Полеты на Марс во сне и наяву.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 10»

Классный час

Полеты на Марс во сне и наяву.

Моховикова Е.А. – учитель I категории

Третьякова Е.В.- педагог - организатор

Абакан 2016

Тема: Полеты на Марс во сне и наяву.

Цель:

1. Познакомить с современной научной информацией об изучении Марса и ее интерпретацией в художественной литературе.

2. Развитие навыков сопоставления научной и художественной информации.

3. Мотивировать учеников к дальнейшему изучению достижений отечественной науки.

Задачи:

1. Показать современное состояние достижений науки в изучении Марса;

2. Провести сопоставление возможного реального полета на Марс и полета на Марс инженера Лося из произведения А. Толстого «Аэлита».

3. Показать достижения советской и российской науки в изучении Марса и подготовки полета на Марс.

Оборудование: тексты произведения А. Толстого «Аэлита», таблица для заполнения, электронная презентация.

1. Орг. момент.

Здравствуйте, сегодня мы с вами сопоставим полеты на Марс в произведении А. Толстого «Аэлита» и в реальности. Выясним, что интересует, в первую очередь, писателей, которые пишут о полетах в космос, и ученых, которые в реальности запускают космические корабли. На протяжении работы вы будете заполнять таблицу, по которой нужно будет сделать выводы, сопоставив полеты «во сне и наяву».

Был проведен опрос по теме нашего урока с целью выяснить, интересна эта тема современным школьникам или нет. Вот что получилось.

С ообщение учащихся о результатах опроса (показываются слайды, на которые выведены графики с результатами опроса):

Большинство учащихся нашей школы считают, что самая загадочная планета- Марс. Самые популярные планеты, которые считаются загадочными: Юпитер, Плутон, Венера, Земля. К сожалению, очень много школьников не знают планет вообще, или затруднились ответить на этот вопрос.

С о вторым вопросом возникли сложности со знанием планет и их названиями. Как ни удивительно, самой популярной планетой, где хотели бы побывать люди, стал Марс, около 30 человек учащихся. 3 ответили, что Земля. 8 человек ответили, что это Венера. 9 человек - Сатурн.12 учащихся - Юпитер.

М ногие дети ответили на этот вопрос положительно, но не все читают книги, а судят по телевизионным передачам, мультфильмам и художественному кино. Около 20 учащихся затруднились ответить.

Ответ на последний вопрос вызвал очень большое затруднение, больше 80 человек не смогли ответить вообще. 2 считают, что это Нептун. 1 человек, что Юпитер. И, наконец, 8 человек, назвали разные планеты из художественных фильмов и мультфильмов.

Вывод:

Из опроса учащихся школы № 10, мы можем сделать вывод, что самой популярной планетой Солнечной Системы является Марс. Это планета популярна не только в художественной литературе, но и в фильмах, мультфильмах. Тема Марса очень актуальна во все времена, поэтому тема сегодняшнего урока будет именно об этом.

Ведущий: Сегодня в течение работы вы будете заполнять таблицу, материалы которой помогут вам при выполнении домашнего задания.

Ведущий1: Произведение, с которым мы будем работать сегодня, написано А. Толстым почти столетие назад, конечно, тогда о полетах в космос только мечтали, и эти мечты воплощали писатели в своих произведениях. Мы с вами уже говорили о том, что в начале ХХ века все были в ожидании перемен, именно тогда творческие эксперименты достигли своего апогея, было сделано множество научных открытий. Но мечта о космосе еще какое-то время оставались мечтой. Еще не достаточно была изучена планета Марс, но писатели уже населили ее марсианами и земляне вовсю устанавливали с ними контакт. А что же в реальности?

Ведущий 2: Ни одна из планет Солнечной системы не притягивает столько внимания и не остается столь загадочной.

«Тихая» по своим данным планета более «агрессивна» к вторжению извне, чем Венера – планета с самыми жесткими условиями (среди планет данной группы). Многие называют Марс «колыбелью великой древней цивилизации», другие – просто еще одной «мертвой» планетой Солнечной системы.

Марс – от греческого Mars – мужская сила – бог войны, в римском пантеоне почитался как отец римского народа, охранитель полей и стад,  позднее – покровитель конных состязаний.

Марс – четвертая планета Солнечной системы. Сияющий кроваво-красный диск, увиденный в телескоп, наверняка ужаснул астронома, открывшего эту планету. Поэтому ее так и назвали. И у спутников Марса названия соответствующие – Фобос и Деймос («страх» и «ужас»).

