Ma már kora reggel vagy este kiléphetünk otthonunkból, és láthatunk egy fényes űrállomást repülni a fejünk felett. Habár űrutazás rendszeres részévé váltak modern világ, sok ember számára rejtély marad a tér és a vele kapcsolatos kérdések. Így például sokan nem értik, hogy a műholdak miért nem esnek le a Földre és repülnek az űrbe?
elemi fizika
Ha a levegőbe dobunk egy labdát, az hamarosan visszatér a Földre, akárcsak minden más tárgy, például egy repülőgép, egy golyó vagy akár egy léggömb.
Hogy megértsük, miért űrhajó képes lenne a Föld körül keringeni anélkül, hogy zuhanna, legalábbis normál körülmények között, egy gondolatkísérletet kellene végezni. Képzeld el, hogy be van kapcsolva, de nincs rajta levegő és légkör. Meg kell szabadulnunk a levegőtől, hogy modellünket a lehető legegyszerűbbé tudjuk tenni. Most mentálisan fel kell másznod egy fegyverrel egy magas hegy tetejére, hogy megértsd, miért nem esnek le a műholdak a Földre.
Állítsunk be egy kísérletet
A fegyver csövét pontosan vízszintesen irányítjuk, és a nyugati horizont felé lövünk. A lövedék nagy sebességgel kirepül a torkolatból, és nyugat felé indul. Amint a lövedék elhagyja a csövet, elkezd közeledni a bolygó felszínéhez.
Ahogy az ágyúgolyó gyorsan nyugat felé halad, a hegy tetejétől bizonyos távolságra a földre esik. Ha tovább növeljük az ágyú erejét, akkor a lövedék a lövéstől sokkal távolabb éri el a földet. Mivel bolygónk gömb alakú, minden alkalommal, amikor kilőnek egy golyót a torkolatból, tovább fog esni, mert a bolygó is tovább forog a tengelye körül. Ez az oka annak, hogy a műholdak nem esnek a Földre a gravitáció hatására.
Mivel ez egy gondolatkísérlet, erősebbé tehetjük a fegyver lövését. Elvégre elképzelhetünk egy olyan helyzetet, amelyben a lövedék ugyanolyan sebességgel mozog, mint a bolygó.
Ennél a sebességnél, és nincs légellenállás, ami lassítaná, a lövedék örökké a Föld körül kering, miközben folyamatosan a bolygó felé zuhan, de a Föld is ugyanolyan sebességgel zuhan tovább, mintha "elkerülné" a lövedéket. . Ezt az állapotot szabadesésnek nevezik.
A gyakorlatról
A való életben a dolgok nem olyan egyszerűek, mint a mi gondolatkísérletünkben. Most a légellenállással kell megküzdenünk, ami miatt a lövedék lelassul, végül megfosztja attól a sebességtől, amelyre szüksége van ahhoz, hogy pályán maradjon, és ne zuhanjon le a Földre.
Még a Föld felszínétől több száz kilométeres távolságban is van némi légellenállás, amely a műholdakra és az űrállomásokra hat, és lelassítja azokat. Ez az ellenállás végül arra készteti az űrhajót vagy a műholdat, hogy belép a légkörbe, ahol a levegővel való súrlódás miatt rendesen kiégne.
Ha az űrállomások és más műholdak nem kapnának lendületet ahhoz, hogy magasabbra tolják őket a pályán, akkor mindegyik sikertelenül zuhanna a Földre. Így a műhold sebességét úgy állítják be, hogy ugyanolyan sebességgel essen a bolygóra, ahogyan a bolygó elhajlik a műholdtól. Ezért nem esnek a műholdak a Földre.
Bolygó kölcsönhatás
Ugyanez a folyamat vonatkozik Holdunkra is, amely a Föld körül szabadeső pályán mozog. A Hold másodpercenként körülbelül 0,125 cm-rel közelíti meg a Földet, ugyanakkor gömbbolygónk felszíne ugyanekkora távolságra mozog, elkerülve a Holdat, így egymáshoz képest pályájukon maradnak.
