Материал для проведения урока по теме " ИСЗ" ( Искусственные спутники Земли)

Подготовила: Ильичева Вера Александровна

МОУ Арьёвская средняя общеобразовательная школа Уренского района Нижегородской области

 Человек- знак 1

Задание

к модели «Движение спутников»

Используя компьютерную модель «Движение спутников»:

1. Определить максимальную скорость ________

2. Определить минимальную скорость_________

3. Поставить скорость 7,9 км/с углы 0⁰  и 180 ⁰

траектория движения ______________________.

4. Поставить скорость 9 км /с , углы 0⁰ и 180⁰

траектория ______________________________

5. Поставить скорость 11, 2 км/с и прежние углы

траектория ________________________________

6. поставить скорость > 11,2 км/с и прежние углы

траектория_________________________________

Как изменяется расстояние с увеличением скорости?

Используя компьютерную модель «Движение спутников» мы узнали, что самая маленькая скорость, которую здесь можно задать, равна 7000 м/с, а самая большая равна 12000 м/с. Если задать скорость 7900 м/с, то траекторией движения будет окружность, а период обращения равен 1,42 ч. Если увеличить скорость до 9000 м/с, то траекторией будет эллипс, а период обращения увеличится. Если скорость увеличить до 11200 м/с, то траекторией будет гипербола и тело может один раз обогнуть Землю и стать искусственным спутником другой планеты. Если скорость ещё увеличить и сделать больше, чем 11200 м/с, то тело сможет  уйти за пределы солнечной системы. Траектория движения будет гипербола.

Человек - человек

1.     Что такое ИСЗ?

2.     Какие типы спутников используются сейчас человечеством.

3.     Краткая характеристика каждого типа.

Из текста выбрать  ответы.

  Искусственный спутник Земли (ИСЗ) — беспилотный космический аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической( круговой) орбите.

Искусственные спутники Земли широко используются для различных нужд человека. Спутники по своему назначению могут быть:

Научно-исследовательские ИСЗ.

 Аппаратура, устанавливаемая на борту ИСЗ, а также наблюдения ИСЗ с наземных станций позволяют проводить разнообразные геофизические, астрономические, геодезические и др. исследования. Орбиты таких ИСЗ разнообразны — от почти круговых на высоте 200—300 км до вытянутых эллиптических с высотой апогея до 500 тыс. км. К научно-исследовательским ИСЗ относятся первые советские спутники, советские ИСЗ серий «Электрон», «Протон», «Космос», американские спутники серий «Авангард», «Эксплорер», «ОГО», «ОСО», «ОАО» (орбитальные геофизические, солнечные, астрономические обсерватории); английский ИСЗ «Ариель», французский ИСЗ «Диадем» и др. Научно-исследовательские ИСЗ составляют около половины всех запущенных ИСЗ.

  С помощью научных приборов, установленных на ИСЗ, изучаются нейтральный и ионный состав верхней атмосферы, её давление и температура, а также изменения этих параметров. Концентрация электронов в ионосфере и её вариации исследуются как с помощью бортовой аппаратуры, так и по наблюдениям прохождения сквозь ионосферу радиосигналов бортовых радиомаяков. С помощью ионозондов детально изучены структура верхней части ионосферы (выше главного максимума электронной концентрации) и изменения электронной концентрации в зависимости от геомагнитной широты, времени суток и т. п. Все результаты исследований атмосферы, полученные с помощью ИСЗ, являются важным и надёжным экспериментальным материалом для понимания механизмов атмосферных процессов и для решения таких практических вопросов, как прогноз радиосвязи, прогноз состояния верхней атмосферы и т. п.

  С помощью ИСЗ обнаружены и исследуются радиационные пояса Земли. Наряду с космическими зондами ИСЗ позволили исследовать структуру магнитосферы Земли и характер её обтекания солнечным ветром, а также характеристики самого солнечного ветра (плотность потока и энергию частиц, величину и характер «вмороженного» магнитного поля) и др. недоступные для наземных наблюдений излучения Солнца — ультрафиолетовое и рентгеновское, что представляет большой интерес с точки зрения понимания солнечно-земных связей. Ценные для научных исследований данные доставляют также и некоторые прикладные ИСЗ. Так, результаты наблюдений, выполняемых на метеорологических ИСЗ, широко используются для различных геофизических исследований.

  Результаты наблюдений ИСЗ дают возможность с высокой точностью определять возмущения орбит ИСЗ, изменения плотности верхней атмосферы (в связи с различными проявлениями солнечной активности), законы циркуляции атмосферы, структуру гравитационного поля Земли и др. Специально организуемые позиционные и дальномерные синхронные наблюдения спутников (одновременно с нескольких станций) методами спутниковой геодезии позволяют осуществлять геодезическую привязку пунктов, удалённых на тысячи км друг от друга, изучать движение материков и т. п.

  Прикладные ИСЗ. К прикладным ИСЗ относят спутники, запускаемые для решения тех или иных технических, хозяйственных, военных задач.

  Спутники связи служат для обеспечения телевизионных передач, радиотелефонной, телеграфной и др. видов связи между наземными станциями, расположенными друг от друга на расстояниях до 10—15 тыс. км. Бортовая радиоаппаратура таких ИСЗ принимает сигналы наземных радиостанций, усиливает их и ретранслирует на другие наземные радиостанции. Спутники связи выводятся на высокие орбиты (до 40 тыс. км). К ИСЗ этого типа относятся советский ИСЗ «Молния», американский ИСЗ «Синком», ИСЗ «Интелсат» и др. Спутники связи, выведенные на стационарные орбиты, постоянно находятся над определёнными районами земной поверхности.

  Метеорологические спутники предназначены для регулярной передачи на наземные станции телевизионных изображений облачного, снегового и ледового покровов Земли, сведений о тепловом излучении земной поверхности и облаков и т. п. ИСЗ этого типа запускаются на орбиты, близкие к круговым, с высотой от 500—600 км до 1200—1500 км; полоса обзора с них достигает 2—3 тыс. км. К метеорологическим спутникам относятся некоторые советские ИСЗ серии «Космос», спутники «Метеор», американские ИСЗ «Тирос», «ЭССА», «Нимбус». Проводятся эксперименты по глобальным метеорологическим наблюдениям с высот, достигающих 40 тыс. км (советский ИСЗ «Молния-1», американский ИСЗ «АТС»).

