Astăzi, putem ieși în afara casei noastre dimineața devreme sau seara și putem vedea o stație spațială strălucitoare zburând deasupra capului. Cu toate că calatoria in spatiu au devenit o parte obișnuită lumea modernă, pentru mulți oameni, spațiul și problemele legate de acesta rămân un mister. Deci, de exemplu, mulți oameni nu înțeleg de ce sateliții nu cad pe Pământ și zboară în spațiu?
fizica elementara
Dacă aruncăm o minge în aer, aceasta se va întoarce în curând pe Pământ, la fel ca orice alt obiect, cum ar fi un avion, un glonț sau chiar un balon.
Pentru a înțelege de ce nava spatiala capabil să orbiteze Pământul fără să cadă, cel puțin în circumstanțe normale, ar trebui să efectueze un experiment de gândire. Imaginează-ți că ești pornit, dar nu există aer și atmosferă pe el. Trebuie să scăpăm de aer ca să ne putem face modelul cât mai simplu. Acum, va trebui să urcați mental în vârful unui munte înalt cu un pistol pentru a înțelege de ce sateliții nu cad pe Pământ.
Să organizăm un experiment
Îndreptăm țeava pistolului exact pe orizontală și tragem spre orizontul vestic. Proiectilul va zbura din bot cu mare viteză și se va îndrepta spre vest. De îndată ce proiectilul părăsește țeava, acesta va începe să se apropie de suprafața planetei.
Pe măsură ce mingea de tun se mișcă rapid spre vest, va cădea la pământ la o anumită distanță de vârful muntelui. Dacă continuăm să creștem puterea tunului, proiectilul va lovi pământul mult mai departe de împușcătură. Deoarece planeta noastră este sferică, de fiecare dată când un glonț este tras de la bot, acesta va cădea și mai mult, deoarece planeta continuă și ea să se rotească pe axa sa. Acesta este motivul pentru care sateliții nu cad pe Pământ sub influența gravitației.
Deoarece acesta este un experiment de gândire, putem face împușcătura cu pistolul mai puternică. La urma urmei, ne putem imagina o situație în care proiectilul se mișcă cu aceeași viteză cu planeta.
La această viteză, fără nicio rezistență a aerului care să-l încetinească, proiectilul va continua să orbiteze Pământul pentru totdeauna, în timp ce cade continuu spre planetă, dar și Pământul va continua să cadă cu aceeași viteză, ca și cum ar fi „eludat” proiectilul. . Această condiție se numește cădere liberă.
La practică
În viața reală, lucrurile nu sunt la fel de simple ca în experimentul nostru de gândire. Acum trebuie să ne confruntăm cu rezistența aerului, care face ca proiectilul să încetinească, privându-l în cele din urmă de viteza de care are nevoie pentru a rămâne pe orbită și pentru a nu cădea pe Pământ.
Chiar și la o distanță de câteva sute de kilometri de suprafața Pământului, există încă o oarecare rezistență a aerului care acționează asupra sateliților și stațiilor spațiale și le determină să încetinească. Această rezistență face în cele din urmă ca nava spațială sau satelitul să intre în atmosferă, unde ar arde în mod normal din cauza frecării cu aerul.
Dacă stațiile spațiale și alți sateliți nu ar avea puterea de a le împinge mai sus pe orbită, toți ar cădea pe Pământ fără succes. Astfel, viteza satelitului este reglată astfel încât acesta să cadă pe planetă cu aceeași viteză cu care planeta se curbează departe de satelit. De aceea sateliții nu cad pe Pământ.
Interacțiunea planetei
Același proces se aplică și lunii noastre, care se mișcă pe o orbită în cădere liberă în jurul Pământului. În fiecare secundă, Luna se apropie de Pământ cu aproximativ 0,125 cm, dar, în același timp, suprafața planetei noastre sferice se mișcă la aceeași distanță, evitând Lună, astfel încât acestea rămân pe orbitele lor una față de alta.
Nu este nimic magic la orbite și la fenomenul cădere liberă- explică doar de ce sateliții nu cad pe Pământ. Este doar gravitație și viteză. Dar este incredibil de interesant, totuși, ca tot ce ține de spațiu.
