Проектная работа по физике: Ракета ВОСТОК - 1. Первый полет человека в космос.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №70

с углублённым изучением отдельных предметов»

Кировского района г. Казани

Ракета «Восток – 1»

Первый полёт человека в космос

Выполнил: ученик 9 «Г» класса

Тимофеев Ярослав Дмитриевич

Руководитель проекта:

Светчикова Ирина Владимировна

Казань 2021 г.

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………….3 стр.

2. Основная часть………………………………………………………..5 стр.

2.1 Первый полет человека в космос………………………………......5 стр.

2.2 Технические характеристики ракеты «Восток -1»…………..........8 стр.

2.3 Теории гибели Ю. А. Гагарина…………………………………….10 стр.

2.4 Практическая часть……………………………………………........11 стр.

3. Заключение…………………………………………………………...15 стр.   

4. Список литературы…………………………………………………..16 стр.

5. Интернет-ресурсы…………………………………………………....16 стр.

1.      Введение.

 Актуальность:    История развития отечественной космонавтики вызывает чувство гордости за нашу страну. В благодарной памяти потомков навсегда останется немеркнущий подвиг ученых, инженеров, конструкторов, рабочих, проложивших дорогу в космос.

     Космонавтика стала делом жизни нескольких поколений наших соотечественников. Российские исследователи были первооткрывателями, а на их долю, как известно, выпадают самые трудные испытания.

В 2021 году всё прогрессивное человечество будет отмечать уже 60-ю годовщину со дня полета Ю. А. Гагарина. И каждый год 12 апреля мы с благодарностью вспоминаем об этом скромном человеке, открывшем эру пилотируемых полетов в космос.

Полет 12 апреля 1961 года стал апофеозом идей, заложенных Цандером и Циолковским, развитых Королевым. 60 лет назад впервые в мире наш соотечественник Юрий Гагарин достиг орбиты Земли благодаря выдающимся умам, которыми наша страна всегда была богата, благодаря самоотверженной работе тысяч ученых и инженеров.

Нельзя забывать, что космический юбилей 2021 года – это праздник не только космонавтов. Гагарин стал символом мировой космонавтики, и все же 12 апреля мы будем чествовать и тех, кто остались за кадром исторического полета, но заложили его основу, тех, без кого величайшее национальное космическое достижение не стало бы реальностью.

От первых пилотируемых кораблей и орбитальных станций к многоцелевым пилотируемым орбитальным комплексам – таков сложнейший путь, пройденный нашей пилотируемой космонавтикой.

    В преддверии этой даты тема, которую я выбрал, представляет для меня большой интерес, потому что мне интересно и  важно разобрать первый полёт человека в космос, также мне интересно знать про технические характеристики ракеты «Восток-1», на которой впервые полетел человек в космос.

Цели.

1.    История полёта первого человека в космос.

2.    Изучить технические характеристики ракеты «Восток – 1».

3.    Рассмотреть теории гибели великого космонавта.

Этапы работы над проектом.

1.    Определение темы проекта.

2.    Поиск и анализ проблемы.

3.    Постановка цели и задач проекта.

4.    Анализ имеющийся информации.

5.    Подготовка презентационных материалов.

6.    Подведение итогов проекта.

2.      Основная часть

 2.1 Полет первого человека в космос.

     На корабле «Восток» 12 апреля 1961 года лётчик-космонавт СССР Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый в мире полёт в космическое пространство. Старт корабля состоялся с космодрома Байконур в 9 часов 7 минут московского времени. Корабль выполнил один оборот вокруг Земли и совершил посадку в 10 часов 55 минут в районе деревни Смеловка Саратовской области.

    В четвертом часу утра, 12 апреля, прибыли С. П. Королев и сам лётчик-космонавт.

  По динамику громкой связи раздается: «Всем службам полигона объявляется семичасовая готовность! Приступить к подготовке ракеты и корабля «Восток»!».