Учитель: Ученые смогли исследовать Марс, несмотря на то, что ни один из них там не бывал. Благодаря математике и физике мы можем говорить о том, что доподлинно известны такие характеристики Красной планеты.

• масса М=0.107 массы Земли,

• радиус R=3400 км (0.533 R Земли),

• средняя плотность = 3.94 г/куб.см,

• наклон оси вращения = 24°48',

• период вращения P=24ч37м,

• продолжительность солнечных суток 24ч39м.

Параметры орбиты М.:

• сидерический период обращения вокруг Солнца Т=1.880089 года,

• эксцентриситет e=0.093,

• средняя линейная скорость движения М. по орбите Va=24.1 км/с,

• средний синодический период обращения S=779.94 суток.

Ведущий 1: Найдите и прочитайте, как скоро собирался Лось долететь до Марса.

« Во сколько, приблизительно, месяцев вы думаете покрыть расстояние между землей и Марсом? - спросил Скайльс, глядя на кончик карандаша. В девять, или десять часов, я думаю, не больше.»

А что же в реальности?

Учитель :

1. Характерные взаимные расположения планет относительно Солнца и Земли называют конфигурациями планет. Конфигурации нижних и верхних планет различны. У нижних планет это соединения (верхнее и нижнее) и элонгации (восточная и западная). У верхних планет- квадратуры (восточная и западная), соединение и противостояние.

2. Земля и Марс вращаются вокруг Солнца с разными скоростями (30 км/с и 24 км/с- соответственно), поэтому Земля при движении по своей орбите всегда "догоняет" Марс. Когда планеты находятся по одну сторону относительно Солнца, и расстояние между их орбитами минимально, происходит противостояние. Такое положение Земли и Марса наступает примерно каждые 780 суток (т.е. 26 месяцев).

3. В периоды противостояний лететь к Марсу наиболее выгодно, но в связи с тем, что орбита Марса сильно вытянута, а орбита Земли почти круговая, расстояние между ними колеблется от 55 до 100 млн. км. В других же случаях расстояние между планетами может достигать, если они находятся, например, в противоположных, наиболее удаленных от Солнца, точках орбиты-400 млн. км.

4. Для полета на Марс предполагается использовать время наибольшего сближения планет, так называемое Великое противостояние. Оно наступает раз в 15-17 лет, когда расстояние между Марсом и Землей минимально, примерно, 55-57 млн. км. (В последних числах августа 2003 г. происходило противостояние, которое даже назвали Величайшим. Планеты находились именно в тех точках своих орбит, когда расстояние между ними являлось минимальным за последние 56 тыс. лет. Такое положение Земли относительно Марса было использовано, и к красной планете отправились несколько автоматических станций.)

5. Орбита Марса довольно сильно вытянута, поэтому расстояние от него до Земли от противостояния к противостоянию сильно меняется. Если Марс попадает в противостояние с Землей в афелии (наиболее удаленная точка орбиты к Солнцу), расстояние между ними превышает 100 млн. километров. Если же противостояние происходит при наиболее благоприятных условиях, в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты) марсианской орбиты, это расстояние уменьшается до 56 млн. километров.

6. А теперь давайте подсчитаем, в каком году Лось и Гусев полетели на Марс, учитывая, что великое противостояние было в 1988 году, период повторения этого события возьмем 15 лет.

7. В каком году Лось полетел на Марс? (1928)

Ведущий 2: Давайте прочитаем, как выглядела ракета Лося.

«Лось и Скайльс подошли к лесам, которые окружали металлическое яйцо. На глаз Скайльс определил, что яйцеобразный аппарат был не менее восьми с половиной метров высоты и шести метров в поперечнике. Посредине, по окружности его, шел стальной пояс, пригибающийся книзу, к поверхности аппарата, как зонт, это был парашютный тормоз, увеличивающий сопротивление аппарата при падении в воздухе. Под парашютом расположены три круглые дверцы входные люки. Нижняя часть яйца оканчивалась узким горлом. Его окружала двойная, массивной стали, круглая спираль, свернутая в противоположные стороны, буфер. Таков был внешний вид междупланетного дирижабля.