Marte este roșu. Luna este cenușiu. Saturn este galben. Soarele este orbitor de alb. Dar planeta noastră, chiar dacă este privită din adâncurile spațiului, chiar dacă ne ridicăm puțin deasupra atmosferei, pe orbita joasă a Pământului sau dacă zburăm către marginile exterioare ale sistemului solar - planeta noastră este albastră. De ce? Ce o face albastră? Evident, nu întreaga planetă este albastră. Norii sunt albi, reflectând lumina directă a soarelui către cei care privesc în jos. Gheața - de exemplu, la polii polari - este albă din același motiv. Continentele sunt maro sau verzi când sunt privite de departe, în funcție de anotimp, topografie și vegetație.
Din aceasta putem trage o concluzie importantă: Pământul este albastru nu pentru că cerul este albastru. Dacă ar fi așa, toată lumina reflectată de la suprafață ar fi albastră, dar nu vedem asta. Dar există un indiciu lăsat de părțile cu adevărat albastre ale planetei: mările și oceanele Pământului. Nuanța de albastru pe care o are apa depinde de adâncimea acesteia. Dacă te uiți cu atenție la imaginea de mai jos, poți observa că regiunile de apă care mărginesc continentele (de-a lungul platformei continentale) au o nuanță de albastru mai deschisă decât zonele adânci și întunecate ale oceanului.
Poate ați auzit că oceanul este albastru pentru că cerul este albastru și apa reflectă cerul. Cerul este albastru, asta e sigur. Iar cerul este albastru pentru că atmosfera noastră împrăștie albastrul (lungime de undă mai scurtă) mai eficient decât roșu (lungime de undă mai mare). De aici:
- Cerul apare albastru în timpul zilei deoarece lumina cu lungime de undă scurtă care intră în atmosferă este împrăștiată în toate direcțiile, iar în ochi ne intră mai mult „albastru” decât restul.
- Soarele și luna apar roșii la răsărit și la apus deoarece lumina albastră trece prin straturile groase ale atmosferei și este împrăștiată, lăsând o lumină roșie predominant saturată care ne lovește ochii.
- Luna devine roșie în timpul plinului eclipsa de lună: lumina roșie, care trece prin atmosfera noastră, va cădea pe suprafața Lunii, în timp ce lumina albastră este ușor împrăștiată.
Dar dacă explicația ar fi că oceanul reflectă cerul, nu am vedea acele nuanțe de albastru când ne uităm la apa mai adâncă. De fapt, dacă ar fi să faci o poză sub apă în lumină naturală, fără surse suplimentare de lumină, ai vedea – chiar și la cele mai modeste adâncimi – că totul are o tentă albăstruie.
Vedeți, oceanul este alcătuit din molecule de apă, iar apa - ca toate moleculele - absoarbe selectiv lumina de anumite lungimi de undă. Cel mai simplu mod ca apa să absoarbă lumina infraroșu, ultravioletă și roșie. Aceasta înseamnă că dacă vă scufundați capul în apă, chiar și la o adâncime modestă, veți fi ferit de soare, de radiațiile ultraviolete și totul va apărea albastru: lumina roșie va fi exclusă.
Scufundați-vă mai adânc - și portocaliul va dispărea.
Chiar mai jos - galben, verde, violet.
După scufundări mulți kilometri, vom constata că și albastrul a dispărut, deși va fi ultimul care va dispărea.
De aceea, adâncurile oceanului sunt albastru închis: toate celelalte lungimi de undă sunt absorbite, iar albastrul în sine are cea mai mare probabilitate de a fi reflectat și trimis înapoi în Univers. Din același motiv, dacă Pământul ar fi acoperit complet de ocean, doar 11% din lumina vizibilă a soarelui ar fi reflectată: oceanul absoarbe perfect lumina solară.
Deoarece 70% din suprafața lumii este acoperită de ocean, iar cea mai mare parte este ocean adânc, lumea noastră pare albastră de departe.
