Oggi possiamo uscire da casa nostra la mattina presto o la sera e vedere una luminosa stazione spaziale volare sopra di noi. Sebbene viaggio spaziale sono diventati una parte regolare mondo moderno, per molte persone, lo spazio e le questioni ad esso legate rimangono un mistero. Quindi, ad esempio, molte persone non capiscono perché i satelliti non cadono sulla Terra e volano nello spazio?

fisica elementare

Se lanciamo una palla in aria, tornerà presto sulla Terra, proprio come qualsiasi altro oggetto, come un aeroplano, un proiettile o anche un pallone.

Per capire perché navicella spaziale capace di orbitare attorno alla Terra senza cadere, almeno in circostanze normali, sarebbe necessario condurre un esperimento mentale. Immagina di essere acceso ma non c'è aria e atmosfera su di esso. Dobbiamo sbarazzarci dell'aria in modo da poter rendere il nostro modello il più semplice possibile. Ora dovrai arrampicarti mentalmente sulla cima di un'alta montagna con una pistola per capire perché i satelliti non cadono sulla Terra.

Facciamo un esperimento

Dirigiamo la canna della pistola esattamente orizzontalmente e spariamo verso l'orizzonte occidentale. Il proiettile volerà fuori dalla volata a grande velocità e si dirigerà a ovest. Non appena il proiettile lascia la canna, inizierà ad avvicinarsi alla superficie del pianeta.

Quando la palla di cannone si muove rapidamente verso ovest, cadrà a terra a una certa distanza dalla cima della montagna. Se continuiamo ad aumentare la potenza del cannone, il proiettile colpirà il suolo molto più lontano dal colpo. Poiché il nostro pianeta è sferico, ogni volta che un proiettile viene sparato da una volata, cadrà ulteriormente perché anche il pianeta continua a ruotare sul proprio asse. Questo è il motivo per cui i satelliti non cadono sulla Terra sotto l'influenza della gravità.

Poiché questo è un esperimento mentale, possiamo rendere più potente il colpo della pistola. Dopotutto, possiamo immaginare una situazione in cui il proiettile si muove alla stessa velocità del pianeta.

A questa velocità, senza che la resistenza dell'aria lo rallenti, il proiettile continuerà ad orbitare attorno alla Terra per sempre poiché cadrà continuamente verso il pianeta, ma anche la Terra continuerà a cadere alla stessa velocità, come se "sfuggendo" al proiettile. Questa condizione è chiamata caduta libera.

In pratica

Nella vita reale, le cose non sono così semplici come nel nostro esperimento mentale. Ora dobbiamo fare i conti con la resistenza dell'aria, che fa rallentare il proiettile, privandolo infine della velocità di cui ha bisogno per rimanere in orbita e non cadere sulla Terra.

Anche a una distanza di diverse centinaia di chilometri dalla superficie terrestre, c'è ancora una certa resistenza dell'aria che agisce sui satelliti e sulle stazioni spaziali e li fa rallentare. Questa resistenza alla fine fa sì che il veicolo spaziale o il satellite entri nell'atmosfera, dove normalmente brucerebbe a causa dell'attrito con l'aria.

Se le stazioni spaziali e altri satelliti non avessero la spinta per spingerli più in alto in orbita, cadrebbero tutti sulla Terra senza successo. Pertanto, la velocità del satellite viene regolata in modo che cada sul pianeta alla stessa velocità con cui il pianeta si allontana dal satellite. Ecco perché i satelliti non cadono sulla Terra.

Interazione con il pianeta

Lo stesso processo si applica alla nostra Luna, che si muove in un'orbita di caduta libera attorno alla Terra. Ogni secondo, la Luna si avvicina a circa 0,125 cm dalla Terra, ma allo stesso tempo la superficie del nostro pianeta sferico si sposta alla stessa distanza, eludendo la Luna, quindi rimangono nelle loro orbite l'una rispetto all'altra.

Non c'è niente di magico nelle orbite e nel fenomeno di caduta libera- spiegano solo perché i satelliti non cadono sulla Terra. È solo gravità e velocità. Ma è incredibilmente interessante, tuttavia, come tutto ciò che riguarda lo spazio.

