Искусственный спутник Земли

Содержание

Содержание 2

Введение 3

Теоретический метод исследования космоса 3

Изучение планет, их спутников, астероидов и комет с помощью космических аппаратов 5

Искусственный спутник Земли 5

Орбитальные станции 7

Автоматическая межпланетная станция 7

Космические корабли 8

Планетоходы 8

Наблюдательный метод исследования космоса 9

Телескопы. Оптические телескопы 12

Радиотелескопы 13

Микроволновые телескопы. Телескоп Planck 13

Инфракрасные телескопы 14

Ультрафиолетовые обсерватории. Телескоп GALEX 14

Рентгеновские телескопы. Телескоп Chandra 15

Гамма-обсерватории. 16

Оптический телескоп Hubble 16

Инфракрасные телескопы. Телескоп Spitzer 17

Нейтринные обсерватории 17

Детекторы гравитационных волн 18

Заключение 20

Список использованных источников: 23

Введение

Человечеству на протяжении всей своей истории хотелось познать окружающий его мир, оно открывало новые земли, познавало науку, но всегда был загадочен для каждого космос. Лишь в последние полвека людям удалось совершить настоящий прорыв в естествознании: изучении Вселенной.

[1]«Основные сведения о каком-либо космическом теле могут быть получены двумя путями: экспериментальным и теоретическим. Последний подход не является полностью независимым, так как любая теоретическая модель опирается на экспериментальные факты, а вот для ее исследования используют более подробный математический аппарат. Экспериментальное изучение космических объектов и всего мирового пространства базируется также на двух основах: непосредственное исследование свойств объектов при помощи лабораторного оборудования и наблюдение объекта, то есть исследование его электромагнитного излучения»

Цель работы:

Изучить методы, способы и приборы для исследования космических тел.

Задачи работы:

1. Ознакомиться с теоретическим и экспериментальным методами исследования космических объектов.

2. Изучить способы исследования космических объектов при экспериментальном методе: с помощью космических аппаратов и с помощью телескопов.

3. Узнать о видах космических аппаратов, применяемых в научных исследованиях космоса.

4. Узнать о телескопах, работающих в разных диапазонах электромагнитных волн.

5. Познакомиться с относительно новыми приборами для исследования космоса: нейтринными телескопами и детекторами гравитационных волн.

Теоретический метод исследования космоса

Теоретический метод основан на сопоставлении, применении основных разделов физики (механики, оптики, электродинамики и т.д.) к разделам астрономии (астрометрии, теоретической астрономии, небесной механике, астрофизики и пр.).

[2]«Астрономы-теоретики используют широкий спектр инструментов, которые включают аналитические модели и численное моделирование. Каждый из методов имеет свои преимущества. Аналитическая модель процесса, как правило, лучше дает понять суть того, почему это (что-то) происходит. Численные модели могут свидетельствовать о наличии явлений и эффектов, которых, вероятно, иначе не было бы видно.

Теоретики в области астрономии стремятся создавать теоретические модели и выяснить в исследованиях последствия этих моделирований. Это позволяет наблюдателям искать данные, которые могут опровергнуть модель или помогает в выборе между несколькими альтернативными или противоречивыми моделями. Теоретики также экспериментируют в создании или видоизменению модели с учетом новых данных. В случае несоответствия общая тенденция состоит в попытке достигнуть коррекции результата минимальными изменениями модели. В некоторых случаях, большое количество противоречивых данных со временем может привести к полному отказу от модели»

История теоретического открытия последних трех планет Солнечной системы, подтверждает значимость теоретического метода.

[3]«Вплоть до конца XVIII столетия людям были известны только 6 планет Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Их можно было различить невооружённым глазом. Но вот 13 марта 1781 года астроном-любитель Фридрих Вильгельм Гершель направил свой телескоп в промежуток между созвездиями Тельца и Близнецов. Между 10 и 11 часами вечера он увидел неизвестное небесное тело, отличавшееся большим размером и медленно перемещавшееся по небу.

Он решил, что имеет дело с кометой, но вскоре выяснилось, что это новая, ещё не известная науке планета. Учёные по традиции предпочли именовать новую планету Ураном в честь римского бога всепоглощающего времени. Позже выяснили, что Уран удалён от Солнца на расстояние 2871 млн. км, его диаметр составляет 51 200 км, а период обращения вокруг Солнца равен 84 земным годам. Планета имеет атмосферу и 15 спутников. Пять из них были открыты с Земли, а остальные 10 обнаружены американским космическим аппаратом «Вояджер-2». Их назвали в честь героев Шекспира. Известно также, что Уран, подобно Сатурну, имеет систему колец.

