Альтернативные способы освоения космоса

1. Государственное образовательное учреждение Средняя образовательная школа №733 Реферат на тему: « Альтернативные способы освоения космоса

Государственное образовательное
учреждение
Средняя образовательная школа №733
Реферат на тему:
« Альтернативные способы освоения
космоса»
Автор: Усачев Андрей учащийся 9г класса ГОУ
СОШ№733
Руководитель: Учитель физики Бобылев Александр
Николаевич
Москва
2010

2. Содержание

• 1. Введение
• 2. История: Циолковский, Гагарин, Леонов, Армстронг и другие
ученые. Шаттлы.
• 3. Реактивное движение.
3.1 Достижения человечества в исследовании Космоса с
использованием реактивных технологий.
3.2 Недостатки реактивных двигателей.
• 4. Космический лифт
4.1 Технология
4.2 Проблемы
4.3 Использование
• 5. Солнечный парус
5.1 Технология
5.2 Проблемы
5.3 Использование
• 6. Литература.

3. Введение

• Люди издавна начали изучать Космос.
Сначала они рассматривали Луну,
планеты и звезды невооруженным
глазом, затем был изобретен телескоп,
но вряд ли удалось бы собрать столько
информации о космическом
пространстве без космических полетов.

4. Начало освоения

• Первым человеком,
полетевшим в
Космос, был Юрий
Алексеевич Гагарин.
В 1961 г. он облетел
земной шар на
корабле «ВОСТОК1»

5. Шаттлы

• В то время, как
СССР строил
«одноразовые»
ракеты, США стал
строить «шаттлы»
– многоразовые
космические
корабли.
Шаттлы

6. Циолковский К.Э.

• Основоположником
современной
космонавтики стал
Константин Эдуардович
Циолковский (5.10.185719.09.1935). Он, окончив
гимназию, приехал в
Москву поступать в
Высшее техническое
Императорское
училище (ныне МГТУ
им.Баумана), но
попросту не нашел его и
начал заниматься
самообразованием.

7. Циолковский

• На своей съемной
квартире он поставил
ряд экспериментов, в
том числе связанных с
полетной тематикой.
Именно он предложил
использовать принцип
реактивного движения
для освоения космоса.

8. Закон сохранения импульса

• И шаттлы и «одноразовые» космические
корабли работают на одном принципе –
реактивном движении. Этот принцип основан
на законе сохранения импульса.
Уравнение закона сохранения импульса
для случая тела массой М, отбрасывающего
часть своей массы m
M*0 = (M-m)V - mv , где V – скорость,
получаемая оставшейся частью тела.

9. Реактивные двигатели

• Сейчас для полетов в космос люди используют
космические аппараты с реактивными двигателями,
но у них есть ряд недостатков:
1) При разгоне ракета теряет (отбрасывает в форме
реактивной струи) 90% своей массы, поэтому
необходимы большие затраты, к тому же ракета не
сможет совершать дальние полеты, т.к. ей просто не
хватит горючего.
2)При сгорании топлива наносится большой
экологический вред атмосфере Земли.
3)Остатки ракет-носителей и космических аппаратов
остаются на околоземной орбите, что создает
опасность для последующих запусков.

10. Космический лифт

• Космический лифт
является
альтернативным
способ освоения
Космоса. Уже
существует ряд
проектов по его
строительству, но у
них есть ряд
проблем.

11. Космический лифт

• Космический лифт
удобен тем, что не
требует особых
затрат на его запуск,
поэтому доставлять
грузы на МКС будет
гораздо дешевле, к
тому же он
экологичен.

12. Космический лифт

Несмотря на имеющийся интерес,
космические лифты остаются уделом
энтузиастов-любителей. Именно
любители создают в настоящее время
действующие модели подъемников,
которые уже могут достаточно быстро
подниматься по вертикальному тросу и
даже нести груз. А НАСА организует для
этих любителей чемпионаты для
конструкторов подъемников и для
специалистов по синтетическим
материалам, которые могли бы быть
использованы для создания троса.
В настоящее время наиболее
распространенной среди конструкторов
подъемников является идея космического
лифта на солнечных батареях, который
дополнительно подпитывается световой
энергией от стационарного лазера
расположенного на Земле (идея передачи
энергии космическому аппарату с
помощью лазерного луча была
выдвинута и просчитана академиком
А.Сахаровым в период «Горьковской»
ссылки).