Marte è rosso. La luna è grigio cenere. Saturno è giallo. Il sole è bianco accecante. Ma il nostro pianeta, anche se visto dalle profondità dello spazio, anche se ci alziamo un po' sopra l'atmosfera, in un'orbita terrestre bassa, o se voliamo verso i bordi esterni del sistema solare, il nostro pianeta è blu. Come mai? Cosa la rende blu? Ovviamente non l'intero pianeta è blu. Le nuvole sono bianche e riflettono la luce solare bianca diretta a coloro che guardano in basso. Ghiaccio - per esempio, acceso poli polari- bianco per lo stesso motivo. I continenti sono marroni o verdi se visti da lontano, a seconda della stagione, della topografia e della vegetazione.

Da ciò possiamo trarre una conclusione importante: la Terra è blu non perché il cielo è blu. Se così fosse, tutta la luce riflessa dalla superficie sarebbe blu, ma non lo vediamo. Ma c'è un accenno lasciato dalle parti veramente blu del pianeta: i mari e gli oceani della Terra. La sfumatura di blu che ha l'acqua dipende dalla sua profondità. Se osservi attentamente l'immagine qui sotto, puoi vedere che le regioni d'acqua che delimitano i continenti (lungo la piattaforma continentale) hanno una tonalità di blu più chiara rispetto alle aree profonde e scure dell'oceano.

Potresti aver sentito dire che l'oceano è blu perché il cielo è blu e l'acqua riflette il cielo. Il cielo è azzurro, questo è certo. E il cielo è blu perché la nostra atmosfera diffonde il blu (lunghezza d'onda più corta) in modo più efficiente del rosso (lunghezza d'onda più lunga). Da qui:

• Il cielo appare blu durante il giorno perché la luce a lunghezza d'onda corta che entra nell'atmosfera è diffusa in tutte le direzioni e più "blu" entra nei nostri occhi rispetto al resto.
• Il sole e la luna appaiono rossi all'alba e al tramonto perché la luce blu passa attraverso gli strati spessi dell'atmosfera e viene diffusa, lasciando una luce rossa prevalentemente satura che entra nei nostri occhi.
• La luna diventa rossa durante il pieno eclissi lunare: la luce rossa, passando attraverso la nostra atmosfera, cadrà sulla superficie della luna, mentre la luce blu si disperde facilmente.

Ma se la spiegazione fosse che l'oceano riflette il cielo, non vedremmo quelle sfumature di blu quando guardiamo l'acqua più profonda. Infatti, se dovessi scattare una foto sott'acqua con luce naturale, senza fonti di luce aggiuntive, vedresti - anche alle profondità più modeste - che tutto ha una sfumatura bluastra.

Vedete, l'oceano è composto da molecole d'acqua e l'acqua, come tutte le molecole, assorbe selettivamente la luce di determinate lunghezze d'onda. Il modo più semplice per l'acqua di assorbire la luce infrarossa, ultravioletta e rossa. Questo significa che se immergi la testa in acqua, anche a una modesta profondità, sarai protetto dal sole, dai raggi ultravioletti, e tutto apparirà blu: la luce rossa sarà esclusa.

Immergiti più a fondo: anche l'arancione scomparirà.

Ancora più in basso: giallo, verde, viola.

Dopo un'immersione per molti chilometri, scopriremo che anche il blu è scomparso, anche se sarà l'ultimo a scomparire.

Ecco perché le profondità dell'oceano sono blu scuro: tutte le altre lunghezze d'onda vengono assorbite e il blu stesso ha la più alta probabilità di essere riflesso e rimandato nell'Universo. Per lo stesso motivo, se la Terra fosse completamente ricoperta dall'oceano, solo l'11% della luce solare visibile verrebbe riflessa: l'oceano assorbe perfettamente la luce solare.

Poiché il 70% della superficie del mondo è coperto dall'oceano, e la maggior parte è oceanica profonda, il nostro mondo appare blu da lontano.

