Проектная работа "Первый спутник"

2015 год

Содержание проектной работы

1. Введение_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3

2. Основная часть

2.1. Общие сведения об ИСЗ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _4

2.2. История создания первого советского спутника_ _ _ _ _ _ _ _ _ _4-5

2.3. Конструкция спутника _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 6

2.4. Цели запуска_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _7

2.5. Роль полета ПС-1 для советской космонавтики _ _ _ _ _ _ _ _ _ 7

3. Заключение_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 8-10

4. Список литературы_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _11

5. Приложения_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _12

Введение

Человек всегда мечтал подняться в небо, как птица, улететь за облака и «коснуться» Солнца. Вселенная настолько огромна, что астрономы до сих пор не смогли установить, насколько она велика! Однако благодаря последним достижениям науки и техники мы узнали много нового о космосе и нашем месте в нем.

Стремительное развитие космонавтики, успешное изучение и исследование околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативными и познавательными оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле.

Использование искусственных спутников Земли в настоящее время для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным.

Цели работы:

- изучение основных моментов грандиозного события;

- получение сведений о длительности и дальности полета спутника, его орбите и работе, а также о данных, которые позволили ученым двигаться далее в деле освоения космоса.

Задачи работы:

- выяснить когда началась космическая эра человечества;

- установить как выглядел первый искусственный спутник;

- установить кто был у истоков его создания ;

- создать его модель в уменьшенном размере.

На эти вопросы я постарался ответить в своей работе.

Основная часть

Общие сведения об ИСЗ (Искусственном спутнике Земли)

В соответствии с международной договорённостью космический аппарат называется спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. В противном случае он считается ракетным зондом, проводившим измерения вдоль баллистической траектории, и не регистрируется как спутник. В зависимости от задач, решаемых с помощью ИСЗ, их подразделяют на научно-исследовательские и прикладные. Если на спутнике установлены радиопередатчики, та или иная измерительная аппаратура, импульсные лампы для подачи световых сигналов и т. п., его называют активным. Пассивные ИСЗ предназначены обычно для наблюдений с земной поверхности при решении некоторых научных задач (к числу таких ИСЗ принадлежат спутники-баллоны, достигающие в диаметре нескольких десятков метров).

Научно-исследовательские ИСЗ служат для исследований Земли, небесных тел, космического пространства. К их числу относятся, в частности, геофизические спутники, геодезические спутники, орбитальные астрономические обсерватории и др.

Прикладными ИСЗ являются спутники связи, метеорологические спутники, ИСЗ для исследования земных ресурсов, навигационные спутники, спутники технического назначения (для исследования воздействия космических условий на материалы, для испытаний и отработки бортовых систем) и др. ИСЗ, предназначенные для полёта людей, называются пилотируемыми кораблями-спутниками. ИСЗ на экваториальной орбите, лежащей вблизи плоскости экватора, называются экваториальными, ИСЗ на полярной (или приполярной) орбите, проходящей вблизи полюсов Земли, — полярными. ИСЗ, выведенные на круговую экваториальную орбиту, удалённую на 35860 км от поверхности Земли, и движущиеся в направлении, совпадающем с направлением вращения Земли, «висят» неподвижно над одной точкой земной поверхности; такие спутники называются стационарными. Последние ступени ракет-носителей, головные обтекатели и некоторые другие детали, отделяемые от ИСЗ при выводе на орбиты, представляют собой вторичные орбитальные объекты; их обычно не называют спутниками, хотя они обращаются по околоземным орбитам и в ряде случаев служат объектами наблюдений для научных целей.

История создания первого советского спутника.

Спутник-1 — первый искусственный спутник Земли, был запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур), на ракете-носителе «Спутник» (Р-7).
Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики Сергеем Королевым трудились: Мстислав Келдыш, Михаил Тихонравов, Николай Лидоренко, Борис Чекунов и многие другие советские ученые. Но прежде чем состоялся этот полет была проделана большая работа. И вот как это было.

