рефераты, курсовые, дипломы >>> астрономия, авиация, космонавтика

 

Исследование Луны и Венеры

 

Исследование Венеры

эпоха автоматических космических зондов началась в 1962 году, когда американский аппарат “ Маринер - 2 “ прошёл вблизи Венеры и передал информацию, которая подтвердила, что ее поверхность совсем горяча. Было также установлено , что период вращения Венеры вокруг оси - долгий , около 243 земных суток , - больше , чем период обращения вокруг Солнца ( 224, 7 суток ) , поэтому на Венере “ день “ длиннее года и календарь совсем не похож на земной.

сейчас понятно, что Венера вращается в обратном направлении - с востока на запад, а не с запада на восток, как Земля и большая часть остальных планет. Для наблюдающего на поверхности Венеры Солнце восходит на западе , а заходит на востоке , хотя в реальности облачная атмосфера полностью закрывает небо.

Следом за “ Маринером - 2 “ была осуществлена мягкая посадка на поверхность Венеры нескольких русских автоматических аппаратов, спускаемых на парашюте через плотную атмосферу. При этом была зарегистрирована наибольшая температура около C , и давление у поверхности практически в 100 раз больше, чем атмосферное давление на уровне моря на Земле .

“ Маринер - 10 “ приблизился к Венере в феврале 1974 года и передал первые снимки верхнего слоя туч. Этот аппарат лишь один раз прошёл около Венеры - его основной целью была самая внутренняя планета - Меркурий. Но снимки были высокого свойства и проявили полосатую структуру туч. Они также подтвердили , что период вращения верхнего слоя туч всего только 4 суток , так что строение атмосферы Венеры не похоже на строение Земной атмосферы.

Тем временем американские радиолокационные исследования проявили, что на поверхности Венеры имеются огромные по размеру, но маленькие кратеры. Происхождение кратеров неизвестно, но, поскольку в таковой плотной атмосфере обязана быть мощная эрозия,

по “ геологическим “ эталонам они вряд ли могут быть совсем старыми. Предпосылкой возникновения кратеров может быть вулканизм, поэтому гипотезу о том, что на Венере происходят вулканические процессы, пока нельзя исключить. Также на Венере найдено несколько горных областей . Самый большой горный район - Иштар - по площади вдвое превосходит Тибет . В центре его на высоту 11 км поднимается огромный вулканический конус . Было найдено , что в облаках содержится огромное количество серной кислоты (может быть, даже фтористо - серной кислоты) .

Следующий принципиальный шаг был сделан в октябре 1975 года , когда два русских аппарата - “ Венера - 9 “ и “ Венера - 10 “ - сделали управляемую посадку на поверхность планеты и передали на Землю снимки . Снимки были ретранслированы орбитальными отсеками станций , остававшимися на околопланетной орбите на высоте порядка 1500 км . Это был триумф русских учёных , даже несмотря на то , что и “ Венера - 9 “ и “ Венера - 10“ вели передачи всего только не более часа , пока не закончили раз и навсегда действовать из - за очень больших температур и давления.

Оказалось что поверхность Венеры была усыпана гладкими скальными обломками , по составу похожими на земные базальты , многие из которых имели около 1 м в поперечнике . Поверхность была отлично освещена : по описанию русских учёных , света было столько , сколько бывает в Москве в облачный летний полдень , так что даже не потребовались прожекторы аппаратов . Оказалось к тому же , что атмосфера не владеет чрезвычайно высокими преломляющими качествами , как ожидалось и все детали ландшафта были чёткими .

Температура на поверхности Венеры равняласьС , а давление в 90 раз превышало давление у поверхности Земли . Было найдено , не считая того , что слой туч кончается на высоте около 30 км . Ниже находится область горячего едкого тумана . На высотах 50 - 70 км размещаются массивные облачные слои и дуют ураганные ветры . У поверхности Венеры атмосфера совсем уплотненная ( всего только в 10 раз меньше плотности воды).