Urano e Nettuno, gli altri due mondi blu del sistema solare, hanno atmosfere composte principalmente da idrogeno, elio e metano. (Nettuno è più ricco di ghiacci e ha una più ampia varietà di componenti, quindi una tonalità diversa.) A concentrazioni sufficientemente elevate, il metano assorbe la luce rossa leggermente meglio e riflette la luce blu leggermente meglio di altre lunghezze d'onda, mentre l'idrogeno e l'elio sono quasi trasparenti a tutte le frequenze della luce visibile. Nel caso dei giganti gassosi blu, il colore del cielo conta davvero.

Ma sulla Terra? La nostra atmosfera è abbastanza sottile da non alterare in alcun modo il colore del pianeta. Il cielo e l'oceano non sono blu a causa dei riflessi; sono blu, blu, ma ciascuno secondo la sua volontà. Se togliamo gli oceani, una persona in superficie vedrà ancora cieli azzurri, e se togliamo i nostri cieli (e ce ne andremo ancora in modo incomprensibile acqua liquida in superficie), anche il nostro pianeta rimarrà blu.

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Negli anni di esplorazione spaziale, molti oggetti inutili si sono accumulati lì. Laureato in MSTU im. Bauman con una laurea in "modellazione di complessi spaziali" Anna Lozhkina spiega l'origine di questi detriti, da dove provengono e perché non cadono sulle nostre teste, racconta cosa si può fare per mantenere la pulizia dello spazio esterno.

Quali oggetti ruotano attorno al nostro pianeta?

Innanzitutto è una tecnica lanciata dalle persone.

Dispositivi di telerilevamento, la stazione spaziale interplanetaria (ISS) si muovono in un'orbita terrestre bassa, con un'altitudine compresa tra 160 e 2000 chilometri.

In un'orbita geostazionaria più lontana, la sua altezza è di circa 36 mila chilometri sopra la superficie del pianeta, i satelliti per la trasmissione diretta di programmi televisivi e vari sistemi di comunicazione "si bloccano".

Infatti i satelliti si muovono con un lineare e molto ampio velocità angolare, tenendo il passo con la rotazione della Terra, in modo che tutti siano al di sopra del proprio punto sul pianeta, come se fossero sospesi sopra di esso.

Inoltre, sono in orbita vari “detriti spaziali”.

Da dove viene la spazzatura nello spazio se non ci vive nessuno?

Come sulla Terra, la spazzatura nello spazio è opera delle mani dell'uomo. Queste sono fasi esaurite di veicoli di lancio, frammenti di satelliti in collisione o esplosi.

Il numero di veicoli inviati nello spazio dal 1957 ad oggi ha superato i 15.000. Sta già diventando affollato nelle orbite basse.

Parte dell'apparecchiatura diventa obsoleta: alcuni dispositivi esauriscono il carburante, altri si guastano. Tali satelliti non possono più essere controllati, ma solo tracciati.

Presto ci saranno così tanti satelliti e detriti spaziali intorno alla Terra che non sarà possibile lanciare un nuovo satellite o volare via dalla Terra su un razzo.

La collisione anche di piccoli oggetti che si muovono a velocità orbitali ad angolo l'uno rispetto all'altro porta alla loro significativa distruzione. Quindi la gomma da masticare, volata nell'orbita della ISS, può sfondare il guscio della stazione e distruggere l'intero equipaggio.

Un effetto simile: l'aumento della quantità di detriti nell'orbita terrestre bassa a seguito della collisione di oggetti, è chiamato sindrome di Kessler e può potenzialmente portare in futuro alla completa impossibilità di utilizzare lo spazio esterno durante il lancio dalla Terra.

E come stanno le cose in alto, in alto, lì, in orbita geostazionaria? È anche densamente popolato, i posti sono costosi e hanno persino una lista d'attesa. Pertanto, non appena termina la vita utile dell'apparato, viene rimosso dalla stazione geostazionaria e il satellite successivo vola nella posizione libera.

Dove vanno i detriti spaziali?

Dall'orbita terrestre bassa, qualsiasi oggetto di grandi dimensioni scende nell'atmosfera, dove si esaurisce rapidamente e completamente - anche le ceneri non cadono sulle nostre teste.