Исключительно перспективными с точки зрения применения в народном хозяйстве являются спутники для исследования природных ресурсов Земли. Наряду с метеорологическими, океанографическими и гидрологическими наблюдениями такие ИСЗ позволяют получать оперативную информацию, необходимую для геологии, сельского хозяйства, рыбного промысла, лесного хозяйства, контроля загрязнений природной среды. Результаты, полученные с помощью ИСЗ и пилотируемых космических кораблей, с одной стороны, и контрольные измерения с баллонов и самолётов — с другой, показывают перспективность развития этого направления исследований.

  Навигационные спутники, функционирование которых поддерживается специальной наземной системой обеспечения, служат для навигации морских кораблей, в том числе подводных. Корабль, принимая радиосигналы и определяя своё положение относительно ИСЗ, координаты которого на орбите в каждый момент известны с высокой точностью, устанавливает своё местоположение. Примером навигационных ИСЗ являются американские спутники «Транзит», «Навсат».

  Пилотируемые корабли-спутники. Пилотируемые корабли-спутники и обитаемые орбитальные станции являются наиболее сложными и совершенными ИСЗ. Они, как правило, рассчитаны на решение широкого круга задач, в первую очередь — на проведение комплексных научных исследований, отработку средств космической техники, изучение природных ресурсов Земли и др. Впервые запуск пилотируемого ИСЗ осуществлен 12 апреля 1961: на советском космическом корабле-спутнике «Восток» лётчик-космонавт Ю. А. Гагарин совершил полёт вокруг Земли по орбите с высотой апогея 327 км. 20 февраля 1962 вышел на орбиту первый американский космический корабль с космонавтом Дж. Гленном на борту. Новым шагом в исследовании космического пространства с помощью пилотируемых ИСЗ был полёт советской орбитальной станции «Салют», на которой в июне 1971 экипаж в составе Г. Т. Добровольского, В. Н. Волкова и В. И. Пацаева выполнил широкую программу научно-технических, медико-биологических и др. исследований.

Астрономические спутники — это спутники предназначенные для исследования планет, галактик и других космических объектов.

Биоспутники — это спутники, предназначенные для проведения научных экспериментов над живыми организмами, в условиях космоса.

Дистанционного зондирования Земли

Космические станции

Метеорологические спутники — это спутники предназначенные для передачи данных в целях предсказания погоды, а также для наблюдения климата Земли.

Навигационные спутники

Разведывательные спутники

Спутники связи

Телекоммуникационные спутники

Экспериментальные спутники

Астрономический спутник — космический аппарат, сконструированный для проведения астрономических наблюдений из космоса. Потребность в таком виде обсерваторий возникла из-за того, что земная атмосфера задерживает гамма-, рентгеновское и ультрафиолетовое излучение космических объектов, а также большую часть инфракрасного.

Космические телескопы оборудуют устройствами для сбора и фокусировки излучения, а также системами преобразования и передачи данных, системой ориентации, иногда двигательными системами.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) — наблюдение поверхности Земли авиационными и космическими средствами, оснащёнными различными видами съемочной аппаратуры. Рабочий диапазон съёмочной аппаратуры составляет от долей микрометра (видимое оптическое излучение) до метров (радиоволны). Методы зондирования могут быть пассивные, то есть использовать естественное отраженное или вторичное тепловое излучение объектов на поверхности Земли, обусловленное солнечной активностью, и активные — использующие вынужденное излучение объектов, инициированное искусственным источником направленного действия. Данные ДЗЗ, полученные с космического аппарата (КА), характеризуются большой степенью зависимости от прозрачности атмосферы. Поэтому на КА используется многоканальное оборудование пассивного и активного типов, регистрирующие электромагнитное излучение в различных диапазонах.

Космические аппараты дистанционного зондирования Земли используются для изучения природных ресурсов Земли и решения задач метеорологии. КА для исследования природных ресурсов оснащаются в основном оптической или радиолокационной аппаратурой. Преимущества последней заключаются в том, что она позволяет наблюдать поверхность Земли в любое время суток, независимо от состояния атмосферы.

Задание

Человек- человек

Из текста выбрать нужный материал

Первый в мире искусственный спутник Земли запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1).

В октябре 1954-го оргкомитет Международного геофизического года обратился к ведущим мировым державам с просьбой рассмотреть возможность запуска ИСЗ для проведения научных исследований. 29 июня президент США Дуайт Эйзенхауэр (Dwight David Eisenhower, 1890–1969) объявил, что США запустят такой спутник. Вскоре с таким же заявлением выступил Советский Союз. Это означало, что работы по созданию искусственного спутника Земли легализованы, а осмеяниям и отрицанию идеи не осталось места.

По заводской документации спутник назывался ПС-1, то есть простейший спутник. Однако конструкторские и научно-технические проблемы, которые стояли перед разработчиками, были отнюдь не простыми. На самом деле это была проверка возможности запуска спутника, которая закончилась, как выразился академик Борис Евсеевич Черток, один из ближайших сподвижников Королева, триумфом ракеты-носителя.

Первый в мире искусственный спутник Земли запущен в СССР 4 октября 1957 года (Спутник-1)

На борту спутника была установлена система терморегулирования, источники энергопитания, два радиопередатчика, работавших на разных частотах и подающих сигналы в виде телеграфных посылок (знаменитое «бип-бип-бип»). В орбитальном полете проводились исследования плотности высоких слоев атмосферы, характера распространения радиоволн в ионосфере, отрабатывались вопросы наблюдения за космическим объектом с Земли.

В США запуск первого спутника произвел настоящий шок. Оказалось вдруг, что СССР, страна, не успевшая ещё толком оправиться от войны, имеет мощный научный, промышленный и военный потенциал, и что с ней надо считаться. Престиж США как мирового лидера в научно-технической и военной области пошатнулся. Это вызвало недоумение и страх: в небе над головой беспрепятственно и безнаказанно летает чужой аппарат! И нет уже чувства защищенности и сознания собственного превосходства. Это было потрясением не только для руководящей верхушки США, но и для миллионов простых американцев. О глубине потрясения свидетельствуют слова одного из высокопоставленных политических деятелей: «Я не верю, что это поколение американцев желает примириться с мыслью, что каждую ночь приходится засыпать при свете коммунистической луны».

