Серге́й Па́влович Королёв 14 января ства ракетно-

Серге́й Па́влович Королёв
Серге́й Па́влович Королёв (30 декабря 1906 (12 января 1907), Житомир —
14 января 1966, Москва) — советский учёный, конструктор и организатор
производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР,
основоположник практической космонавтики. Одна из крупнейших фигур
XX века в области космического ракетостроения и кораблестроения.
Сергей Королёв является создателем советской ракетно-космической
техники, обеспечившей стратегический паритет и сделавшей СССР
передовой ракетно-космической державой, и ключевой фигурой в освоении
человеком космоса, создателем практической космонавтики. Благодаря
реализации его идей был осуществлён запуск первого искусственного
спутника Земли и первого космонавта Юрия Гагарина.
Первая космическая скорость
В инерциальной системе отсчёта на объект, движущийся по круговой орбите
вокруг Земли будет действовать только одна сила — сила тяготения Земли.
При этом движение объекта не будет ни равномерным, ни равноускоренным.
Происходит это потому, что скорость и ускорение (величины не скалярные, а
векторные) в данном случае не удовлетворяют условиям
равномерности/равноускоренности движения — то есть движения с
постоянной (по величине и направлению) скоростью/ускорением.
Действительно — вектор скорости будет постоянно направлен по
касательной к поверхности Земли, а вектор ускорения — перпендикулярно
ему к центру Земли, при этом по мере движения по орбите эти векторы
постоянно будут менять свое направление. Поэтому в инерциальной системе
отсчета такое движение часто называют «движение по круговой орбите с
постоянной по модулю скоростью».
Часто для удобства вычисления первой космической скорости переходят к
рассмотрению этого движения в неинерциальной системе отсчета —
относительно Земли. В этом случае объект на орбите будет находиться в
состоянии покоя, так как на него будут действовать уже две силы:
центробежная сила и сила тяготения. Соответственно, для вычисления
первой космической скорости необходимо рассмотреть равенство этих сил.
Точнее, на тело действует одна сила - сила тяготения, она же центростремительная. Центробежная сила действует на Землю.
Центростремительная сила, вычисляемая из условия вращательного
движения равна силе тяготения. Отсюда, приравниванием этих формул,
вычисляется скорость.
,
,
где m — масса объекта, M — масса планеты, G — гравитационная
постоянная, — первая космическая скорость, R — радиус планеты.
Подставляя численные значения (для Земли M = 5,97·1024 кг, R = 6 371 км),
найдем
7,9 км/с
Первую космическую скорость можно определить через ускорение
свободного падения. Поскольку
, то
.
Вторая космическая скорость
Для получения формулы второй космической скорости удобно обратить
задачу — спросить, какую скорость получит тело на поверхности планеты,
если будет падать на неё из бесконечности. Очевидно, что это именно та
скорость, которую надо придать телу на поверхности планеты, чтобы
вывести его за пределы её гравитационного влияния.
Запишем затем закон сохранения энергии
где слева стоят кинетическая и потенциальная энергии на поверхности
планеты (потенциальная энергия отрицательна, так как точка отсчета взята на
бесконечности), справа то же, но на бесконечности (покоящееся тело на
границе гравитационного влияния — энергия равна нулю). Здесь m — масса
пробного тела, M — масса планеты, R — радиус планеты, G —
гравитационная постоянная, v — вторая космическая скорость.
Решая это уравнение относительно v2, получим
Между первой и второй космическими скоростями существует простое
соотношение:
Квадрат скорости убегания равен удвоенному ньютоновскому потенциалу в
данной точке (например, на поверхности небесного тела):
Вторая космическая скорость для различных объектов
Вторая космическая скорость (скорость освобождения) на
поверхности некоторых небесных тел.
Небесное
Луна
Меркурий
Марс
Венера
Земля
Уран
Нептун
Сатурн
Юпитер
Солнце
тело
Масса (по отношению к
массе Земли)
0,0123
0,055
0,108
0,82
1
14,5
17,5
95,3
318,3
333 000
2-я космическая
скорость, км/с
2,4
4,3
5,0
10,22
11,2
22,0
24,0
36,0
61,0
617,7
Тре́тья косми́ческая ско́рость
Тре́тья косми́ческая ско́рость — минимальная скорость, которую
необходимо придать находящемуся вблизи поверхности Земли телу, чтобы
оно могло преодолеть гравитационное притяжение Земли и Солнца и
покинуть пределы Солнечной системы.