Ma con piccoli pezzi, la situazione è più complicata. Diverse organizzazioni negli Stati Uniti e in Russia tracciano in modo affidabile solo veicoli spaziali e detriti più grandi di 10 cm Gli oggetti con dimensioni da 1 a 10 cm sono quasi innumerevoli.

Dall'orbita geostazionaria, i satelliti obsoleti o non più funzionanti vengono spinti più lontano, a una quota di circa 40mila chilometri, per fare spazio a nuovi richiedenti.

Quindi, dietro la stazione geostazionaria, è apparsa un'orbita di sepoltura, dove i satelliti "morti" voleranno per inerzia per centinaia di anni.

Cosa succede alle astronavi?

Le navi su cui le persone sono andate nello spazio tornano sulla Terra, dove vivono la loro vita nei musei o nei centri di ricerca.

Immondizia generata nel processo di vita degli abitanti dell'internazionale stazione Spaziale, sicuramente non cadrà nello spazio. Viene assemblato con cura, caricato su una nave da trasporto, quella che porta loro tutto ciò di cui hanno bisogno, e si avvia verso la Terra. Questa nave sulla via del ritorno brucia quasi completamente nell'atmosfera o affonda nell'Oceano Pacifico.

Immondizia come costi per il lancio di veicoli spaziali

Un messaggio alla radio o sugli schermi TV che "il reparto di prima fase è passato in modalità normale" suona familiare uomo moderno. Sulla strada per l'orbita pianificata, il veicolo di lancio perde anche altre parti che sono diventate superflue.

Per 1 kg di massa lanciata, c'è un minimo di 5 kg di ausiliario. Cosa succede a loro?

I carri armati del primo stadio vengono immediatamente "catturati" sulla Terra da persone appositamente addestrate. Anche il secondo stadio e le carenature cadono sulla Terra, ma volano molto più lontano e sono più difficili da trovare.

Ma gli stadi superiori, che vengono utilizzati durante il passaggio dall'orbita di riferimento a quella finale, rimangono lì in alto. Nel tempo, scivolano lentamente verso il basso, entrano nell'atmosfera, dove bruciano.

In generale, tutto si trasforma in polvere e si disperde nell'atmosfera. A meno che non ci raggiungano pezzi molto, molto grandi e durevoli. Nel 2001, un pezzo è volato dalla stazione MIR ed è caduto nell'oceano.

Smaltimento di veicoli spaziali

Si scopre che i modi per smaltire i veicoli spaziali sono annegarli nell'oceano, lanciarli più lontano, bruciarli nell'atmosfera ... Un metodo così completamente privo di sprechi.

Le parti trovate sulla Terra dai soccorritori vengono riciclate o riutilizzate.

Sfortunatamente, non tutto può essere riciclato. L'idrazina fuoriuscita dal motore caduto avvelenerà il suolo e l'acqua per molto tempo.

In che modo tutta questa polvere e fumi influenza l'aria che respiriamo?

Sì, la nostra aria è inquinata e disseminata di piccole particelle di cenere, polvere e altri prodotti di combustione dei veicoli spaziali. Ma non tanto quanto dalle emissioni di macchine e fabbriche terrestri.

Ecco solo un esempio. La massa totale d'aria nell'atmosfera è di 5X10¹⁵ tonnellate. La massa della stazione orbitale Mir, la più grande navicella spaziale mai entrata nell'atmosfera e bruciata al suo interno (2001) è di 105 tonnellate. Cioè, tutte le goccioline e le particelle di polvere lasciate dalla stazione orbitale non sono nulla in confronto alle dimensioni dell'atmosfera.

Ora diamo un'occhiata alle emissioni industriali. Secondo Rosstat, la più piccola emissione totale nel periodo di osservazione dal 1992 si è verificata nel 1999. E ammontava a 18,5 milioni di tonnellate.

Cioè, solo nel nostro paese in un anno è caduta nell'aria 176.190 volte più sporcizia di quanta ne sia sparsa su tutto il globo mentre Mir bruciava nell'atmosfera.