3 ноября того же 1957 года был запущен второй ИСЗ весом 508,3 кг. Это была уже настоящая научная лаборатория. Впервые в космическое пространство отправилось высокоорганизованное живое существо — собака Лайка.

Американский спутник «Авангард-2» был запущен 26 июня 1958 года.

Общий вес спутника с неотделившейся третьей ступенью составлял 14 кг, вес научной аппаратуры 5 кг. Проводились исследования космических лучей и уровня радиации вне пределов атмосферы, плотность потока метеорных микрочастиц и др. Были обнаружены радиационные пояса вокруг Земли, которые были названы поясами Ван-Аллена в честь американского физика, под руководством которого разрабатывалась научная аппаратура. Это было первое открытие в истории освоения космического пространства, оно стало научной сенсацией.

Первый успешный запуск «Авангарда» состоялся 17 марта 1958 года. Спутник представлял собой сферу диаметром 16 см и весом 1,5 кг, почему и получил прозвище «апельсин». На его борту впервые были установлены солнечные батареи, которые продолжали работать ещё в 1959-м, и радиопередатчики.

Пионеры практической космонавтики, создатели первых искусственных спутников Земли умели смотреть далеко вперед. Но и они в те годы вряд ли смогли бы себе представить, что их маленькие и простые на современный взгляд аппараты дадут начало формированию грандиозной системы. За прошедшие 50 лет на околоземные орбиты была запущена не одна тысяча космических аппаратов. Их орбиты опоясывают Землю плотной сеткой, они «видят» все, что происходит на Земле. В совокупности они представляют собой гигантскую информационную систему.

Космонавтика в обеспечении жизнедеятельности человеческого сообщества играет колоссальную, если не сказать первостепенную, роль. Это связь, телевидение, навигация, метеорология, исследование природных ресурсов Земли, мониторинг земной поверхности и многое другое. Если бы вдруг системы, обслуживающие земные нужды, каким-нибудь образом исчезли, на Земле наступил бы хаос.

А русское слово «спутник», которое 50 лет назад облетело весь мир и стало известно всем и каждому, превратилось теперь в слово скорее из общекультурного, чем из технического лексикона.

ИСЗ запускаются более чем 40 различными странами (а также отдельными компаниями) с помощью как собственных ракет-носителей, так и предоставляемых в качестве пусковых услуг другими странами и межгосударственными и частными организациями.

Первый американский ИСЗ — 1 февраля 1958 года (Эксплорер-1).

Первый британский ИСЗ — 26 апреля 1962 года (был запущен американской ракетой-носителем).

Первый канадский ИСЗ — 29 сентября 1962 года (был запущен американской ракетой-носителем).

Первый французский спутник — 26 ноября 1965 года (Астерикс) (был запущен французской ракетой Диамант-А с космодрома Хаммагир в Алжире).

Первый австралийский спутник — 29 ноября 1967 года (WRESAT; был запущен американской ракетой-носителем с австралийского космодрома).

Первый китайский спутник — 24 апреля 1970 года («Dongfanghong-I»)

Первый индийский спутник — 19 апреля 1975 года (Aryabhata; был запущен советской ракетой-носителем «Космос» с полигона Капустин Яр).

4 октября 1957 года считается началом космической эры. В этот день был осуществлён запуск первого космического аппарата искусственного спутника Земли. Его вывела на орбиту ракета-носитель, которая, развив скорость 8 км/с, взлетела вертикально. Автоматические устройства по заданной программе управляли движением ракеты. Она, пройдя 200 км, постепенно приняла горизонтальное направление, легла на курс и отправила в путь блестящий шар из алюминиевых сплавов диаметром 58 см, массой 84 кг, с четырьмя двухметровыми антеннами. На Земле принимали радиосигналы из космоса, расшифровывали их. Вслед за первым спутником были запущены второй с собакой Лайкой, потом третий с разными приборами для изучения атмосферы Земли, солнечного излучения. Последующие спутники сфотографировали обратную сторону Луны, сбросили на Луну вымпел. В настоящее время трудно даже сосчитать, сколько спутников запущено в разных странах. Каждый запуск преследует какую-то цель: есть спутники для изучения погоды, для радиосвязи, для телевизионной передачи, спутники-разведчики. Но по орбите вокруг Земли они могут вращаться вечно лишь теоретически. Скорость спутника постепенно снижается, хотя он и движется на большой высоте, где воздуха почти нет. Даже при ничтожной плотности воздуха спутник испытывает сопротивление. Полёт его со временем тормозится. Спутник может вращаться годами, но, в конце концов, снизится, войдёт в плотный слой атмосферы, сгорит и рассыплется. Некоторые спутники уничтожают сигналом с Земли. Некоторые могут быть возвращены назад с помощью других аппаратов. В современных условиях запущено уже в разных странах такое большое количество спутников, что для астрономов это становится помехой при наблюдениях за небесными светилами. За некоторыми спутниками ведут специальные наблюдения. Особенности в их движении указывают на неравномерное притяжение Земли. Это даёт возможность изучать строение нашей планеты, уточнить её форму, обнаружить скрытые в её недрах полезные ископаемые. С помощью спутников разведывают радиационную опасность, исследуют космическое излучение, изучают атмосферу, ионосферу, влияние на неё солнечной активности и многое другое.

Параметры полёта

Начало полёта — 4 октября 1957 в 19:28:34 по Гринвичу

Окончание полёта — 4 января 1958

Масса аппарата — 83,6 кг;

Максимальный диаметр — 0,58 м.

Наклонение орбиты — 65,1°.

Период обращения — 96,7 мин.

Перигей — 228 км.

Апогей — 947 км.