Uranus și Neptun, celelalte două lumi albastre din sistemul solar, au atmosfere compuse în principal din hidrogen, heliu și metan. (Neptun este mai bogat în gheață și are o varietate mai mare de componente, deci o nuanță diferită.) La concentrații suficient de mari, metanul absoarbe lumina roșie puțin mai bine și reflectă lumina albastră puțin mai bine decât alte lungimi de undă, în timp ce hidrogenul și heliul sunt aproape transparente la toate frecvențele luminii vizibile. În cazul giganților de gaz albastru, culoarea cerului contează cu adevărat.
Dar pe Pământ? Atmosfera noastră este suficient de subțire pentru a nu afecta în niciun fel culoarea planetei. Cerul și oceanul nu sunt albastre din cauza reflexiilor; sunt albastre, albastre, dar fiecare dupa vointa lui. Dacă luăm oceanele, o persoană de la suprafață va vedea în continuare cerul albastru, iar dacă ne luăm cerul (și tot plecăm într-un mod de neînțeles apa in stare lichida la suprafață), planeta noastră va rămâne și ea albastră.
Etichete: , , .
De-a lungul anilor de explorare a spațiului, acolo s-au acumulat o mulțime de obiecte inutile. Absolvent al MSTU im. Bauman cu o diplomă în „modelarea complexelor spațiale” Anna Lozhkina explică originea acestor resturi, de unde provin și de ce nu ne cade în cap, spune ce se poate face pentru a menține curățenia spațiului cosmic.
Ce obiecte se învârt în jurul planetei noastre?
În primul rând, este o tehnică lansată de oameni.
Dispozitive de teledetecție, stația spațială interplanetară (ISS) se deplasează pe orbită joasă a Pământului, cu o altitudine de 160 până la 2000 de kilometri.
Pe o orbită geostaționară mai îndepărtată, înălțimea sa este de aproximativ 36 de mii de kilometri deasupra suprafeței planetei, sateliții pentru difuzarea directă a programelor de televiziune și diverse sisteme de comunicație „atârnă”.
De fapt, sateliții se deplasează cu un liniar foarte mare și viteză unghiulară, ținând pasul cu rotația Pământului, astfel încât fiecare să fie deasupra punctului său de pe planetă - ca și cum ar atârna deasupra lui.
În plus, diverse „deșeuri spațiale” sunt pe orbită.
De unde provine gunoiul în spațiu dacă nu locuiește nimeni acolo?
Ca și pe Pământ, gunoiul din spațiu este opera mâinilor umane. Acestea sunt etape uzate ale vehiculelor de lansare, fragmente de sateliți ciocniți sau explodați.
Numărul de vehicule trimise în spațiul cosmic din 1957 până în prezent a depășit 15.000. Deja devine aglomerat pe orbite joase.
O parte din echipament devine învechită - unele dispozitive rămân fără combustibil, altele echipamente defectează. Astfel de sateliți nu mai pot fi controlați, ci doar urmăriți.
În curând vor fi atât de mulți sateliți și resturi spațiale în jurul Pământului încât nu va fi posibil să lansați un nou satelit sau să zburați departe de Pământ cu o rachetă.
Ciocnirea chiar și a obiectelor mici care se mișcă la viteze orbitale la un unghi unul față de celălalt duce la distrugerea lor semnificativă. Deci guma de mestecat, zburată pe orbita ISS, poate sparge carcasa stației și poate distruge întregul echipaj.
Un efect similar - o creștere a cantității de resturi pe orbita joasă a Pământului ca urmare a ciocnirii obiectelor, se numește sindrom Kessler și poate duce în viitor la imposibilitatea completă a utilizării spațiului cosmic la lansarea de pe Pământ.
Și cum sunt lucrurile sus, sus, acolo, pe orbită geostaționară? Este și dens populat, locurile acolo sunt scumpe și au chiar și o listă de așteptare. Prin urmare, de îndată ce durata de viață a aparatului se termină, acesta este scos din stația geostaționară, iar următorul satelit zboară în poziția liberă.
Unde se duc resturile spațiale?
