Тема. Успехи в освоении космоса.
Учитель: Швайко Лариса Анатольевна,
МБОУ «СШ №13» города Евпатории, РК
Цели урока:
Образовательные:
- создать условия для освоения обучающимися знаний об основных этапах освоения космоса;
- способствовать развитию умения формировать понятия на основе сведений из разных областей знаний.
Развивающие:
- сформировать устойчивый интерес к достижениям и развитию космической отрасли;
- способствовать расширению кругозора обучающихся;
- способствовать расширению знаний и представлений обучающихся об этапах освоения космоса и строении Солнечной системы.
Воспитательные:
- создание условий для развития потребности в практическом использовании теоретических навыков, уважения к достижениям отечественной и мировой науки.
Оборудование: проектор, компьютер, презентация.
Ход урока
I. Организационный момент.
Взаимное приветствие. Проверка готовности учащихся к уроку.
II. Подведение к теме занятия. Целеполагание.
Перед стартом ракеты в космос обычно звучит обратный отсчёт, как вы думаете для чего нужен обратный отсчёт?
Запускает ракету не один человек, а целый коллектив людей с различными обязанностями. И чтобы все системы работали слаженно, всех задействованных привлекают внимание обратным отсчётом!
Предлагаю вам сформулировать тему и цель нашего урока.
Молодцы, а теперь давайте и мы произведём обратный отсчёт, чтобы все мы сработали слажено и продуктивно на этом уроке: 3, 2, 1.. «Поехали!».
III. Актуализация знаний.
Фронтальный опрос:
Как называется наука о строении и развитии космических тел, их систем и вселенной в целом?
Какой астроном разработал гелиоцентрическую систему мира?
Сколько звёзд в Солнечной системе?
Какие планеты входят в состав Солнечной системы?
Чем отличаются планеты земной группы от планет-гигантов?
За какое время Земля обращается вокруг Солнца?
Что представляет собой «солнечный ветер»?
Какие области Солнечной системы заполнены малыми телами?
Что порождает на планетах Солнечной системы магнитосферу, полярное сияние и радиационный пояс?
Какая звезда находится ближе всего к Солнцу?
Вы когда-нибудь мечтали полететь в Космос? Ночное небо, усыпанное десятками миллиардов звёзд, всегда манило человека своей таинственностью, вызывая раздумья об изначальном, о вечном. Возможно именно космос послужил катализатором развития человека. На сегодняшний день человек уже ни раз побывал за пределами Земли. Я предлагаю нам отправиться вместе в путешествие во времени и узнать с чего всё начиналось. Согласны? Тогда «Поехали!».
IV. Изучение нового материала.
Сегодня на околоземной орбите находятся десятки искусственных спутников. Но возможность выхода в космос открылась человечеству относительно недавно. Впервые идея о межпланетных полётах была высказана Константином Циолковским, который и доказал возможность таких полётов с научной точки зрения.
Циолковскому принадлежит идея применения многоступенчатых ракет. Смысл идеи в том, что каждая ступень снабжена топливом и собственным двигателем. Как только топливо заканчивается, ступень отделяется от основного корпуса, чтобы уменьшить общую массу ракеты. Константин Циолковский считается основоположником теоретической космонавтики. Первую межконтинентальную баллистическую ракету «Р-7» сконструировали под руководством выдающегося инженера Сергея Королёва в 1957 году. Ракета была использована для запуска первого искусственного спутника Земли.
Спутник-1 – первый искусственный спутник Земли, запущенный на орбиту 4 октября 1957 года силами советских учёных и конструкторов. Запуск Спутника-1 или ПС-1 ("Простейший Спутник-1") ознаменовал начало космической эры человечества. В его честь названа равнина диаметром 1492 км на поверхности Плутона. Проектирование ПС-1 началось в ноябре 1956 года, а окончательные испытания на вибростенде и в термокамере он прошёл в начале сентября 1957 года. Спутник был разработан как аппарат с двумя радиомаяками для проведения траекторных измерений. Диапазоны частот передатчиков ПС-1 были выбраны так, чтобы сигнал спутника могли принимать радиолюбители без модернизации аппаратуры. Старт ПС-1 произошёл с космодрома Байконур, расположенного на территории современного Казахстана.