Nincs semmi varázslatos a pályákban és a jelenségben szabadesés- csak azt magyarázzák, miért nem esnek a műholdak a Földre. Csak a gravitáció és a sebesség. De hihetetlenül érdekes, mint minden más, ami az űrrel kapcsolatos.
A Mars vörös. A hold hamuszürke. A Szaturnusz sárga. A nap vakítóan fehér. De bolygónk, még az űr mélyéről nézve is, még akkor is, ha kicsit a légkör fölé emelkedünk, alacsony földi pályán haladunk, vagy ha elrepülünk a Naprendszer külső peremére - bolygónk kék. Miért? Mitől kék? Nyilvánvalóan nem az egész bolygó kék. A felhők fehérek, fehér színűek, közvetlen napfényt vernek a lefelé nézőkre. A jég - például a sarki pólusokon - ugyanezen okból fehér. A kontinensek messziről nézve barnák vagy zöldek, az évszaktól, a domborzattól és a növényzettől függően.
Ebből egy fontos következtetést vonhatunk le: a Föld nem azért kék, mert kék az ég. Ha ez így lenne, a felületről visszaverődő összes fény kék színű lenne, de ezt nem látjuk. De a bolygó igazán kék részei hagytak egy utalást: a Föld tengerei és óceánjai. A víz kék árnyalata a mélységétől függ. Ha alaposan megnézi az alábbi képet, láthatja, hogy a kontinensekkel határos vízterületek (a kontinentális talapzat mentén) világosabb kék árnyalatúak, mint az óceán mély, sötét területei.
Talán hallottad már, hogy az óceán kék, mert az ég kék, és a víz tükrözi az eget. Az ég kék, az biztos. És az ég kék, mert légkörünk hatékonyabban szórja a kéket (rövidebb hullámhossz), mint a vöröset (hosszabb hullámhossz). Innen:
- Az égbolt nappal kéknek tűnik, mert a légkörbe jutó rövid hullámhosszú fény minden irányba szétszóródik, és több "kék" kerül a szemünkbe, mint a többi.
- A nap és a hold vörösnek tűnik napkelte és napnyugtakor, mert a kék fény áthalad a légkör vastag rétegein, és szétszóródik, és túlnyomórészt telített vörös fényt hagy maga után, amely megüti a szemünket.
- Teli idõben a hold pirosra vált holdfogyatkozás: a légkörünkön áthaladó vörös fény a Hold felszínére esik, míg a kék fény könnyen szétszóródik.
De ha a magyarázat az lenne, hogy az óceán tükrözi az eget, akkor nem látnánk a kék árnyalatait, ha mélyebb vízbe nézünk. Valójában, ha természetes fényben, további fényforrások nélkül készítene képet a víz alatt, azt látná - még a legszerényebb mélységben is -, hogy mindennek kékes árnyalata van.
Látod, az óceán vízmolekulákból áll, és a víz - mint minden molekula - szelektíven nyeli el bizonyos hullámhosszúságú fényt. A víz legegyszerűbb módja az infravörös, ultraibolya és vörös fény elnyelésére. Ez azt jelenti, hogy ha már szerény mélységben is a vízbe mártja a fejét, akkor védve lesz a naptól, az ultraibolya sugárzástól, és minden kéknek tűnik: a vörös fényt kizárják.
Merüljön mélyebbre - a narancs is eltűnik.
Még alacsonyabb - sárga, zöld, lila.
Sok kilométeres búvárkodás után azt fogjuk tapasztalni, hogy a kék is eltűnt, bár ez lesz az utolsó, ami eltűnik.
Ezért sötétkék az óceán mélysége: minden más hullámhossz elnyelődik, és magának a kéknek van a legnagyobb valószínűsége, hogy visszaverődik és visszakerül az Univerzumba. Ugyanezen okból kifolyólag, ha a Földet teljesen beborítaná az óceán, a látható napfénynek csak 11%-a verődne vissza: az óceán tökéletesen elnyeli a napfényt.
Mivel a világ felszínének 70%-át óceán borítja, és nagy része mélyóceán, világunk messziről kéknek tűnik.