Постукивая карандашом по клепаной обшивке яйца, Лось стал объяснять подробности. Аппарат был построен из мягкой и тугоплавкой стали, внутри хорошо укреплен ребрами и легкими фермами. Это был внешний чехол. В нем помещался второй чехол из шести слоев резины, войлока и кожи. Внутри этого, второго, кожаного, стеганого яйца находились аппараты наблюдения и движения, кислородные баки, ящики для поглощения углекислоты, полые подушки для инструментов и провизии. Для наблюдения поставлены, выходящие за внешнюю оболочку аппарата, особые "глазки", в виде короткой, металлической трубки, снабженной призматическими стеклами.

Механизм движения помещался в горле, обвитом спиралью. Горло было отлито из металла "Обин", чрезвычайно упругого и твердостью превосходящего астрономическую бронзу. В толще горла были высверлены вертикальные каналы. Каждый из них расширялся наверху в так называемую взрывную камеру. В каждую камеру проведены искровая свеча от общего магнето и питательная трубка. Как в цилиндры мотора поступает бензин, точно так же взрывные камеры питались "Ультралиддитом", тончайшим порошком, необычайной силы взрывчатым веществом, найденном в 1920 году в лаборатории .....ского за вода в Петербурге. Сила "Ультралиддита" превосходила все до сих пор известное в этой области. Конус взрыва чрезвычайно узок. Чтобы ось конуса взрыва совпадала с осями вертикальных каналов горла, поступаемый во взрывные камеры "Ультралиддит" пропускался сквозь магнитное поле. Таков, в общих чертах, был принцип движущего механизма: это была ракета.»

Ведущий 1: А вот так выглядят современные аппараты, побывавшие на Марсе.

(на слайде показаны фотографии марсоходов)

Найдите и прочитайте, как летели Лось и Гусев.

«Тогда Лось взялся за рычажок реостата и слегка повернул его. Раздался глухой удар, тот первый треск, от которого вздрогнула на пустыре тысячная толпа. Повернул второй реостат. Глухой треск под ногами и сотрясение аппарата стали так сильны, что Гусев схватился за сиденье, выкатил глаза. Лось включил оба реостата. Аппарат рванулся. Удары стали мягче, сотрясение уменьшилось. Лось прокричал:

Поднялись.

Гусев отер пот с лица. Становилось жарко. Счетчик скорости показывал 50 метров в секунду, стрелка продолжала передвигаться вперед.

Аппарат мчался по касательной, против вращения земли. Центробежная сила относила его к востоку. По расчетам, на высоте ста километров, он должен был выпрямиться и лететь по диагонали, вертикальной к поверхности земли.

Двигатель работал ровно, без сбоев. Лось и Гусев расстегнули полушубки, сдвинули на затылок шлемы. Холодный пот катился по их лицам. Электричество было потушено, и бледный свет проникал сквозь стекла глазков.

Преодолевая слабость и начавшееся головокружение, Лось опустился на колени и сквозь глазок глядел на уходящую землю. Она расстилалась огромной, без краев, вогнутой чашей, голубовато серая. Кое-где, точно острова, лежали на ней гряды облаков, это был Атлантический океан.

Понемногу чаша суживалась, уходила вниз. Правый край ее начал светиться, как серебро, на другой находила тень. И вот, чаша уже казалась шаром, улетающим в бездну.

Гусев, прильнувший к другому глазку, сказал:

Прощай, матушка, пожито на тебе, полито кровушки.

Он поднялся с колен, но, вдруг, зашатался, повалился на подушку. Рванул ворот:

Помираю, Мстислав Сергеевич, мочи нет.

Лось чувствовал: сердце бьется чаще, чаще, уже не бьется, трепещет мучительно. Бьет кровь в виски. Темнеет свет.

Он пополз к счетчику. Стрелка стремительно поднималась, отмечая невероятную быстроту. Кончался слой воздуха. Уменьшалось притяжение. Компас показывал, земля была вертикально внизу. Аппарат, с каждой секундой наддавая скорость, с сумасшедшей быстротой вносился в мировое, ледяное пространство.

Лось, ломая ногти, едва расстегнул ворот полушубка, сердце стало.»

А как выглядит этот полет с научной точки зрения?

Учитель: Если разделить расстояние между планетами в период Bеликого противостояния на приращение скорости для достижения второй космической 3,3 км/с (11,2- 7,9 ), получим время полёта к Марсу- примерно 7 месяцев. Однако, по прямой в космосе летать невозможно. Космический корабль увлекается силой инерции вращения Земли вокруг Солнца, и поэтому он летит по сильно вытянутой дуге от орбиты Земли к орбите Марса. Поскольку Земля "догоняет" Марс, вылетать нужно заранее, чтобы подлет к нему приходился на период противостояния.

