“Космические технологии (научно-технические, экологические и экономические аспекты)”
Скачать 326.1 Kb.
|
| Реферат на тему: “Космические технологии (научно-технические, экологические и экономические аспекты)”. Содержание.
Введение. История космонавтики началась задолго до наступления космической эры. Именно тогда подготавливался и вызревал подспудно начавший в пятидесятых годах штурм Вселенной. В тридцатые годы теоретически уже все было ясно, были выведены основные математические формулы полетов, написаны научные книги о межпланетных путешествиях, инженеры работали над проектами и создали первые ракетные двигатели. Существовали научные общества межпланетных полетов, ученые-энтузиасты рассчитали траектории полетов к планетам, а фантасты нарисовали живые картины путешествий. Мир, в котором мы живем, огромен, необозрим. Пространству нет ни начала, ни конца, оно беспредельно. Наука и техника помогли человеку изучать процессы, длящиеся тысячные и миллионные доли секудны. Философы Древней Греции космосом считали Гармоничную Вселенную, в которой царит порядок и все подчиняется законам природы (в отличие от хаоса, где царствует слепой случай). Современные исследователи понимают под космосом то же самое, но их интересует вопрос: а какие законы управляют Вселенной? Чтобы понять это, космос изучали при помощи различных наземных устройств – радио- и оптических телескопов, счетчиков заряженных частиц и прочей научной аппаратуры. Ровно за сто лет до того, как над Землей появился первый искусственный спутник, в сентябре 1857 года родился Константин Эдуардович Циолковский. Работая учителем провинциальной школы, в свободное время он читал, думал, вычислял, фантазировал, мечтал о покорении человеком космоса. Своим мысленным взором он смотрел сквозь целое столетие и видел многоступенчатые ракеты, автоматическое управление космическими кораблями, солнечную систему, ориентации межпланетного корабля в космическом пространстве. Он высказал предположение о мыслящих существах в иных мирах. Им придуманы газовые рули для управления ракетой в космосе и атмосфере. Работами Циолковского интересовались ученые всего мира. Ученики Циолковского и его последовали создали первые в мире космические корабли. Циолковский теоретически обосновал межпланетные путешествия и страстно верил, что его мечту осуществят другие. Циолковский “научил” ракеты летать в космос. Причина движения ракеты заложена в ней самой: ее приводят в движение вытекающие из нее газы. Циолковский рассчитал, сколько нужно ракете топлива. Она должна поднять себя, поднять запас топлива, грузы, приборы, людей, она должна развить необходимую скорость для отрыва от Земли. Циолковский изобрел ракетный поезд – многоступенчатую ракету. В передней ракете находятся приборы и экипаж. Ступени ракеты работают поочередно: когда топливо в одной ступени выгорит, она сбрасывается, ракета становится легче. Начинает работать вторая ступень и т. д. Передняя ракета, как по эстафете, получает скорость, набранную предыдущими ракетами. Многоступенчатые ракеты, придуманные Циолковским, работали, совершенствовались, с их полетами воплотилась в жизнь гениального ученого.
В XVII столетии Исаак Ньютон в “Математических началах натуральной философии” привел рисунок, изображающий траекторию движения ядра, вылетевшего в горизонтальном направлении из пушки, расположенной на высокой горе. Ученый заметил, что если пренебречь сопротивлением воздуха, то по мере возрастания начальной скорости ядро будет падать все дальше и дальше от места выстрела. Поэтому при некотором значении начальной скорости ядро может “окружить всю Землю и даже уйти в небесные пространства и продолжать удаляться до бесконечности”. Через несколько столетий фантастическая ситуация, рассмотренная Ньютоном, стала реальностью. Весной 1955 г. в Советском Союзе было принято решение о строительстве космодрома Байконур, а 4 октября 1957 г. с него стартовала ракета, с помощью которой запущен первый в мире искусственный спутник Земли. Для запуска искусственных спутников применяют ракеты, поднимающие спутник на заданную высоту и сообщающие ему в горизонтальном направлении требуемую скорость. После этого спутник отделяется от ракеты-носителя и продолжает дальнейшее движение под действием гравитационного поля планеты. Если запускать спутники с разными скоростями, то с увеличением скорости тело сначала будет двигаться по эллипсам с фокусом в центре Земли, а затем перейдет на параболическую орбиту. В этом случае тело (космический аппарат) покинет пределы земного притяжения и сможет направиться к другой плапнете.
“Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели… Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство”. Эти слова принадлежат великому мечтателю и замечательному русскому ученому Константину Эдуардовичу Циолковскому (1857-1935). Он никогда не строил и не запускал ракет, но его фундаментальный вклад в создание науки о полетах в космос признан во всем мире. В 1895 г. Циолковский опубликовал книгу “Грезы о Земле и небе и эффекты всемирного тяготения”, в которой утверждал, что можно создать искусственный спутник. “Воображаемый спутник Земли, – писал ученый, – вроде Луны, но произвольно близкий к нашей планете, лишь вне пределов ее атмосферы, значит, – верст за 300 от земной поверхности, – представит, при очень малой массе, пример среды, свободной от тяжести”. Циолковский предложил использовать в ракетах жидкое топливо, более выгодное по сравнению с твердым; разработал теорию многоступенчатых ракет, или “ракетных поездов”, в которых отработавшие ракетные ступени отбрасываются во время полета. Именно Циолковский научно обосновал возможность орбитальных полетов и создания искусственных космических станций, сформулировал принципы функционирования систем жизнеобеспечения межпланетного корабля. Многие идеи и проекты ученого воплотились в жизнь, стали реалиями XX столетия. Ракета, в отличие от самолета, может летать за пределами земной атмосферы: для движения ей не нужен воздух. В соответствии с третьим законом Ньютона ракета будет перемещаться в сторону, противоположную направлению истечения газов, и в космическом пространстве. Впервые доказал это на практике американский профессор Роберт Годдарт (1882-1945). В 1912 г. он провел любопытный опыт: поместил ракету в большой стеклянный сосуд, из которого затем был выкачан воздух. Через 14 лет, 16 марта 1926 г., в американском городе Обурн Годдард осуществил успешный запуск первой в мире ракеты с жидкостным ракетным двигателем (ЖРД). Ракета поднялась на высоту 12,5 м, пролетев 56 м за 2,5 с. Однако он разрабатывал реактивные устройства не для космических полетов, а с целью доставки на большие высоты метеоприборов. В результате его труды сравнительно мало повлияли на прогресс ракетостроения, и, несмотря на явную экономическую мощь и наиболее развитую промышленность, США не стали страной первых ракет и спутников. Создание ракетно-космической техники, как и любой совершенно новой, требует значительных затрат ресурсов, причем дело даже не в деньгах. Эти ресурсы, изъятые из других отраслей народного хозяйства, отдачу дадут через десятилетия. В рамках рыночной (или с элементами рынка) экономики подобное возможно только через военные расходы (иных примеров история не знает). А поэтому серьезные работы по созданию ракет развернулись именно там и тогда, где и когда ракеты оценили как перспективное оружие, и их разработки профинансировали как раз в таком качестве. Исследования Р. Годдарда натолкнули немецкого изобретателя Макса Валье (1895-1930) на мысль использовать ракетный двигатель в качестве автомобильного. Двигатель, топливом для которого служила смесь этилового спирта и жидкого кислорода, вмонтировали в автомобиль марки “Рак-7”. Испытания прошли в апреле 1930 г. на аэродроме Темпельхоф в Берлине. Машина двигалась с большим шумом, оставляя за собой шлейф пепельно-красного дыма – продукт неполного сгорания топлива. Опыты с автомобилем-ракетой закончились трагически. В мае 1930 г. во время испытательного пробега двигатель взорвался, а сидевший за рулем Валье погиб. Работы в области ракетной техники велись и в ССР. В 1931 г. в Москве начала действовать Группа изучения ракетного движения (ГИРД). Она объединила энтузиастов, ставших впоследствии ведущими конструкторами страны. В частности, у истоков ГИРДа стояли Фридрих Артурович Цандер (1887-1933) и Сергей Павлович Королев (1906 или 1907-1966). С момента основания Группа установила тесную связь с К. Э. Циолковским, оказавшим большое влияние на ее деятельность. Ф. А. Цандлер занимался теорией реактивного движения, построил жидкостные ракетные двигатели ОР-1 и ОР-2. Через несколько лет усовершенствованный ОР-2 поставили на баллистическую и крылатую