожалению, далеко не всем.

Требования, предъявляемые к месту строительства космодромов

    При выборе места для строительства космодрома учитываются такой фактор, как наличие зон отчуждения, т.е. участков незаселённой или малонаселённой местности. Зона отчуждения необходима для падения отделяемых частей ракет в штатных и аварийных ситуациях. Одна из серьезных проблем, связанных с космодромами, - их неблагоприятное влияние на окружающую среду.  В первую очередь это обусловлено применением в качестве компонентов топлива ядовитых и агрессивных веществ.  Азотная кислота, азотный тетраксид  (четырехокись азота)  и гептил (несимметричный  диметилгидразин), способны нанести значительный ущерб растительности и здоровью человека и животных, а также хорошо развитой сети транспортных и энергетических магистралей.

    Важно и географическое расположение места старта. Например, в зависимости от широты места старта, меняется добавка к скорости ракеты за счёт суточного вращения Земли: дополнительная линейная скорость (на экваторе 465 м/с, на широте Байконура - 316 м/с, а на широте Плецеска - всего 211 м/с)) при заданной мощности ракетоносителя позволяет вывести на орбиту полезный груз большей массы. Таким образом, чем ближе космодром к экватору, тем больший груз может поднять в космос ракета. В этом отношении лучшие места занимают европейский космодром Куру, расположенный на широте около 5◦с.ш., бразильский космодром Алкантара с широтой всего 2,2◦ю.ш. и плавучий космодром Sea Launch, который может вести запуски прямо с экватора. Траектории запуска ракетоносителей обычно прокладываются в восточном направлении.  Исключение составляет Израиль - с востока расположены недружественные страны, и он вынужден производить запуски в обратном направлении, преодолевая вращение Земли.

Характеристика космодромов

    В данной исследовательской работе представлены только те космодромы, с которых Россия осуществляет космические запуски. Конечно, первым таким космодромом стал Байконур.

 Байконур – первый космодром в мире

    Космодром «Байконур» – первый и крупнейший в мире космодром, имеющий большое международное значение. 2 июня 2015 года ему исполнилось 60 лет. Расположен на территории Казахстана, недалеко от поселка Тюратам. Занимает площадь 6717 км². С космодрома возможны запуски различных типов ракет-носителей. Один из трёх космодромов планеты, наряду с космодромами «Мыс Канаверал» (США) и «Цзюцюань» (Китай), предназначенных для запуска аппаратов с космонавтами на борту. Орбита МКС была подобрана с учётом широты Байконура – с него планировали осуществлять (и осуществляют) основные запуски.

    12 февраля 1955 года было принято решение о создании Научно-исследовательского испытательного полигона № 5 Министерства Обороны СССР, предназначенного для испытаний ракетной техники. Для дислокации полигона был отведён значительный участок пустыни. Район формирования полигона в первой половине 1955 года имел условное наименование «Тайга». 5 мая 1957 года специальная комиссия приняла первый стартовый комплекс полигона, а 6 мая первую ракету Р-7 уже установили на этом комплексе. Для дезориентации вероятного противника были построены камуфляжные сооружения («ложный космодром») в Карагандинской области вблизи посёлка Байконур. После старта космического корабля «Восток» с Ю. А. Гагариным на борту это название в открытой печати закрепилось и за настоящим космодромом.

    Исторические  запуски с космодрома Байконур:15 мая 1957 года – начало эксплуатации; запуск межконтинентальной баллистической ракеты «Р-7», пуск неудачный – ракета пролетела всего 400 км; 4 октября 1957 года c «Байконура» выведен на орбиту первый в мире искусственный спутник Земли «Спутник-1», его масса составляла 83,6 килограмма; 19 августа 1960 года – запущен «Спутник-5» с собаками Белкой и Стрелкой на борту; 12 апреля 1961 года с космодрома запущен «Восток-1» – космический аппарат, впервые в мире доставивший человека на околоземную орбиту (Ю. А. Гагарин); 15 ноября 1988 года – первый (и последний) запуск многоразовой ракетно-космической транспортной системы «Энергия» – «Буран».

   После распада Советского Союза Байконур стал собственностью Казахстана. Россия арендует космодром до 2050 года. В общей сложности космодром и город рядом с ним обходятся бюджету России в 6,16 млрд рублей в год (около 5% всего бюджета Роскосмоса).