Над разработкой первого спутника трудилась целая группа учёных и исследователей. Руководил ими выдающийся конструктор СССР Сергей Павлович Королев, интересно, что до начала разработки Спутника-1, он провёл 6 лет в заключении, но после был освобождён за отсутствием состава преступления. После запуска спутника мировая общественность выдвинула в кандидаты на Нобелевскую премию его конструктора, но фамилия Королева держалась правительством СССР в секрете, в ответ на предлагаемую награду они ответили, что это заслуга всего советского народа.
Внешний вид спутника представлял собой шар весом около 80 кг с четырьмя антеннами по краям. Спустя 314 секунд полёта ПС-1 издал звуковой сигнал, услышать который смогли люди во всех уголках Земного шара. Спутник-1 провёл в открытом космосе ровно 4 месяца. Окончание его полёта состоялось 4 января 1958 года. За время своего пребывания за пределами земной атмосферы, он преодолел расстояние протяжённостью почти 60 миллионов км. Из-за трения о верхние слои атмосферы, спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел вследствие трения о воздух. Ещё одной заслугой первого спутника стало появление глобальной сети Интернет, ведь именно исследование, связанные с работой ПС-1, привели к идеи её создания. Радиоинженеры и астрономы наблюдали за трением об атмосферу и её воздействием на траекторию движения спутника. Благодаря этим данным удалось вычислить плотность атмосферы на разных орбитальных высотах, ранее это было невозможно из-за отсутствия аппарата способного сделать такие измерения. Аэростаты не могли подняться на сопоставимую высоту. Немалое значение заключалось и в том, что разработчиком аппарата стал СССР, событие было озвучено во всех программах и газетах мира, что придало СССР большое политическое влияние. Жители всего света были ошарашены способностями советской науки и техники.
Прорыв в науке и технике дал толчок современным технологиям, помог человечеству сделать шаг в продвинутое будущее и начать освоение космического пространства. Маленький аппарат без серьёзного оборудования смог стать легендой, которой суждено было сгореть во благо жителей Земли.
3 ноября 1957 года в СССР, менее чем через месяц после триумфального запуска Спутник-1, с космодрома Байконур запустили ракетоноситель Спутник-2 на орбиту. Второй космический аппарат в истории человечества имел два существенных отличия от предшественника: во-первых, его конструкция была гораздо сложнее; во-вторых, на Спутнике-2 находилось первое живое существо, которое совершило орбитальный полёт. Спутник-2 представлял собой конический цилиндр высотой около 4 м и с диаметром основания 2 м. Лайка находилась в капсуле с устройством для химической регенерации воздуха, рассчитанным на 7 суток работы и автоматической кормушкой, дважды в сутки открывавшей крышку контейнера с желеобразной питательной смесью.
Заявленная масса спутника составляла 508 кг, а первый спутник весил всего 83,4 кг. Мощность носителя осталась прежней, просто в первом случае спутник отделился от второй ступени ракетоносителя, а на следующий раз совершал вместе с ней. Но об этом нюансе умалчивалось, это очень удивило мир. Русские всего за месяц увеличили выводимый на орбиту полезный груз в 6 с лишним раз. Лайка была выбрана в качестве первого животного космонавта всего за 12 дней до запуска. Сначала выбор стоял между крысами, мышами, обезьянами и собаками; возможно, руководство СССР считало, что собак любят больше, чем других млекопитающих, поэтому пёс-герой быстрее прославит СССР. Собаку взяли из приюта, а выбрали методом исключения – одну собаку из претендентов пожалели, она носила щенков, вторую решили сохранить, т.к. её использовали в исследованиях технологического оборудования. Лайку пожалеть было некому, пассажиром-смертником должна была стать она. То, что собака обречена, специалистам было известно заранее. В то время просто не существовало такой системы, которая бы возвращала корабли на Землю. Предполагалось, что собака должна была прожить на орбите неделю, именно столько позволяла система жизнеобеспечения.