Cosa si può fare per ridurre la quantità di detriti nello spazio

A l'anno scorso L'umanità si trova ad affrontare l'acuto problema di mantenere la pulizia dello spazio esterno.

Ci sono diverse aree in cui viene condotta la ricerca:

• Sviluppo dell'industria dei microsatelliti. I satelliti-box sono già stati creati: cubesat e tablet. Quando vengono lanciati, si ottengono notevoli risparmi sull'uscita, è necessario meno carburante, meno eccesso entra in orbita. È vero, come recuperare un tale grumo, se qualcosa va storto, non è ancora chiaro.
• Aumentare la durata dei dispositivi. I primi satelliti sono stati progettati per 5 anni, dispositivi moderni - per 15 anni.
• Riutilizzo di parti. La più grande svolta in questa direzione sono i veicoli di lancio di ritorno, su cui Elon Musk sta già lavorando.

È anche molto importante capire quali satelliti sono realmente necessari, per adottare un approccio più responsabile nella scelta dei veicoli di lancio.

In un lontano futuro, speriamo, ci saranno aspirapolvere o altri dispositivi che consentiranno di fare la pulizia cosmetica e anche generale dello spazio esterno.

Non sai mai a cosa puoi pensare se ci pensi, se ti poni un obiettivo, salvare spazio pulito per le generazioni future.

Prova mondiale finale

Grado 2

1 opzione

Perché la Terra appare blu da un'astronave? ..........

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Che forma ha la terra? ................................................ ...... ......

Quante ore impiega la Terra per completare una rotazione sul proprio asse?

Sottolineare le parole che nominano gli oggetti della fauna selvatica?

Agarico miele, bambola, formica, nuvola, quercia, fiume, neve, tartaruga, camomilla, macchina.

Enfatizzare le proprietà dell'acqua.

L'acqua dissolve la sabbia del fiume, l'acqua pura non ha sapore, l'acqua ha un odore gradevole, l'acqua pura è incolore, l'acqua dissolve il sale.

Quale gas assorbe dall'aria una foglia verde durante l'alimentazione? ...............

Scegli e sottolinea i nomi degli alberi.

Pioppo, pino, uva spina, tiglio, tulipano, lilla.

Scegli e sottolinea i nomi delle piante decidue.

Cedro, sorbo, larice, ciliegio, quercia.

Scegli e sottolinea i nomi delle piante coltivate.

Cetriolo, ortica, segale, patate, quercia, aglio, mughetto, barbabietole.

Scegli e sottolinea i nomi dei funghi non commestibili.

Svasso pallido, russula, burro, porcini, fungo gallico, agarico falso miele,.

Sottolinea i nomi degli animali che sono imparentati con gli anfibi.

Coccodrillo, anatra, tritone, delfino, rana, zanzara, rospo.

Sottolinea i nomi degli uccelli.

Struzzo, pipistrello, pinguino, ghiandaia, ape, carpa argentata, picchio muratore.

Enfatizzare le azioni di una persona che sono dannose per la salute.

Corri, salta, nuota. Inventa veicoli.

Inventa strumenti. Addormentarsi per l'inverno.

Catturare i moscerini al volo. Scrivi lettere, scrivi poesie.

Chi sei nonno? Enfatizzare.

Figlio, figlia, sorella, nipote, fratello, nipote.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Test ambientale finale.

opzione 2

"Prospettiva Scuola elementare»

Qual è il nome della stella più vicina alla Terra? .............................

Quale è il nome di satellite naturale Terra? ................................................ .. ..................

Quanti giorni impiega la Terra per completare una rivoluzione attorno al Sole?

Sottolinea le parole che denominano oggetti di natura inanimata.

Montagna, gru, calabrone, trifoglio, lago, piatto, nuvola, neve, vetro, casa.

Enfatizzare le proprietà dell'aria.

L'aria è bianca, inodore, conduce male il calore, trasmette bene la luce solare, trasparente.

Che gas assume una pianta durante la respirazione? .............................

Sottolinea i nomi degli arbusti.

Rosa canina, quercia, camomilla, mughetto, uva spina, tiglio, porcini, lillà.

Sottolinea i nomi delle piante di conifere.