Полёт в обратном направлении будет происходить по той же схеме, только заранее нужно улетать с Марса. Поскольку следующее противостояние произойдет на более значительном удалении планет друг от друга (около 70 млн. км), то и лететь нужно будет дольше ( примерно 9 месяцев).

Таким образом дорога туда и обратно займет 16 месяцев, что составляет около 500 суток, о которых так много говорят в последнее время.

Но улететь с Марса сразу, к сожалению, нельзя, потому что после Великого противостояния планет Земля стремительно "уходит" вперед за счет разности орбитальных скоростей, а через 3 месяца можно вообще говорить о "разбегании" планет (за счет быстрого изменения вектора орбитальной скорости у Земли). У космического корабля просто нет шансов попасть обратно на Землю. Можно даже рассчитать скорость, с которой нужно уходить с орбиты вокруг Марса, чтобы вернуться домой.

Ведущий 2: Найдите и прочитайте, как прилетели Лось и Гусев на Марс.

«Серебристый, кое где словно подернутый облачками, диск Марса заметно увеличивался. Ослепительно сверкало пятно льдов южного полюса. Ниже его расстилалась изогнутая туманность. На востоке она доходила до экватора, близ среднего меридиана поднималась, огибая полого более светлую поверхность и раздваивалась, образуя у западного края диска второй мыс.

По экватору были расположены, ясно видны, пять темных точек, круглых пятен. Они соединялись прямыми линиями, которые начертывали два равносторонних треугольника и третий удлиненный. Подножие восточного треугольника было охвачено правильной дугой. От середины ее до крайней, западной точки шло второе полукружие. Несколько линий, точек и полукружий разбросано к западу и востоку от этой, экваториальной, группы. Северный полюс тонул во мгле.»

Итак, что ты видим? Яркая картинка. А что увидели ученые в реальности?

Ведущий 1: Атмосфера Марса более разрежена, чем воздушная оболочка Земли. По составу она состоит 95% углекислый газ. Около 4% приходится на долю азота и аргона. Кислорода и водяного пара в марсианской атмосфере меньше 1%.

Средняя температура на Марсе значительно ниже, чем на Земле около -40°С. При наиболее благоприятных условиях летом на дневной половине планеты воздух прогревается до 20°С – вполне приемлемая температура для жителей Земли. Но зимней ночью мороз может достигать -125°С. Такие резкие перепады температуры вызваны тем, что разреженная атмосфера Марса не способны долго удерживать тепло.

Над поверхностью планеты часто дуют сильные ветры, скорость которых доходит до 100 м/сек. Малая сила тяжести позволяет даже разреженным  потокам воздуха поднимать огромные облака пыли.

Водяного пара в атмосфере Марса совсем немного, но при низких давлении и температуре он находится в состоянии, близком к насыщению, и часто собирается в облака.

Марсианские облака довольно невыразительны по сравнению с земными, хотя имеют разнообразные формы и виды:  перистые, волнистые, подветренные (вблизи крупных гор и под склонами больших кратеров, в местах защищенных от ветра). Над низинами, каньонами, долинами – и на дне кратеров в холодное время суток часто стоят туманы/

Ведущий 2: прочитайте, что увидели Лось и Гусев на поверхности Марса.

«Темно синее, как море в грозу, ослепительное, бездонное небо увидели Гусев и Лось, вылезая из аппарата.

Пылающее, косматое солнце стояло высоко над Марсом. Такое солнце видывали в Петербурге, в мартовские, ясные дни, когда талым ветром вымыто все небо.

Веселое у них солнце, сказал Гусев и чихнул, до того ярок был свет в густо синей высоте. Покалывало грудь, стучала кровь в виски, но дышалось легко, воздух был тонок и сух.

Аппарат лежал на оранжево апельсиновой, плоской равнине. Горизонт кругом близок, подать рукой. Почва сухая, потрескавшаяся. Повсюду на равнине стояли высокие кактусы, как семисвечники, бросали резкие, лиловые тени. Подувал сухой ветерок.