Подопытная собака успешно пережила вывод Спутника-2 на орбиту, но, прожив всего 4 ветка из-за ошибки в расчётах, погибла от перегрева. Это произошло через 5-7 часов полёта. 7 дней советские СМИ вещали о самочувствии собаки в космосе, сообщать правду никто не собирался. Потом, по завершении полёта, людей оповестили о том, что якобы животное пришлось из-за перенесённых запредельных нагрузок усыпить. Если официальные власти не озаботились судьбой животного, то сами сотрудники космического агентства очень переживали. Есть данные, что среди людей, на которых потеря Лайки произвела особо угнетающее действие, был и Юрий Гагарин. Мир отреагировал на гибель собаки мгновенно. Организации по защите животных и простые люди выступили против варварских задумок СССР, во многих странах прошли протесты, толпы называли Хрущёва живодёром и предлагали его самого отправить в космос. В СССР подвиг не вызвал должного патриотизма, всем было жалко собачку. В школах проводились разъяснительные работы о необходимости для СССР освоения космоса и о том, что собака – это не самая большая жертва в таком ответственном шаге для человечества. Памятник Лайке в России появился только в 2008 году, он установлен у института военной медицины в Москве. Скульптуры, в память о её подвиге, есть в нескольких странах мир, в том числе, в Греции и Голландии. В СССР очень популярны были сигареты «Лайка». Но самый заметный звёздный след она оставила в культуре разных народов Земли. Подробнее и эмоциональнее о первопроходце космоса рассказано в разных фильмах, в том числе, мультипликационных и фантастических, а так же в музыкальных клипах, песнях авторов из разных стран мира, например, авторы фильма «Стражи Галактики» пофантазировали о том, как бы сложилась судьба космической странницы после удачного полёта.
2 января 1959 года с космодрома Байконур был осуществлён запуск ракетоносителя Восток-Л, которая вывела на траекторию полёта к Луне станцию Луна-1. Эта станция принесла советской космонавтике очередную победу. Она впервые достигла второй космической скорости, но из-за промаха стала искусственным спутником Солнца, хотя была предназначена для исследования Луны. Полная длина станции Луна-1 (или Луна-1Д, или Мечта) составляла 5,2 м, диаметр самого спутника 2,4 м, масса 650 кг, скорость достигала 11,2 км/с – это вторая космическая скорость для Земли.
В целях полёта ставилась задача достижения станции поверхности Луны, но в циклограмме полёта оказалась ошибка и попадание не произошло. Носитель и вся бортовая аппаратура станции отработали корректно. На выполнении бортовых экспериментов наземная ошибка не отразилась, в результате Луна-1 прошла на расстоянии от 6 тысяч км от поверхности нашего спутника и вышла на гелиоцентрическую орбиту.
Во время полёта Луны-1 были получены выдающиеся научные результаты. При помощи бортового магнетометра был зарегистрирован внешний радиационный пояс Земли, было установлено отсутствие у Луны значительного магнитного поля. А так же, с помощью ионных ловушек и счётчиков частиц, были осуществлены первые прямые измерения параметров солнечного ветра. Луна-1 стала первым в мире космическим аппаратом достигшим второй космической скорости, преодолевшим притяжение Земли и ставшим искусственным спутником Солнца. Так как космический аппарат не достиг Луны как задумывалось, специалисты охарактеризовали полёт как частично успешный, очень продуктивный и рекордный для своего времени с научной точки зрения. Благодаря Луне-1 был успешно выполнен эксперимент по созданию искусственной кометы. 3 января в 3 часа 56 минут по московскому времени на расстоянии 119 тысяч 500 км от поверхности нашей планеты станция выпустила облако паров натрия массой 1 кг, рассеиваясь в вакууме, облако светилось оранжевым светом в течении нескольких минут и наблюдалось с Земли как светило шестой звёздной величины. Запуск Луны-1 произошёл из-за лунной гонки с США. 2 сентября 1958 года вышло постановление правительства СССР о пусках станции к Луне. Претерпев неудачу с запуском первого искусственного спутника Земли, американские учёные обратили свой взгляд к Луне, срочно разработав космический аппарат Пионер (Pioneer) для исследования лунного и межпланетного пространства, но 17 августа 1958 года взрыв ракеты на 77 секунде полёта прервал путь к Луне. Следующие попытки тоже были неудачными. На очереди был пуск Пионер-4, но СССР запустил Луну-1 раньше. Сначала в Америке сомневались в существовании Луны-1, так как даже крупнейшая обсерватория в Джодрелл-Бэнк в Англии не обнаружила её. Но антенна диаметром 26 м лаборатории JPL всё же нашла Луну-1, приняв слабый сигнал через 8 часов после того, как станция пролетела мимо луны.