ракеты. Преждевременная смерть помешала ученому осуществить задуманные проекты, тем не менее его вклад в разработку элементов будущих ракетных систем весьма существенен. В Ленинграде подобные исследования проводились в Газодинамической лаборатории (ГДЛ). В 1929 г. заведующий отделением ГДЛ Валентин Петрович Глушко (1908-1989) изобрел первый в мире электротермический ракетный двигатель, реактивную тягу в котором создавала струя газа, нагретого до высокой температуры электрическим током. Однако такой двигатель не мог вывести космический аппарат за пределы атмосферы, поэтому дальнейшие усилия группа под руководством Глушко сосредоточила на проектах ЖРД. В 1931 г. появился жидкостный ракетный двигатель ОРМ-1, работавший на смеси горючего (бензина или толуола) с окислителем (четырехокисью азота), а в 1933 г. – усовершенствованный двигатель жидкостного типа ОРМ-52. Его можно было установить не только на ракете, но также на истребителе И-4 (как дополнительный мотор) и на морской торпеде. Развитию ракетостроения в Германии способствовали исследования профессора физики и математики Германа Оберта (1894-1989). Он обосновал возможность применения ракет в верхних слоях атмосферы, предложил использовать в двигателях различные топливные комбинации. Идеи Оберта заинтересовали многих ученых, и в 1927 г. группа энтузиастов основала в Германии Общество межпланетных сообщений. В 1930 г. под руководством Г. Оберта был создан ракетный двигатель “Кегельдюзе”, работавший на бензине и жидком кислороде, и построена ракета “Мирак” с этим двигателем. Испытания на берлинском полигоне Рейникендорф показали, что конструкция двигателя взрывоопасна и требует дальнейшей доработки. Тогда Оберт с помощниками построил новую, более надежную ракету “Репульсор”. Она поднималась на высоту порядка 1500 м. В начале 30-х гг. деятельность энтузиастов перестала получать поддержку. Во-первых, в это время Германия переживала экономический кризис, а во-вторых, опыты с ракетами вызывали протесты жителей кварталов, прилегавших к полигону. В 1934 г. Общество межпланетных сообщений прекратило существование, но его разработками заинтересовались военные. В 1933 г. при Управлении вооружений было организовано специальное подразделение по ракетной технике. Его сотрудник Вернер фон Браун (1912-1977) стал впоследствии ведущим конструктором Германии, а с 1945 г. – США. В 1934 г. на острове Бернум в Северном море под руководством фон Брауна проводились испытания ракет А-2, летавших на смеси жидкого кислорода и спирта; они достигали высоты 1500-200 м. Очень скоро все работы над ракетами с ЖРД были засекречены, и начались целенаправленные исследования в интересах армии. На Балтийском побережье Германии, в местечке Пенемюнде, в 1937 г. построили крупный ракетный исследовательский центр. По заданию Управления вооружений группа фон Брауна в 1942 г. создала крупную ракету А-4, известную во всем мире как V-2 (“Фау-2”). Ракета была способна доставлять боевую головку массой 1 т на расстояние до 275 км. В сентябре 1944 г. гитлеровские войска применили “Фау-2” для массированной бомбардировки Лондона. “Оружие возмездия”, как называли ракету немецкие военные, не смогло спасти фашистскую Германию от поражения во Второй мировой войне. Профессор фон Браун переехал в США, где продолжил свои исследования. Выдающийся конструктор и ученый С. П. Королев стал в СССР ведущим специалистом в области ракетной техники еще до Второй мировой войны. 17 августа 1933 г. под его руководством в районе подмосковного поселка Нахабино была успешно запущена ракета ГИРД-09, работавшая на смеси жидкого кислорода и отвержденного бензина. Этот аппарат достиг высоты около 400 м. Спустя три года Королев спроектировал ракетопланер, поднимавшийся в воздух с помощью самолета – буксировщика. Первый полет состоялся 28 февраля 1940 г., включение ЖРД производилось на высоте 2600 м. Менее чем через два десятилетия, 4 октября 1957 г., с помощью межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, разработанной конструкторским бюро С. П. Королева, был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Так была открыта космическая эра в истории человечества.
