Підручник з Природничих наук. 1 частина. 10 клас. Гільберг - Нова програма

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

ДОСЛІДЖЕННЯ КОСМОСУ

Світовий простір навколо Землі називають космос. Земляни всіх поколінь завжди спостерігали за космічними явищами з неабиякою цікавістю й тривогою. А що там далі? Чи є ще десь істоти, схожі на нас? Чого чекати від космосу — добра чи зла? Лише в 60-х роках XX ст. людина вперше подолала земне тяжіння й зробила перші кроки в космосі

ВИ НАВЧИТЕСЯ

Знати про досягнення людства в освоєнні космосу; значення антропного принципу у Всесвіті.

Обґрунтувати причини появи життя на нашій планеті та можливість існування позаземного життя у Всесвіті.

Висловлювати судження щодо міжнародних наукових проектів з пошуку життя у Всесвіті.

Оцінювати унікальність Землі та Всесвіту.

КОСМІЧНІ ПЕРЕГОНИ

Чому люди не літають? Люди бігають, плавають, стрибають, але літати не можуть. Чому? Це питання турбувало людство з часів його перших спроб дослідження світу. Чимало було намагань здійснити політ людини (мал. 11.1).

Мал. 11. 1. Дивлюсь я на небо та й думку гадаю: чому я не сокіл, чому не літаю, чому мені, Боже, ти крилець не дав? Я б землю покинув і в небо злітав. Михайло Петренко

І лише в ХХ ст. людині вдалося не лише піднятися в небо, а й «вище неба» — у космічний простір.

І на Землі, і в космосі діє той самий закон всесвітнього тяжіння. Якщо добре знаєш фізику, то не важко розрахувати: якщо тіло кинути зі швидкістю 7,9 км/с, то воно підніметься на відстань, де не буде повітря, а отже й опору рухові, і кружлятиме навколо Землі. Якщо тіло кинути зі швидкістю 11,1 км/с, то воно рухатиметься вже навколо Землі й Місяця. А якщо зі швидкістю 11,2 км/с, або більшою, то воно вже взагалі не повернеться до Землі — блукатиме Сонячною системою (мал. 11.2).

Нічого складного? Теоретично, так. А ось практично... Порівняймо. Швидкість автомобіля на гарному шосе не перевищує 50 м/с. Швидкість літака 250 м/с. А нам потрібно рухатися зі швидкістю 8000 м/с! Летіти в тридцять з гаком разів швидше за літак! Щоб мчати з такою швидкістю, потрібно подолати опір повітря. Для виходу в космос і розгону в ньому придатна тільки ракета. Ракета не має ні крил, ні пропелерів. Вона може в польоті ні на що не спиратися. Для розгону їй не потрібно ні від чого відштовхуватися. Вона може рухатися й у повітрі, і в космосі. У повітрі повільніше, у космосі швидше. Вона рухається реактивним способом унаслідок відкидання частини власної маси.

Велику роль у дослідженні руху в космічному просторі за допомогою ракет відіграв учений Костянтин Едуардович Ціолковський (1857—1935, Росія), який першим запропонував узагальнену формулу для визначення швидкості руху ракети («формула ракети»), ідею багатоступінчатих ракет тощо.

Мал. 11.2. Космічна швидкість, атом, рок-н-рол — щось незбагненне звихрило епоху. Іван Гнатюк

Наш співвітчизник Юрій Васильович Кондратюк (справжнє ім’я Олександр Гнатович Шаргей, 1897—1943), незалежно від Ціолковського, іншими методами вивів рівняння руху ракети, що стало підтвердженням об’єктивного характеру розвитку вчення про реактивні пристрої, запропонував власну модель багатоступінчатої ракети. В історію світової астронавтики увійшла й «зоряна траса» Кондратюка — схема гравітаційного маневру для польоту на інші тіла нашої планетної системи. Цю схему було вдало використано американськими астронавтами під час польоту на Місяць.

Але конструювання ракети видалося не легкою справою. Перші у світі ракети, що були використані для подолання сили земного тяжіння й виведення на орбіту Землі першого штучного супутника та польоту першого космонавта, розробляли під керівництвом нашого співвітчизника Сергія Павловича Корольова (1907—1966). Найважливішими конструкторським досягненням Корольова є: перша у світі міжконтинентальна балістична ракета Р-7, перший удалий пуск якої відбувся 27 серпня 1957 р.; виведення на орбіту першого в історії штучного супутника Землі 4 жовтня 1957 р.; перший космічний політ Юрія Гагаріна на кораблі «Восток» 12 квітня 1961 р.; виведення на орбіту першого багатомісного корабля серії «Восход» з екіпажем на борту 12 жовтня 1964 р. Під його керівництвом створено перші космічні апарати серій «Луна», «Венера», «Марс», «Зонд», деякі супутники серії «Космос», а також проект космічного корабля «Союз».

Одні з перших рідинних реактивних двигунів були розроблені під керівництвом ще одного нашого співвітчизника — академіка Валентина Петровича Глушка (1908—1989). Реактивні двигуни його конструкції забезпечували надійну роботу космічних апаратів.

Із запуском «Супутника-1» розпочалося суперництво між СРСР та США в галузі освоєння космосу — космічні перегони. Занепокоєний різким проривом Радянського Союзу американський уряд ужив низку серйозних заходів для ліквідації відставання. І розпочали, як ви думаєте з чого? З освіти! У 1958 р. в США було прийнято «Закон про освіту», згідно з яким різко збільшено фінансування освіти в стратегічно важливих галузях науки, таких як математика та фізика!

Закінченням перегонів стала спільна радянсько-американська програма «Союз»-«Аполлон» у 1975 р. Космічні апарати провели орбітальну стиковку, що дало змогу космонавтам «країн-суперниць» відвідати кораблі один одного та взяти участь у спільних експериментах. Один з таких експериментів — штучне сонячне затемнення. У наперед визначений момент кораблі розстикувалися, розійшлися на деяку відстань і розмістилися на одній лінії із Сонцем так, що «Аполлон» перекрив сліпучий диск денного світила. Це дало змогу з борту «Союзу-19» за допомогою спеціальної автоматичної фотокамери зробити серію світлин штучного затемнення Сонця (мал. 11.3).

Мал. 11.3. а — Я — «СОЮЗ»! Я — «АПОЛЛОН»! б — Штучне затемнення Сонця

Освоєння космосу стало надзвичайно важливим стимулом для розвитку цілого ряду напрямів і сфер сучасної науки й техніки, які так само вплинули на розвиток медицини, досліджень резервних можливостей людини, радіотехніки, телебачення тощо. Багато «космічних» розробок того часу пізніше почали застосовувати й у побуті. Їжа швидкого приготування, технології пакування та пастеризації харчових продуктів і багато інших речей мають своїм витоком технології, розроблені для застосування в космосі.