De pe orbita joasă a Pământului, oricare obiect mare coboară în atmosferă, unde se arde rapid și complet - nici măcar cenușa nu cade pe capul nostru.
Dar cu bucăți mici, situația este mai complicată. Mai multe organizații din Statele Unite și Rusia urmăresc în mod fiabil doar navele spațiale și resturile mai mari de 10 cm. Obiectele cu dimensiuni de la 1 la 10 cm sunt aproape de nenumărat.
De pe orbita geostaționară, sateliții învechiți sau care nu mai funcționează sunt împinși mai departe, la o altitudine de aproximativ 40 de mii de kilometri, pentru a face loc noilor solicitanți.
Așadar, în spatele stației geostaționare a apărut o orbită de înmormântare, unde sateliții „morți” vor zbura prin inerție timp de sute de ani.
Ce se întâmplă cu navele spațiale?
Navele pe care oamenii au mers în spațiu se întorc pe Pământ, unde își trăiesc viața în muzee sau centre de cercetare.
Gunoiul generat în procesul de viață al locuitorilor internaționalului statie spatiala, cu siguranță nu va cădea în spațiu. Este asamblat cu grijă, încărcat pe o navă de transport - cea care le aduce tot ce au nevoie și pornește spre Pământ. Această navă pe drumul de întoarcere arde aproape complet în atmosferă sau se scufundă în Oceanul Pacific.
Gunoiul ca costuri de lansare a navelor spațiale
Un mesaj pe radio sau pe ecranele TV că „separarea primei etape a trecut în modul normal” îi sună familiar omul modern. În drum spre orbita planificată, vehiculul de lansare pierde și alte părți care au devenit inutile.
Pentru 1 kg de masă lansată, există minim 5 kg de auxiliar. Ce se intampla cu ei?
Tancurile din prima etapă sunt imediat „prinse” pe Pământ de oameni special instruiți. A doua etapă și carenele cad și ele pe Pământ, dar zboară mult mai departe și sunt mai greu de găsit.
Dar etapele superioare, care sunt folosite în timpul tranziției de la orbita de referință la cea finală, rămân acolo în vârf. În timp, ele alunecă încet în jos, intră în atmosferă, unde ard.
În general, totul se transformă în praf și se risipește în atmosferă. Dacă nu ajung la noi piese foarte, foarte mari și rezistente. În 2001, o piesă a zburat din stația MIR și a căzut în ocean.
Eliminarea navelor spațiale
Se pare că modalitățile de a arunca navele spațiale sunt să le scufundăm în ocean, să le lansăm mai departe, să le ardem în atmosferă... Aceasta este o metodă complet fără deșeuri.
Piesele găsite pe Pământ de către salvatori sunt reciclate sau refolosite.
Din păcate, nu totul poate fi reciclat. Hidrazina scursă din motorul căzut va otrăvi solul și apa pentru o lungă perioadă de timp.
Cum afectează tot acest praf și fum aerul pe care îl respirăm?
Da, aerul nostru este poluat și presărat cu particule mici de cenușă, praf și alte produse de combustie ale navelor spațiale. Dar nu la fel de mult ca din emisiile mașinilor și fabricilor terestre.
Iată doar un exemplu. Masa totală de aer din atmosferă este de 5X10¹⁵ tone. Masa stației orbitale Mir, cea mai mare dintre navele spațiale care a intrat vreodată în atmosferă și a ars în ea (2001) este de 105 tone. Adică, toate picăturile și particulele de praf rămase din stația orbitală nu sunt nimic în comparație cu dimensiunea atmosferei.
Acum să ne uităm la emisiile industriale. Potrivit lui Rosstat, cea mai mică emisie totală din perioada de observație din 1992 a avut loc în 1999. Și s-a ridicat la 18,5 milioane de tone.
Adică doar peste țara noastră într-un an a intrat în aer de 176.190 de ori mai multă murdărie decât s-a răspândit peste tot. globulîn timp ce Mir ardea în atmosferă.
Ce se poate face pentru a reduce cantitatea de resturi din spațiu
LA anul trecut Omenirea se confruntă cu problema acută a menținerii curățeniei spațiului cosmic.