Исследование Луны.

Неудивительно, что первый полет космического аппарата выше околоземной орбиты был ориентирован к Луне. Эта честь принадлежит русскому космическому аппарату "Луна-l", запуск которого был осуществлен 2 января 1958 года. В согласовании с программой полета через несколько дней он прошел на расстоянии 6000 км от поверхности Луны. Позже в том же году, в середине сентября схожий аппарат серии "Луна" достиг поверхности естественного спутника Земли.

Еще через год, в октябре 1959 года автоматический аппарат "Луна-3", оснащенный аппаратурой для фотографирования, провел съемку обратной стороны Луны (около 70 % поверхности) и передал её изображение на Землю. Аппарат имел систему ориентации с датчиками Солнца и Луны и реактивными двигателями, работавшими на сжатом газе, систему управления и терморегулирования. Его масса 280 килограмм. Создание "Луны-3" было техническим достижением для того времени, принесло информацию об обратной стороне Луны: обнаружены заметные различия с видимой стороной, до этого всего отсутствие протяженных лунных морей.

В феврале 1966 года аппарат "Луна-9" доставил на Луну автоматическую лунную станцию, совершившую мягкую посадку и передавшую на Землю несколько панорам близкорасположенной поверхности - мрачной каменистой пустыни. Система управ­ления обеспечивала ориентацию аппарата, включение тормозной ступени по команде от радиолокатора на высоте 75 км над поверхностью Луны и отделение станции от нее конкретно перед падением. Амортизация обеспечивалась надувным резино­вым баллоном. Масса "Луны-9" около 1800 килограмм, масса станции около 100 килограмм.

Следующим шагом в русской лунной программе были автоматические станции "Луна-16, -20, -24" , предназначенные для забора грунта с поверхности Луны и доставки его образцов на Землю. Их масса была около 1900 килограмм. Кроме тормозной двигательной установки и “четырехлапого” посадочного устройства, в состав станций входили грунтозаборное устройство, взлетная ракетная ступень с возвращаемым аппаратом для доставки грунта. Полеты состоялись в 1970, 1972 и 1976 годах, на Землю были доставлены небольшие количества грунта.

Еще одну задачку решали "Луна-17, -21" (1970, 1973 года). Они доставили на Луну самоходные аппараты - луноходы, управляемые с Земли по стереоскопическому телевизионному изображению поверхности. "Луноход- 1 " прошел путь около 10 км за 10 месяцев, "Луноход-2" - около 37 км за 5 мес. Не считая панорамных камер на луноходах были установлены: грунтозаборное устройство, спектрометр для анализа химического состава грунта, измеритель пути. Массы луноходов 756 и 840 кг.

Космические аппараты "Рейнджер" разрабатывались для получения снимков во время падения, начиная с высоты около 1600 км до нескольких сот метров над по­верхностью Луны.

Они имели систему трехосной ориентации и были обустроены шестью телевизионными камерами. Аппараты при посадке разбивались, поэтому получаемые изображения передавались сходу же, без записи. Во время трех успешных полетов были получены обширные материалы для исследования морфологии лунной поверхности. Съемки "Рейнджеров" положили начало американской программе фотографирования планет.

Конструкция аппаратов "Рейнджер" сходна с конструкцией первых аппаратов "Маринер", которые были запущены к Венере в 1962 году. Но дальнейшее конст­руирование лунных космических аппаратов не пошло по этому пути. Для получения подробной информации о лунной поверхности использовались остальные космические аппа­раты - "Лунар Орбитер".

Эти аппараты с орбит искусственных спутников Луны фотографировали поверхность с высоким разрешением.