A Naprendszer másik két kék világa, az Uránusz és a Neptunusz légköre elsősorban hidrogénből, héliumból és metánból áll. (A Neptunusz gazdagabb jégben, és több összetevőt tartalmaz, ezért eltérő árnyalatú.) Elég magas koncentrációban a metán valamivel jobban nyeli el a vörös fényt, és valamivel jobban visszaveri a kék fényt, mint más hullámhosszokon, míg a hidrogén és a hélium szinte átlátszó a látható fény minden frekvenciáján. A kék gázóriások esetében az égbolt színe igazán számít.
De a Földön? A légkörünk elég vékony ahhoz, hogy semmilyen módon ne befolyásolja a bolygó színét. Az ég és az óceán nem kék a tükröződések miatt; kékek, kékek, de mindegyik az ő akarata szerint. Ha elvisszük az óceánokat, a felszínen lévő ember akkor is kék eget lát, ha pedig elvesszük az eget (és még mindig érthetetlen módon távozunk) folyékony víz a felszínen), bolygónk is kék marad.
Címkék: , , .
Az évek során az űrkutatás során rengeteg haszontalan tárgy halmozódott fel ott. Az MSTU im. Bauman "űrkomplexum-modellező" diplomával Anna Lozhkina elmagyarázza ennek a törmeléknek az eredetét, honnan származik és miért nem esik a fejünkre, elmondja, mit lehet tenni a világűr tisztaságának megőrzése érdekében.
Milyen tárgyak keringenek bolygónk körül?
Először is ez egy emberek által elindított technika.
A távérzékelő eszközök, a bolygóközi űrállomás (ISS) alacsony Föld körüli pályán mozog, 160-2000 kilométeres magasságban.
Egy távolabbi, geostacionárius pályán magassága körülbelül 36 ezer kilométer a bolygó felszíne felett, a televíziós programok közvetlen sugárzására szolgáló műholdak és különféle kommunikációs rendszerek „lógnak”.
Valójában a műholdak nagyon nagy lineáris és szögsebesség, lépést tartva a Föld forgásával, így mindenki a saját pontja fölött van a bolygón – mintha fölötte lógna.
Emellett különféle „űrtörmelék” kering a pályán.
Honnan jön a szemét az űrben, ha nem lakik ott senki?
Akárcsak a Földön, a szemét az űrben is emberi kéz munkája. Ezek hordozórakéták kiégett szakaszai, ütközött vagy felrobbant műholdak töredékei.
Az 1957-től napjainkig a világűrbe küldött járművek száma meghaladta a 15 ezret. Alacsony pályákon már zsúfolt.
A berendezések egy része elavulttá válik - egyes készülékek üzemanyaga kifogy, mások meghibásodnak. Az ilyen műholdakat már nem lehet irányítani, csak nyomon követni.
Hamarosan annyi műhold és űrszemét lesz a Föld körül, hogy nem lehet majd új műholdat felbocsátani, vagy rakétával elrepülni a Földről.
Még a kis pályasebességgel, egymással szögben mozgó tárgyak ütközése is jelentős pusztulásához vezet. Így az ISS pályájára repült rágógumi áttörheti az állomás héját, és elpusztíthatja az egész legénységet.
Hasonló hatást - a törmelék mennyiségének növekedését az alacsony Föld körüli pályán az objektumok ütközése következtében - Kessler-szindrómának nevezik, és a jövőben potenciálisan a világűr használatának teljes ellehetetlenüléséhez vezethet a Földről való kilövéskor.
És hogy vannak a dolgok magasan, magasan, ott, geostacionárius pályán? Sűrűn lakott is, drágák a helyek, és még várólista is van. Ezért, amint a készülék élettartama lejár, kikerül a geostacionárius állomásról, és a következő műhold a szabad pozícióba repül.
Hová kerül az űrszemét?
Alacsony földi pályáról bármilyen nagy tárgy leszáll a légkörbe, ahol gyorsan és teljesen kiég – még hamu sem hull a fejünkre.