Космодром Плесецк

   Расположен в 180 километрах к югу от Архангельска неподалёку от железнодорожной станции Плесецкая Северной железной дороги. Общая площадь космодрома составляет 176 200 гектаров. Главными критериями при выборе места были военно-стратегические задачи страны. История космодрома начинается 11 января 1957 года, когда было принято решение о создании военного объекта с условным наименованием «Ангара» – первого соединения межконтинентальных баллистических ракет «Р-7». В том же году началось строительство первых стартовых комплексов. Необходимость использования Плесецка как космодрома была продиктована необходимостью увеличения количества запуска космических объектов, в том числе военного назначения. Первый космический старт состоялся 17 марта 1966 года, когда был осуществлен запуск спутника «Космос-112».   С 1968 года космодром включился в выполнение международных космических программ. 4 апреля 1972 года впервые в СССР с космодрома был запущен малый французский космический аппарат МАС-1.

    11 ноября 1994 года на базе полигона был создан 1-й Государственный испытательный космодром Министерства обороны Российской Федерации. Сегодня космодром «Плесецк» продолжает выполнять военные и мирные запуски. В будущем не исключается использование космодрома Плесецк для осуществления пилотируемых программ.

Космодром «Капустин Яр»

    Капустин Яр – космодром, расположенный в районе села Капустин Яр в Астраханской области, в низовье Волги в точке с координатами 48,4◦ с.ш.и 56,5◦ в.д. Площадь полигона около 650 км², функционирует с 1947 года. Предназначен для пусков боевых баллистических ракет, геофизических и метеорологических ракет, а также космических объектов небольшой массы.

    18 октября 1947 года в 10 часов 47 минут по московскому времени произведен первый старт баллистической ракеты в СССР. Ракета поднялась на высоту 86 километров и достигла поверхности Земли в 274 километрах от старта. Первая серия пусков была произведена с 18 октября по 13 ноября 1947 года. В этот период были запущены 11 ракет А-1. Были удачи, были отказы, но это касалось ракет, а не наземного оборудования. С 1947 по 1957 годы Капустин Яр был единственным местом испытаний советских баллистических ракет. 16 марта 1962 года Капустин Яр стал космодромом: был осуществлён запуск спутника «Космос-1». В дальнейшем с космодрома Капустин Яр стартовали небольшие исследовательские спутники, для запуска которых использовались ракета-носитель лёгкого класса серии «Космос». В последующие годы на полигоне испытывалось и испытывается большое количество разнообразных ракет малой и средней дальности, крылатых ракет, комплексов и ракет ПВО.  По открытым данным, начиная с 1950-х, на полигоне Капустин Яр проведено как минимум 11 ядерных взрывов (на высоте от 300 м до 5,5 км), суммарная мощность которых составляет примерно 65 атомных бомб, сброшенных на Хиросиму. Кроме ядерных испытаний, в Капустином Яру было взорвано 24 тыс. управляемых ракет, испытано 177 образцов военной техники, уничтожено 619 ракет РСД.

Космодром «Свободный»

    Космодром «Свободный» расположен в районе города Свободный Амурской области России. С точки зрения широты Свободный расположен удачнее космодрома в Плесецке (62°57' с.ш.), но хуже Байконура (45°57' с.ш.). Площадь - 410 км². Вопрос о необходимости создания и выборе места расположения нового российского космодрома был поставлен в конце 1992 года после распада СССР, в результате которого космодром Байконур оказался вне территории России. Если запуски космических аппаратов ракетами-носителями лёгкого и среднего классов можно было осуществлять с космодрома Плесецк, то стартовые комплексы для запусков ракет-носителей тяжёлого класса («Протон») имелись только на Байконуре. Но, несмотря на огромные размеры России, мест для строительства нового космодрома было немного. Для этих целей больше всего подходил Дальний Восток. Но южная часть Дальневосточного региона – район около городов Владивосток и Уссурийск оказалась непригодной, хотя географическая широта данного района (в диапазоне 43-44°с.ш.) является для Российской Федерации одной из самых южных. Для сравнения можно заметить, что это даже южнее района космодрома «Байконур» на 2-3°. Но, юг Дальнего Востока заселен наиболее плотно, а Японское море активно используется в хозяйстве. По многим критериям подходил и остров Сахалин, особенно его южная оконечность в районе п. Озерский, расположенная на широте 45°с.ш. Но этот район крайне удален от остальной территории России, не имеет железнодорожного сообщения, и там отсутствуют производственная и строительная база и ресурсы. Поэтому в результате оценки всех предполагаемых мест строительства нового российского космодрома по критерию эффективность/стоимость был выбран район города Свободный Амурской области.

   За все время работы космодрома «Свободный» здесь было произведено всего 5 запусков российских и зарубежных космических аппаратов. 4 марта 1997 стартом ракеты-носителя «Старт 1.2» с космическим аппаратом «Зея» на борту началась история российского космодрома «Свободный». Запуск был осуществлен с мобильной пусковой установки типа «Тополь». На космодроме «Свободный» были построены только шахтные пусковые установки. Запуски производились с 1997 по 2006 год. А в 2007 году было объявлено о закрытии космодрома «Свободный», запуски с него больше не осуществляются, но продолжается эксплуатация измерительных средств космодрома в интересах стартующих с Байконура аппаратов.

Космодром Куру

    Космодром Куру - космодром во Французской Гвиане на северо-восточном побережье Южной Америки. Официально называется Гвианский космический центр. Космодром находится на побережье Атлантического океана между городками Куру и Синнамари, в 50 км от столицы Французской Гвианы Кайенны. Первый запуск с космодрома в Куру был осуществлен 9 апреля 1968 года. Космодром Куру расположен так удачно, всего чуть более 500 км к северу от экватора, что позволяет ему быть наиболее подходящим местом для запуска спутников на геостационарную орбиту. Такая близость к экватору даёт возможность вносить лишь минимальные изменения в траекторию движения спутников. Носители также выигрывают от эффекта «пращи», когда энергия создаётся вращением Земли вокруг своей оси. Это вращение Земли придаёт носителю дополнительную скорость в 460 метров в секунду (1656 км/ч) при траектории запуска в восточном направлении. Эти важные факторы экономят топливо и деньги, а также продлевают активную жизнь спутников. Сегодня это самый эффективный и универсальный космодром мира. Кроме мощной ракеты «Ариан», теперь здесь создан стартовый комплекс и для российского «Союза-2(СТ)», первый запуск которой произведён 21 октября 2011 года.

Космодром «Восточный»

    Космодром «Восточный» - будущий российский космодром, строящийся на Дальнем Востоке в Амурской области, вблизи г. Циолковский (ранее посёлок Углегорск). Общая площадь зарезервированной территории космодрома составляет 1035 км² (в 6 раз меньше Байконура). Космодром имеет географические координаты 51◦48' с.ш., 128◦17' в.д. Стоимость строительства всего космодрома может составлять порядка 180 миллиардов рублей. Главная цель строительства нового космодрома - обеспечение независимого доступа России в космическое пространство.

    Новый космодром даёт России:1) независимость космической деятельности по всему спектру решаемых задач: от научных и социально-экономических до пилотируемых программ; 2) гарантированное выполнение международных и коммерческих космических программ, в отличие от космодрома Байконур, арендуемого у Казахстана; 3)улучшение социально-экономической обстановки в Амурской области, развитие местной промышленной базы с привлечением инвестиций и частного капитала в районе создания космодрома; 4)новый, более современный (по сравнению с оборудованием Байконура) технический комплекс; 5)в перспективе - сокращение затрат на аренду космодрома Байконур.

    Место будущего космодрома имеет некоторые недостатки (по сравнению с Байконуром), к ним относятся: 1) космодром находится почти на 6° севернее, чем Байконур, что приведет к снижению массы выводимых грузов; 2) необходимость строить для космодрома собственный аэродром; 3) увеличение транспортных издержек; 4) отработанные части ракет, падая в тайгу, могут вызывать лесные пожары.

    Первый пуск ракеты-носителя был запланирован декабрь 2015 года, а строительные работы должны были закончиться к 30 ноября. Но, в связи с неготовностью ряда объектов космодрома, первый пуск перенесён на весну 2016 года. Вероятно, он состоится до 12 апреля - Дня космонавтики. К 2021 году планируется запуск пилотируемого корабля в беспилотном варианте и в 2023 году - запуск космического корабля с экипажем. Космодром «Восточный» строится недалеко от расформированного в 2007 году космодрома «Свободный», что позволит пользоваться созданной для него транспортной инфраструктурой.

Заключение

    Россия – первая космическая держава в мире, начавшая космическую эру в истории человечества. В настоящее время, имея на своей огромной территории несколько космодромов, вынуждена осуществлять пилотируемые запуски с чужих стартовых площадок. Поэтому, несмотря на значительные материальные затраты, Россия вынуждена была начать строительство нового космодрома «Восточный» на юго-востоке страны. Космодром «Восточный» даст нашей стране независимый от других стран выход в космическое пространство, позволит продолжать изучение планеты и космического пространства и решать стратегические задачи обороны и экономики страны.

Литература

1.Голованов Я. «Дорога на космодром», Москва, Детская литература, 1982

2.Космодром «Плесецк», документальный фильм телестудии космодрома

3. https://ru.wikipedia.

4. http://www.astrogalaxy.ru

5.http://www.federalspace.ru/255