Решение о создании космодрома было принято в 1953 году, когда в нашей стране работал космодром Капустин Яр, придуманный для запуска целого ряда реактивных аппаратов, созданных под руководством С. П. Королева. На этом же космодроме осуществлены и первые запуски геофизических ракет под руководством академика А. А. Благонравова. Они дали очень многое для исследования космического пространства вплоть до высоты 400 км. Для создания первой межконтинентальной баллистической ракеты требовалась новая база, которая бы обеспечила соответствующую дальность полета. Траекторию полета следовало выбирать так, чтобы она проходила над малонаселенными пунктами с запада на восток. Энергетически выгоден запуск ракет именно в этом направлении, так как Земля своим вращением добавляет скорость. Из трех вариантов был выбран Байконур. Старт отсюда позволял осуществлять трассу длиной 6400 км через Камчатку. Строительство развернулось очень быстро. В тяжелейших условиях – температура до +45оС, пыль, грязь, очень много змей – люди строили космодром. Подчас в жуткой жаре отказывала техника, не заводились моторы, а люди выдерживали. Требования к качеству строительства были очень высокие. Конструкции должны быть прочными и долговечными. Основным являлось сооружение пускового стартового комплекса. С него и начато было строительство, затем развернуты все работы по строительству пускового минимума, т. е. наименьшее количество сооружений и оборудования, которые необходимы для первого пуска. Сюда входят электростанция, железная и шоссейная дороги, монтажный корпус, компрессорная, стартовые устройства и т. д. Специалисты, уже имевшие опыт Капустина Яра, творили чудеса, усилия всех строителей совершили чудо. Даже Королев не поверил: “Неужели создали?! В такой короткий срок!” 15 мая 1957 года в 18 часов 50 минут был произведен старт первой межконтинентальной баллистической ракеты. Эту дату не принято отмечать. Но о ней помнят как об одной из всех отечественной космической техники. Именно к ней был приурочен запуск ракеты-носителя “Энергия”, которая стартовала в этот день тридцать лет спустя. При телевизионных передачах из Байконура видно, как происходит выход ракеты из стартовых опор. Они отходят, раскрываясь, как лепестки тюльпана, которых так много весной в степи! Космодром – это не только гражданское сооружение, это полигон передовой инженерной мысли. Здесь проводятся все виды наземных и летных испытаний ракетно-космической техники. Здесь же располагаются хранилища для ракет-носителей, техники, заводы по производству компонентов криогенного топлива (здесь вырабатываются в год тысячи тонн жидкого кислорода и азота). Есть заправочные станции космических аппаратов, сложные контрольные системы оборудования, системы автоматического регулирования и управления. Все это обслуживается опытными и квалифицированными специалистами. Люди готовят ракеты к испытаниям, “учат” их летать. В состав космодрома входят также и оборудованные поля падения. Ракеты ведь, как правило, трехступенчатые, а то и четырехступенчатые, с разгонными блоками. Их нельзя отбрасывать куда попало – есть специальные отведенные места на удалении 300-400 км для первой ступени, 1200-1500 км для второй ступени. На космодроме работает метеослужба, расчетный центр, служба безопасности, анализа полученных измерений, химическая, аэродромная, автомобильная, медицинская. Космодром – это целый комплекс, удивительный научно-технический город, где трудятся замечательные люди. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Рассмотреть экологические, технические и экономические проблемы, связанные с применением атомной энергетики и с работой аэс |  | Экологические аспекты производства Работа выполнена коллективом кафедры процессов и аппаратов химической технологии рхту им Д. И. Менделеева |
| Исследовательская работа реферат Энергия – не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле... | | Проект программы курса «Международная миграция: вызовы и технологии управления» Факторы, обуславливающие глобальную мобильность: социальные, экономические, политические, гуманитарные, экологические. Основы междисциплинарного... |
| В реферате должен быть приведен перечень ключевых слов и указана... Научно обоснованные технические, экономические или технологические разработки и их внедрение 6 | | Реферативная работа по теме: «Экономические и экологические преимущества... «Экономические и экологические преимущества атомной энергетики и перспективы её развития в России» |
| Доклад на научной студенческой конференции 7 декабря 2006 года «Социальные... Сравнительный анализ научно-технологического потенциала промышленно развитых стран мира | | * “ Использование генетически модифицированных организмов (гмо) в... Данный доклад рассматривает вопросы, связанные с гмо в общих чертах, проблемы использования гмо, аргументы за и против, а также содержит... |
| Информационное сообщение Оргкомитет Международной научно-технической конференции (Computer-Based Conference) "современные информационные технологии" предлагает... | | Информационное сообщение Оргкомитет Международной научно-технической конференции (Computer-Based Conference) "современные информационные технологии" предлагает... |
| Информационное сообщение Оргкомитет Международной научно-технической конференции (Computer-Based Conference) "современные информационные технологии" предлагает... | | Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование,... Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация, №1 (64), 2015 – 18 статей |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Щение воздуха. Нормы чистоты воздуха. Способы защиты чистоты атмосферы (ландшафтные, биологические, технические, архитектурные).... | | Реферат по техническим основам производства на тему: "Космические технологии" Некоторые результаты работ в области космической технологии, выполненных советскими учёными |
| Экономические аспекты повышения эффективности систем освещения многоквартирных... Экономические аспекты повышения эффективности систем освещения многоквартирных домов | | Список использованной литературы Л. Н. Ларичев,Р. Г. Погребняк, А.... Л. Н. Ларичев,Р. Г. Погребняк, А. П. Грудев «Экономические аспекты природопользования и природоохранной деятельности», Москва, «Налоговый... |