De kis darabokkal a helyzet bonyolultabb. Az Egyesült Államokban és Oroszországban számos szervezet csak 10 cm-nél nagyobb űrhajókat és törmeléket követ megbízhatóan. Az 1-10 cm-es tárgyak szinte megszámlálhatatlanok.
A geostacionárius pályáról az elavult vagy már nem működő műholdakat távolabb, mintegy 40 ezer kilométeres magasságba tolják, hogy helyet adjanak az új jelentkezőknek.
Így a geostacionárius állomás mögött megjelent egy temetkezési pálya, ahol a "halott" műholdak tehetetlenségből fognak repülni több száz évig.
Mi történik az űrhajókkal?
A hajók, amelyeken az emberek az űrbe mentek, visszatérnek a Földre, ahol múzeumokban vagy kutatóközpontokban élik le életüket.
A nemzetközi lakosok életfolyamatában keletkező szemét űrállomás, biztosan nem esik az űrbe. Gondosan összeszerelik, felrakják egy szállítóhajóra - arra, amelyik mindent elhoz, amire szükségük van, és elindul a Föld felé. Ez a hajó a visszaúton szinte teljesen kiég a légkörben, vagy elsüllyed a Csendes-óceánban.
A szemét, mint az űrhajók kilövésének költségei
Ismerősen hangzik egy üzenet a rádióban vagy a tévéképernyőkön, amely szerint „az első szakasz normál üzemmódban ment át”. modern ember. A tervezett pályára vezető úton a hordozórakéta egyéb, feleslegessé vált alkatrészeit is elveszíti.
1 kg elindított tömeghez minimum 5 kg segédanyag van. Mi történik velük?
Az első fokozatú tankokat speciálisan képzett emberek azonnal „elkapják” a Földön. A második fokozat és a burkolatok szintén a Földre esnek, de sokkal messzebbre repülnek, és nehezebb megtalálni őket.
De a felső fokozatok, amelyeket a referenciapályáról a végső pályára való átmenet során használnak, ott maradnak a tetején. Idővel lassan lecsúsznak, belépnek a légkörbe, ahol elégnek.
Általában minden porrá válik, és eloszlik a légkörben. Hacsak nem nagyon-nagyon nagy és tartós darabok jutnak el hozzánk. 2001-ben egy darab elrepült a MIR állomásról és az óceánba esett.
Űrjárművek ártalmatlanítása
Kiderült, hogy az űrjárművek ártalmatlanításának módjai az óceánba fulladás, távolabbi kilövés, légkörben elégetés... Ilyen teljesen hulladékmentes módszer.
A mentők által a Földön talált alkatrészeket újrahasznosítják vagy újrahasznosítják.
Sajnos nem mindent lehet újrahasznosítani. A leesett motorból kiszivárgott hidrazin sokáig mérgezi a talajt és a vizet.
Hogyan hat ez a sok por és gőz a belélegzett levegőre?
Igen, a levegőnk szennyezett, és apró hamu-, por- és egyéb űrhajók égéstermékeivel van tele. De nem annyira, mint a földi gépek és gyárak kibocsátásaiból.
Itt csak egy példa. A légkörben lévő levegő teljes tömege 5X10¹5 tonna. A valaha a légkörbe került és benne égett (2001) Mir orbitális állomás tömege 105 tonna. Vagyis az orbitális állomásról visszamaradt összes csepp és porrészecske semmi a légkör méretéhez képest.
Most pedig nézzük az ipari kibocsátásokat. A Rosstat szerint az 1992 óta eltelt megfigyelési időszakban a legkisebb összkibocsátás 1999-ben volt. És ez elérte a 18,5 millió tonnát.
Vagyis csak hazánk felett egy év alatt 176 190-szer több szennyeződés került a levegőbe, mint amennyi mindenre szétterült. a földgömb miközben Mir égett a légkörben.
Mit lehet tenni az űrben lévő törmelék mennyiségének csökkentése érdekében?
BAN BEN utóbbi évek Az emberiség szembesül a világűr tisztaságának fenntartásának akut problémájával.