Лось и Гусев долго озирались, потом пошли по равнине. Идти было необычайно легко, хотя ноги и вязли по щиколотку в рассыпающей почве. Огибая жирный высокий кактус, Лось протянул к нему руку. Растение, едва его коснулось, затрепетало, как под ветром, и бурые его, мясистые отростки потянулись к руке. Гусев пхнул сапогом ему под корень, ах, погань, кактус повалился, вонзая в песок колючки.

Шли около получаса. Перед глазами расстилалась все та же оранжевая равнина, кактусы, лиловые тени, трещины в грунте. Когда повернули к югу и солнце стало сбоку, Лось стал присматриваться, словно что- то соображая, вдруг остановился, присел, хлопнул себя по колену:

Алексей Иванович, почва то ведь вспаханная.

Что вы?

Действительно, теперь ясно были видны широкие, полуобсыпавшиеся борозды пашни и правильные ряды кактусов. Через несколько шагов Гусев споткнулся о каменную плиту, в нее было ввернуто большое, бронзовое кольцо с обрывком каната.»

А что в реальности представляет собой поверхность Марса?

Ведущий 1: На первый взгляд поверхность Марса напоминает лунную. Участки поверхности Марса, покрытые кратерами, однако на самом деле его рельеф отличается большим разнообразием. На протяжении долгой геологической истории Марса его поверхность изменяли извержения вулканов и марсотрясения. Поверхность планеты состоит как бы из двух контрастных частей: древних высокогорий, покрывающих южное полушарие, и более молодых равнин, сосредоточенных в северных широтах.

Кроме того, выделяются два крупных вулканических района — Элизиум и Фарсида. Разница высот между горными и равнинными областями достигает 6 км.

Высокогорная часть сохранила следы активной метеоритной бомбардировки, происходившей около 4 млрд. лет назад. Метеоритные кратеры покрывают 2/3 поверхности планеты. На старых высокогорьях их почти столько же, сколько на Луне. Но многие марсианские кратеры из-за выветривания успели “потерять форму”. Некоторые из них, по всей видимости, когда-то были размыты потоками воды.

Северные равнины выглядят совершенно иначе. 4 млрд. лет назад на них также было множество метеоритных кратеров. Но потом катастрофическое событие, о котором мы уже упоминали, стёрло их с 1/3 поверхности планеты и её рельеф в этой области начал формироваться заново. Облик этого полушария определила вулканическая деятельность. Некоторые из равнин сплошь покрыты древними изверженными породами. Потоки жидкой лавы растекались по поверхности, застывали, по ним текли новые потоки. Эти окаменевшие “реки” сосредоточены вокруг крупных вулканов. На окончаниях лавовых языков наблюдаются структуры, похожие на земные осадочные породы. Вероятно, когда раскалённые изверженные массы растапливали слои подземного льда, на поверхности Марса образовывались достаточно обширные водоёмы, которые постепенно высыхали. Взаимодействие лавы и подземного льда привело также к появлению многочисленных борозд и трещин.

На далёких от вулканов низменных областях северного полушария простираются песчаные дюны. Особенно много их у северной полярной шапки.

Ведущий 2: А. Толстой в деталях не прописывает отлет на Землю, влюбленных насильно разлучают, Лось оказывается в Петербурге, Аэлита остается на Марсе. Уже не важно, каким был полет назад, дольше или короче он оказался, такие детали для писателя несущественные, гораздо важнее другое – влюбленных разлучили. Для ученых же очень важен обратный путь, который может оказаться сложнее пути туда. И на протяжении последних лет ведутся такие исследования.

Ведущий 1:

Первые космические аппараты были отправлены к Марсу в начале 60-х годов.

Обратите внимание, что первые полеты на Марс были произведены учеными СССР, именно они стояли у истоков изучения Марса. Позже другие страны подхватили эти исследования, но все же мы можем гордиться, что отечественные ученые стали первооткрывателями Марса.

В настоящее время в России проводится экспериментальный полет на Марс, его суть в том, чтобы создать для добровольцев обстановку, максимально соответствующую условиям, в которые они могут попасть при полете на Марс и возвращении на Землю.

И опять мы видим, что российские ученые не оставляют начатые исследования, с каждым разом приближая реальный полет на Красную планету.

1. Подведение итогов.

Учитель: Таким образом, мы видим, что полеты на Марс из литературы, вымышленного мира переходят в реальность. Но есть существенная разница между полетами во сне и наяву. В чем, по вашему мнению, самая большая разница?