Движение искусственных спутников Земли и искусственных аппаратов в солнечной системе

ДВИЖЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ И КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ

10-11 класс

УМК Б.А.Воронцова-Вельяминова

Осипов Сергей Викторович,

учитель МОУ СОШ п. Поливаново МО «Барышский район» Ульяновской области

Возможность создания искусственного спутника Земли те­оретически обосновал Ньютон. Он показал, что существует такая горизонтально направленная скорость, при которой тело будет прибли­жаться к Земле вследствие ее притяжения как раз на столько, на сколько из-за кривизны поверхности нашей планеты оно будет от нее удаляться.

Минимальную скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите, на­зывают первой космической (или круговой ).

R з

h

Первый искусственный спутник Земли запустили лишь через два с половиной столетия после открытия Ньютона – 4 октября 1957 г.

Этот день называют началом космической эры человечества .

12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Алексеевич Гагарин

на корабле «Восток-1» совершил первый полет человека в космос.

В ознаменование этого памятного события отмечается День космонавтики.

Эпоха изучения единственного естественного спутника Земли Луны космическими средствами началась 2 января 1959 года, когда в Советском Союзе был произведен запуск автоматической межпланетной станции (АМС) "Луна-1" – первого космического аппарата, отправленного в сторону Луны.

АМС «Луна-1», первой в мире достигшая второй космической скорости и покинувшая зону притяжения Земли.

Сблизившись с Луной, станция прошла от нее на расстоянии около шести тысяч километров и стала первым в мире искусственным спутником Солнца.

20 июля лунный модуль «Аполлон-11» прилунился в Море Спокойствия.

Нил Армстронг спустился на поверхность Луны 21 июля 1969 года,

совершив первую в истории человечества высадку на Луну.

«Это один маленький шаг для человека, но гигантский скачок для всего человечества»

Нил Армстронг

Командный и служебный отсеки «Аполлона» на лунной орбите.

Экипаж Аполлон-11:

Нил Армстронг,

Майкл Коллинз, Базз Олдрин.

Лунный модуль «Аполлона» на поверхности Луны.

17 ноября 1970 года на поверхность Луны советской межпланетной станцией "Луна-17" был доставлен первый лунный самоходный аппарат "Луноход-1", предназначенный для комплексных исследований лунной поверхности.

Начался новый этап в исследовании естественного спутника Земли автоматическими аппаратами.

Лунный самоходный аппарат "Луноход-1"

Искусственные спутники самого различного устройства и назначения заняли важное место в нашей повседневной жизни. Они обеспечивают непрерывный мониторинг погоды и других природных явлений, трансляции телевидения и т. п.

Станция «Мир»

Спутники

Спутниковая навигационная система ГЛОНАСС

позволяет в любой момент с высокой степенью точности определить,

в какой точке Земли каждый из нас находится.

Космические аппараты (КА), которые направляются к Луне и планетам, испытывают притяжение со стороны Солнца и согласно законам Кеплера

так же, как и сами планеты, движутся по эллипсам.

АМС «Марс-2»

Скорость движения Земли по орбите составляет около 30 км/с.

Если геометрическая сумма скорости космического аппарата, которую ему сообщили при запуске, и скорости Земли будет больше этой величины, то КА будет двигаться по орбите, лежащей за пределами земной орбиты.

Если меньше – внутри ее.

Энергетические затраты будут наименьшими, если КА достигнет орбиты планеты при своем максимальном удалении от Солнца – в афелии.

Начальная скорость и день запуска КА должны быть выбраны таким образом, чтобы КА и планета, двигаясь каждый по своей орбите, одновременно подошли к точке встречи.

8

Космические аппараты (КА), которые направляются к Луне и планетам, испытывают притяжение со стороны Солнца и согласно законам Кеплера

так же, как и сами планеты, движутся по эллипсам.

Автоматическая межпланетная станция (АМС) «Венера-9»

Для внутренней планеты встреча с КА должна произойти в перигелии его орбиты. Такие траектории полетов называются полуэллиптическими .