В СССР Михаил Клавдиевич Тихонравов, работавший в НИИ-1 МАП, предложил проект высотной ракеты ВР-190 с герметичной кабиной с двумя пилотами на борту для полета по баллистической траектории с подъемом на высоту 200 км. Проект был доложен в Академии наук СССР и на коллегии Министерства авиационной промышленности и получил положительную оценку. 21 мая 1946 года Тихонравов обратился с письмом к Сталину, на этом дело и встало. После перехода в НИИ-4 Министерства обороны Тихонравов и его группа из семи человек продолжала работать над вопросами научного обоснования возможности запуска искусственного спутника Земли. 15 марта 1950 года он доложил результаты научно-исследовательской работы «Составные ракеты на жидком топливе дальнего действия, искусственные спутники Земли» на пленарном заседании научно-технической конференции Отделения прикладной механики АН СССР. Его доклад был одобрен, тем не менее Тихонравов то и дело получал от своего начальства «синяки и шишки», а от своих коллег-ученых — насмешки в виде шаржей и эпиграмм. В соответствии с «духом времени» (самое начало 1950-х годов) был даже отправлен «сигнал наверх» — мол, государственные средства тратятся впустую, и надо посмотреть, не вредительство ли это? На первом этапе (до 1954 года) разработка идеи запуска спутника велась в условиях непонимания и противодействия со стороны высших руководителей и лиц, определявших техническую политику государств. Инспекция Министерства обороны, которая проверяла НИИ-4, признала работу группы Тихонравова ненужной, а идею фантастической и вредной. Группа была расформирована, а Тихонравов понижен в должности.

Между тем работа продолжалась: в 1950–1953 годах исследования велись негласно, почти тайком, а в 1954 году их результаты были обнародованы. В нашей стране главным идеологом и руководителем практической работы по осуществлению выхода в космическое пространство был Сергей Павлович Королев.

26 июня 1954 года Королев представил министру оборонной промышленности Дмитрию Устинову докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную Тихонравовым, с приложением обзора работ по ИСЗ за рубежом. В записке говорилось: «В настоящее время имеются реальные технические возможности достижения с помощью ракет скорости, достаточной для создания искусственного спутника Земли. Наиболее реальным и осуществимым в кратчайший срок является создание искусственного спутника Земли в виде автоматического прибора, который был бы снабжен научной аппаратурой, имел радиосвязь с Землей и обращался вокруг Земли на расстоянии порядка 170–1100 км от её поверхности. Такой прибор будем называть простейшим спутником».

Высшей наградой коллективам, создавшим первый искусственный спутник Земли, за инициативу, настойчивость, изобретательность, исполнение гражданского долга стало общественное мнение, может быть до конца еще не осознанное. Это было вселенское потрясение. Равнодушных не было. Миллионы и миллионы «простых людей» планеты восприняли это событие как величайшее достижение человеческой мысли и духа. Время прохождения спутника над различными населенными пунктами заранее объявлялось в печати, и люди на разных континентах выходили ночью из своих домов, смотрели на небо и видели: среди привычных неподвижных звезд одна — движется!

Конструкция спутника

Первый искусственный спутник имел простую конструкцию, состоящую из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава, которые герметично соединялись между собой 36 болтами. Спутник был оборудован двумя антеннами, блоком электрохимических источников, радиопередающим устройством, вентилятором, системой терморегуляции, датчиками температуры и давления, а также устройством бортовой электроавтоматики. Масса: 83,6 кг. Работы по проектированию спутника начались в ноябре 1956 года, а менее чем через год уже проходили окончательные испытания с использованием термокамеры и вибростенда.

В пятницу, 4 октября в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени на космодроме Байконур был совершен запуск ракеты Спутник. Старт ракеты прошел успешно, под бдительным контролем самого Королева, лично отдавшего приказ к запуску. А через 495 секунд (7,6 минут) после запуска центральный блок ракеты вместе с искусственным спутником был выведен на эллиптическую орбиту. Для вывода спутника на орбиту была выбрана легкая ракета типа Р-7 № 8К71ПС.

После отделения от центрального блока спутник подал первые сигналы. Именно с этого момента принято отсчитывать новую космическую эру человечества. В России 4 октября отмечается как памятный день Космических войск.

Позже выяснилось, что одно из важнейших событий в истории космонавтики могло не состояться. Дело в том, что на секунду раньше расчетного времени отказала система управления подачи топлива. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени.

Но, победителей не судят!

Спутник летал 92 дня, до 4 января 1958 года, совершив 1440 оборотов вокруг Земли (около 60 млн. км), а его радиопередатчики работали в течение двух недель после старта. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух. Однако, несмотря на все детали запуска, в конце концов, первая космическая скорость успешно была достигнута.