Для расчёта третьей космической скорости можно воспользоваться
следующей формулой[2]:
где v — орбитальная скорость планеты, v2 — вторая космическая скорость
для планеты. Подставляя численные значения (для Земли v = 29,783 км/с,
v2 = 11,182 км/с), найдем
16,650 км/с
Практическое достижение третьей скорости
При старте с Земли, наилучшим образом используя осевое вращение (≈0,5
км/с) и орбитальное движение планеты (≈29,8 км/с), космический аппарат
может достичь третьей космической скорости уже при ~16,6 км/с[1]
относительно Земли. Для исключения влияния атмосферного сопротивления
предполагается, что космический аппарат приобретает эту скорость за
пределами атмосферы Земли. Наиболее энергетически выгодный старт для
достижения третьей космической скорости должен осуществляться вблизи
экватора, движение объекта должно быть сонаправлено осевому вращению
Земли и орбитальному движению Земли вокруг Солнца. При этом скорость
движения аппарата относительно Солнца составит
29,8 + 16,6 + 0,5 = 46,9 км/с.
Траектория аппарата, достигшего третьей космической скорости, будет
частью ветви параболы, а скорость относительно Солнца будет
асимптотически стремиться к нулю. На 2012 год ещё ни один космический
аппарат (КА) не покидал окрестностей Земли с третьей космической
скоростью. Наибольшей скоростью покидания Земли обладал КА Новые
горизонты — 16,21 км/с, но за счёт гравитационного маневра у Юпитера, он
покинет Солнечную систему со скоростью около 30 км/с после окончания
основной части своей миссии. Аналогичным образом ускорялись и другие
КА, уже покинувшие Солнечную систему (Вояджер-1, Вояджер-2, Пионер-10
и Пионер-11). Все они покидали окрестности Земли со скоростями,
существенно меньшими третьей космической.
Как бороться с шумом?
В Древнем Риме выстилали соломой булыжную мостовую перед домом
больного патриция.
В России Екатерина II отменила в столице сигналы - механические свистки,
устанавливавшиеся на некоторых экипажах.
В нижнем течении Урала было запрещено пароходное сообщение, чтобы не
пугать ценные породы рыб, идущих на нерест, т.к. рыба боится пароходных
шумов.
В наше время существуют четыре средства для защиты от вредных шумов:
1. воздействие на источник колебаний, например, изменение параметров
работающих машин (в дизельном двигателе сгорание топлива происходит не
в виде вспышки, а растягивается во времени);
2. звукоизоляция и звукопоглощение (разнообразные глушители шума,
звукоизолирующие кожухи и капоты вокруг механизмов, амортизаторы);
3. звукозащитные экраны (стены, переборки, полы и даже целые помещения /
«плавающие» каюты на судах, специальные оконные рамы )
4. противошумовые наушники и гермошлемы, охватывающие всю голову
человека (для людей, работающих в помещениях с повышенным шумом и
для животных /при перевозке и в городских зоопарках, например, для слонов,
плохо переносящих шум ).
В Ростовском инженерно-строительном институте для заглушения шума
некоторых станков применили слои... мыльной пены, нанося её на
излучающие звук поверхности.
А французские акустики применили этот способ для заглушения не станков,
а ракетных двигателей.
Однако иногда значительное уменьшение шума становится
нежелательным!
Одна из фирм в ФРГ обеспечила свое здание исключительной
звукоизоляцией от внешней среды. Ни один звук с улицы не долетал в
помещение. Работники стали жаловаться на головные боли от чрезмерной
тишины. Пришлось ставить установки, создающие комфортный легкий шум.
Человеку необходим «фоновый» природный шум / около 20 дБ /.
Известно, что «абсолютная» тишина, например, при опытах в сурдокамерах
отрицательно сказывалась на психике людей.
Термины
Раке́та (от итал. rocchetta — маленькое веретено через нем. Rakete или
нидерл. raket) — летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт
действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части
собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из
окружающей среды. Поскольку полёт ракеты не требует обязательного
наличия окружающей воздушной или газовой среды, то он возможен не
только в атмосфере, но и в вакууме. Словом ракета обозначают широкий
спектр летающих устройств от праздничной петарды до космической ракетыносителя.
Космический корабль-Пилотируемый космический корабль —
пилотируемый космический аппарат, предназначенный для полётов с
доставкой одного или нескольких человек в космическое пространство,
выполнения требуемых задач, и безопасного возвращения экипажа на Землю.
Космический аппарат (КА) — общее название технических устройств,
используемых для выполнения разнообразных задач в космическом
пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на
поверхности различных небесных тел.
Космический комплекс - совокупность функционально взаимосвязанных КА
и наземных технических средств, предназначенных для самостоятельного
решения задач в космосе и из космоса или для обеспечения таких задач в
составе космической системы; включает ракету-носитель, КА, технический
комплекс, стартовый комплекс, средства измерительного комплекса
космодрома и наземный комплекс управления КА.