Există mai multe domenii în care se efectuează cercetări:
- Dezvoltarea industriei microsateliților. Au fost deja create cutii-sateliți - cubesats și tablete. Când sunt lansate, se realizează economii semnificative la ieșire, este necesar mai puțin combustibil, mai puțin exces intră pe orbită. Adevărat, cum să ajungi din urmă cu un astfel de bulgăre, dacă ceva nu merge bine, este încă neclar.
- Creșterea duratei de viață a dispozitivelor. Primii sateliți au fost proiectați timp de 5 ani, dispozitive moderne - timp de 15 ani.
- Reutilizarea pieselor. Cea mai mare descoperire în această direcție sunt vehiculele de lansare retur, la care Elon Musk lucrează deja.
De asemenea, este foarte important să ne dăm seama de ce sateliți sunt cu adevărat necesari, pentru a lua o abordare mai responsabilă în alegerea vehiculelor de lansare.
În viitorul îndepărtat, sperăm, vor exista aspiratoare sau alte dispozitive care vor face posibilă efectuarea de curățare cosmetică și chiar generală a spațiului cosmic.
Nu știi niciodată la ce te poți gândi dacă te gândești la asta, dacă îți stabilești un obiectiv, să economisești spațiu curat pentru generațiile viitoare.
Test mondial final
Clasa 2
1 opțiune
De ce Pământul pare albastru dintr-o navă spațială? ..........
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ce formă are pământul? ................................................. ...... ......
Câte ore durează Pământul pentru a finaliza o rotație pe axa sa?
Subliniați cuvintele care denumesc obiectele faunei sălbatice?
Agaric cu miere, păpuşă, furnică, nor, stejar, râu, zăpadă, broasca testoasă, muşeţel, maşină.
Subliniați proprietățile apei.
Apa dizolvă nisipul de râu, apa pură nu are gust, apa are un miros plăcut, apa pură este incoloră, apa dizolvă sarea.
Ce gaz absoarbe o frunză verde din aer când se hrănește? ...............
Alegeți și subliniați numele copacilor.
Plop, pin, agriș, tei, lalele, liliac.
Alegeți și subliniați denumirile plantelor de foioase.
Cedru, frasin de munte, zada, cireș, stejar.
Alegeți și subliniați denumirile plantelor cultivate.
Castravete, urzica, secara, cartofi, stejar, usturoi, lacramioare, sfecla.
Alegeți și subliniați numele ciupercilor necomestibile.
Grebe palid, russula, butterdish, boletus, ciuperca biliară, fals miere agaric,.
Subliniați numele animalelor care sunt înrudite cu amfibieni.
Crocodil, rata, triton, delfin, broasca, tantar, broasca.
Subliniază numele păsărilor.
Strut, liliac, pinguin, geai, albină, crap argintiu, picior.
Subliniați acțiunile unei persoane care sunt dăunătoare sănătății.
Alerga, sari, inota. Inventează vehicule.
Inventează unelte. Adormi pentru iarnă.
Prinderea muschilor din zbor. Scrie scrisori, scrie poezie.
cine esti bunicul? Sublinia.
Fiu, fiică, soră, nepot, frate, nepoată.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Testul final de mediu.
Opțiunea 2
"Perspectivă scoala elementara»
Care este numele celei mai apropiate stele de Pământ? .......................
Care este numele satelit natural Pământ? ................................................. .. ....................
Câte zile îi ia Pământului pentru a finaliza o revoluție în jurul Soarelui?
Subliniați cuvintele care denumesc obiecte de natură neînsuflețită.
Munte, macara, bondar, trifoi, lac, farfurie, nor, zăpadă, sticlă, casă.
Subliniați proprietățile aerului.
Aerul este alb, inodor, conduce prost căldura, transmite bine lumina soarelui, transparent.
Ce gaz ia o plantă în timpul respirației? .........................
Subliniați numele arbuștilor.
Măceș, stejar, mușețel, lacramioare, agrișă, tei, hribi, liliac.
Subliniați denumirile plantelor conifere.
Zada, ienupăr, plop, cireș, cedru, măr.
