| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
З чим можуть зустрітися люди в космічному просторі
Космос! Це слово ще зовсім недавно було зрозуміло тільки вузькому колу фахівців. А тепер воно увійшло в нашу розмовну мову. Ми часто чуємо, як кажуть інші, та й самі говоримо: «Ми живемо в століття космосу». Напевно, багато хто з вас мріють стати космонавтами. А чи всі знають, що таке космос?
Деякі думають, що космос - це тільки романтика. Так, це романтика, але сувора, де будь-яка помилка і недбалість жорстоко караються. Перебуваючи під надійним захистом земної атмосфери, ми не відчуваємо на собі смертельного дії факторів космічного простору. Влітку, під променями гарячого Сонця ми засмагаємо, купаємося в теплих водах морів і річок. Взимку Сонце менше гріє Землю, однак, одягнувшись тепліше, по-зимовому, ми спокійно ходимо по вулицях.Ну а що було б, якби Земля раптом втратила своєї повітряної оболонки і космос починався не десь в 200 км від поверхні Землі, а безпосередньо на її поверхні? Клімат на Землі різко змінився б. Зима і літо стали змінювати один одного кожен день. Ніч представляла б собою зиму з температурою на поверхні ґрунту -100 ... -120°С, а вдень, зі сходом Сонця, на Землі встановлювалося б літо з температурою близько 200°С.
Чому ж відбувалося б настільки різка зміна температури на Землі протягом лише однієї доби?
Відомо, що Сонце випромінює в навколишній простір колосальна кількість енергії, що виділяється при відбуваються в його товщі термоядерних реакціях. Розрахунки показують, що кожен квадратний метр площі земної поверхні, перпендикулярної до напрямку сонячних променів, щомиті отримував би 0,33 ккал променистої енергії.
Чи багато це? Будемо вважати, що в добу в середньому Сонце висвітлює будь-яка ділянка земної поверхні протягом 6 год так, що його промені бувають майже перпендикулярні до розглянутої поверхні. При цих умовах кожен квадратний метр поверхні Землі буде отримувати від Сонця 28500 ккал енергії на добу. Цієї кількості енергії вистачить для того, щоб закип'ятити 360 л води, взятої при 20°С. Але адже таку кількість енергії Сонце доставляє всього лише на 1 м2 земної поверхні, а вся площа земної кулі дорівнює = 532 х 1012 м2.Отже, все Земля могла б отримувати за добу 4 х 101⁸ ккал енергії. Куди б пішла ця енергія? На нагрівання грунту. Грунт нагрівалася до дуже високої температури.
Повітряна оболонка Землі, що ізолює нас від космічного простору, оберігає Землю від перегріву. Більшу частину теплового потоку повітряна оболонка відбиває назад у космічний простір.
Але ось день закінчився, розпечений сонячний куля зник за горизонтом, і він вже не посилає своїх гарячих променів на неосвітлену поверхню Землі. Тепер сама Земля стає джерелом випромінювання енергії в навколишній її простір. Якщо б не було повітряної оболонки, поверхня Землі швидко охолола до дуже низької температури. Повітряна атмосфера не тільки перешкоджає надходженню зайвої енергії від Сонця на Землю, але і ставить бар'єр для нераціонального витрачання енергії, накопиченої Землею.
Таким чином, природа створила вельми досконалий та ефективний регулятор температури на Землі у вигляді повітряної оболонки. А в космічному просторі немає повітря, практично немає і інших газів, які могли б грати ту ж роль, що і повітря на Землі. Значить, життя в космосі неможлива - там можна зваритися в гарячих променях Сонця, або, потрапивши в тінь, замерзнути. Чи це Так? Чому ж наші льотчики-космонавти повертаються з космосу неушкодженими? Як регулюється температура в космічному кораблі при знаходженні його в космосі? Про це ви дізнаєтесь, прочитавши наступну главу.
Саме незвичайне, що відчуває космонавт, перебуваючи в космічному (просторі) - це відчуття невагомості. Людина не відчуває тяжіння власного тіла, йому не складає ніяких труднощів підняти руку або ногу, нічого не важать і предмети, які оточують його в космічному кораблі.
Що ж таке невагомість? Вагою називають силу, з якою тіло діє на опору внаслідок притягання його до Землі. Отже, невагомість - це такий стан, при якому тіло не чинить тиску на опору. Стан невагомості може виникнути, наприклад, коли і тіло і опора, на якій воно знаходиться, рухаються з одним і тим же прискоренням. Одне і те ж прискорення тіла і опорі може повідомити тільки сила, величина якої пропорційна масі тіл, на які вона діє, Саме такою є сила всесвітнього тяжіння
Отже, у всіх випадках, коли тіло і опора рухаються лише під дією сил тяжіння, має місце невагомість. Говорячи про рух одного тіла, що не має опори, ми під невагомістю розуміємо відсутність тиску одних шарів тіла на інші внаслідок їх руху з однаковим прискоренням.
У стані невагомості знаходяться тіла. Здійснюють вільне падіння, в тому числі тіла, покинуті горизонтально або під кутом до горизонту і рухомі по параболі.
Тіла, що знаходяться в космічному кораблі, після припинення роботи ракетного двигуна з тієї ж причини будуть невагомі: адже і на ці тіла і на сам корабель діють тільки сили тяжіння, повідомляють їм однакові прискорення; тіла не тиснуть на стінки корабля. У стані невагомості знаходиться і сам корабель.
Для того щоб проникнути в космос і перебувати в ньому, потрібно подолати земне тяжіння. Першим успіхом на шляху освоєння космосу було створення штучних супутників Землі (ШСЗ). Як же перетворити яке-небудь тіло в ШСЗ?
Розглянемо найбільш простий випадок - супутник рухається по круговій орбіті поблизу поверхні Землі.
Відомо, що для рівномірного руху тіла по круговій орбіті з деякою швидкістю v йому має бути повідомлено центростремительное прискорення
Це так звана перша космічна швидкість. Отже, щоб тіло могло рухатися поблизу Землі по колу і не падати на Землю, йому потрібно повідомити в горизонтальному напрямку швидкість - 8 км/сек або 29 х 103 км/ч. Однак слід мати на увазі, що поблизу поверхні Землі рухатися з такою величезною швидкістю тіла не можуть - цьому заважає атмосфера.Штучні супутники Землі та космічні кораблі виводяться на велику висоту порядку сотень кілометрів, де атмосфери практично немає, або, вірніше, вона настільки розріджена (у 1012 - 1013 разів), що майже не заважає тіл рухатися з космічними швидкостями.
Однак, як видно з формули
по мірі збільшення радіуса орбіти швидкість, яка має бути повідомлена тіла для можливості його руху по орбіті, зменшується. Так на висоті, що дорівнює радіусу Землі, ця швидкість, як легко зрозуміти, зменшиться √2 = 1,41 разів і складе
Якщо тілу повідомлена в горизонтальному напрямку швидкість, менша кругової, воно не буде рухатися по орбіті, а впаде на Землю. Але повідомити тілу за допомогою космічної ракети швидкість, в точності дорівнює кругової, звичайно, практично неможливо. Завжди виведеному на орбіту супутника ракета повідомляє швидкість, яка більше кругової. Як при таких умовах рухається супутник?Розрахунки показують, що при v > v кр орбітою супутника є особлива замкнута крива - еліпс.
Зі збільшенням швидкості еліптична орбіта супутника стає все більш витягнутої, і, нарешті, при швидкості близько 11,2 км/сек тіло вже буде рухатися по незамкненою траєкторії - параболі, необмежено віддаляючись від Землі. Це так звана друга космічна швидкість.Набравши таку швидкість, тіло зможе вільно пересуватися в межах сонячної системи і летіти від Землі до будь-якої іншій планеті. Але вилетіти за межі сонячної системи, навіть отримавши швидкість 11,2 км/сек, тіло все одно не зможе.Земля вже безсила втримати його своїм тяжінням, але сила тяжіння Сонця, значно більша сили тяжіння Землі, перетворює його на супутник Сонця - штучну планету.
Чи можна подолати і силу тяжіння Сонця? Чи зможе коли-небудь людина вийти за межі сонячної системи і полетіти в безмежні дали зоряного простору? Зможе. Для цього необхідно розвинути ще більшу швидкість руху літального апарату. Треба буде переступити через так звану третю космічну швидкість, рівну 16,6 км/сек.
Таким чином, освоєння космосу - і ближнього (навколоземного) та далекого (в межах сонячної системи), і наддалекого, де знаходяться інші зоряні світи,- пов'язане з отриманням величезних космічних швидкостей.
Запуски штучних супутників Землі та жилих космічних кораблів і міжпланетних станцій вже дали великі результати у вивченні космічного простору. Виявилося, що космічний простір (принаймні обстежену поблизу Землі) не являє собою абсолютного вакууму, де нічого немає.
Рис. 8. Радіаційні пояси Землі.
Було виявлено, що поблизу Землі є область, в якій міститься велика кількість заряджених частинок. Ці заряджені частинки, що утворюють так званий внутрішній радіаційний пояс Землі. Багаторазовими запусками космічних апаратів, обладнаних спеціальними приладами, вдалося встановити приблизні розміри і форму внутрішнього радіаційного поясу Землі. Розташування внутрішнього радіаційного поясу відносно земної кулі показано на малюнку 8. Радіаційний пояс не просто оточує Землю, утворюючи порожню сферу, всередині якої знаходиться наша планета.У полюсів радіаційний пояс відсутня, біля екватора він досягає найбільшої потужності і по товщині шару і концентрації в ньому заряджених частинок.
|
| Категорія: Шлях у космос | Додав: 27.09.2016
|
| Переглядів: 1250
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