О Музее космонавтики на ВВЦ
В новой экспозиции, открытой 11 апреля 2009 года, сочетаются научная
достоверность и художественная выразительность. Здесь нашли широкое
применение музейные инсталляции, новейшие музейные технологии. В
интерактивных зонах размещены игровые компьютерные комплексы,
оборудование для показа мультимедийных программ.
Изменила свой облик и Аллея космонавтов. В архитектурно–ландшафтном
решении Аллеи присутствуют три темы: «Наш дом – Земля», « Орбиты
Солнечной системы», «Полеты человека в космос».
Аллею украшают оригинальные световые мачты, скамейки с подсветкой и
другие функциональные и декоративные сооружения. В этот комплекс
включен новый памятник С.П. Королеву (старый памятник перенесен с
Аллеи на территорию Мемориального дома - музея С.П. Королева). Бюсты
основоположников космонавтики и первопроходцев космоса также
перенесены - ближе к монументу.
Следуя возложенной на музей миссии, коллектив Мемориального музея
космонавтики находится в постоянном творческом поиске, развиваясь как
динамичная, живая структура. Сохраняя, изучая и распространяя знания об
истории космонавтики, о жизни и творчестве С.П. Королева, музей служит
своему Отечеству.
Советская межпланетная станция «Луна-1»
«Луна-1» является беспилотной межпланетной станцией, сокращенно
АМС, запущенной в 1959 году Советским Союзом. Перед ней ставилась
цель изучения космического пространства, в частности астрономов
интересовал Луна, единственный спутник Земли.
Особенности конструкции и запуск «Луны-1».
Двигатель ракеты был сконструирован в Воронежском Конструкторском
Бюро Химавтоматики. Речь идет о модели РД0105, которая использовалась в
третьей ступени «Луны-1» и позволила ракете-носителю впервые в истории
человечества
достичь
второй
космической
скорости.
Датой запуска космического аппарата «Луна-1» стало 2 января 1959 года.
Изначально цели полета АМС «Луна-1» были весьма амбициозными. Среди
главных задач значилось достижение поверхности Луны. К сожалению,
реализовать эту цель не удалось – станция прошла на расстоянии около 6
тысяч км от спутника Земли.
Никаких технических неполадок в системе станции не обнаружено, причиной
сбоя траектории ученые считают скорее ошибку в циклограмме. В программе
полета была предусмотрена отсечка блока Е (иными словами, двигателя
третьей ступени) по команде с Земли. Но в пункте управления полетом не
учли время прохождения переданного учеными сигнала от Земли до станции.
Тем не менее, «Луна-1» сумела выйти на гелиоцентрическую орбиту и
фактически считается первым искусственным спутником Солнца, что уже
являлось колоссальным достижением. В ходе полета этой станции было
открыто такое явление, как солнечный ветер, а при помощи специальных
счетчиков частиц и ионных ловушек удалось измерить его параметры.
Благодаря близкому прохождению к орбите Луны, было выяснено, что у
спутника Земли нет значимого магнитного поля. При этом магнитометр на
борту АМС «Луна-1» обнаружил вокруг Земли радиационный пояс.
В ходе этого полета был проведен еще один важный эксперимент. Это
создание так называемого натриевого яблока – искусственной кометы из
паров натрия, выпущенных ракетой на расстоянии более 200 тыс. км от
нашей планеты. 3 января 1959 года, ровно в 3:56 по московскому времени с
поверхности Земли можно было наблюдать оранжевое свечение, схожее со
светом
слабой
звезды
примерно
шестой
величины.
Так, космический аппарат под названием «Луна-1» вошел в историю
освоения космоса, несмотря на то, что основной своей цели не достиг. Этот
полет оценивают как частично-успешный, хотя в ходе него было сделано
немало важных для науки открытий.
Калорийность пищи космонавтов
Под калорийностью, или энергетической ценностью, пищи подразумевается
количество энергии, которое получает организм при полном её усвоении.
Чтобы определить полную энергетическую ценность пищи, её сжигают в
калориметре и измеряют тепло, выделяющееся в окружающую его водяную
баню. Аналогично измеряют и расход энергии человеком: в герметичной
камере калориметра измеряют выделяемое человеком тепло и переводят его в
«сожжённые» калории — таким образом можно узнать физиологическую
энергетическую ценность пищи. Подобным способом можно определить
расход энергии на жизнедеятельность и активность для любого человека.
«Лунохо́д-1»
Пульт дистанционного управления Луноходом (пульт оператора
остронаправленной антенны).
«Лунохо́д-1» — первый в мире планетоход, успешно работавший на
поверхности другого небесного тела — Луне. Принадлежит к серии
советских дистанционно-управляемых самоходных аппаратов «Луноход» для
исследования Луны (проект Е-8), проработал на Луне одиннадцать лунных
дней (10,5 земных месяцев).