Стоит отметить, что радиосигнал, посылаемый спутником, мог ловить радиолюбитель из любой точки планеты. В связи с этим, в журнале «Радио» заранее были опубликованы рекомендации по приему сигналов. Миллионы  людей во всем мире имели возможность наблюдать на ночном небе движение светящейся точки  похожей на звездочку. Только очень узкий круг специалистов знал, что в действительности простым глазом наблюдали не сам подсвечиваемый солнцем спутник, а центральный блок строго секретной ракеты, который вышел на ту же орбиту, что и спутник, так  как поверхность спутника, была слишком мала для визуального наблюдения.

Цели запуска

• проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска;

• ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника;

• экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника;

• исследование условий работы аппаратуры.

Роль полета ПС-1 для советской космонавтики.

Запуск первого искусственного спутника имел большое политическое значение для СССР.

Во-первых, был развеян миф о технической отсталости Советского Союза, который так пропагандировали Соединенные Штаты.

Во-вторых, был нанесен удар по репутации США, а точнее по ее «совершенной» системе ПВО, которая после запуска спутника стала потенциально уязвимой. Именно после этого началась знаменитая космическая гонка между США и СССР. Стоит отметить, что Америка своей первый спутник запустила лишь 1 февраля 1958 года

Заключение

«Кстати, вы знаете, что такое спутник по-русски?

                                 По-английски «travelling companion», «тот, кто

                                     сопровождает в пути, попутчик». Какое странное

                                 совпадение, если вдуматься. Непонятно только,

                                      почему русские выбрали для своего космического

                              корабля такое необычное название? Ведь это

                            всего лишь несчастный кусочек металла, все

                                   крутится, крутится себе один-одинешенек вокруг

 Земли — и больше ничего…»

Мураками Харуки

( японский писатель, переводчик )

1 февраля 1958 на орбиту был выведен первый американский ИСЗ «Эксплорер-1», а несколько позже самостоятельные запуски ИСЗ произвели и другие страны: 26 ноября 1965 — Франция, 29 ноября 1967 — Австралия , 11 февраля 1970 — Япония, 24 апреля 1970 — КНР , 28 октября 1971 — Великобритания. Некоторые спутники, изготовленные в Канаде, Франции, Италии, Великобритании и др. странах, запускались (с 1962) с помощью американских ракет-носителей. В практике космических исследований широкое распространение получило международное сотрудничество. Так, в рамках научно-технического сотрудничества социалистических стран запущен ряд ИСЗ. Первый из них — «Интеркосмос-1» — был выведен на орбиту 14 октября 1969. Всего к 1973 запущено свыше 1300 ИСЗ различного типа, в том числе около 600 советских и свыше 700 американских и др. стран, включая пилотируемые космические корабли-спутники и орбитальные станции с экипажем.

По состоянию на 2013 год, на земной орбите находятся искусственные спутники около пятидесяти стран, однако лишь 13 государств исторически достигали возможности запускать их собственными ракетами-носителями, и 10 имеют эту возможность сейчас. Эти страны, а также иногда Европу с её космическим агентством ЕКА, называют «космическими державами» и членами «космического клуба». Из этих стран 9 продолжают пуски с собственных космодромов, Украина — с иностранных космодромов, а ранее также использовавшие иностранные космодромы 2 страны (Франция и Великобритания) осуществляют пусковую деятельность в составе ЕКА. Пусковую деятельность осуществляют также частные компании.

Освоив технологию самостоятельных пусков ИСЗ, 3 страны (СССР и его преемница Россия, США и КНР) освоили технологию самостоятельных пилотируемых космических полётов. Эти страны иногда называют «космическими сверхдержавами».

Немногие знают, что спутник вполне можно сделать в домашних условиях из подручных материалов. Первый спутник, который был запущен в космос, представлял собой довольно простую конструкцию. Небольшой металлический шар, внутри которого находятся коммуникационные средства, вполне может выполнять функцию орбитального спутника. Это можно сделать следующим способом.

Для этого нам понадобится:

1. Металлический шар или цилиндр (подойдёт жестяная коробка от чая или кофе).
   2. Термостат.
   3. 4 батарейки.
   4. Воздушный шарик.
   5. Вентилятор (можно использовать куллер от системного блока компьютера).
   6. Фольга.
   7. Термометр.
   8. Радиопередатчик (можно использовать телефон или передатчик от радио-няни).