Большие оси эллипсов проходят через Солнце, которое находится в одном из фокусов.

Конструкция и оборудование современных КА обеспечивают возможность совершения ими весьма сложных маневров – выход на орбиту спутника планеты, посадка на планету, передвижение по ее поверхности и т. п.

Советский зонд АМС «Венера 13» (1982)

КА «Кассини». 13 лет на орбите Сатурна.

КА «Вояджер 1» покинул Солнечную систему.

В космосе с 5 сентября 1977 года.

Марсоход «Curiosity»

Вопросы (с.80)

5. По каким траекториям движутся космические аппараты к Луне? к планетам?

7*. Будут ли одинаковы периоды обращения искусственных спутников Земли и Луны, если эти спутники находятся на одинаковых расстояниях от них?

Домашнее задание

1) § 12 (п.6).

2) Упражнение 12 (с.80)

2. Ускорение силы тяжести на Марсе составляет 3,7 м/с 2 , на Юпитере – 25 м/с 2 . Рассчитай­те первую космическую скорость для этих планет.

3. Сколько суток (примерно) продолжается полет КА до Марса, если он проходит по эллипсу, большая полуось которого равна 1,25 а. е.?

• Воронцов-Вельяминов Б.А. Астрономия. Базовый уровень. 11 кл. : учебник/ Б.А. Воронцов-Вельяминов, Е.К.Страут. - М.: Дрофа, 2013. – 238с
• CD-ROM «Библиотека электронных наглядных пособий «Астрономия, 9-10 классы». ООО «Физикон». 2003
• https://st03.kakprosto.ru//images/article/2014/2/26/1_53268dd869a0053268dd869a3a.jpg
• http://znaemfiz.ru/files/138426/pervaja_kosmicheskaja_skorost.png
• http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/shevchenko/na-zov/08.jpg
• http://bse.uaio.ru/BSE/10/txxix.jpg
• http://bse.uaio.ru/BSE/10/txxx.jpg
• https://www.glonass-iac.ru/upload/medialibrary/d09/ ЭВОЛЮЦИЯ%20ГЛОНАСС%20(2). png
• http://s1.funon.cc/img/orig/201504/22/553752aa67635.png
• http://detboxfon.ru/uploads/images/n/a/s/nasa_foto_marsa_3.jpg
• http://informsklad.ru/images/post_images/2013/05/22/21/114444818144523_informsklad_ru.jpg
• https://polymus.ru/media/cache/3d/46/3d46989f6cf19ad7aab3303734b3c713.jpg
• http://www.gect.ru/astronomy/image/mars/mars3_iki.jpg
• http://www.astronews.ru/news/2016/8416.jpg
• https://cdn.thinglink.me/api/image/763888239399403521/1240/10/scaletowidth
• https://cdn1.img.ria.ru/images/131812/71/1318127187.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cc/RIAN_archive_510848_Interplanetary_station_Luna_1_-_blacked.jpg/800px-RIAN_archive_510848_Interplanetary_station_Luna_1_-_blacked.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b0/Ap11-s69-31740.jpg/300px-Ap11-s69-31740.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c0/Apollo_CSM_lunar_orbit.jpg/330px-Apollo_CSM_lunar_orbit.jpg
• https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Apollo_16_LM.jpg/330px-Apollo_16_LM.jpg
• https://hi-news.ru/wp-content/uploads/2014/02/Mir_on_12_June_1998-650x622.jpg
• https://hi-news.ru/wp-content/uploads/2014/02/Sputniki_11.jpg
• https://hi-news.ru/wp-content/uploads/2014/02/sputnik6.jpg
• http://www.esa.int/var/esa/storage/images/esa_multimedia/images/2014/06/european_data_relay_system_edrs/14597752-2-eng-GB/European_Data_Relay_System_EDRS.jpg
• http://2.bp.blogspot.com/-hWdHXx5k1mA/TccV9944-II/AAAAAAAAAME/pPBYRYRxv2E/s1600/Satellites.jpg
• http://sch119comp4.narod.ru/pic/98.jpg