Одна из целей полетов состояла в получении высококачественных снимков с двумя разрешениями, высоким и низким, с целью выбора вероятных мест посадки аппаратов "Сервейор" и "Аполлон" с помощью специальной системы фотокамер. Снимки прояв­лялись на борту, сканировались фотоэлектрическим методом и передавались на Зем­лю. Число снимков ограничивалось запасом пленки (на 210 кадров). В 1966-1967 годах было осуществлено пять запусков "Лунар орбитер" (все удачные). Первые три "Орбитера" были выведены на круговые орбиты с небольшим наклонением и малой высотой; на каждом из них проводилась стереосъемка избранных участков на видимой стороне Луны с совсем высоким разрешением и съемка огромных участков обратной стороны с низким разрешением. Четвертый спутник работал на еще более высокой полярной орбите, он вел съемку всей поверхности видимой стороны, пятый, последний "Орбитер" вел наблюдения тоже с полярной орбиты, но с меньших высот.

"Лунар орбитер-5" обеспечил съемку с высоким разрешением многих особых целей на видимой стороне, большей частью на средних широтах, и съемку значимой части обратной с малым разрешением. В конечном счете съемкой со средним разрешением была покрыта практически вся поверхность Луны, сразу шла целенаправленная съемка, что имело неоценимое значение для планирования посадок на Луну и её фотогеологических исследований.

Дополнительно было проведено чёткое картирование гравитационного поля, при этом были выявлены региональные концентрации масс (что принципиально и с научной точки зрения, и для целей планирования посадок) и установлено существенное смещение центра масс Луны от центра её фигуры. Измерялись также потоки радиации и микрометеоритов.

Аппараты "Лунар орбитер" имели систему трехосной ориентации, их масса состав­ляла около 390 кг. После завершения картографирования эти аппараты разбивались о лунную поверхность, чтоб прекратить работу их радиопередатчиков.

Полеты космических аппаратов "Сервейор", предназначавшихся для получения научных данных и инженерной информации (такие механические характеристики, как, напри­мер, несущая способность лунного грунта), внесли большой вклад в понимание приро­ды Луны, в подготовку посадок аппаратов "Аполлон".

Автоматические посадки с ис­пользованием последовательности команд, управляемых радаром с замкнутым контуром, были огромным техническим достижением того времени. "Сервейоры" запускались с помощью ракет "Атлас-Центавр" (криогенные верхние ступени "Атлас" были иным техническим фуррором того времени) и выводились на перелетные орбиты к Луне.

Посадочные маневры начинались за 30 - 40 минут до посадки, основной тормозной дви­гатель включался радаром на расстоянии около 100 км до точки посадки. Конечный этап (скорость понижения около 5 м/с) проводился после окончания работы главенствующего мотора и сброса его на высоте 7500 метров. Масса "Сервейора" при запуске составляла около 1 тонны и при посадке - 285 килограмм. Основной тормозной двигатель представлял собой твердотопливную ракету массой около 4 тонн Космический аппарат имел трехосную систему ориентации.

красивый инструментарий включал две камеры для панорамного обзора местности, маленький ковш для рытья траншеи в грунте и (в последних трех аппа­ратах) альфа-анализатор для измерения обратного рассеяния альфа - частиц с целью определения элементного состава грунта под посадочным аппаратом. Ретроспективно результаты химического опыта многое прояснили в природе поверхности Луны и её истории. Пять из семи запусков "Сервейоров" были успешными, все опустились в экваториальной зоне, не считая последнего, который сел в районе выбросов кратера Тихо на 41° ю.Ш.

"Сервейор-6" был в неком смысле пионером - первым американским космическим аппаратом, запущенным с другого небесного тела (но всего только ко второму месту посадки в нескольких метрах в стороне от первого).

Пилотируемые космические аппараты "Аполлон" были следующими в американской программе исследований Луны. После "Аполлона" полеты на Луну не проводились. Ученым пришлось наслаждаться продолжением обработки данных от автоматических и пилотируемых полетов в 1960 - е и 1970 - е годы. Некие из них предвидели эксплуатацию лунных ресурсов в будущем и направили свои усилия на разработку действий, которые смогли бы перевоплотить лунный грунт в материалы, пригодные для стройки, для производства энергии и для ракетных двигателей.