Számos területen folyik kutatás:
- A mikroműholdas ipar fejlesztése. Műholdak-boxokat már létrehoztak - cubesatokat és táblagépeket. Beindításukkor jelentős megtakarítás érhető el a teljesítményen, kevesebb üzemanyagra van szükség, kevesebb felesleg kerül pályára. Igaz, hogy hogyan lehet utolérni egy ilyen csomót, ha valami elromlik, még mindig nem világos.
- Az eszközök élettartamának növelése. Az első műholdakat 5 évre tervezték, a modern eszközöket 15 évre.
- Az alkatrészek újrafelhasználása. Ebben az irányban a legnagyobb áttörést a visszatérő hordozórakéták jelentik, amelyeken Elon Musk már dolgozik.
Az is nagyon fontos, hogy kitaláljuk, mely műholdakra van igazán szükség, hogy felelősségteljesebben válasszuk ki a hordozórakétákat.
Reméljük, a távoli jövőben lesznek olyan porszívók vagy egyéb eszközök, amelyek lehetővé teszik a világűr kozmetikai, sőt általános tisztítását.
Soha nem tudhatod, mi jut eszedbe, ha belegondolsz, ha kitűzsz egy célt, hogy tiszta teret takaríts meg a jövő generációi számára.
Végső világteszt
2. évfolyam
1 lehetőség
Miért tűnik kéknek a Föld egy űrhajóról?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Milyen alakú a Föld? ................................................ ...... ......
Hány óra kell ahhoz, hogy a Föld egy forgást elvégezzen a tengelye körül?
Húzd alá a vadon élő állatok tárgyait megnevező szavakat?
Mézes galóca, baba, hangya, felhő, tölgy, folyó, hó, teknős, kamilla, autó.
Hangsúlyozza a víz tulajdonságait.
A víz feloldja a folyami homokot, a tiszta víznek nincs íze, a víznek kellemes illata van, a tiszta víz színtelen, a víz oldja a sót.
Milyen gázt vesz fel a zöld levél a levegőből táplálkozás közben?
Válassza ki és húzza alá a fák nevét.
Nyár, fenyő, egres, hárs, tulipán, orgona.
Válassza ki és húzza alá a lombhullató növények nevét!
Cédrus, hegyi kőris, vörösfenyő, madárcseresznye, tölgy.
Válassza ki és húzza alá a termesztett növények nevét!
Uborka, csalán, rozs, burgonya, tölgy, fokhagyma, gyöngyvirág, cékla.
Válassza ki és húzza alá az ehetetlen gombák nevét!
Halvány vöcsök, rusnya, vajfű, vargánya, epegomba, álmézes galóca,.
Húzd alá a kétéltűekhez kapcsolódó állatok nevét!
Krokodil, kacsa, gőte, delfin, béka, szúnyog, varangy.
Húzd alá a madarak nevét!
Strucc, denevér, pingvin, szajkó, méhecske, ezüstponty, szerecsendió.
Hangsúlyozza egy személy egészségre ártalmas cselekedeteit.
Fuss, ugorj, ússz. Találja ki a járműveket.
Találja ki az eszközöket. Aludj el télre.
Szünbérfogás menet közben. Írj levelet, írj verset.
Ki vagy te nagyapa? Hangsúlyt helyez.
Fiú, lánya, nővére, unokája, testvére, unokája.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Végső környezeti teszt.
2. lehetőség
"Perspektíva Általános Iskola»
Mi a neve a Földhöz legközelebb eső csillagnak? ..................
Mi a neve természetes műhold Föld? .................................................................. ...................
Hány napba telik a Földnek, hogy egy körforgást teljesítsen a Nap körül?
Húzd alá az élettelen természetű tárgyakat megnevező szavakat!
Hegy, daru, daru, lóhere, tó, tányér, felhő, hó, üveg, ház.
Hangsúlyozza a levegő tulajdonságait.
A levegő fehér, szagtalan, rosszul vezeti a hőt, jól átereszti a napfényt, átlátszó.
Milyen gázt vesz fel a növény a légzés során?
Húzd alá a cserjék nevét!
Csipkebogyó, tölgy, kamilla, gyöngyvirág, egres, hárs, vargánya, orgona.
Húzd alá a tűlevelű növények nevét!