Инструкция:

1. Найдите подходящий корпус для спутника. В идеале это должен быть металлический шар (именно так выглядел первый спутник, запущенный человеком в космос), но можно взять и жестяную коробку от чая, печенья или кофе. Для антенн взять алюминиевые трубки. Может понадобиться металлическая подставка. Внутренность корпуса обложите фольгой, чтобы создать защитный экран от солнечно радиации, которая может негативно влиять на работу механизмов.

2. Чтобы сделать радиопередатчик, с которого мы бы смогли получать данные, собранные спутником, понадобится либо мобильный телефон, либо передатчик от радио-няни. Можно подобрать и другое устройство, у которого есть возможность передачи радиоволн и антенна. Устройство нужно закрепить внутри корпуса.

3. Температурный датчик можно сделать из любого электронного или обычного термометра. Главная задача – это вывести сигнал из него на выключатель, который будет реагировать на изменения внешней среды.

4. Чтобы сделать датчик давления, понадобится обычный воздушный шарик. Если произойдёт повреждение корпуса – шарик начнёт раздуваться, пока не лопнет. Неплохо было бы подключить шарик и термометр к радиопередатчику с помощью программного обеспечения, чтобы вы смогли получать свежие данные со своего спутника.

5. В качестве источника питания прекрасно подходят 4-пальчиковые батарейки.

6. Стоит позаботиться о том, чтобы аппаратура в спутнике не перегревалась. Подойдёт обычный куллер из системного блока, запрограммированный на включение при определённой температуре. Сегодня такие устройства продаются во всех магазинах компьютерной техники.
7. Спутник готов. Теперь его можно протестировать. Теоретически, он может выполнять свою работу в космосе.

Список литературы:

http://www.artdesign21.narod.ru/kosmos_17.html

https://yandex.ru/images/search?viewport=<...> =1425332708093

http://geroivremeni.ru/news/1229

http://ency.info/earth/vstrecha/71-perviye-iskusstvenniye-sputniki-zemli

http://www.letopis.info/themes/cosmonautics/zapusk_pervogo_iskusstvennogo_sputnika_zemli.html

http://www.bestreferat.ru/referat-16187.html

http://godkosmicheskojjery.ru/1-isz.html

http://www.artdesign21.narod.ru/kosmos_17.html

http://www.astrotime.ru/sputnik1.html

https://ru.wikipedia.org/wiki

Приложения

Первый искусственный спутник Земли

Изготовление модели первого спутника в домашних условиях

• 1 слайд

  Проектная работа Первый спутник Земли. Выполнил ученик 11 класса МБОУ СОШ с. Большая Боевка Король Андрей Руководитель: Рязанцева Л.Н.

• 2 слайд

  Введение: Человек всегда мечтал подняться в небо, как птица, улететь за облака и «коснуться» Солнца.

• 3 слайд

  Введение: стало привычным использование искусственных спутников Земли для… Связи и телевидения Оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды Навигации на морских путях и авиационных трассах Изучения природных ресурсов земли Контроль за качеством среды обитания

• 4 слайд

  Цели работы изучение основных моментов грандиозного события; получение сведений о длительности и дальности полета спутника, его орбите и работе .

• 5 слайд

  Задачи работы: выяснить когда началась космическая эра человечества; установить как выглядел первый искусственный спутник; установить кто был у истоков его создания; создать модель спутника в уменьшенном размере.

• 6 слайд

  В соответствии с международной договорённостью космический аппарат называется спутником, если он совершил не менее одного оборота вокруг Земли. В противном случае он считается ракетным зондом.

• 7 слайд

  Научно- Исследовательские спутники Прикладные спутники геофизические астрономические геодезические навигационные метеорологические спутники связи В зависимости от задач, решаемых с помощью ИСЗ, их подразделяют на :

• 8 слайд

  История создания первого советского спутника. Спутник-1 — первый искусственный спутник Земли, был запущен на орбиту в СССР 4 октября 1957 года. Кодовое обозначение спутника — ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии открытое наименование космодром Байконур), на ракете-носителе «Спутник» (Р-7).