При планировании возвращения к исследованиям Луны без сомнения найдут применение как автоматические, так и пилотируемые космические аппараты.

Человек на Луне.

Работа над данной программой началась в США в конце 60 - х годов. Было принято решение выполнить полет человека на Луну и его успешное возвращение на Землю в течение ближайших десяти лет. Летом 1962 года после долгих дискуссий пришли к заключению, что более эффективным и надежным методом является вывод на окололунную орбиту комплекса в составе командно - вычислительного модуля, в состав которого входят командный и вспомогательный модули, и лунного посадочного модуля. Первоочередной задачей было создание ракеты носителя, способной вывести не менее 300 тонн на околоземную орбиту и не менее 100 тонн на окололунную орбиту. Сразу велась разработка космического корабля “Аполлон”, предназначенного для полета американских астронавтов на Луну. В феврале 1966 года “Аполлон” был испытан в беспилотном варианте.

но то, что вышло 27 января 1967 года, воспрепядствовало удачному проведению программы в жизнь. В этот день астронавты Э. Уайт, Р. Гаффи, В. Гриссом погибли при вспышке пламени во время тренировке на Земле. После расследования обстоятельств тесты возобновились и усложнились. В декабре 1968 года “Аполлон - 8 (еще без лунной кабины) был выведен на селеноцентрическую орбиту с последующим возвращением в атмосферу Земли со второй космической скоростью. Это был пилотируемый полет вокруг Луны.

Снимки помогли уточнить место будущей посадки на Луну людей. 16 Июля “Аполлон - 11” стартовал к Луне и 19 июля вышел на лунную орбиту. 21 Июля 1969 на Луне в первый раз высади­лись люди - американские астронавты Н. Арм­стронг и Э. Олдрин, доставленные туда космическим кораблем "Аполлон-11. Космонавты доставили на Землю несколько сотен кг образцов и провели на Луне ряд исследований: измерения теп­лового потока, магнитного поля, уровня радиации, интенсивности и состава сол­нечного ветра (потока частиц, приходя­щих от Солнца). Оказалось, что тепло­вой сгусток из недр Луне приблизительно втрое меньше, чем из недр Земли. В породах Луны найдена остаточная намагничен­ность, что показывает на существование у Луны в прошедшем магнитного поля. На Луне были оставлены приборы, автоматиче­ски передающие информацию на Зем­лю, в сейсмометры, регистри­рующие колебания в теле Луны. Сей­смометры зафиксировали удары от падений метеоритов и “лунотрясения” внутреннего происхождения. По сейсмическим данным было установлено, что до глуби­ны в несколько десятков км Луна сложена от­носительно легкой “корой”, а ниже за­легает более уплотненная “мантия”. Это было выдающиеся достижение в истории освоение космического пространства - в первый раз человек достиг поверхности другого небесного тела и пробыл на нем более двух часов. Вслед за полет корабля “Аполлон - 11” к Луне на протяжении 3.5 - х лет было ориентировано шесть экспедиций (“Аполлон - 12” - “Аполлон - 17”), пять из которых прошли вполне удачно.

На корабле “Аполлон - 13” из - за аварии на борту пришлось изменить программу полета, и заместо посадки на Луну был сделан её облет и возвращение на Землю. Всего на Луне побывало 12 астронавтов, некие пробыли на Луне несколько суток, в том числе до 22 часов вне кабины, проехали на самоходном аппарате несколько десятков км.

Ими был выполнен достаточно большой размер научных исследований, собрано свыше 380 кг образцов лунного грунта, исследование которых занимались лаборатории США и остальных государств. Работы над программой полетов на Луну велись и в СССР, но в силу нескольких обстоятельств не были доведены до конца. Про­должительность сейсмических колебаний на Луне в несколько раз крупная, чем на Земле, видимо, это связано с множеством трещин в верхней части лунной “коры”.