Larice, ginepro, pioppo, ciliegio, cedro, melo.

Sottolinea i nomi delle piante selvatiche.

Grano, cavolo cappuccio, piantaggine, fiordaliso, tiglio, carice, miglio.

Sottolinea i nomi dei funghi commestibili.

Fungo satanico, finferli finferli, camelina, agarico miele, porcini, fungo gallico, russula.

Sottolinea i nomi degli animali che sono imparentati con i rettili.

Lucertola, coccinella, cavalletta, tartaruga, rospo, coccodrillo, cinghiale, serpente.

Sottolinea i nomi dei mammiferi.

Tritone crestato, formica, bottatrice, rospo, elefante, topo, lucertola, gatto, picchio.

Enfatizzare le azioni di una persona che aiutano a mantenere la salute.

Fumo, esercizio fisico, giochi per computer a lungo termine, corretta alimentazione, ascolto costante di musica, inattività, sport, indurimento.

Cosa è unico per l'uomo? Enfatizzare.

Striscia, nuota, salta. Inventa veicoli.

Scrivi storie e poesie. Addormentarsi per l'inverno.

Catturare i moscerini al volo. Fai scorta per l'inverno.

Come sei nonna? Enfatizzare.

Figlia, figlio, sorella, fratello, nipote, nipote.

Il nostro pianeta è l'unico nel nostro sistema solare ha il suo colore blu unico. Tutti gli altri pianeti, così come i loro satelliti, hanno tonalità chiare o grigiastre monocromatiche, mentre la Terra, anche vista dallo spazio, sembra essere una fiorente fonte di vita. Ma perché la Terra dallo spazio sembra blu, capiremo di seguito.

Perché la Terra è un pianeta blu

L'emergere di un tale nome non ufficiale, con il quale le persone spesso chiamano il nostro pianeta, è abbastanza ovvio. Dopotutto, in realtà, aprendo qualsiasi immagine del nostro pianeta dallo spazio, puoi vedere che per la maggior parte ha una sfumatura blu. Ciò ha portato le persone oggi a chiamare la Terra il "Pianeta Blu".

Perché la terra è chiamata il pianeta blu

In generale, il fatto del perché la Terra sia chiamata in questo modo è abbastanza ovvio. E per capirlo, dobbiamo, ancora una volta, guardare una foto della Terra dallo spazio. Bene, moderne tecnologie permettici di trovare tali foto in abbondanza o persino di guardare il pianeta in mappe interattive tramite Internet.

È facile vedere che la Terra, per la maggior parte ricoperta dagli oceani del mondo, ha una tinta bluastra proprio per le acque che prevalgono sulla sua superficie. È il colore della totalità dei fiumi, dei laghi, di tutti i tipi di bacini idrici che conferisce al pianeta questa magica sfumatura bluastra.

Tuttavia, qui sorge la domanda sul perché l'oceano sia blu, perché l'acqua, come sai, è trasparente. In questa situazione, molte persone presumono che l'oceano rifletta il colore del cielo, ma questa è un'ipotesi piuttosto assurda.

Perché l'oceano sembra blu dallo spazio?

Per cominciare, è necessario sfatare il mito sul riflesso del colore del cielo nell'oceano rispondendo alla domanda sul perché il cielo dalla Terra appare blu. La ragione di questo effetto è che i raggi del sole che ci raggiungono attraverso le profondità dello spazio sono dispersi nella nostra atmosfera e parte del colore blu raggiunge i nostri occhi.

E nel caso dell'oceano, si verifica all'incirca la stessa situazione: l'acqua funge anche da una sorta di schermo, disperdendo la radiazione solare. Le molecole d'acqua assorbono la luce rossa, infrarossa e ultravioletta. Ecco perché tutto sembra blu sott'acqua.

A grandi profondità, tra l'altro, viene assorbita anche la tinta blu, a causa della quale ci immergiamo nella completa oscurità. Tuttavia, la superficie dell'oceano rimane bluastra proprio a causa della dispersione della luce rossa, infrarossa e ultravioletta, e questo porta al fatto che anche dallo spazio la maggior parte del nostro pianeta appare blu.