Предназначался для изучения особенностей лунной поверхности,
радиоактивного и рентгеновского космического излучения на Луне,
химического состава и свойств грунта.
Масса планетохода составила 756 кг, длина с открытой солнечной батареей
— 4,42 м, ширина — 2,15 м, высота — 1,92 м. Диаметр колёс — 510 мм,
ширина — 200 мм, колёсная база — 1700 мм, ширина колеи — 1600 мм.
Доставлен на поверхность Луны 17 ноября 1970 года советской
межпланетной станцией «Луна-17» и проработал на её поверхности до 14
сентября 1971 года (в этот день был проведён последний успешный сеанс
связи с аппаратом).
Копия «Лунохода-1» в Мемориальном музее космонавтики в Москве
Пульт дистанционного управления Луноходом (пульт оператора
остронаправленной антенны).
Автоматическая межпланетная станция «Луна-17» с «Луноходом-1»
стартовала 10 ноября 1970 года, и 15 ноября «Луна-17» вышла на орбиту
искусственного спутника Луны.
17 ноября 1970 года станция благополучно прилунилась в Море Дождей, и
«Луноход-1» съехал на лунный грунт. В течение первых трёх месяцев
запланированной работы помимо изучения поверхности аппарат выполнял
ещё и прикладную программу, в ходе которой отрабатывал поиск района
посадки лунной кабины. После выполнения программы луноход проработал
на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса (3
месяца). За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал
10 540 м, обследовав площадь в 80 000 м2, передал на Землю 211 лунных
панорам и 25 тысяч фотографий. Максимальная скорость движения
составила 2 км/час. Суммарная длительность активного существования
Лунохода составила 301 сутки 06 ч 37 мин. За 157 сеансов с Землёй было
выдано 24 820 радиокоманд. Прибор оценки проходимости отработал 537
циклов определения физико-механических свойств поверхностного слоя
лунного грунта, в 25 точках проведён его химический анализ.
15 сентября 1971 года температура внутри герметичного контейнера
лунохода стала падать, так как исчерпался ресурс изотопного источника
тепла. 30 сентября аппарат на связь не вышел, и 4 октября все попытки войти
с ним в контакт были прекращены.
Таблица.
Пройденный Луноходом-1 путь по лунным дням:
Лунный
день
1-й
2-й
3-й
4-й
5-й
6-й
7-й
8-й
9-й
10-й
Дата
Расстояние, м
(17 ноября
1970 — 24 197
ноября 1970)
(08 декабря
1970 — 23
1522
декабря
1970)
(07 января
1971 — 21 1936
января 1971)
(07 февраля
1971 — 20
февраля
1971)
(07 марта
1971 — 20
марта 1971)
(06 апреля
1971- 20
апреля 1971)
(06 мая
1971 — 20
мая 1971)
(04 июня
1971 — 11
июня 1971)
(03 июля
1971 — 17
июля 1971)
(02 августа
1971 — 16
августа
1573
Примечание
На юго-восток, отход от лунной
ночи
На юго-восток
На юго-восток, затем северо-запад
с возвратом 18.01 к месту посадки
«Луна-17»
На север, исследование кратера
диаметром 540 м
2004
Исследование кратеров диаметром
540 и 240 м
1029
Исследование кратеров диаметром
540 и 240 м
197
Исследование кратера диаметром
240 м, движение на северо-запад,
исследование небольшого кратера
1560
Сложный рельеф в межкратерной
зоне
219
На северо-запад, затем северовосток
215
На север, исследование кратера
диаметром 200 м
11-й
1971)
(31 августа
1971 — 15
сентября
1971)
ГЛОНАСС GPS
Диспетчерский центр мониторинга и слежения Российской глобальной
навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС/ ГЛОНАСС GPS создан для
обеспечения своевременным и качественным сервисом организаций и
предприятий, имеющих в своем арсенале парк автомобильного транспорта.
Глобальная навигационная спутниковая система позволяет определить
местоположение, скорость движения, рассчитать точное время в пути, время
остановок и стоянок всех возможных видов транспорта, начиная от личных
легковых авто, заканчивая воздушными и морскими судами.
Основой системы Глонасс являются спутники, которые движутся над
поверхностью нашей планеты в трех орбитальных плоскостях.
Принцип работы системы мониторинга Глонасс аналогичен системе GPS, но
имеет некоторые существенные отличия, самое основное из которых в том,
что спутники Глонасс в своем движении на орбите не имеют синхронизации
с вращением планеты Земля, тем самым обеспечивается большая
стабильность и точность в системе навигации Глонасс.
Необходимость установки оборудования и систем мониторинга Глонасс
(Глонасс GPS) на пассажирский транспорт регламентирована Российским
законодательством.