Следующую планету, которая в XVIII—XIX столетиях была невидима даже в телескоп, удалось обнаружить благодаря математическим вычислениям. Вскоре после открытия Урана стало ясно, что на его орбиту влияет какое-то неизвестное науке небесное тело. Независимо друг от друга англичанин Джон Адаме и француз Урбен Леверье в 1845 году рассчитали положение невидимой планеты. Однако англичанин так и не смог найти её на небосклоне. А Леверье направил свои расчёты в Берлинскую обсерваторию. Данные были получены 23 сентября 1846 года. В тот же вечер астроном Иоганн Готфрид Галле, руководствуясь расчётами французского коллеги, обнаружил новую планету. Со временем стало известно, что диаметр Нептуна - так назвали новое небесное тело - равен 49 500 км, а период обращения вокруг Солнца составляет 164,8 земных года.

Шло время, и дальнейшие исследования показали, что только влиянием Нептуна нельзя объяснить отклонения, которые имеет орбита Урана. Орбита неизвестной планеты была рассчитана уже в XX в. американским астрономом П.Ловеллом и Э.Пикерингом. А в 1930 г. американец Клай Тайбо увидел её в телескоп. Для этого ему потребовалось 7 тыс. рабочих часов. Новую планету назвали в честь римского бога Плутона, который мог становиться невидимым. Она удалена от Солнца приблизительно на 5905 млн. км. Вокруг Солнца обращается за время, равное 247,7 земного года. Имеет спутник Харон»

На основе истории открытия Урана, Нептуна, Плутона можно сделать вывод о том, что теоретический метод невозможен без экспериментального, так как необходимы факты для построения гипотез. Также и экспериментальный невозможен без теоретического, потому что нужна теория для обобщения результатов наблюдений.

Изучение планет, их спутников, астероидов и комет с помощью космических аппаратов

[4]«Изучение планет и малых тел Солнечной системы осуществляется с использованием космических аппаратов, направляемых к ним. Исследования проводятся, как с аппаратов, пролетающих мимо этих объектов или выходящих на орбиту вокруг них, так и непосредственно на их поверхностях спускаемыми устройствами: неподвижными зондами, передвигающимися механизмами типа луноходов и летающими аэростатами.

Это направление исследований проводится в рамках развития не так давно возникшей науки - «сравнительной планетологии». В рамках этой науки должно быть достигнуто понимание не только механизмов возникновения и путей развития планет Солнечной системы, но и возможных тенденций будущей эволюции Земли. Нельзя также забывать о необходимости подготовки к межпланетным пилотируемым полетам, которые неизбежно последуют в будущем, и об изучении возможностей изменения физических условий сначала на поверхности Марса, а потом и Венеры для расселения там, в очень отдаленном будущем наших потомков»

[5]«Весь комплекс научных работ в космосе делится на две группы: изучение околоземного пространства (ближний космос) и изучение дальнего космоса. Все исследования производятся с помощью специальных космических аппаратов. Они предназначены для полетов в космос или для работы на других планетах, их спутниках, астероидах и т. д. В основном они способны длительно и самостоятельно функционировать. Различают два вида аппаратов — автоматические (спутники, станции для полетов к другим планетам и т. д.) и пилотируемые обитаемые (космические корабли, орбитальные станции или комплексы)»

Искусственный спутник Земли

[6]«Искусственный спутник Земли – это космические летательные аппараты, выведенные на орбиты вокруг Земли, предназначенные для решения научных и прикладных задач. 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.

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 температуру, 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 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 другие 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 географических исследований.

Часто для решения некоторых научных и прикладных задач необходимо, чтобы ИСЗ был определённым образом ориентирован в пространстве, причём вид ориентации определяется главным образом назначением ИСЗ или особенностями установленного на нём оборудования. Так, орбитальную ориентацию, при которой одна из осей постоянно направлена по вертикали, имеют ИСЗ, предназначенные для наблюдений объектов на поверхности и в атмосфере Земли; ИСЗ для астрономических исследований ориентируются на небесные объекты: звёзды, Солнце. По команде с Земли или по заданной программе ориентация может изменяться. В некоторых случаях ориентируется не весь ИСЗ, а лишь отдельные его элементы, например остронаправленные антенны — на наземные пункты, солнечные батареи — на Солнце. Для того чтобы направление некоторой оси спутника сохранялось неизменным в пространстве, ему сообщают вращение вокруг этой оси. Для ориентации используют также гравитационные, аэродинамические, магнитные системы — так называемые пассивные системы ориентации, и системы, снабженные реактивными или инерционными управляющими органами (обычно на сложных ИСЗ и космических кораблях), — активные системы ориентации. ИСЗ, имеющие реактивные двигатели для маневрирования, коррекции траектории или спуска с орбиты, снабжаются системами управления движением, составной частью которой является система ориентации.

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.»

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: