Неизведанный мир космоса. Что мы о нем знаем?

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследовательская работа

Неизведанный мир космоса. Что мы о нем знаем?

Пилясова К.А.



Введение

солнечный планета космос

Вселенная - была и остается для нас загадкой, тайной, которая постоянно манит к себе. Под этим названием подразумевается весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития. Вселенная - часть материального мира, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню развития науки.

Часто выделяют ближний космос, исследуемый при помощи космических аппаратов и межпланетных станций, и дальний космос - мир звезд и галактик. В данной работе я рассмотрю достижения человечества именно в области ближнего космоса; то, чего люди добились в прошлом, что исследуют в настоящем и планируют совершить в будущем.

Гипотеза:

проведенные исследования в космическом пространстве позволяют ученым выдвигать новые теории и делать открытия, значимые для всего человечества.

Цель работы:

1. выяснить, что известно об объектах и явлениях Солнечной системы сегодня.

2. проанализировать степень осведомленности старшеклассников о космосе.

Задачи:

1. собрать сведения о планетах Солнечной системы;

2. выяснить, какие исследования были проведены по изучению ближнего космоса;

3. провести социологический опрос, обработать полученные данные;

4. предложить пути совершенствования познавательной активности школьников относительно космонавтики.



1. Планеты Солнечной системы

Солнечная система (прил. 1 №1) - это система планет, в центре которой находится яркая звезда, источник энергии, тепла и света - Солнце.

В центр Солнечной системы находится Солнце, вокруг которого по орбитам вращаются девять крупных планет.

Различают две группы планет:

1. Планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс.

2. (эти планеты небольшого размера с каменистой поверхностью, они находятся ближе других к Солнцу)

3. Планеты гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.

4. (это крупные планеты, состоящие в основном из газа и им характерно наличие колец, состоящих из ледяной пыли и множества скалистых кусков)

А вот Плутон не попадает ни в одну группу, т.к., несмотря на свое нахождение в Солнечной системе, слишком далеко расположен от Солнца и имеет совсем небольшой диаметр, всего 2320 км, что в два раза меньше диаметра Меркурия.

1.1 Солнце

Солнце - это звезда, которая дала начало всему живому в Солнечной системе (прил. 1, №2). Вокруг него обращаются планеты, карликовые планеты и их спутники, астероиды, кометы, метеориты и космическая пыль.

Солнце возникло около 5 млрд. лет назад, представляет собой сферический, раскаленный плазменный шар и имеет массу, которая более чем в 300 тыс. раз превышает массу Земли. Температура на поверхности составляет более 5000 градусов Кельвина, а температура ядра - более 13 млн.



1.2 Меркурий

Меркурий - это самая маленькая планета системы, которая находится ближе других к Солнцу (прил. 1, №3). У Меркурия нет спутников.

Поверхность планеты покрыта кратерами, возникшими около 3,5 млрд. лет назад вследствие массированных бомбардировок метеоритами. Атмосфера Меркурия сильно разряжена, состоит в основном из гелия и раздувается солнечным ветром. Так как планета расположена очень близко к Солнцу и не имеет атмосферы, которая бы сохраняла тепло по ночам, температура на поверхности колеблется от -180 до +440 градусов Цельсия.

1.3 Венера

Венера - вторая по близости к Солнцу планета солнечной системы (прил. 1, №4). Своими размерами Венера лишь немного уступает Земле, поэтому ее иногда называют «сестрой Земли». Спутников не имеет.

Атмосфера состоит из углекислого газа с примесями азота и кислорода. Давление воздуха на планете составляет более 90 атмосфер, что в 35 раз больше земного. Углекислый газ и, как следствие, парниковый эффект, уплотненная атмосфера, а также близость к Солнцу позволяют Венере носить титул «самой горячей планеты».

1.4 Земля

Земля - это единственная известная на сегодня планета во Вселенной, на которой есть жизнь (прил. 1, №5). Земля обладает наибольшими размерами, массой и плотностью среди так называемых внутренних планет Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля, Марс).

Возраст Земли составляет около 4,5 млрд. лет, а жизнь появилась на планете около 3,5 млрд. лет назад. Луна - единственный естественный спутник, самый большой из спутников планет земной группы. Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер остальных планет, что, несомненно, оказало влияние на развитие жизни.

1.5 Марс

Марс - седьмая по размеру планета в Солнечной системе (прил. 1, №6). «Красная планета» - так его еще называют благодаря наличию большого количества оксида железа в грунте. У Марса есть два спутника: Деймос и Фобос.

Атмосфера Марса сильно разряжена, а расстояние до Солнца почти в полтора раза больше, чем у Земли. Поэтому среднегодовая температура на планете равняется -60°С, а перепады температур в некоторых местах достигают 40 градусов в течение суток.

1.6 Юпитер

Юпитер - это самая большая планета Солнечной системы (прил. 2, №1). Она в 318 раз тяжелее Земли, и почти в 2,5 раза массивнее, чем все планеты нашей системы вместе взятые. По своему составу Юпитер напоминает Солнце - он состоит преимущественно из гелия и водорода - и излучает огромное количество тепла.

У Юпитера целых 63 спутника, перечислить из которых имеет смысл лишь самые большие - Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. Ганимед является самым крупным спутником в Солнечной системе, он превосходит в размерах даже Меркурий.



1.7 Сатурн

Сатурн - вторая по размеру планета Солнечной системы (прил. 2, №2). Визитная карточка Сатурна - это, конечно же, его система колец, которая состоит в основном из ледяных частиц разного размера, а также горных пород и пыли.

У Сатурна 62 спутника, крупнейшие из которых - Титан и Энцелад. По своему составу Сатурн напоминает Юпитер, однако по плотности он уступает даже обыкновенной воде. Внешняя атмосфера планеты выглядит спокойной и однородной, что объясняется очень плотным слоем тумана. Однако скорость ветра местами может достигать 1800 км/ч.

1.8 Уран

Уран - это первая планета, обнаруженная с помощью телескопа (прил. 2, №3). У него 27 спутников, которые названы в честь шекспировских героев. Наибольшие из них - Оберон, Титания и Умбриель.

Состав планеты отличается от газовых гигантов наличием большого количества высокотемпературных модификаций льда. Поэтому, наряду с Нептуном, ученые определили Уран в категорию «ледяных гигантов». И если Венера обладает титулом «самой горячей планеты» Солнечной системы, то Уран - это самая холодная планета с минимальной температурой около -224°С.

1.9 Нептун

Нептун - самая удаленная от центра планета Солнечной системы (прил. 2, №4). На сегодня науке известно 13 спутников Нептуна. Самый крупный из них - Тритон - единственный спутник, который движется в направлении, обратном вращению планеты. Против вращения планеты дуют также самые быстрые ветра в Солнечной системе.

По составу Нептун очень похож на Уран, поэтому является вторым «ледяным гигантом». Однако, подобно Юпитеру и Сатурну, Нептун обладает внутренним источником тепла и излучает в 2,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Синий цвет планете придают следы метана во внешних слоях атмосферы.



2. Освоение космоса

Вселенная настолько огромна, что астрономы до сих пор не смогли установить, насколько она велика! Однако благодаря последним достижениям науки и техники мы получили и продолжаем получать много новой информации о космосе. С середины прошлого века люди получили возможность покидать Землю, изучать звезды и планеты не только наблюдая их в телескопы, но и получая информацию прямо из космоса. Запускаемые спутники оснащены оборудованием, с помощью которого были сделаны удивительные открытия, в существование которых астрономы не верили, например, черные дыры и разнообразные небесные тела.

Естественно, необходимо знать, что освоение космического пространства произошло с запуска спутников, которые, собственно, и позволили человеку выйти на орбиту и открыть для себя место, полное тайн и загадок.

2.1 Первый полет в космос

12 апреля 1961 года свершилось то, о чем мечтали лучшие умы человечества. Человек разорвал оковы земного притяжения и совершил полет в космическое пространство. Этим человеком стал Юрий Алексеевич Гагарин - гражданин СССР (прил. 2, №5). Ни одному событию в мире не отводилось столько места и времени в средствах массовой информации, как полету в космос первого человека. Но очень немногие знали, с каким риском для жизни совершил он свой подвиг. Об этом не писали ни в апреле 1961 года, ни потом.

Были предложения заменить Гагарина, отца двух маленьких дочек, на бездетного Германа Титова. Никто из медкомиссии не подписался под заключением, что космонавт вернется живым! Но Королев настаивал на кандидатуре Гагарина, сам принял у него экзамен по предстоящему полету и оставшуюся жизнь был горд, что не ошибся в выборе.

Старт ракеты таил в себе неимоверный риск. Схемой полета предусматривалось спасение космонавта на всех этапах, кроме первых 20 секунд. Уверенности, что старт пройдет успешно, не было ни у кого. Поэтому для ТАСС заготовили три варианта обращения к народу: первый - о благополучном завершении полета; второй - о невыходе космического корабля на орбиту; третий - о трагической гибели космонавта.

Если бы в космосе произошел отказ тормозных двигателей корабля, он бы остался на орбите. Поэтому орбиту «Востока» рассчитали так, чтобы при этом ЧП корабль, «цепляясь» за верхние слои атмосферы, затормозил свой бег и где-нибудь приводнился или приземлился. Правда, не через час, а через 7-10 дней и с 10-15-кратными перегрузками при спуске. На такой крайний случай запас пищи и воздуха создали на 10 суток.

Еще одна опасность - нервно-психический срыв, который мог произойти в ходе полета. Для того чтобы можно было хоть как-то контролировать состояние космонавта, ему приказали непрерывно вести переговоры с Землей. И Гагарин вел свой радиорепортаж все 108 минут полета.

Полет Юрия Гагарина также сопровождался изобилием нештатных ситуаций: не сработал датчик герметичности корабля. В острейшем дефиците времени группа испытателей, отвернув 30 гаек с замков, запирающих люк, поправила специальный электрический контакт прижима крышки, сигнализирующий о ее нормальном закрытии. Работали так быстро, что обменялись с Гагариным только взглядами, крышку вернули на место и после проверки герметичности подтвердили готовность к пуску.

А вот заключительный этап полета прошел «штатно». Гагарин благополучно катапультировался из корабля и приземлился недалеко от него. Уже через час его нашли поисковики. Весь мир узнал, что первым в космосе был русский - Юрий Гагарин.

2.2 Человек на Луне

20 июля 1969 года американский корабль «Аполлон-11» совершил посадку на поверхность Луны. Впервые человек воплотил свою мечту и ступил на другое небесное тело. Это был успех всего человечества, подготовленный многими поколениями. Через 6 часов после приземления астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин надели скафандры с ранцевой системой, открыли люк и спустились на поверхность Луны (прил. 2, №6).

День прилунения длился очень долго, и все это время у космонавтов не было ни минуты покоя. И лишь когда они спустились ниже 3 тысяч футов, им впервые удалось посмотреть наружу. Единственным ориентиром, который они заметили, был большой и весьма внушительный кратер. Космонавтам понадобилось несколько больше времени, чтобы выбраться из «Орла», чем предполагалось. Лунная поверхность в момент прилунения была ярко освещена. На черном небе ни звезд, ни планет, за исключением Земли, не было видно.

Существовало опасение, что в определенный момент глаза космонавтов, ослепленные Солнцем, ничего не смогут увидеть, поэтому траектория снижения лунной кабины была рассчитана так, чтобы в точке прилунения солнечные лучи не мешали космонавтам. Цвет был едва заметен или не обнаруживался вообще. Когда солнце поднялось над горизонтом до 10^о, начали появляться коричневые и бурые оттенки. А при выходе из кабины космонавты неожиданно обнаружили, что обломки пород лунного грунта имеют темно-серый или угольно-серый цвет.

Скорость хождения не превышала 0,5 м/с. При больших скоростях космонавт, делая шаг, как бы взлетал вверх. При беге вприпрыжку он обеими ногами одновременно отталкивался от поверхности. Последний способ оказался наиболее эффективным при передвижении на большие расстояния, т.к. достигалась скорость 1-1,5 м/с, а на отдельных участках до 2 м/с.

Это было выдающиеся достижение в истории освоение космического пространства - впервые человек достиг поверхности другого небесного тела и пробыл на нем более двух часов. Вслед за полетом корабля «Аполлон - 11» к Луне на протяжении трех с половиной лет было направлено шесть экспедиций («Аполлон -12» - «Аполлон -17»), пять из которых прошли вполне успешно.

Всего на Луне побывало 12 астронавтов, некоторые пробыли на Луне несколько суток, в том числе до 22 часов вне кабины, проехали на самоходном аппарате несколько десятков километров. Ими был выполнен довольно большой объем научных исследований, собрано свыше 380 килограммов образцов лунного грунта, изучение которых занимались лаборатории США и других стран. Работы над программой полетов на Луну велись и в СССР, но в силу нескольких причин не были доведены до конца.

Нужно отметить, что это путешествие породило один из самых скандальных мифов в истории космонавтики: американцы не высаживались на Луне. Все их полеты - ловкая, изготовленная в Голливуде мистификация с целью создания у США имиджа великого государства. По мнению скептиков, разоблачительных фактов очень много. Американский флаг на Луне, где нет атмосферы, полощется, будто его овевают ветра. На поверхности имеется подозрительный след астронавта, будто он ступил ногой в грязь. Много технических несоответствий: изображение в кадре не дёргается, длина тени не совпадает с положением Солнца и прочее. Однако грунт реголит, привезённый СССР и США с Луны, полностью идентичен. Астронавты сделали 13 тысяч фотографий, на Луне установлены сейсмограф и прочие приборы, которые передают данные на Землю. Имеются тома документов - по каждому часу работы каждой экспедиции.

Что касается «подозрительного» флага, то он вёл себя так, как ему и подобает. Хотя ветра на Луне не бывает, все провода, кабели, шнуры, которые разворачивали астронавты, в условиях низкой гравитации под действием дисбаланса сил несколько секунд развевались, а затем замирали неподвижно.



3. Исследования и планы

В современном мире космос уже далеко не только празднично-триумфальная демонстрация торжества человеческого разума. Сегодня космический полет - работа, по результатам которой развитые страны во многом верстают свои научно-технические и оборонные планы.

Благодаря запускам многочисленных спутников, космических зондов и пр., копилка знаний человечества о космосе в целом и планетах Солнечной системы в частности продолжает пополняться. Примером этого служит исследование Марса.

3.1 Исследования Марса

Марс, с его огромными территориями, уникальными геологическими особенностями и совсем неприветливым климатом, может быть освоен только в процессе совместной работы людей и машин. Полуавтономные машины будут необходимы для выполнения чрезмерно утомительной и опасной для людей работы: аэрофотосъемка и разведка, создание складов и обеспечение защиты в длительных полевых поездках, а также перевозка огромного количества геологических образцов. Поэтому сейчас ведутся работы по созданию таких марсоходов, которые могли бы стать для исследователей своеобразным домом, необходимым для проведения поисковых работ в течение нескольких дней.

Несмотря на то, что марсианская экспедиция может обойтись в астрономическую сумму, необходимо помнить, что подобные проекты предусматривают разработку новейших технологий, находящих широкое применение, в том числе и на Земле. И они способны довольно быстро оправдать все затраты. Так, по мнению американских специалистов, полет на Луну, который, конечно, стоил в 4 раза меньше самого дешевого марсианского проекта, окупился за счет коммерческого использования передовых космических разработок.

В любом случае первая марсианская миссия стартует только тогда, когда все необходимое для ее осуществления будет находиться в полной готовности. Нам же остается только ждать.

3.2 Изучение Юпитера.

Нужно сказать, что люди не обошли вниманием и самую огромную планету Солнечной системы - Юпитер. Юпитер не похож на Землю, Луну или Марс - он состоит в основном из газов: водорода и гелия, как уже упоминалось. Поэтому на Юпитер невозможно послать космический корабль: «приземлиться» ему просто негде, он будет проваливаться сквозь газовые облака, пока из-за давления и высокой температуры полностью не разрушится. Именно это и случилось с маленьким зондом, запущенным к Юпитеру в 1995 г. с космического аппарата «Галилео».

С помощью космического аппарата «Галилео» ученые получили ценную информацию о Юпитере и уникальные снимки, хотя работа «Галилео» проходила не гладко: его похожая на зонтик антенна не смогла занять нужное положение, поэтому подаваемые им сигналы были слабее, чем предполагалось. И все же он передал ряд важных сведений.

3.3 «Тайна» колец Сатурна

Непростительно было бы забыть и об исследованиях Сатурна. Пролетая мимо него, два зонда «Вояджер» сделали удивительные снимки. «Вояджер», посетивший Сатурн в 1979-1980 гг., сумел добыть удивительную информацию, которая поразила ученых. Оказалось, что по внешнему краю колец Сатурна располагается великое множество узких колечек, как бы переплетенных друг с другом. Все объяснилось, когда чуть позже были открыты еще два спутника Сатурна - Пандора и Прометей, орбиты которых пролегают по разные стороны от колец. Сила их притяжения изменяет форму колец, сталкивая их и даже перевивая одно с другим.

3.4 Черные дыры

Однако самым таинственным и поразительным феноменом, которые открыли ученые, являются черные дыры. Учёные определили, что чёрные дыры - это области пространства, гравитационное притяжение которых настолько велико, что ни физические тела, ни излучения, не могут их покинуть (прил. 2, №7). Чтобы преодолеть гравитационное притяжение чёрных дыр необходимо лететь со скоростью света - 300 000 км/ч. Существует два основных вида чёрных дыр - массивные и сверхмассивные, их отличия заключаются в силе притяжения и массе.

Если наблюдать с Земли на процесс заглатывания объектов чёрными дырами, то этот процесс для нас будет проходить бесконечно, если же представить что вы сами там, то вы преодолеете границу чёрной дыры за считанные секунды. Это амплитуда есть зрительный обман, возникающий из-за того, что вокруг тел с огромной гравитацией время замедляется.



4. Обработка и анализ данных социологического опроса

4.1 Анкета и ее результаты

В рамках данной темы я запланировала проведение социологического опроса с целью выяснения осведомленности старшеклассников о космосе. Мною была составлена анкета, включавшая в себя следующие вопросы:

1. Какова значимость исследований в области ближнего космоса?

а) очень высока; б) высока; в) незначительна; г) не знаю.

2. Необходимо ли, по вашему мнению, дальнейшее освоение космоса?

а) да, конечно; б) да, наверно; в) нет; г) не знаю.

3. Как вы думаете, влияют ли знания, полученные в результате космических открытий, на нашу жизнь?

Первые два вопроса этой анкеты позволяют оценить актуальность проблемы космических исследований, с точки зрения учащихся 9-11 классов. После обработки ответов на эти вопросы я получила следующие данные: на вопрос №1 41% опрошенных ответили - «очень высока», 49% полагают, что высока и всего 9% респондентов находят, что роль космонавтики в нашей жизни незначительна и 1% не знают (прил. 3, диаграмма №1). На вопрос №2 - 78% ответили: «Да, конечно», 20% - «Да, наверно», 1% - «Нет» и 1% - «Не знаю» (прил. 3, диаграмма №2).

На основании полученных данных с ответов на вопрос 1 и 2, можно сделать вывод: роль космических программ оценивается старшеклассниками высоко, большинство опрошенных не сомневаются в необходимости дальнейших космических исследований.

Вопрос, в анкете под номером 3 был направлен на выяснение степени осведомленности старшеклассников о применении знаний, полученных в результате исследований космоса. Результаты были следующие: 64% - ответили «Влияют», 8% - «Частично», 15% - «Не влияют» 13% - «Не знаю». (прил. 3 диаграмма №3)

4.2 Практическое применение полученных данных

Результаты исследований могут найти практическое применение. В данном случае на основании данных опроса можно разработать план мероприятий для повышения степени осведомленности старшеклассников относительно современных космических программ. Можно предложить мероприятия следующих форм: классно-урочные мероприятия, дополнительные занятия и кружки, праздники и выполнение творческих заданий, проведение конкурсов и викторин. Каждый вид мероприятий имеет свои плюсы и минусы, поэтому я считаю наиболее эффективным их комплексное применение.

4.3 Практическая часть «Изготовление макета»

Для того что бы наглядно увидеть строение солнечной системы, я изготовила её модель.

Для этого мне потребовалось:

- пенопластовые шарики различных размеров (будущие планеты)

- ватман

- гуашь и кисточки

- камушки (будущие астероиды)

- клей

Ход работы:

- раскрасила шарики, которые стали планетами

- раскрасила ватман в чёрный цвет

- нарисовала орбиты

- приклеила планеты в той последовательности, в которой они расположены в солнечной системе

- приклеила камушки, которые стали астероидами

- оставила всё высыхать

И у меня получилась модель солнечной системы (приложение 4)



Заключение

Мы вступили лишь в шестое десятилетие космической эры, а уже вполне привыкли к таким чудесам, как охватившие всю Землю спутниковые системы связи, наблюдение за погодой с помощью метеорологических зондов, быстрая навигация и пр. Как о чем-то вполне обыденном слушаем сообщение о многомесячной работе людей на орбите, не удивляемся следам на луне, снятым «в упор» фотографиям далеких планет. За очень короткий исторический срок космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, верным помощником в познании окружающего мира. И не приходится сомневаться, что дальнейшее развитие земной цивилизации не может обойтись без освоения всего околоземного пространства. Освоение космоса продолжается нарастающими темпами.

Все новые и новые идеи и проекты воплощаются в жизнь, то, что не так давно казалось нам недостижимым, сейчас является вполне реальным. Наука неустанно движется вперед, и каждый из нас верит, что в скором будущем человечество сможет узнать гораздо больше о других планетах, мирах, галактиках, что люди смогут побывать на Марсе точно так же, как когда-то на Луне и что эпоха открытий только начинается.



Литература

1. С. Лесков, статья «Человек на Луне», «Наука. Известия» http://schools.keldysh.ru/sch1216/materials/Calend-Date/07/Date-July/Moon/moon.htm

2. Й. Клечек, П. Якши. «Вселенная и Земля». Артия, Москва, 1985.

3. В. Куприянов, статья «Первый полет в космос» http://cosmosravelin.narod.ru/r-space/Gagarin2004/GP.html

4. Статья «Загадки Космоса»

http://dira.wauu.ru/news/zagadki_kosmosa/2010-08-26-10

5. Статья «Подробности первого в мире полета в космос». «Вечерняя Тюмень», №15 Апрель 2007 г. http://www.vecherka.org/tyumen/2007_15/06.shtml

6. Статья «Сколько планет в Солнечной системе?»

http://vse-sekrety.ru/24-skolko-planet-v-solnechnoj-sisteme.html



Приложения

Приложение 1

Солнечная система

Солнце

Меркурий



Венера

Земля

Марс

Приложение 2

Юпитер

Сатурн

Уран



Нептун

Ю.А. Гагарин

Посадка на Луну



Черная дыра



Приложение 3



Приложение 4

Размещено на Allbest.ru

...