19 августа 1960 года на орбиту Земли был выведен корабль Спутник-5, на борту которого находились собаки Белка и Стрелка. Эксперимент прошёл успешно. Учёные получили необходимые данные о пребывании животных в космосе, а сами собаки вернулись невредимыми и хорошо себя чувствовали.
Белка и Стрелка стали первыми представителями своего вида, которые не только слетали в космос, но и успешно вернулись на Землю, пребывая в добром здравии. До Белки и Стрелки собаки запускались в космос, но не на орбиту, а в верхние слои атмосферы. Перед ними в полёт на Спутнике-5-1 отправились собаки Лисичка и Чайка, но они погибли через несколько десятков секунд после старта из-за взрыва ракеты. Белка и Стрелка отправились в космос на аналогичном аппарате Спутник-5, но немного доработанном, в него добавили катапульту, которая должна была спасти собак в случае аварии, к счастью, катапульта не понадобилась. Для участия в космической программе отбирались только беспородные дворняги, так как считалась, что они более стрессоустойчивые и живучие. Отбор был строгим – только саки не моложе 2 лет и не старше 6, массой не более 6 кг и высотой в холке не более 35 см. Белка и Стрелка соответствовали всем этим критериям, а потому выбор пал на них. В космосе собаки-космонавты провели 25 часов, обогнув за это время Землю 17 раз и пройдя дистанцию в 700 тысяч км. В ходе полёта произошёл забавный случай, когда рядом со Спутником-5, в котором они находились, пролетал американский спутник Эхо-1, обе они начали лаять. Обе собаки хорошо перенесли полёт, но, как показала практика, испытали при этом сильный стресс. Именно из-за этого было решено, что 17 витков – это многовато, поэтому Юрий Гагарин был отправлен в космос с целью сделать всего один виток вокруг нашей планеты.
В полете Белка и Стрелка были не одни, кроме них в ракете летели: 40 мышей, 2 крысы, контейнеры с бактериями, грибками и различными семенами – это должно было помочь учёным изучить влияние космической радиации на живые организмы. Они тренировались перед полётом как настоящие космонавты, помимо приучения к кормлению желеобразной пищей из специальных автоматов, они закалялись и на центрифуге. Как выяснилось, обе собаки оказались способны хорошо переносить умеренные перегрузки. Изначально знаменитых космических собак звали иначе – Капля и Вильна, позднее их решили переименовать, очевидно, решив, что новые имена более благозвучны, к тому же они рифмуются друг с другом. Видеоинформация, передававшаяся с борта корабля, во время прохождения корабля-спутника в зоне действия наземных приёмных пунктов фиксировалась на киноплёнку. После полёта легендарные собаки жили в вольере института авиационной и космической медицины, откуда их возили на показ в детские сады, школы и детские дома. Через несколько месяцев Стрелка принесла потомство – 6 абсолютно здоровых щенков. Одного из них – самку по имени Пушинка Никита Сергеевич Хрущёв подарил супруге президента США Джона Кеннеди Жаклин и их дочери Кэролайн. Этот интересный факт о Белке и Стрелке имел огромное значение для науки, ведь на начало 1060-х считалось, что космос может плохо влиять на репродуктивную систему животных и способен существенно сократить жизнь. Тем не менее Белка и Стрелка обе дожили до глубокой старости и обе умерли своей смертью. Чучела собак находятся в мемориальном музее космонавтике в Москве.
СССР является первопроходцем в исследовании второй по удалённости от Солнца планеты. 12 февраля 1961 года к Венере была отправлена автоматическая межпланетная станция Венера-1. Когда скорость ракеты относительно Земли стала больше второй космической скорости на 661 м/с и она вышла в заблаговременно рассчитанную точку в пространстве, двигатель ракеты выключился и от неё отделилась автоматическая межпланетная станция.
Это был первый в мире полёт к планетам, ещё очень мало было известно об условиях, которые ожидают станцию, связь с ней удалось держать только на протяжении 3 миллионов км пути. Масса станции составляла 643,5 кг. Задачи запуска были такими: проверка методов вывода космического объекта на межпланетную трассу, а так же проверка сверхдальней радиосвязи и управление космической станцией, уточнение масштаба солнечной системы и проведение физических испытаний в космосе. Научная аппаратура на борту предназначалась для исследования космического излучения магнитных полей, межпланетного вещества и регистрации соударений с микрометеоритами. На Венере-1 находился вымпел с изображением государственного герба СССР, он был в виде модели Земли, диаметром 70 мм, из титанового сплава, с изображением контуров материков на поверхности. Внутри сферического вымпела находилась памятная медаль с изображением советского герба, на её оборотной стороне был изображён план солнечной системы с орбитами Меркурия, Венеры, Земли и Марса, а по краю надпись: «Союз Советских Социалистических Республик 1961».
