День российской науки. Всероссийская акция «Учёные - в школы»

1.

День российской науки
Всероссийская акция
«Учёные – в школы»
История и перспектива развития
космических технологий
Урличич Юрий Матэвич
д.т.н., профессор
school.
festivalnauki.ru
наука.рф

2.

Мы – первые!
90
лет
ПЕРВОМУ
КОСМОНАВТУ
ПЛАНЕТЫ
ЗЕМЛЯ
ЮРИЙ ГАГАРИН
ПЕРВЫЙ ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ
2

3.

Первые мысли о полете
С конца XIX века во всем мире в разных
странах
активно
шла
разработка проектов,
связанных
с
покорением
космического
пространства
Основоположником теоретической космонавтики
является
русский
философ,
изобретатель,
школьный
учитель
Константин
Эдуардович
Циолковский
Невозможное сегодня
станет возможным завтра
Схематический вид ракеты
1902–1903 годы
К. Э. Циолковский
3

4.

Основные достижения К.Э. Циолковского
Создание первой в стране аэродинамической
лаборатории и аэродинамической трубы
Разработка методики изучения аэродинамических
свойств летательных аппаратов
400 научных работ по теории ракетостроения
Работа
над
обоснованием
путешествий в космос
Создание
двигателя
собственной
схемы
возможности
газотурбинного
Изложение теории реактивного движения и
доказательство
необходимости
использования
ракет для космических путешествий
«Исследование мировых пространств
реактивными приборами»
Работы Циолковского по применению ракет для
межпланетных полетов и связанным с этим
вопросом
жизнеобеспечения
будущих
космонавтов существенно опередили свое время.
Они легли в основу целого направления в
мировой философии, посвященному поиску места
человека в космосе..
4

5.

Первые ракеты
Первым практическим шагом к воплощению идей Циолковского стала ГИРД-09 – экспериментальная
советская ракета
17 марта 1933 года она были запущена с полигона в Нахабино
Стартовая масса составляла 19 кг, а полет продлился 18 секунд, в течение которых ракета поднялась
на 400 метров
Ракета ГИРД-09
1933 год
5

6.

Первый космодром
1955 г.
Началось строительство первого
и самого крупного в мире
космодрома «Байконур»
Байконур сегодня:
Общая площадь
6 717 квадратных км
1957 г.
На космодроме начались первые
пуски
ракет
космического
назначения
Космодром «Байконур» открыл
миру
путь
к
научнотехнологическому прогрессу, а
человечеству – дорогу в космос!
Работников
> 10 000
Пусков
> 5 000
Автомобильных
дорог
1 281 км
6

7.

Главный конструктор
Сергей Павлович Королев – ученый и выдающийся
конструктор,
основоположник
практической
космонавтики и организатор работ по созданию
ракетно-космической техники в СССР
Сергей Павлович по праву считается первопроходцем
основных направлений развития отечественных
ракетных вооружений и ракетно-космической техники,
обеспечившей стратегический паритет и сделавшей
нашу страну ведущей ракетно-космической державой
В числе его основных достижений – запуск первого
искусственного спутника Земли (1957 г.) и полет
первого космонавта планеты Юрия Гагарина (1961 г.)
Имейте в виду, если вы сделаете быстро и
плохо, то люди забудут, что вы сделали
быстро, и запомнят, что вы сделали плохо.
Если вы сделаете медленно и хорошо, то
люди забудут, что вы сделали медленно, и
запомнят, что вы сделали хорошо!
С.П. Королев
7

8.

Первый Совет главных конструкторов ракетно-космических систем
Королев Сергей Павлович
Бармин Владимир Павлович
Председатель
Главный конструктор заправочного
и стартового оборудования
Главный конструктор ракетнокосмических систем
Глушко Валентин Петрович
Кузнецов Виктор Иванович
Главный конструктор ракетных
двигателей
Главный конструктор гироскопических
командных приборов
Рязанский Михаил Сергеевич
Пилюгин Николай Алексеевич
Главный конструктор радиосистем
управления ракетами, полигонов,
космических радиотехнических средств
и космических систем
Главный конструктор автономных
систем управления
8

9.

Начало космической эры
4 октября
1957
В 22:28:34
был совершён успешный запуск
первого искусственного спутника
Земли «ПС-1»
Через 295 секунд после старта первый спутник
Земли был выведен на эллиптическую орбиту
высотой в апогее 947 км и перигее 288 км
На 315 секунде после старта спутник подал свой
«голос» – Бип! Бип!
Спутник летал 92 дня и совершил 1440 оборотов
вокруг Земли, пролетев около 60 млн км
9

10.

Первые животные на орбите
3 ноября 1957 г.
19 августа 1960 г.
В космос на космическом корабле
«Спутник-2»
отправилось
первое
животное – собака-космонавт Лайка
В космос на космическом корабле «Спутник-5»
отправились знаменитые собаки –
Белка и Стрелка
Белка и Стрелка облетели 17 витков вокруг
Земли и успешно приземлились
10

11.

Первый космический аппарат на Луне
14 сентября
1959 г.
Утром 12 сентября 1959 года с космодрома «Байконур» был
осуществлен пуск ракеты-носителя «Восток-Л», которая вывела на
траекторию полета к Луне межпланетную станцию «Луна-2»
14 сентября в 00:02 по московскому времени «Луна-2» достигла
поверхности Луны
В оборудование станции входили приборы для регистрации
ядерных излучений и элементарных частиц, счетчики Гейгера,
магнитометры,
детекторы
микрометеоритов
и
три
радиопередатчика
На борту были два символических вымпела: полые шары в форме
футбольного мяча из пятиугольников с надписями «СССР» и
«СССР. Сентябрь 1959»
11

12.

Первый снимок обратной стороны Луны
7 октября
1959 г.
Впервые
обратная
сторона
сфотографирована
советской
межпланетной станцией «Луна-3»
Луны
была
автоматической
Изображения после проявления пленки на борту
автоматической станции были переданы с помощью
фототелевизионной системы «Енисей» на Землю
Приём
сигнала
осуществляли
обсерватории в Крыму
в
Симеизской
12

13.

Поехали!
12 апреля
1961 г.
Юрий Алексеевич
Гагарин
Первый космонавт планеты Земля,
который открыл всему
человечеству путь к звездам!
13

14.

Первый полет человека в космос
Старт космического корабля «Восток» состоялся
12 апреля 1961 года с космодрома «Байконур» в
09:07 по московскому времени
Корабль выполнил один оборот вокруг Земли и
совершил посадку в 10:55 в районе деревни
Смеловка Саратовской области
108 минут первого полета человека в космос
изменили весь мир, всю нашу историю навсегда!
Космический
корабль
«Восток»
Быть первым в космосе, вступить один на
один в небывалый поединок с природой –
можно ли мечтать о большем?
Ю.А. Гагарин
14

15.

Первая в мире женщина - космонавт
16 июня
1963 г.
Валентина Владимировна Терешкова
свой полет в космическое пространство
совершила
Она первая женщина-космонавт и единственная
женщина, которая совершила космический полет в
одиночку
Полет продолжался 3 суток.
Как только вы побывали в космосе, вы
понимаете, насколько маленькая и хрупкая
Земля
В.В. Терешкова
Позывной – «Чайка».
15

16.

Первый выход человека в открытый космос
18 марта
1965 г.
Леонов Алексей Архипович совершил первый в
истории человечества выход в открытый космос.
В открытом космосе Алексей Леонов провел 12 минут
и 9 секунд
Во время полета космического корабля «Восход-2»
экипаж состоял из двух космонавтов:
– БЕЛЯЕВА Павла Ивановича, командира корабля
– ЛЕОНОВА Алексея Архиповича, второго пилота
С этого момента началась эпоха работы космонавтов
в открытом космосе для обслуживания космических
станций и проведения экспериментов
Надеяться всегда нужно на лучшее.
Нет веры? Выдумайте ее. Нет героев?
Создайте!
А.А. Леонов
16

17.

Первый полет космического аппарата на другую планету
1 марта
1966 г.
Первым аппаратом, достигшим поверхности другой
планеты,
стала
автоматическая
межпланетная
станция
«Венера-3»,
предназначенная
для
исследования Венеры
Космический
аппарат
«Венера-3»
Информацию о самой Венере передать на Землю не
удалось, но были получены научные данные о
космическом и околопланетном пространстве
Большой объем данных представлял огромную
ценность для науки в изучении проблем сверхдальней
связи и межпланетных перелетов: магнитные поля,
космические лучи, потоки заряженных частиц малой
энергии, потоки солнечной плазмы, космическое
радиоизлучение и микрометеориты
Вес
станции
960 кг.
17

18.

Первая экспериментальная орбитальная станция
16 января
1969 г.
В январе 1969 года на орбите Земли произошла
стыковка двух космических кораблей «Союз-4» и
«Союз-5».
Они образовали первую в мире экспериментальную
космическую станцию с космонавтами на борту.
Космонавтами на борту были: Владимир Шаталов,
Борис Волынов, Алексей Елисеев и Евгений Хрунов
Это событие стало важной вехой в освоении
человечеством околоземного пространства и дало
старт
созданию
долговременных
орбитальных
станций «Салют», «Мир» и МКС
18

19.

Первый автоматический космический геолог
12 - 24 сентября
1970 г.
Автоматическая космическая станция «Луна-16»,
предназначалась для посадки на лунную поверхность
и доставки на Землю образцов лунного грунта
Через 45 минут после посадки станция по команде с
Земли опустила грунтозаборное устройство, и в
течение 7 минут осуществлялось бурение грунта до
глубины 350 мм с последующим помещением его в
контейнер возвращаемого аппарата
Посадочная ступень «Луны-16»
на лунной поверхности.
Грунт был доставлен на Землю в возвращаемом
аппарате 24 сентября
19

20.

Первый в мире планетоход
17 ноября
1970 г.
Советской межпланетной станцией «Луна-17» был
доставлен на лунную поверхность первый в мире
планетоход – «Луноход-1».
Он предназначался для изучения особенностей
лунной
поверхности,
радиоактивного
и
рентгеновского космического излучения на Луне,
химического состава и свойств грунта
Луноход передал на Землю более 20 000
изображений, 206 панорам, 25 рентгеновских
анализов состава грунта, более 500 результатов
физико-механических тестов грунта с помощью
пенетрометра
302 суток Проработал «Луноход-1» на поверхности планеты
10 540 м
Пройдено пути со студней скоростью 0,14 км/ч
80 000 м²
Обследована площадь
20

21.

Первый «дом на орбите»
20 февраля
1986 г.
В феврале 1986 года ракета-носитель вывела первый
модуль орбитальной станции «Мир» на целевую
орбиту
Это был базовый блок, к которому постепенно были
присоединены другие модули: «Квант», «Квант-2»,
«Кристалл», «Спектр» и «Природа»
Окончательное строительство станции «Мир» было
завершено в апреле 1996 года
Изначально время работы станции должно было
составить 5 лет (1991 год), однако «Мир» находился в
эксплуатации до июня 2000 года, что практически
втрое больше планируемого срока
86 331
Витков вокруг Земли
28
Основных экспедиций
9
Экспедиций посещения
21

22.

Космическая программа «Энергия» – «Буран»
15 ноября
1988 г.
Выведен с космодрома «Байконур» ракетойносителем «Энергия» и совершил в беспилотном
режиме
единственный
полёт
орбитальный
космический корабль-космоплан системы «Буран»
Впервые в мире была выполнена автоматическая
посадка на аэродром «орбитального самолета»
Запуск корабля был осуществлён в рамках
реализации космической программы советской
многоразовой транспортной космической системы
(МТКС) «Энергия» – «Буран»
«Буран» был рассчитан на 100 полётов в космос
205
Минут полета в космическом пространстве
2
Витка вокруг Земли
22

23.

Первая международная космическая станция
20 ноября
1998 г.
Выведен на орбиту первый модуль международной
космической станции (МКС) – «Заря»
МКС
является
крупнейшим
международным
проектом, пилотируемой орбитальной станцией,
используемой как многоцелевой
космический
исследовательский комплекс
410 – 460 км Высота орбиты
МКС представляет собой совместный проект, в
котором участвуют космические агентства Роскосмос
(Россия), NASA (США), JAXA (Япония), CSA (Канада),
ESA (страны Европы)
17
Основных модулей
455 т
Масса станции
6
Постоянных членов экипажа
С 2000 года станция является постоянно обитаемой.
23

24.

Космодромы России
КОСМОДРОМ «ПЛЕСЕЦК»
Архангельская область
Первый Государственный испытательный
космодром Министерства обороны России
КОСМОДРОМ «ВОСТОЧНЫЙ»
Самый северный космодром мира,
обеспечивающий часть российских и
международных космических программ,
связанных с оборонными, а также
прикладными,
научными
и
коммерческими
пусками
непилотируемых космических аппаратов
Амурская область
Первый гражданский космодром России
КОСМОДРОМ «БАЙКОНУР»
Республика Казахстан
Первый и самый крупный космодром мира
Космодром Восточный стал одним и
самых масштабных проектов России XXI
века
Это самый современный космодром,
который
обеспечивает
независимый
доступ России в космос
Это новые возможности для молодежи,
новые высокотехнологичные рабочие
места для Дальневосточного региона
России
С космодрома обеспечиваются пуски всех пилотируемых миссий на
борт
Международной
космической
станции,
российские
и
международные космические программы различных направлений
24

25.

Современные средства выведения космических аппаратов
Ракеты-носители «Союз-2» в сочетании с
разгонным блоком «Фрегат» предназначены для
запусков космических аппаратов на околоземные
орбиты различных высот и наклонений, включая
геопереходные и геостационарную, а также
отлетные траектории
Экологически безопасные компоненты топлива
— керосин и сжиженный кислород
Пуски
ракет-носителей
серии
«Союз-2»
осуществляются с космодромов «Восточный»,
«Плесецк» и «Байконур».
Также стартовый комплекс для пусков ракетносителей «Союз-СТ-А» и «Союз-СТ-Б» был
построен
на
космодроме
Гвианского
космического центра (европейский космодром в
северо-восточной части Южной Америки на
побережье Атлантического океана)
25

26.

Современные средства выведения космических аппаратов
«Союз-2-1в» – двухступенчатая ракетаноситель
легкого
класса,
предназначенная
для
выведения
космических аппаратов на низкие
круговые и эллиптические орбиты.
Экологически безопасные компоненты
топлива – керосин и сжиженный
кислород.
Первый пуск ракеты-носителя
проведен 28 декабря 2013 г.
был
Реализовано 11 успешных запусков из
12.
44 м
Высота
3м
Диаметр
26

27.

Современные средства выведения космических аппаратов
«Ангара» – семейство российских
унифицированных
ракет-носителей,
включающее в себя носители от лёгкого
до тяжёлого классов — в диапазоне
грузоподъёмностей от 3,5 («Ангара1.2») до 38 тонн («Ангара-А5В») на
низкой околоземной орбите
Используются
универсальные
ракетные модули, которые позволяют
создавать ракеты-носители разных
классов.
Первый пуск «Ангара-1.2» выполнен
9 июля 2014 года
Первый пуск «Ангара-А5» выполнен
23 декабря 2014 года
27

28.

Многоразовая ракета-носитель на метановых двигателях «Амур-СПГ»
28

29.

Многоразовая ракета-носитель «Корона»
316 т
Стартовая масса
33,9 м
Высота
10 м
Диаметр
6–7т
Однопусковая схема выведения
11 – 12 т
Многопусковая схема выведения
Жидкий
водород +
жидкий
кислород
Компоненты топлива
29

30.

Орбитальная группировка
ГЕОЛОКАЦИЯ
30

31.

Сервисы и услуги – «Сфера»
31

32.

Орбитальная группировка ГЛОНАСС
ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система (ГЛОНАСС) — российская спутниковая система навигации, предназначена
для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского,
воздушного и космического базирования.
19 300 км
Высота орбиты
3
Количество плоскостей
24
Штатное количество КА
32

33.

Автоматизированная информационная система экстренного реагирования
при авариях «ЭРА – ГЛОНАСС»
33

34.

Действующие КА спутниковой связи и вещания
34

35.

Действующие и перспективные КА ДЗЗ
35

36.

Международная спутниковая поисково-спасательная система
Коспас-Сарсат – при аварийных ситуациях на судах и
самолётах оповещает о бедствии и местоположении
персональных радиобуёв, установленных на них
Название образовано из русской и английской
аббревиатур: КоСПАС (Космическая Система Поиска
Аварийных Судов) – SARSAT (Search And Rescue
Satellite-Aided Tracking)
Система образована в 1977 году на основе
международного сотрудничества СССР (КОСПАС) с
одной стороны и США, Канады и Франции (SARSAT) с
другой
Функционирование «КОСПАС-SARSAT» началось с
запуска 30 июня 1982 года советского спутника
«Космос-1383» (другое название – КОСПАС-1)
Первый практический случай спасения людей с
помощью системы произошел 10 сентября 1982 года
Около 80
Спутников находятся в системе
8
Российских спутников в системе:
2 «ГЛОНАСС-К»; 3 «Электро-Л»; 3 «Луч»
Более 60 000
Людям оказана помощь
Около 20 000
Проведено поисково-спасательных операций
36

37.

Космическая наука
«Спектр-Рентген-Гамма» («Спектр-РГ») – космическая
астрофизическая
обсерватория
для
исследования
Вселенной в рентгеновском диапазоне электромагнитного
излучения
Миссия состоит в создание подробной «карты» Вселенной с
крупными скоплениями галактик для ответа на важнейшие
вопросы космологии: какова история влияния темной
энергии и темной материи на формирование Вселенной,
какова эволюция сверхмассивных черных дыр
На борту обсерватории работают два уникальных
рентгеновских зеркальных телескопа: ART-XC им. М. Н.
Павлинского (Россия) и eROSITA (Германия)
13 июля был запущен, а 21 октября 2019 года аппарат
завершил этап перелёта аппарата в окрестность точки
либрации L2 системы «Солнце – Земля»
Выполнил
4 полных
обзора неба
37

38.

Мониторинг околоземного космического пространства
«Млечный
путь»
–
проект
новой
системы
мониторинга
околоземного
пространства
по
отслеживанию опасных объектов на орбите, прежде
всего космического мусора.
Система «Млечный путь» будет включать в себя
оптико-электронные и радиолокационные станции, а
также космические аппараты
С помощью технических средств Системы станет
возможным обнаружение объектов размером до
5 сантиметров на высотах до 2,5 тысяч километров,
до 10 сантиметров – на высотах от 2,5 до 45 тысяч
километров и от полуметра – на высотах более 45
тысяч километров от поверхности Земли
Система также будет предупреждать о приближении
к Земле астероидов и комет
Около 1 000 000
Космических объектов на орбитах Земли
более 1 см
Около 28 000
Космических объектов на орбитах Земли
более 10 см
Около 12 000
Функционирующих и вышедших из строя
КА на орбитах Земли
Около 16 000
Ступеней РН, разгонные блоки и др.
3,1 км/с на ГСО
7,8 км/с на НОО
Скорость объектов на орбитах Земли
38

39.