На стартовой площадке закипела работа. Жесткий предстартовый график закрутил всех. В бункере с центрального пульта управления В.Е. Стаднюк подает напряжение на борт космического аппарата и включает системы согласно утвержденному графику подготовки. Над головным обтекателем, под которым расположен космический аппарат, нависает утренняя дымка.

   Началась заправка баков ракеты компонентами топлива. Ракета постепенно одевается в снежную «шубу» и окутывается в облако конденсата из дренажной ракеты.

     В шесть часов на площадку поднялись О.Г. Ивановский и Н.П. Каманин для проверки шифра логического замка. На космическом аппарате, кроме дублирования всех систем, была предусмотрена возможность ручного управления спуском с орбиты. Медики тогда не были уверены в правильности принятия решения космонавтом, оказавшегося один на один с невесомостью. Чтобы космонавт в возбужденном состоянии не вовремя не включил тормозную двигательную установку космического аппарата на спуск, нажав на пульте особую красную кнопку, закрытую предохранительной крышкой, в кабине корабля на пульте управления был создан дополнительный «пульт» с кнопками (логический замок). Для включения тормозной двигательной установки космонавт должен был нажать три из девяти кнопок в определенном порядке, а тормозная двигательная установка в то время включалась только один раз. Космонавт мог пользоваться этим кодом только на орбите, распечатав специальный конверт.

      Объявляется трехчасовая готовность. На верхнюю площадку установщика поднимаются медики для закладки питания - последняя операция перед посадкой космонавта. Питание закладывают на десять суток. Это делается на тот случай, если откажет тормозная двигательная установка. Конструкция космического корабля и высота орбиты были выбраны так, что позволяли осуществить спуск с орбиты спускаемого аппарата с космонавтом за счет естественного торможения корабля в верхних слоях атмосферы, но тогда Гагарину пришлось бы пробыть на орбите не 108 минут, а около 10 суток. Это был запасной вариант спуска с орбиты.

      Королев предусмотрел все мыслимые и немыслимые варианты нештатных ситуаций, которые могли бы произойти с космическим кораблем и космонавтом, сделав все возможное и невозможное для их предотвращения и обеспечения безопасного полета первого человека в космос и его благополучного возвращения на Землю.

Испытатели с ферм обслуживания вглядывались в даль, на дорогу, ведущую к старту, откуда должен появиться автобус с космонавтами.

Автобус въехал на стартовую позицию – из него вышел Ю.А. Гагарин и ступил на «нулевую» отметку стартового комплекса. Космонавт в сопровождении ведущего конструктора О.Г. Ивановского направился к лифту.  

      Ю.А. Гагарин поднимается по двум ступенькам приставной лестницы, закидывает ноги и ложится в кресло. Космонавт занял место в кабине и начал проверку систем корабля. По докладам понятно, что все идет по графику.

         В 7.30 С.П. Королев поинтересовался о самочувствии у Ю.А. Гагарина. Казалось, что все идет согласно графику подготовки второго дня, но вдруг, когда до пуска оставалось несколько десятков минут, случилось непредвиденное. Слесари-монтажники Н.И. Селезнев, В.И. Шаповалов и В.В. Морозов проводили заключительные операции на спускаемом аппарате, закрывали люк. Вдруг отчет: «Нет КП-3! Нет КП-3!».

      Это В.Е. Стаднюк докладывает В.И. Ярополову из пультовой бункера, что на центральном пульте управления один из трех транспарантов, сигнализирующих о прижиме крышки люка спускаемого аппарата, не горит. Стартовая готовность космического корабля при этом уже не наберется!

          С.П. Королев принимает решение: открыть люк спускаемого аппарата, найти, устранить неисправность и повторно установить крышку люка. А до пуска остается совсем мало времени.

            В этой нештатной ситуации так замелькали моментные ключи слесарей-монтажников, что они сумели открыть и закрыть тридцать замков крышки люка, снова проверить ее на герметичность специальным приспособлением – «присоской» и установить теплозащиту люка. Все с облегчением вздохнули, когда из пультовой по громкой связи услышали доклад В.Е. Стаднюка: «Есть контакт КП-3!».