• 9 слайд

  История создания первого советского спутника. М.К.Тихонравов С.П.Королев 26 июня 1954 года Королев представил министру оборонной промышленности Д. Устинову докладную записку «Об искусственном спутнике Земли», подготовленную Тихонравовым «…Наиболее реальным и осуществимым в кратчайший срок является создание искусственного спутника Земли в виде автоматического прибора, который был бы снабжен научной аппаратурой, имел радиосвязь с Землей и обращался вокруг Земли … »

• 10 слайд

  Конструкция спутника: Первый искусственный спутник имел простую конструкцию, состоящую из двух полусфер диаметром 58 см из алюминиевого сплава, которые герметично соединялись между собой 36 болтами. Спутник был оборудован двумя антеннами, блоком электрохимических источников, радиопередающим устройством, вентилятором, системой терморегуляции, датчиками температуры и давления, а также устройством бортовой электроавтоматики. Масса: 83,6 кг.

• 11 слайд

  Конструкция спутника

• 12 слайд

  Старт: В пятницу, 4 октября в 22 часа 28 минут 34 секунды по московскому времени на космодроме Байконур был совершен запуск ракеты Спутник. Старт ракеты прошел успешно, под бдительным контролем самого Королева , лично отдавшего приказ к запуску. А через 495 секунд (7,6 минут) после запуска центральный блок ракеты вместе с искусственным спутником был выведен на эллиптическую орбиту.

• 13 слайд

  Действительность Позже выяснилось, что одно из важнейших событий в истории космонавтики могло не состояться! Дело в том, что на секунду раньше расчетного времени отказала система управления подачи топлива. Один из двигателей «запаздывал», а время выхода на режим жёстко контролируется и при его превышении старт автоматически отменяется. Блок вышел на режим менее чем за секунду до контрольного времени. На 16-й секунде полёта отказала система управления подачи топлива, и из-за повышенного расхода керосина центральный двигатель отключился на 1 секунду раньше расчётного времени.

• 14 слайд

  Действительность Стоит отметить, что радиосигнал, посылаемый спутником, мог ловить радиолюбитель из любой точки планеты. Миллионы  людей во всем мире имели возможность наблюдать на ночном небе движение светящейся точки  похожей на звездочку.

• 15 слайд

  Цели запуска: проверка расчётов и основных технических решений, принятых для запуска; ионосферные исследования прохождения радиоволн, излучаемых передатчиками спутника; экспериментальное определение плотности верхних слоёв атмосферы по торможению спутника; исследование условий работы аппаратуры.

• 16 слайд

  Роль полета ПС-1 для советской космонавтики Во-первых, был развеян миф о технической отсталости Советского Союза. Во-вторых, был нанесен удар по репутации США, а точнее по ее «совершенной» системе ПВО, которая после запуска спутника стала потенциально уязвимой. Стоит отметить, что Америка своей первый спутник запустила лишь 1 февраля 1958 года.

• 17 слайд

  Спутники в наше время 1 февраля 1958 на орбиту был выведен первый американский ИСЗ «Эксплорер-1», а несколько позже самостоятельные запуски ИСЗ произвели и другие страны: 26 ноября 1965 — Франция, 29 ноября 1967 — Австралия , 11 февраля 1970 — Япония, 24 апреля 1970 — КНР , 28 октября 1971 — Великобритания. По состоянию на 2013 год, на земной орбите находятся искусственные спутники около пятидесяти стран, однако лишь 13 государств исторически достигали возможности запускать их собственными ракетами-носителями, и 10 имеют эту возможность сейчас.

• 18 слайд

  Освоив технологию самостоятельных пусков ИСЗ, 3 страны (Россия, США и КНР) освоили технологию самостоятельных пилотируемых космических полётов. Эти страны иногда называют «космическими сверхдержавами».

• 19 слайд

  Спутник вполне можно сделать в домашних условиях из подручных материалов.

• 20 слайд

  Модель 1-го спутника в домашних условиях.

• 21 слайд

  Список литературы http://www.artdesign21.narod.ru/kosmos_17.html https://yandex.ru/images/search?viewport=<...> =1425332708093 http://geroivremeni.ru/news/1229 http://ency.info/earth/vstrecha/71-perviye-iskusstvenniye-sputniki-zemli http://www.letopis.info/themes/cosmonautics/zapusk_pervogo_iskusstvennogo_sputnika_zemli.html http://www.bestreferat.ru/referat-16187.html http://godkosmicheskojjery.ru/1-isz.html http://www.artdesign21.narod.ru/kosmos_17.html http://www.astrotime.ru/sputnik1.html https://ru.wikipedia.org/wiki

• 22 слайд

  Спасибо за внимание!