Астероидно-кометная опасность
Столкновения Земли с малыми телами Солнечной системы могут иметь разные последствия: от
небольшого ущерба населению до уничтожения цивилизации
Потенциально
опасный
астрономический
объект
–
космический
объект
(астероид или комета), орбита которого допускает приближение к Земле на потенциально опасное
расстояние (менее 7,5 млн км), а размеры составляют более 100 метров в диаметре
Объект
Размеры
Периодичность
Результат столкновения
с Землей
Пылинка
D < 0.1 см
непрерывно
сгорает, оседает
0.1 см < D < 0.5 м
каждые ~15 дней для 0.1 м
сгорает, оседает
0.5 м < D < 30 м
~1 год для 5 м
сгорают, малая доля долетает до
поверхности
30 м
~ 250 лет
Тунгусское событие
Аризонский кратер
100 м
~ 3 тыс. лет
региональная катастрофа
3 км
1 млн. лет
глобальная катастрофа
> 4 км
100 млн. лет
конец цивилизации
Метеороид
Астероид
или комета
От 11 до 30 км/с
Скорость потенциально опасных для Земли
космических объектов (астероид или комета)
Более 2000
Количество потенциально опасных для Земли
космических объектов (астероид или комета)
39

40.

Исследование дальнего космоса
Космический буксир «Зевс» –
разрабатываемое
российское космическое транспортное средство
(межорбитальный буксир)
«Зевс» создаётся для решения большого спектра
задач, в том числе для доставки грузов на орбиту
Луны, полетам к планетам Солнечной системы, а
также для выполнения работ по утилизации
вышедших из строя спутников
Использует ядерный реактор мощностью до 1 МВт в
качестве источника энергии
Первая миссия буксира запланирована в 2030 году и
будет включать в себя задачу по поиску жизни на
спутниках Юпитера
20 290 кг
Масса
53,4 м
Длина
21,6 м
Диаметр
РН «Ангара-А5»
Средство выведения
40

41.

Новый курс на рубеже столетия
Солнечная активность (СА) –
комплекс явлений и процессов,
связанных
с
образованием
и
распадом в солнечной атмосфере
сильных магнитных полей.
Уровень СА в течение последних 70ти лет является исключительным –
последний
период
со
схожим
уровнем имел место 8000 лет назад.
Экзопланеты
–
планеты,
находящаяся
за
пределами
Солнечной системы.
Первые
экзопланеты
были
обнаружены в конце 1980-х годов.
Подтверждено
существование
более 5609 экзопланет в 4136
планетных системах.
Более 200 планет, напоминающих
Землю.
Модель Лямбда-CDM (Lambda-Cold Dark Matter) — современная космологическая
модель, в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной
барионной материи, тёмной энергией (описываемой постоянной Λ в уравнениях
Эйнштейна) и холодной тёмной материей.
Согласно этой модели возраст Вселенной должен быть принят равным 13,799 ±
0,021 миллиарда лет.
В 2018 году было доказано, что в полярных широтах Луны есть лед: в районе
Северного полюса предполагается около 0,6 км³ льда, а поверхность в кратере
Шеклтон (Южный полюс) покрыта льдом на 22 %.
Вода на Марсе сосредоточена преимущественно в приповерхностном слое льда
вечной мерзлоты. 25 июля 2018 года вышел доклад об открытии подлёдного озера,
расположенного на глубине 1,5 км подо льдом Южной полярной шапки.
41

42.

Что важно
ВНЕЗЕМНАЯ
ЭНЕРГЕТИКА
НОВАЯ ФИЗИКА
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ
УСТОЙЧИВОЕ
РАЗВИТИЕ
СОХРАНИЕ ЗЕМЛИ
ОСВОЕНИЕ КОСМОСА
БИОХИМИЯ И
САМОСОЗНАНИЕ
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ
ПОИСК ВНЕЗЕМНОЙ ЖИЗНИ
42

43.

Устойчивое развитие человечества
2024 г.
2040 г.
Связь, ДЗЗ, системы спасания
Защита от астероидов и комет
Космическая навигация, геолокация
Космическая погода
Управление космическим движением
43

44.

Космонавтика имеет
безграничное будущее,
и её перспективы
беспредельны, как
сама Вселенная.
С.П. Королев
44

45.

Фильмы о покорении космоса
45