         Объявляется 50-минутнаяя готовность, С.П. Королев по связи успокоил Ю.А. Гагарина, что все идет согласно графику.

«Всё стартовое, заправочное и вспомогательное оборудование стартовой позиции к пуску готово!» - доносится по громкой связи. Остается около десяти минут до пуска.

 Стрелки часов приближаются к решающей отметке. Следует команда: «Минутная готовность!» Через минуту управление ракетой будет передано автоматике.

 Звучит команда: «Сброс ШО-1 объекта!»

«ШО-1 сброшен!» - докладывает В.Е. Стаднюк.

     С этой минуты все управление запуском сосредоточено в руках ракетчиков. Космический аппарат полностью готов к выполнению своей исторической задачи! Слышно гудение наземной аппаратуры, на пультах гаснут и вспыхивают разноцветные транспаранты. Нервы у всех напряжены до предела. В тишине звучат одна за другой команды руководителя стартовой службы А.С. Кириллова.

      Так, в памятный день 12 апреля 1961 года над планетой поднялось утро космической эры.  Все как завороженные стояли, задрав головы вверх, вслед улетающему Ю.А. Гагарину.

2.2 «Восток - 1»

Для первого запуска человека в космос использовался космический корабль "Восток-1", созданный для осуществления полетов по околоземной орбите. Разработка аппарата серии "Восток" началась в конце 1950-х годов под руководством Михаила Тихонравова и завершилась в 1961 году. К этому времени было произведено семь испытательных запусков, включая два с манекенами человека и подопытными животными. 12 апреля 1961 года космический корабль "Восток-1", запущенный в 9:07 утра с космодрома Байконур, вывел на орбиту летчика-космонавта Юрия Гагарина. Аппарат выполнил один виток вокруг Земли за 108 минут и совершил посадку в 10:55 в районе деревни Смеловка, Саратовской области.

Масса корабля, на котором человек впервые отправился в космос, составляла 4,73 тонны. "Восток-1" имел длину 4,4 метра и максимальный диаметр 2,43 метра. В состав "Востока-1" входил сферический спускаемый аппарат массой 2,46 тонны и диаметром 2,3 метра и конический приборный отсек массой 2,27 тонны и максимальным диаметром 2,43 метра. Масса теплозащиты составляла около 1,4 тонны. Все отсеки были соединены между собой при помощи металлических лент и пиротехнических замков.

      В состав аппаратуры космического корабля входили системы автоматического и ручного управления полетом, автоматической ориентации на Солнце, ручной ориентации на Землю, жизнеобеспечения, электропитания, терморегулирования, приземления, связи, а также радиотелеметрическая аппаратура для контроля за состоянием космонавта, телевизионная система, система контроля параметров орбиты и пеленгации аппарата, а также система тормозной двигательной установки.

    Вместе с третьей ступенью ракеты-носителя "Восток-1" весил 6,17 тонны, а их совместная длина составляла 7,35 метра.

     Спускаемый аппарат был оснащен двумя иллюминаторами, один из которых размещался на входном люке, а второй - у ног космонавта. Сам космонавт размещался в катапультируемом кресле, в котором он должен был покидать аппарат на высоте семи километров. Была также предусмотрена возможность совместной посадки спускаемого аппарата и космонавта.

Интересно, что на "Востоке-1" имелся и прибор для определения точного местоположения корабля над поверхностью Земли. Он представлял собой небольшой глобус с часовым механизмом, который и показывал

местоположение корабля. При помощи такого прибора космонавт мог принять решение о начале маневра на возвращение.

      Схема работы аппарата при выполнении приземления была такова: в конце полета тормозная двигательная установка замедляла движение "Востока-1", после чего происходило разделение отсеков и начиналось отделение спускаемого аппарата. На высоте семи километров космонавт катапультировался: его спуск и спуск капсулы осуществлялись на парашютах раздельно. Так должно было быть по инструкции, но при завершении первого полета человека в космос почти все прошло совершенно иначе. После катапультирования над Гагариным последовательно раскрылись тормозной и основной парашюты, а затем из нагрудного ранца вышел и запасной парашют. Это было предусмотрено схемой спуска, хотя и представляло некоторую опасность. Сначала запасной парашют провалился вниз, не раскрывшись. Спустя некоторое время раскрылся второй парашют. Дальше космонавт спускался на двух парашютах.

В сравнение для ракеты «Восток – 1» я хочу показать ракету, на которой люди летают в космос сейчас.

«Союз – 5»

«Союз-5» представляет собой двухступенчатую ракету-носитель среднего класса с последовательным расположением ступеней. Её производство планируется на РКЦ «Прогресс» (г. Самара). Предусмотренные проектом технические характеристики ракеты-носителя «Союз-5»: стартовая масса около 530 т, длина 61,87 м    (с транспортным пилотируемым кораблем «Федерация» 65,9 м), диаметр 4,1 м, двигатель первой ступени – РД171МВ,    двигатель второй ступени – РД0124МС. Компоненты топлива: окислитель – жидкий кислород, горючее – нафтил. Масса выводимой полезной нагрузки на низкую околоземную орбиту с космодрома БАЙКОНУР около 18 тонн.

2.3 Гибель Ю. А. Гагарина

Первый космонавт Земли Юрий Гагарин трагически погиб во время тренировочного полета на самолете МиГ-15УТИ. Однозначную причину авиакатастрофы до сих пор не установили, однако есть несколько версий.

Версия Алексея Леонова:

Свою версию гибели Гагарина представил космонавт Алексей Леонов, первый человек, вышедший в открытый космос. По его мнению, к срыву самолета в штопор привел неосторожный маневр истребителя Су-15, не санкционированно оказавшегося в районе полета.

"На самом деле все было по-другому: 27 марта 1968 года во время пилотирования самолета (с экипажем Серегин — Гагарин) в этом же районе не санкционированно оказался другой самолет: Су-15, выполнявший полет с аэродрома Жуковский. При этом летчик нарушил режим, спустился до высоты 450 метров — а я это знаю, так как беседовал со свидетелями, — на форсаже ушел на свой эшелон и на расстоянии 10-15 метров в облаках, пройдя рядом с Гагариным, перевернул его самолет, вогнав в штопор, вернее, в глубокую спираль на скорости 750 километров в час. Самолет совершил полтора витка и на выводе из штопора столкнулся с землей", — рассказал Леонов.

Версия Владимира Аксёнова:

Летчик-космонавт, дважды Герой Советского Союза, Владимир Аксёнов, в день гибели Юрия Гагарина проходивший вместе с ним предполетное медобследование, но полетевший на другом самолете, также представил свою версию авиакатастрофы.

"Причиной катастрофы могли стать усложненная метеообстановка с расположением верхнего края сплошной облачности на высоте около четырех километров, а нижнего края — на высоте всего 600 метров от земли; недооценка летчиками, прежде всего Владимиром Серёгиным, сложности имеющейся метеообстановки, а также ставшее неожиданностью для пилотов попадание в сплошную облачность на большой скорости в режиме интенсивного снижения и, как следствие, невозможность устойчивого

пилотирования по приборам. Еще одной причиной авиакатастрофы стал недостаток высоты от нижней кромки облаков до вывода самолета из пикирования", — сказал Аксёнов.

По его словам, самый вероятный исход от неожиданного попадания самолета в плотную облачность на высокой скорости без устойчивой работы приборов пространственного положения (прежде всего авиагоризонта) — затягивание машины в глубокую нисходящую спираль, а при интенсивных попытках уйти вверх — срыв в скоростной штопор.