В полдень 12 февраля 1961 станция находилась на расстоянии 126,3 тысячи км от поверхности Земли. Через сутки удалилась от планеты уже на 488,9 тысячи км. Питание бортовой аппаратуры во время сеансов связи осуществлялось от химических источников тока. Обеспечение постоянного освещения солнечных батарей для получения от них максимальной энергии, производилось системой солнечной ориентации. Внутри сферы действия Земли Венера-1 двигалась по кривой близкой к гиперболе. 14 февраля в 23 часа ровно станция достигла границы этой сферы. В момент выхода из неё скорость относительно Солнца составляла 27,7 км/с. Далее движение Венеры-1 происходило по эллиптической орбите с фокусом в центре Солнца. 22 февраля Венера-1 не вышла на связь, последний сеанс проводился 17 февраля с дальности 1,9 миллиона км. Устранить возникшую неполадку так и не получилось.
26 февраля газета «Правда» опубликовала подробный материал о первом полёте к Венере, рассказав о прекращении радиосвязи, по расчётам баллистиков в конце мая 1961 станция прошла примерно в 100 тысячах км от Венеры, через некоторое время вымпел с Венеры-1 случайно нашёл сибирский подросток, купавшийся в небольшой речке. Мальчик принёс его домой и показал отцу, а тот вскрыл металлическую сферу и обнаружил медаль. Мужчина отдал находку в милицию, оттуда она была передана в КГБ, те, в свою очередь, передали медаль президенту академии наук Мстиславу Келдышу, а он Сергею Королеву. Главный конструктор ОКБ-1 посчитал нужным вручить памятную реликвию своему близкому соратнику Чертоку. За миссией Венеры-1следили во всём мире. Человечество стало свидетелем фантастических достижений советской науки. Трёх месячный полёт к Венере заставил человечество затаить дыхание.
На корабле «Восток» 12 апреля 1961 года лётчик-космонавт СССР Юрий Алексеевич Гагарин совершил первый в мире пилотируемый полёт в космическое пространство. Старт корабля состоялся с советского космодрома «Байконур» в 9 часов 7 минут по московскому времени. Корабль выполнил один оборот вокруг Земли и совершил посадку в 10 часов 55 минут в районе деревни Смеловка Саратовской области. Данный полёт, безусловно, открыл новую эпоху – эпоху освоения человечеством ранее неизведанных и поражающих своими масштабами космических просторов.
V. Закрепление материала.
Вопросы:
С помощью чего мы сейчас можем наблюдать за небом?
Как вы считаете, что можно было наблюдать с помощью телескопа?
Можно ли было с помощью телескопа хорошо изучить космос? Почему?
Как называется место, с которого запускаются ракеты?
Когда был запущен первый искусственный спутник Земли?
Благодаря чему возникла идея создания глобальной сети Интернет?
Когда произошёл запуск Спутника-2 на орбиту?
Какое первое живое существо совершило орбитальный полёт?
Какие выдающиеся научные результаты были получены благодаря запуску станции Луна-1?
Будет ли полезен на поверхности Луны компас?
Клички Белки и Стрелки до полёта в космос?
Когда была запущена автоматическая межпланетная станция Венера-1?
За сколько минут совершил оборот вокруг Земли корабль «Восток-1» с Ю.Гагариным?
Тест с последующей самопроверкой (см. Приложение 1).
VI. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Вот и подошёл наш урок к концу!
Какую тему урока мы сегодня изучали?
Что вы уже знали по данной теме?
Что нового вы узнали?
Что вам особенно понравилось на уроке?
VIII. Выставление оценок в ЭлЖур.
IX. Домашнее задание:
1 группа учащихся - подготовить кроссворды по изученной теме;
2 группа учащихся - изготовить макет спутника;
3 группа - написать эссе по теме: «Освоение космоса».
4
3 879
11 850 