Subliniați numele plantelor sălbatice.
Grâu, varză, pătlagină, floarea de colț, tei, rogoz, mei.
Subliniați numele ciupercilor comestibile.
Ciupercă satanica, chanterelle false, camelina, agaric cu miere, hribii, ciuperca biliară, russula.
Subliniați numele animalelor care sunt înrudite cu reptile.
Șopârlă, gărgăriță, lăcustă, broască țestoasă, broască râioasă, crocodil, mistreț, șarpe.
Subliniați numele mamiferelor.
Triton crestat, furnică, ciupercă, broască râioasă, elefant, șoarece, șopârlă, pisică, ciocănitoare.
Subliniați acțiunile unei persoane care ajută la menținerea sănătății.
Fumatul, exercițiile fizice, jocul prelungit la computer, alimentația adecvată, ascultarea constantă a muzicii, inactivitatea, practicarea sportului, întărirea.
Ce este unic pentru om? Sublinia.
Târăște-te, înotă, sari. Inventează vehicule.
Scrie povestiri și poezii. Adormi pentru iarnă.
Prinderea muschilor din zbor. Aprovizionați-vă pentru iarnă.
Cum ești bunico? Sublinia.
Fiică, fiu, soră, frate, nepot, nepoată.
Planeta noastră este singura din noi sistem solar are propria sa culoare albastră unică. Toate celelalte planete, precum și sateliții lor, au nuanțe de lumină monocromatică sau gri, în timp ce Pământul, chiar și atunci când este privit din spațiu, pare a fi o sursă de viață înfloritoare. Dar de ce Pământul din spațiu pare albastru, vom înțelege mai jos.
De ce Pământul este o planetă albastră
Apariția unui astfel de nume neoficial, prin care oamenii numesc adesea planeta noastră, este destul de evidentă. La urma urmei, în realitate, deschizând orice imagine a planetei noastre din spațiu, puteți vedea că în cea mai mare parte are o tentă albastră. Acest lucru a făcut ca oamenii de astăzi să numească Pământul „Planeta albastră”.
De ce pământul este numit planeta albastră
În general, faptul de ce Pământul este numit astfel este destul de evident. Și pentru a înțelege acest lucru, trebuie să ne uităm, din nou, la o fotografie a Pământului din spațiu. Bun, tehnologii moderne ne permit să găsim astfel de fotografii din abundență sau chiar să privim planeta în hărți interactive prin internet.
Este ușor de observat că Pământul, acoperit în cea mai mare parte de oceanele lumii, are o nuanță albăstruie tocmai datorită apelor care predomină la suprafața sa. Este culoarea totalității râurilor, lacurilor, tot felul de rezervoare care dă planetei această nuanță magică albăstruie.
Cu toate acestea, aici se pune întrebarea de ce oceanul este albastru, deoarece apa, după cum știți, este transparentă. În această situație, mulți oameni presupun că oceanul reflectă culoarea cerului, dar aceasta este o ipoteză destul de absurdă.
De ce oceanul arată albastru din spațiu?
Pentru început, este necesar să risipim mitul despre reflectarea culorii cerului în ocean, răspunzând la întrebarea de ce cerul de pe Pământ apare albastru. Motivul acestui efect este că razele de lumină solară care ajung la noi prin adâncurile spațiului sunt împrăștiate în atmosfera noastră, iar o parte din culoarea albastră ajunge la ochi.
Și în cazul oceanului, se întâmplă aproximativ aceeași situație - apa acționează și ca un fel de ecran, împrăștiind radiația solară. Moleculele de apă absorb atât lumina roșie, cât și lumina infraroșie și ultravioletă. Acesta este motivul pentru care totul arată albastru sub apă.
La adâncimi mari, apropo, este absorbită și nuanța albastră, datorită căreia ne plonjăm în întuneric complet. Cu toate acestea, suprafața oceanului rămâne albăstruie tocmai din cauza împrăștierii luminii roșii, infraroșii și ultraviolete, iar acest lucru duce la faptul că chiar și din spațiu, cea mai mare parte a planetei noastre pare albastră.