Народные теории гибели:

Есть и неофициальная версия о том, что у Гагарина якобы возник конфликт с высшим руководством страны, а катастрофу подстроили специалисты КГБ, агенты которого принимали активное участие в расследовании произошедшего. До сих пор ходят слухи и о том, что официально объявленная катастрофа — фальсификация властей, а на самом деле спецслужбы тайно арестовали Гагарина, а затем ему сделали пластическую операцию на лице поместили в одну из провинциальных психиатрических больниц, где он и умер.

Некоторые "исследователи" утверждают, что Гагарин сам подстроил катастрофу, сымитировав смерть, после чего еще много лет прожил под чужим именем в поселке в Оренбургской области, а погиб в уже пожилом возрасте в результате несчастного случая на охоте. Еще одна версия о так называемом малом "Советском лунном заговоре" гласит, что Гагарин погиб не во время тренировочного полета на МиГ-15, а несколькими днями раньше, при запуске нового секретного космического корабля в рамках советской программы по освоению Луны.

2.4    Практическая часть.

В качестве практической части я провёл опросы среди учеников 9 - ых классов, в опросе принимало участие 95 человек.

Первый опрос был таковым: Какая из теорий гибели космонавта ученикам кажется более правдивой.

Второй опрос звучал следующим образом: Как учащиеся оценивают вклад полёт первого человека в космос в науку.

Третий опрос был на тему: Сколько длился полёт первого человека в космосе.

Четвёртый опрос выяснил: сколько учеников полетели бы вместо Ю. А. Гагарина.

Результаты опросов показаны диаграммами.

Опросы показали, что множество подростков заинтересованы в таком великом событии, как первый полёт первого человека в космос.

3.      Заключение

         Искусственный спутник Земли многие на Западе встретили с нескрываемым скептицизмом и недоверием. Мол, что из того, что на космическую орбиту заброшено несколько килограммов металла. Какая польза от этого эксперимента, и что принесет он миру и человечеству?
А менее чем через четыре года мир был удивлен и потрясен неслыханным событием: гражданин первой социалистической страны Юрий Алексеевич Гагарин совершил беспримерный облет Земли на космическом корабле "Восток". День этот и имя человека, который первым разорвал цепи земного притяжения, навсегда вошли в память человечества. 

Я планировал разобраться с техническими характеристиками ракеты «Восток – 1», узнать историю первого полёта человека в космос, и рассмотреть теории гибели  Гагарина.  Считаю, что я достиг своих целей.

4.      Список литературы.

1)   В. В. Артёмов Юрий Гагарин. Человек-легенда. — Олма Медиа Групп, 2011. — 272   

     с. — 6000 экз. — ISBN 978-5-373-03953-6

2)   Гагарин Ю.А. Дорога в космос. — М.: Воениздат, 1978. — 370 с. — 100 000 экз.

3)   Гагарина А. Т., Т. А. Копылова Юрий Гагарин. Глазами матери. — Культурная  

     Революция, 2011. — 368 с. — 2000 экз. — ISBN 978-5-250-06090-5

4)   Валентин Гагарин Мой брат Юрий. — М., 1984. — 350 с. — 100 000 экз. — ISBN 1-

     70-1139-6Ю.

5) Докучаев Юрий Гагарин. — М.: Детская литература, 1981. — 144 с.

6) Ребров М. Ф. Советские космонавты / 2-е изд. доп. и перераб.. — М.: Воениздат,

     1983. — 308 с.

7) Он был первым. — Воениздат, 1984. — 432 с.

8) Ковешников Юрий, Уроки Юрия Гагарина. — Лениздат, 1984. — 190 с. —

    (Библиотека молодого рабочего).

5.      Интернет-ресурсы:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D0%BA-1    [1, стр.5]

https://www.roscosmos.ru/22011/   [2, стр.5-7]

https://lenta.ru/articles/2011/04/11/gagarintech/   [3, стр. 8-10]

https://tass.ru/kosmos/4173572  [4, стр. 9]

https://ria.ru/20180327/1517331962.html   [5, стр.11]