Vörösfenyő, boróka, nyár, madárcseresznye, cédrus, almafa.
Húzd alá a vadon élő növények nevét!
Búza, káposzta, útifű, búzavirág, hárs, sás, köles.
Húzd alá az ehető gombák nevét!
Sátángomba, hamis rókagomba, camelina, mézes galóca, vargánya, epegomba, rusnya.
Húzd alá a hüllőkhöz kapcsolódó állatok nevét!
Gyík, katica, szöcske, teknős, varangy, krokodil, vaddisznó, kígyó.
Húzd alá az emlősök nevét!
Tarajos gőte, hangya, bojféle, varangy, elefánt, egér, gyík, macska, harkály.
Hangsúlyozza egy személy azon cselekedeteit, amelyek segítenek az egészség megőrzésében.
Dohányzás, testmozgás, hosszan tartó számítógépezés, helyes táplálkozás, állandó zenehallgatás, inaktivitás, sportolás, keményedés.
Mi egyedi az emberben? Hangsúlyt helyez.
Kúszni, úszni, ugrálni. Találja ki a járműveket.
Írj meséket és verseket. Aludj el télre.
Szünbérfogás menet közben. Készítsen készletet a télre.
Milyen vagy te nagymama? Hangsúlyt helyez.
Lánya, fia, nővére, testvére, unokája, unokája.
A mi bolygónk az egyetlen Naprendszer egyedi kék színe van. Az összes többi bolygó, valamint műholdaik monokromatikus fényű vagy szürkés árnyalatúak, míg a Föld még az űrből nézve is virágzó életforrásnak tűnik. De miért tűnik kéknek a Föld az űrből, azt alább megértjük.
Miért kék bolygó a Föld?
Egy ilyen nem hivatalos név megjelenése, amellyel az emberek gyakran hívják bolygónkat, teljesen nyilvánvaló. Végtére is, a valóságban bolygónk bármely képét megnyitva az űrből láthatja, hogy többnyire kék árnyalatú. Ez oda vezetett, hogy az emberek manapság a Földet "kék bolygónak" nevezik.
Miért hívják a Földet kék bolygónak?
Nagyjából nyilvánvaló, hogy miért nevezik így a Földet. És ahhoz, hogy ezt megértsük, ismét meg kell néznünk a Föld fényképét az űrből. Jó, modern technológiák lehetővé teszi számunkra, hogy rengeteg ilyen fotót találjunk, vagy akár interaktív térképeken is megnézzük a bolygót az interneten keresztül.
Könnyen belátható, hogy a nagyrészt a világóceánok által borított Föld éppen a felszínén uralkodó vizek miatt kékes árnyalatú. A folyók, tavak, mindenféle víztározó színe adja a bolygónak ezt a varázslatos kékes árnyalatot.
Itt azonban felmerül a kérdés, hogy miért kék az óceán, mert a víz, mint tudod, átlátszó. Ebben a helyzetben sokan azt feltételezik, hogy az óceán tükrözi az ég színét, de ez meglehetősen abszurd hipotézis.
Miért tűnik kéknek az óceán az űrből?
Először is el kell oszlatnunk a mítoszt az égbolt színének az óceánban való tükröződéséről, megválaszolva azt a kérdést, hogy miért tűnik kéknek az ég a Földről. Ennek a hatásnak az az oka, hogy a világűr mélyén hozzánk érő napsugarak szétszóródnak a légkörünkben, a kék szín egy része pedig a szemünkig jut.
Az óceán esetében pedig megközelítőleg ugyanez a helyzet - a víz egyfajta képernyőként is működik, szétszórva a napsugárzást. A vízmolekulák elnyelik a vörös, infravörös és ultraibolya fényt. Ezért látszik minden kéknek a víz alatt.
Nagy mélységben egyébként a kék árnyalat is felszívódik, aminek köszönhetően teljes sötétségbe merülünk. Az óceán felszíne azonban éppen a vörös, infravörös és ultraibolya fény szóródása miatt marad kékes, és ez oda vezet, hogy még az űrből is kéknek tűnik bolygónk nagy része.