13. Космический лифт

Для создания космического лифта
нужны ИСЗ, выведенный на
околоземную геостационарную
орбиту, пусковая установка на
Земле, и, пожалуй самое трудное,
соединяющий их специальный
трос.
Проблема с тросом состоит в том,
что по мере его удаления от Земли
его нужно утолщать или утончать,
но на данный момент не
существует такого материала,
который был бы очень легок и
прочен, поэтому трос оборвется
под действием собственного же
веса. Однако сейчас ученые
утверждают, что новые нанотрубки
достаточно легки и прочны, чтоб
стать материалом для это троса.

14. Космический лифт

Существует также ряд других проблем,
связанных с космическим лифтом.
1) Приливные силы.
2) Сила Кориолиса.
3) Атмосферные явления.
4) Космический трафик.
5) Радиационные пояса Земли.
6) Подъемник.
7) Источник энергии для подъемника.
8) Скорость лифта.

15. Космический лифт

• Главное предназначение космического лифта
– доставлять грузы, но он так же сможет
доставлять и людей, и это может оказаться
доступным огромному количеству туристов,
поскольку одна поездка будет иметь
стоимость порядка 10000$. Но ученые
приступят к более детальной его разработке
не раньше 2030 годов, когда в НАСА будет
завершена разработка новых реактивных
двигателей.

16. Солнечный парус

• Другим альтернативным
способ освоения
космоса является
солнечный парус. Суть
его в том, что на
космическом корабле
устанавливается
«парус», на который
действует давление
солнечного света.
Благодаря этому
давлению транспортное
средство будет
разгоняться
(тормозится).

17. Солнечный парус

• Впервые гипотеза о
давлении света была
выдвинута еще в XIX веке
Джеймсом Максвелом. Но
экспериментально доказал
ее наш соотечественник П.Н.
Лебедев. Он поместил в
вакуумном сосуде тоненькую
пластинку фольги, и освещал
ее светом электрической
дуги с разных сторон
(отражающей и
поглощающей). Под
действием давления света
пластинка вращалась.

18. Солнечный парус

• Солнечный парус оказался
более «реальным» чем
космический лифт. Были
даже тестирования
космических аппаратов с
таким парусом. Добиться
настоящего результата
удалось лишь одному
спутнику, хотя сейчас ИСЗ с
гигантскими зеркалами
считают аппаратами с
солнечным парусом, т.к. они
тоже могут двигаться под
действием давления света.
LightSail-1 американский солнечный
парус

19. Солнечный парус

• В 1989 г. юбилейной
комиссией Конгресса США в
честь 500-летия открытия
Америки был объявлен
конкурс. Его идея
заключалась в выведении на
орбиту нескольких
солнечных парусных
кораблей, разработанных в
разных странах, и
проведении гонки под
парусами к Марсу. Весь путь
планировалось пройти за
500 дней. Свои заявки на
участие в конкурсе подали
США, Канада,
Великобритания, Италия,
Китай, Япония и Советский
Союз. Старт должен был
состояться в 1992 году.
Солнечный парус, подготовленный для
космической регаты США

20. Солнечный парус

Но как и реактивные двигатели, как и
космический лифт, солнечный парус имеет
ряд недостатков.
1) По мере удаления от солнца, давление
света снижается, т.е. будет уменьшаться
ускорение космического корабля с парусом.
2) Полет обратно.
3) Из-за больших размеров он будет плохо
маневрировать, а значит, будет риск
порвать парус.

21. Литература

www.Wikipedia.org
www.membrana.ru
www.galspace.spb.ru
www.lift2space.ru
Перышкин А.В., Гутник Е.М. Физика-9. М;
Дрофа, 2006
• Лебедев П. Н., Избранные сочинения, 1949
• Ландсберг Г. С., Оптика, 4 издание, 1957.