Витков — 1440

Устройство:Корпус спутника состоял из двух полуоболочек диаметром 58 см из алюминиевого сплава со стыковочными шпангоутами, соединёнными между собой 36 болтами. Герметичность стыка обеспечивала резиновая прокладка. В верхней полуоболочке располагались две антенны, каждая из двух штырей по 2,4 м и по 2,9 м. Так как спутник был неориентирован, то четырехантенная система давала равномерное излучение во все стороны.

Внутри герметичного корпуса были размещены: блок электрохимических источников; радиопередающее устройство; вентилятор; термореле и воздуховод системы терморегулирования; коммутирующее устройство бортовой электроавтоматики; датчики температуры и давления; бортовая кабельная сеть. Вес 83,6 кг.

4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут 34 секунды ракета-носитель Р-7 (8К71ПС) стартовала с 5-го Научно-исследовательского испытательного полигона министерства обороны, в одночасье ставшего космодромом Байконур.

На ее борту был первый ИСЗ - ПС-1 (простейший спутник-1) весом 83,6 кг.

Через 295,4 с после старта ПС-1 и центральный блок ракеты весом 7,5 т были выведены на эллиптическую орбиту высотой в апогее 947 км, в перигее 288 км, время обращения вокруг Земли 96,2 мин.

На 315 секунде после старта, ИСЗ отделился от второй ступени ракеты-носителя и своим "Бип-бип" возвестил начало новой космической эры.

Спутник ПС-1 летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн. км), прежде чем сгорел в атмосфере, а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта.

К слову, США смогли повторить наш успех лишь 1 февраля 1958 года, запустив со второй попытки свой "Эксплорер-1", массой в 10 раз меньше первого ИСЗ.

За годы космической эры, 45-летие начала которой будет отмечаться 4 октября 2002 года, более 5100 искусственных спутников Земли и космических кораблей были запущены на околоземные и межпланетные орбиты с полутора десятков космодромов мира, причем 50% из них после 1980 года.

В настоящее время на околоземной орбите и в дальнем космосе находится примерно 600-610 действующих космических аппаратов, около 100 из которых - российские (по данным Международной федерации астронав

4 октября 1957 года в 22 часа 28 минут 4 секунды со стартового комплекса космодрома Байконур в зенит ушел первый в мире искусственный спутник Земли весом 83, 6 килограмма.

Это была не только научно-техническая, но и мировоззренческая победа. И победа политическая, поскольку запуск первого спутника показал, каких высот достигла в своем развитии наша Родина.

Задание

Человек- знак 2

Используя текст учебника – вывести и пояснить формулу первой космической скорости. Показать как она выводится.

Задание.

Человек- природа

Из текста выбрать примеры полезного и вредного воздействия запусков спутников на орбиту.

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не смогут служить никаким полезным целям, но являющиеся опасным фактором воздействия на функционирующие космические аппараты, особенно пилотируемые. В некоторых случаях, крупные или содержащие на борту опасные (ядерные, токсичные и т. п.) материалы объекты космического мусора могут представлять прямую опасность и для Земли — при их неконтролируемом сходе с орбиты, неполном сгорании при прохождении плотных слоев атмосферы Земли и выпадении обломков на населенные пункты, промышленные объекты, транспортные коммуникации и т. п.

Проблема засорения околоземного космического пространства «космическим мусором» как чисто теоретическая возникла по существу сразу после запусков первых искусственных спутников Земли в конце пятидесятых годов. Официальный статус на международном уровне она получила после доклада Генерального секретаря ООН под названием «Воздействие космической деятельности на окружающую среду» 10 декабря 1993 г., где особо отмечено, что проблема имеет международный, глобальный характер: нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны, прямо или косвенно участвующие в его освоении.

Необходимость мер по уменьшению интенсивности техногенного засорения космоса становится понятной при рассмотрении возможных сценариев освоения космоса в будущем. Так существуют оценки, так называемый «каскадный эффект», который в среднесрочной перспективе может возникнуть от взаимного столкновения объектов и частиц «космического мусора», при экстраполяции существующих условий засорения низких околоземных орбит (НОО), даже с учетом мер по снижению в будущем числа орбитальных взрывов (42 % всего космического мусора) и других мероприятий по уменьшению техногенного засорения, может в долгосрочной перспективе привести к катастрофическому росту количества объектов орбитального мусора на НОО и, как следствие, к практической невозможности дальнейшего освоения космоса. Предполагается, что "после 2055 года процесс саморазмножения остатков космической деятельности человечества станет серьезной проблемой" [1]

По данным, опубликованным Управлением ООН по вопросам космического пространства, в октябре 2009 года "Вокруг Земли вращается около 300 тысяч обломков мусора" [2].

В настоящее время по разным оценкам в районе низких околоземных орбит (НОО) вплоть до высот около 2000 км находится до 5000 тонн техногенных объектов. На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число объектов подобного рода (поперечником более 1 см) достаточно неопределенно и может достигать 60 000 − 100 000. Из них только порядка 10 % (около 8600 объектов) обнаруживаются, отслеживаются и каталогизируются наземными радиолокационными и оптическими средствами и только около 6 % отслеживаемых объектов — действующие. Около 22 % объектов прекратили функционирование, 17 % представляют собой отработанные верхние ступени и разгонные блоки ракет-носителей, и около 55 % — отходы, технологические элементы, сопутствующие запускам, и обломки взрывов и фрагментации.

Большинство этих объектов находится на орбитах с высоким наклонением, плоскости которых пересекаются, поэтому средняя относительная скорость их взаимного пролета составляет около 10 км/с. Вследствие огромного запаса кинетической энергии столкновение любого из этих объектов с действующим космическим летательным аппаратом может повредить его или даже вывести из строя. Эффективных мер защиты от объектов космического мусора размером более 1 см в поперечнике практически нет.

Наиболее засорены те области орбит вокруг Земли, которые чаще всего используются для работы космических аппаратов. Это НОО, геостационарная орбита (ГСО) и солнечно-синхронные орбиты (ССО).

