План уроку

1. Перша і друга космічні швидкості. Розрахунок орбітальної швидкості супутників

2.Третя і четверта космічні швидкості

3. Розрахунок орбітальної швидкості супутників.

4.Розвиток космонавтики

1. Перша і друга космічні швидкості.

Штучні супутники Землі — космічні літальні апарати, виведені на навколоземні орбіти.

Швидкість, якої потрібно надати супутнику, щоб він рухався навколоземною орбітою (на меншій висоті, у порівнянні з радіусом Землі), називають першою космічною швидкістю.

Обчислимо цю швидкість. Поблизу поверхні Землі на супутник діє сила тяжіння F = mg, де m — маса супутника. Ця сила надає супутнику прискорення оскільки радіус орбіти можна вважати приблизно однаковим з радіусом Землі. Відповідно до другого закону Ньютона, F = mадоц, тому: Звідси випливає, що перша космічна швидкість дорівнює:

Щоб тіло змогло залишити Землю й перетворитися на штучну планету — супутник Сонця, йому слід надати так званої другої космічної швидкості. Вона дорівнює: З такою швидкістю тіло виходить за межі земного тяжіння.

2.Третя і четверта космічні швидкості

Третя космічна швидкість — це швидкість, необхідна для того, щоб тіло могло залишити межі Сонячної системи й рушити в Галактику.

Четверта космічна швидкість — мінімально необхідна швидкість тіла, що дозволяє подолати тяжіння галактики. Четверта космічна швидкість не постійна для всіх точок Галактики, а залежить від відстані до центральної маси. За приблизними попередніми розрахунками в районі нашого Сонця четверта космічна швидкість становить близько 550 км/с.

3. Розрахунок орбітальної швидкості супутників

Супутник рухається коловою орбітою на висоті h над поверхнею Землі зі швидкістю:

Слід зазначити, що швидкість супутника зменшується з висотою: на високих орбітах вона менша, ніж на низьких.

4. Розвиток космонавтики

Деякі етапи розвитку космонавтики

04.10.1957 p.: виведено на навколоземну орбіту перший у світі штучний супутник Землі. Цей старт ознаменував початок космічної ери в історії людства.

03.11.1957 p.: був запущений другий радянський ШСЗ — перший у світі штучний супутник Землі з живою істотою. На його борту перебував собака Лайка.

15.05.1958 p.: третій радянський ШСЗ був першим у світі супутником для проведення наукових досліджень.

02.01.1959 p.: ракета-носій «Восток» вивела на траєкторію польоту до Місяця радянську автоматичну міжпланетну станцію «Луна-1», що пройшла на відстані 6 000 км від поверхні Місяця й вийшла на геліоцентричну орбіту. Вона стала першим у світі штучним супутником Сонця.

12.09.1959 p.: до Місяця стартувала АМС «Луна-2», що вперше у світі досягла поверхні Місяця.

19.08.1960 p.: було запущено космічний корабель «Восток» із собаками Білкою та Стрілкою на борту, які успішно повернулися на Землю.

12.04.1961 p.: уперше на навколоземну орбіту було виведено космічний корабель «Восток» з космонавтом Ю. О. Гагаріним на борту.

06.08.1961 p.: почався політ космічного корабля «Восток-2» з космонавтом Г. С. Тітовим на борту. Політ тривав 1 добу 1 годину 18 хвилин.

12.10.1964 p.: перший у світі політ багатомісного космічного корабля. Космонавти В. Комаров, К. Феоктистов, Б. Єгоров уперше у світі здійснили політ без скафандрів.

18.03.1965 p.: космонавт О. Леонов уперше вийшов у відкритий Космос.

12.11.1965 p.: було виведено на траєкторію польоту до Венери станцію «Венера-2». Вона пролетіла на відстані 24 000 км від Венери.

03.02.1966 p.: автоматична станція «Луна-9» першою у світі здійснила м’яку посадку на поверхні Місяця, після чого передала панорамне зображення поверхні Місяця.

21.07.1969 p.: першою людиною, яка ступила на поверхню Місяця, став американець Ніл Армстронг (21 липня 1969 p.). Місяць — також єдине небесне тіло, зразки ґрунту якого були доставлені на Землю.

02.12.1971 p.: спускний апарат автоматичної міжпланетної станції «Марс-3» здійснив м’яку посадку на поверхню Марса. За 1,5 хв. після посадки станція почала працювати й передавати на Землю відеосигнал.

Від часу перших космічних польотів ракети, що стартують наразі в космос, значно вдосконалені. Сьогодні на навколоземні орбіти з їх допомогою виводяться й великі космічні станції, і сотні штучних супутників.

У середині 1980-х pp. NASA прийняла програму створення чотирьох астрономічних обсерваторій, розташовуваних у космосі. З певними затримками, але всі чотири телескопи були запущені на орбіту. Першим почав свою роботу «ХАББЛ» (1990), призначений для дослідження Всесвіту у видимому діапазоні довжин хвиль, за ним пішов «КОМПТОН» (1991), що вивчав космічний простір за допомогою гама-променів, третім був «ЧАНДРА» (1999), який використовує рентгенівські промені, а завершив цю велику програму «СПІТЦЕР» (2003), на частку якого припав інфрачервоний діапазон. Усі чотири обсерваторії було названо на честь видатних американських учених.