Вклад в создание космического мусора по странам: Китай — 40 %; США — 27,5 %; Россия — 25,5 %; остальные страны — 7 %

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более 600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на настоящем уровне технического развития Человечества не существует. Вместе с тем актуальность задачи обеспечения безопасности космических полетов в условиях техногенного загрязнения околоземного космического пространства (ОКП) и снижения опасности для объектов на Земле при неконтролируемом вхождении космических объектов в плотные слои атмосферы и их падении на Землю стремительно растет. Поэтому в обеспечение решения этой проблемы международное сотрудничество по проблематике «космического мусора» развивается по следующим приоритетными направлениям:

Экологический мониторинг ОКП, включая область геостационарной орбиты (ГСО): наблюдение за «космическим мусором» и ведение каталога объектов «космического мусора».

Математическое моделирование «космического мусора» и создание международных информационных систем для прогноза засоренности ОКП и ее опасности для космических полетов, а также информационного сопровождения событий опасного сближения КО и их неконтролируемого входа в плотные слои атмосферы.

Разработка способов и средств защиты космических аппаратов от воздействия высокоскоростных частиц «космического мусора».

Разработка и внедрение мероприятий, направленных на снижение засоренности ОКП.

Поскольку экономически приемлемых методов очистки космического пространства от мусора пока не существует, основное внимание в ближайшем будущем будет уделено мерам контроля, исключающим образование мусора, таким как предотвращение орбитальных взрывов, сопутствующих полету технологических элементов, увод отработавших ресурс космических аппаратов на орбиты захоронения, торможение об атмосферу и т. п.

В то же время поскольку большинство мер по уменьшению засорения прямо или косвенно затрагивает вопросы формирования облика и конкурентоспособности перспективной космической техники и сопряжены со значительными затратами по проектам ее модернизации, перспективные общие нормативы и стандарты по засоренности ОКП необходимо принимать взвешенно и на глобальной основе.

[править]

Национальные организации

В настоящее время только две страны — Россия и США имеют возможность и отслеживают всё околоземное космическое пространство в плане техногенного засорения с опорой на свои национальные системы контроля космического пространства.

[править]

СССР (Россия)

В Советском Союзе засоренностью космоса начали заниматься в 1985 году в Министерстве обороны и в Академии наук страны. Уже в 1990 году были получены первые практические оценки и разработана математическая модель засоренности околоземного космического пространства. В 1992 году впервые в стране был создан проект стандартных исходных данных (СИД) для обеспечения работ по созданию космических орбитальных средств.

[править]

США

US Space Surveillance Network — служба, созданная для отслеживания траекторий объектов на околоземной орбите. Отслеживаются объекты диаметром от нескольких сантиметров.

[править]

Международное сотрудничество

В целом у проблемы космического мусора как у всякой сложной и актуальной проблемы существует несколько измерений: научное, техническое, юридическое, экологическое и пр. Несмотря на то, что эта тематика привлекает внимание многих национальных исследовательских центров, космических агентств и с различной степенью углубленности периодически обсуждается на многочисленных комитетах и комиссиях международных организаций, таких как Международная астронавтическая федерация (IAF), Комитет по Исследованию Космического пространства Международного совета Научных союзов (COSPAR), Международном телекоммуникационном союзе (ITU), Международном институте космического права (ICJ) и других, представляется, что в последнее время совместная скоординированная деятельность двух международных органов в «техническом» и «политико-правовом» измерениях данной проблемы вывела ее понимание на качественно новый уровень. Это Межагентский координационный комитет по космическому мусору (IADC) и Научно-технический подкомитет Комитета ООН по использованию космического пространства в мирных целях (STCS UN COPUOS).

[править]

Международные организации

[править]

Случаи столкновения космических аппаратов с мусором

В июле 1996 года на высоте около 660 км французский спутник столкнулся с фрагментом третьей ступени французской же ракеты Arian.[3]

В 2001 году МКС едва не столкнулась с семикилограммовым прибором, утерянным американскими астронавтами.[4]

29 марта 2006 года в 03:41 (MSK) произошла авария спутника «Экспресс-АМ11»: в результате внешнего воздействия разгерметизирован жидкостный контур системы терморегулирования; космический аппарат получил резкий динамический импульс, потерял ориентацию в пространстве и начал неконтролируемое вращение.[5] По предварительным данным причиной аварии стал «космический мусор».[6] Выводы комиссии подтвердили первую версию произошедшего.[7]

10 февраля 2009 года коммерческий спутник американской компании спутниковой связи Iridium, выведенный на орбиту в 1997 году, столкнулся с военным российским спутником связи «Космос-2251», запущенным в 1993 году и выведенным из эксплуатации в 1995 году.

При столкновении спутника с мусором часто образуется новый мусор (так называемый синдром Кесслера), что в будущем может привести к неконтролируемому росту засорённости космоса.

Исследования влияния космодрома Плесецк ( Архангельская область) на природную среду были начаты в 1990 году.

Четыре года работала на космодроме комиссия под председательством архангельского ученого В.Цветкова.

И все эти годы звучал один и тот же вывод: болезней и отклонений в состоянии здоровья, связанных с компонентами ракетного топлива, не выявлено!

 Виды отходов:

1. Газообразные (на 70-80% состоят из паров воды, углекислого газа и азота).

1. Жидкие (керосин, жидкий кислород, несимметричный диметилгидразин – НДМГ, гептил).

1. Твердые (элементы отделяющихся частей ракет-носителей, которые изготовлены из нейтральных к природной среде материалов — алюминиевые и стальные сплавы).

Задание

Человек – художественный образ

Нарисовать на плакате Землю и улетающую от неё ракету, орбиты разных спутников.

Составить  небольшой рассказ , используя слова :

Спутник, скорость, человек, космос, покорение, ракета, орбита, взлёт, Вселенная, Земля.

ЧТОБЫ СПУТНИК ЗАПУСТИТЬ
НАДО ОЧЕНЬ УМНЫМ БЫТЬ
ЗНАТЬ И СКОРОСТЬ И ОРБИТУ, И КАКУЮ ВЗЯТЬ РАКЕТУ

Искусственные спутники Земли.

- Здравствуйте! Я приветствую вас и всех гостей, которые присутствуют сегодня на уроке.

Мы рады видеть их в нашей школе.

В начале урока хотелось бы узнать ваше настроение. Выразите, пожалуйста, его с помощью одного прилагательного.

Опросить всех, в том числе и гостей. Очень хорошо. Перейдем к уроку.

Опрос:

В: - Какую тему  вы изучали на прошлом уроке?

- приведите примеры движения по окружности.

- на столе у вас лежит лист, подпишите его и выполните следующее упражнение - продолжите предложение, на листе пишите только это слово

Взаимоконтроль – 7 –«5», 6 – «4», 5 – «3» проверить на ИД

Активизация:

В: А по каким траекториям могут двигаться тела, брошенные с разными скоростями?

Опыт: баллистический пистолет.

Во всех случаях Земля притягивает тела.

В: А можно бросить тело так, чтобы оно не упало на Землю?

Кто считает, что можно, а кто считает, что нельзя ?

В: Как вы думаете, может ли служить примером движения по окружности – движение спутников вокруг планет солнечной системы?

В: Какие планеты вы знаете?

Какой спутник у Земли?

ИД

У планет нашей солнечной системы естественные спутники, которые созданы природой, значит существуют и искусственные. Что значит – «искусственный»сделан человеком, запущен человеком)

Тема нашего урока – Искусственные спутники Земли ( презент

слайд №2)

В: А что вы хотите узнать о искусственных спутниках?  (что это такое, какие бывают, что необходимо сделать, чтобы тело стало ИС)

На столе у вас есть 2 листа. Один – опорный конспект, который вы должны в течение урока заполнить и потом мы его вклеим в тетрадь, второй – лист с утверждениями и в конце урока мы к ним вернемся.

Тему вы будете изучать самостоятельно.

На занятиях по предпрофильной подготовке вы определили свой профессиональный тип.

В: Кто из вас – ч-т, ч-ч, ч-з, ч-пр, ч- х.о?

Профессии каждого профессионального типа предъявляют к личности работника определенные требования.

Какими важными профессиональными качествами личности должны обладать представители каждого типа и помогут вам при выполнении задания?

Ч-Т – техническое мышление, внимательность, пространственное воображение

Ч-Ч – коммуникабельность, умение воздействовать на другого человека

Ч-З – логическое мышление устойчивое внимание, способность оперировать числами, знаками

Ч- Пр – наблюдательность, любовь к природе

Ч- Х – богатая фантазия, художественные способности, эстетический вкус.

Представители любого профессионального типа должны обладать умением работать с текстовым материалом.

На рабочем столе откройте документ «задания группам» и найдите свое задание. При выполнении заданий помните о тех качествах, которые вы должны проявить.

Проектор выключить, музыку включить, заранее модель на рабочую панель снести.

После выполнения напомнить о ОК.

1.    слайд №4

ИСЗ, назначение – Беляева А.- передача с компьютера на экран ( дополнение – «Глонасс » - слайды №5,6,7 презентации) ч-ч

2.    Слайд № 8

ракеты – Копейкин М. – конспект ИД  - ч-т

слайд №9,10

3.    Слайд № 11

формула – Иванова ( ИД) – конспект ч-з

слайд №12,13,14,15

4.    Слайд №16

компьютерная модель – Чистяков Д.  

Слайд №17,18,19

( добавка – программа

В: В зависимости от места запуска орбиту посмотреть, Может ли спутник висеть над одной точкой?

геостационарный спутник что такое) презентация) ч-з

5.    Слайд №20

история  - Медведева М.  -  с компьютера на экран, добавка – слайды презентации) ч-ч

Слайд №21,22

6.    Слайд №23

природа – Котельникова Ел. – с компьютера на экран, добавка – слайды презентации. Ч-пр.

Слайд № 24,25

7.    Слайд №26,27

Алтынова

Рябкова

и + изображение(  добавка – прочитать стихи из материалов)

Выполняя эти задания вы проявили те свойства и качества, которые соответствуют вашему профессиональному типу. Конечно у каждого из вас они проявляются по –разному, но вы ведь ещё учитесь, поэтому у вас все впереди!

Теперь проверим ОК. – На ИД конспект

Проверим верные и неверные утверждения. С обсуждением.

Откройте учебник § 20,      Вопросы к параграфу.

Д/з : соответствующее некоторым профессиональным типам:

·       Придумать вопросы к параграфу.

·       Вычислить первую космическую скорость для Венеры.

·       Придумать рекламу космическим полетам, ракетам.

·       Найти информацию о Кибальчиче, Королеве, Циолковском.

В начале урока я вас спрашивала о том, что вы хотите узнать о спутниках. Покажите в документе «Оценочное окно», оцените свое понимание темы  и сможете ли вы знания применить.

Слайд последний!

Подготовила: Ильичева Вера Александровна

МОУ Арьёвская средняя общеобразовательная школа Уренского района Нижегородской области

Тема урока: Искусственные спутники Земли.

Цели урока:

Образовательные:

Ø  изучить движение тел в гравитационном поле. Углубление понимания сущности закона всемирного тяготения и явления движения по окружности путем их применения для вывода формулы первой космической скорости.

Ø  выработать умения воспринимать и излагать новый материал;

Ø  показать практическую значимость изученного материала.

Развивающие:

Ø  развивать умения выделять главное, анализировать, делать выводы;

Ø  развивать внимание, память, творческие способности учащихся;

Ø  развивать познавательную, информационно-коммуникативную компетенции.

Воспитательные:

Ø  формировать интерес учащихся к изучению физики;

Ø  воспитывать чувство патриотизма и гордости за свою Родину.

Формы и методы обучения: рассказ учителя с элементами беседы, самостоятельная работа, практическая работа, компьютерная презентация.

Оборудование урока.

Мультимедийный проектор, компьютер;

Тестовые задания;

ИД

Компьютерные модели ( «Движение искусственных спутников Земли» с диска «Открытая физика» 2.6. фирмы «Физикон»

Учебник: А.В. Перышкин, Е.М. Гутник Физика 9 класс

Презентация учителя

А – учащиеся должны узнать :

♦ искусственным спутником может стать любое тело , если ему сообщить достаточную скорость в горизонтальном направлении;

♦ минимальная скорость,  которую нужно сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли , чтобы оно могло     

   двигаться вокруг Земли по круговой орбите называют первой космической или круговой ;  

♦ первую космическую скорость можно определить по формуле V=√g R ;

♦ первая космическая скорость у поверхности Земли равна 7,9 км/с ;

♦ определить значение первой космической скорости ,  на высоте h от поверхности Земли , можно пользуясь выражением V=√GM/R+h;

♦ значение первой космической скорости зависит от высоты относительно  поверхности земли ;

♦ вторая космическая скорость – это минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли , чтобы оно преодолело    

  гравитационное притяжение Земли и стало искусственной планетой –искусственным  спутником Солнца ;  

♦ минимальная скорость , которую надо сообщить телу , чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца и покинуло пределы

  Солнечной системы называется третьей космической скоростью ;

♦ 4 октября 1957 года был запущен первый искусственный спутник Земли .        

Б – учащиеся должны научиться :

♦ наблюдать и обобщать результаты наблюдений ;

♦ теоретически рассуждать и  логично излагать свои мысли;

♦ пользоваться дополнительной научно-популярной   литературой;

♦ работать в составе группы не теряя темпов работы ;

♦ презентовать результаты своей работы ;

♦ определять значение первой космической скорости на различных космических объектах .

В – учащиеся должны убедиться :

♦ мир познаваем ;

♦ практика – критерий и цель познания ;

♦ переход количественных изменений в качественные .

	Этап урока	Что делает учитель	Что делает Ученик	время
	оргмомент	Приветствует учащихся. Перед опросом просит показать своё эмоциональное состояние – (на рабочем столе открыть документ и заполнить таблицу) - передать	Готовятся к уроку, садятся на места	1 мин
	опрос	- Какую тему изучали на прошлом уроке? На столе листы чистые- напишите фамилию и проведите соответствие, причем надо написать только продолжение предложений( 1 слово) см. Приложение №1. - Оценки за тест сохраните в своей папке на рабочем столе. Проверка - взаимоконтроль	Отвечают на вопрос выполняют тест	4 мин
	Активизация познавательной деятельности	Показывает опыт  ( баллистический пистолет – под разными углами выстреливает шарик) Задает вопрос к классу: - Какова траектория движения в каждом случае? - Можно ли подобрать такую скорость, чтобы тело не упало на Землю совсем? Объявляет тему урока. Спрашивает какую бы цель учащиеся поставили перед собой. Указывает на наличие листа на парте, в котором написаны верные и неверные утверждения. - В конце урока вы должны будете определить какие из этих утверждений правильные, а какие нет. См. Приложение №2 На столе кроме этого лежат опорные конспекты, которые после заполнения  вы вклеите в тетрадь Приложение №3	Смотрят опыт, отвечают на вопросы. Пытаются поставить свою цель урока.	3 мин
	Новый материал	Показывает начало презентации – слайды 1-4. - Сейчас вы получите задания, в соответствии с вашим профессиональным типом ( человек-техника, человек-человек,человек- знак,человек- природа, человек – художественный образ)   Выдает задания на мини-группу. Просит выполнить за 6-7 минут. См. Приложение №4 Во время выполнения звучит музыка –приложение №4 После выполнения задания – Каждая группа выступает с итогами. Учитель дополняет своей информацией выступления учащихся.	Получают задание и начинают выполнять. Во время выступлений – заполняют опорные конспекты	7+15= 22
	Закрепление	1.Учитель показывает на экране заполненный опорный конспект ( заполняет маркером с помощью ИД), просит проверить правильность заполнения. 2. Возвращаемся к листу с утверждениями и проверяем как ученики считают, обсуждаем. 3. Учебник открываем и вопросы после § 20 обсуждаем. 4. если успеем, то задачи решаем № 1	Проверяют правильность заполнения конспекта Заполняют лист с утверждениями	11мин
	Д/з	Д/З § 20, 1.     придумать свои вопросы к тексту 2.     Вычислить первую космическую скорость для Венеры (g = 9,3 м/c2)		2 мин
	Рефлексия	- Как вы думаете, вы достигли цели, которую поставили? Откройте на рабочем столе документ – оценочный лист и поставьте свой рисунок определенным цветом  на том месте , где вы считаете нужным		2 мин

Подготовила: Ильичева Вера Александровна

МОУ Арьёвская средняя общеобразовательная школа Уренского района Нижегородской области

Определить верные и неверные суждения

№	суждение	верно	неверно
1	Если тело бросить с некоторой высоты, сообщив ему скорость в горизонтальном направлении, то тело упадет на землю, двигаясь по параболе.
2	Если подобрать скорость, при которой поверхность Земли будет удаляться от тела на столько, на сколько тело будет приближаться к ней. В этом случае тело будет двигаться на постоянном расстоянии от Земли, т.е. по окружности.
3	Если подобрать скорость, при которой поверхность Земли будет удаляться, то можно покинуть пределы Земли и стать искусственным спутником другой планеты.
4	Назначение искусственных спутников может быть любым, в зависимости от потребностей человека.
5	Искусственный спутник Земли- космический летательный аппарат, выведенный на околоземную орбиту.
6	Искусственные спутники Земли имеют орбиту ниже 150 км.
7	Искусственные спутники Земли нельзя сделать «висящими» над одной точкой планеты.
8	Спутниковая система «Глонасс» состоит из 2-х спутников.
9	Первый спутник запущен США в 1958 году.
10	Всего сейчас на орбите 100 искусственных спутников.
11	Есть спутники, которые запущены с Земли и стали спутниками других планет.

Подготовила: Ильичева Вера Александровна

МОУ Арьёвская средняя общеобразовательная школа Уренского района Нижегородской области

Опорный конспект

Искусственные спутники Земли

1.   Искусственный спутник Земли – это космический летательный аппарат, выведенный на околоземную орбиту.

2.   Типы спутников:

1.научно- исследовательские

2.связи

3.метеорологические

4.астрономические

5.навигационные спутники , пилотируемые корабли- спутники

    3. Первый искусственный спутник запущен

          в 1957 г. 4 октября

        _____________________________________________

    4.Траектория движения и скорость ИСЗ:

скорость	траектория
7,9 км/с	окружность
7,9 км/с <V м/с< 11,2 км/с	эллипс
V> 11,2 км/с	гипербола

 5. Первая космическая скорость равна

7,9  км/с

6. Первую космическую скорость можно рассчитать по формуле                                  

• 1 слайд

  Искусственные спутники Земли
  
  
  Подготовила :
  Ильичева Вера Александровна
  МОУ Арьёвская СОШ, Уренского района Нижегородской области
  

• 2 слайд

• 3 слайд

  Какими могут быть спутники?
  

• 4 слайд

• 5 слайд

  Первый полет человека в космос
  12 апреля 1961г.
  Ю.А. Гагарин. СССР.
  Восток.
  

• 6 слайд

  Спутниковая система
  "Глонас"
  в будущем будет
  насчитывать
  около 30 спутников
  

• 7 слайд

  Ракеты, ракеты...
  

• 8 слайд

  Расположение объектов на космодроме Плесецк.
  начало космической биографии –
  17 марта 1966 года в 13 часов 28 минут ;
  

• 9 слайд

  Пусковая установка на космодроме Плесецк
  

• 10 слайд

  Для полёта нужно знать...
  

• 11 слайд

  Расчет первой космической скорости у поверхности Земли
  

• 12 слайд

  Вторая космическая скорость
  VII= 11,2 км/с
  Вторая космическая скорость – минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли (или небесного тела) для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли (или небесного тела).
  

• 13 слайд

  Третья космическая скорость
  Минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли для того, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца.
  

• 14 слайд

  Как могут двигаться спутники?
  

• 15 слайд

  Траектории движения тел
  V0 =0
  V=VI
  VI < V < VII
  V=VII
  V=VIII
  прямая линия
  окружность
  эллипс
  гипербола
  Парабола
  

• 16 слайд

  Траектория движения
  Вояджер-1
  Запущен в 1977году.
  Прошел мимо больших планет. В 1989г аппарат Вояджер вышел за пределы Солнечной системы.
  

• 17 слайд

  Послание внеземным цивилизациям
  На борту «Вояджер-2» диск с научной информацией.
  Приветствие на 58 языках Земли. Звуки: голоса птиц и зверей, шум моря, дождя, ветра. Произведения Баха, Моцарта… Виды Земли. Изображение мужчины и женщины.
  

• 18 слайд

  Мы гордимся своей страной!
  

• 19 слайд

  Первый искусственный спутник Земли запущен 4 октября 1957 года
  Масса 83,60 кг.
  Период обращения 96 мин.
  С.П. Королёв
  главный конструктор
  

• 20 слайд

• 21 слайд

  Влияние на природу
  - ИСЗ оказывают?
  

• 22 слайд

  За годы освоения космоса в мире созданы и эксплуатируются более 20 космодромов и ракетных полигонов, сотни боевых ракетных шахт и пусковых установок, всего запущено свыше 6000 космических объектов, из них около 700 в настоящее время эксплуатируются на околоземных орбитах, ежегодно осуществляется около 100 запусков объектов в космос, в которых участвуют более 20 стран.
  

• 23 слайд

  Исследования, проведенные в последние годы в Институте астрономии РАН и НАСА, привели к выводу, что более 40% космического мусора, находящегося на низких околоземных орбитах, - это осколки, образовавшиеся в результате взрывов вторых ступеней ракет и спутников на орбитах.
  

• 24 слайд

  А что думают поэты?
  

• 25 слайд

  Преодолев земное притяженье,
  Ракета от Земли оторвалась…
  И не было счастливее мгновенья –
  Здесь новая эпоха началась.
  Ступень… вторая… Третья отделилась,
  Сгорая в атмосфере без следа…
  А над Землей внезапно появилась
  Стремительно летящая звезда.
  И Человечество застыло в изумленье:
  Летящий в небе серебристый шар -
  Рук человеческих великое творенье -
  Был послан от Земли Вселенной в дар!
  
  

• 26 слайд

• 27 слайд

  Спасибо за урок!
  

Карточка- задание №4

По схеме разобраться в устройстве ракеты- носителя. Рассказать как ракета устроена и как она выводится на орбиту.

Ракеты выводят в космос ИСЗ, космические корабли, автоматические межпланетные станции, доставляют в космос различные грузы. Большую часть объёма  конструкции ракеты занимают топливные баки, заполненные  горючим и окислителем. Масса топлива может составлять 85- 90% массы стартующей ракеты. Многие ракеты состоят из нескольких меньших ракет( ракетных ступеней). При запуске в космос они работают последовательно. Сначала весь «ракетный поезд» везет первая ступень. Когда в ней израсходуется все топливо, она отделяется и падает на Землю, тут же включаются двигатели второй ступени. Они продолжают разгон оставшихся частей ракеты, масса которых теперь значительно уменьшилась. Затем отбрасывается вторая ступень. Эстафета  передается последней ступени , которая несёт полезный груз – автоматическую станцию или корабль, или спутник. На последней ступени расположены приборы и системы управления ракетой. У ракеты обтекаемая форма, т.к. она уменьшает силу сопротивления.

трехступенчатая ракета.

Основные части ракеты:

1 - корпус,

2 - головная часть, в которой помещается полезный груз (спутник, человек, боеголовка и т.д.),

3- многоступенчатый двигатель (топливо и окислитель, камера сгорания, реактивное сопло).

Ракетное топливо:

1) жидкое (спирт, керосин, водород),

2) твердое (порох различного состава).

Окислитель – жидкий кислород, фтор, азотная кислота.

                           

1. фотоаппаратура;                            
2. Антенна специальной радиоаппаратуры;
3. Система электропитания;
4. Приборный отсек;
5. Антенна программной радиолинии;
6. Аппаратура системы управления радиотехнических и других систем;
7. "Инфракрасная вертикаль";
8. Тормозная двигательная установка;
9. Спускаемый аппарат;
10. Разрывной заряд системы аварийного подрыва (ликвидации) объекта;
11. Аппаратура системы управления, приземления, радиотехнических и других систем;
12. Баллоны системы ориентации;
13. Датчик ориентации на Солнце;
14. Жалюзи системы терморегулирования;
15. Антенна телеметрических систем;
16. Антенны системы "Сигнал".