В ноябре 1970 АМС “Луна-17” до­ставила на Луну в Море Дождей лунный самоходный аппарат "Луноход-1", который за 11 лунных дней (либо 10.5 месяцев) прошел расстояние в 10 540 м и передал огромное количество панорам, отдельных фотографий поверхности Луны и другую научную информа­цию. Установленный на нем француз­ский отражатель дозволил с помощью лазерного луча измерить расстояние до Луны с точностью до долей метра. В феврале 1972 АМС “Луна-20” доставила на Землю эталоны лунного грунта, в первый раз взятые в труднодоступном районе Луны. В январе 1973 АМС “Луна-21” доставила в кратер Лемонье (Море Ясности) “Луноход-2” для комплексного исследования переход­ной зоны меж морскими и материковыми равнинами. “Луноход-2” работал 5 лунных дней (4 месяца), прошел расстояние около 37 км.

Лунный грунт.

Всюду, где совершали посадки космические аппараты, Луна покрыта так называемым реголитом. Это разнозернистый обломочно-пылевой слой шириной от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Он появился в итоге дробления, перемешивания и спекания лунных пород при падениях метеоритов и микрометеоритов.

Вслед­ствие действия солнечного ветра реголит насыщен нейтральными газами. Посреди обломков реголита найдены части­цы метеоритного вещества. По радиоизотопам было установлено, что некие облом­ки на поверхности реголита находились на одном и том же месте десятки и сотни миллионов лет. Посреди образцов, доставленных на Землю, встречаются породы двух ти­пов: вулканические (лавы) и породы, возникшие за счет раздробления и расплавления лунных образований при па­дениях метеоритов. Основная масса вулканических пород сходна с зем­ными базальтами. По-видимому, таковыми породами сложены все лунные мо­ря. Не считая того, в лунном грунте встреча­ются обломки других пород, сходных с зем­ными и так называемым KREEP - порода, обогащенная калием, редкоземельными элементами и фосфором. Разумеется, эти породы пред­ставляют собой обломки вещества лунных материков. “Луна-20” и “Аполлон-16”, совершившие посадки на лунных мате­риках, привезли оттуда породы типа анортозитов. Все типы пород образовались в итоге долговременной эволю­ции в недрах Луны. По ряду признаков лунные породы различаются от земных: в них совсем не достаточно воды, не достаточно калия, натрия и остальных летучих частей, в неких образцах совсем много титана и железа. Возраст этих пород, определяемый по соотношениям радиоактивных частей, равен 3 - 4.5 млрд. Лет, что соответствует древней­шим периодам развития Земли.

Полеты космических кораблей Аполлон”

No. Корабля

Экипаж

Даты полета

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17  

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

У. Ширра, Д. Эйзел, У. Каннингем

Ф. Борман, Дж. Ловелл, У. Андерс

Дж. Макдивитт, Д. Скотт, Р. Швейкарт

Т. Стаффорд, Дж. Янг, Ю. Сернан

Н. Армстронг, М. Коллинз, Э. Олдрин

Ч. Конрад, Р. Гордон, А. Бин

Дж. Ловелл, Дж. Суиджерт, Ф. Хейс

А. Шепард, Э. Митчелл, С. Руса

Д. Скотт, Дж. Ирвин, А. Уорден

Дж. Янг, Ч. Дьюк, Т. Маттингли

Ю. Сернан, Р. Эванс, Х. Шмитт

26.02.66

05.07.66

23.08.66

09.11.67

22.01 - 11.02.68

04.04.68

11 - 22.10.68

21 - 27.12.68

03 - 13.03.69

18 - 26.05.69

16 - 24.07.69

14 - 24.11.69

11 - 17.04.70

31.01 - 09.02.71

26.07 - 07.08.71

16 - 27.04.72

07 - 19.12.72



 
Еще рефераты и курсовые из раздела
Строение солнечной системы
План. 1. Обзор солнечной системы с.3 2. Планеты земной группы: а) Меркурий. С.3 б)Венера с.5 в) Система Земля - Луна с.7 г) Марс с.11 3, Планеты гиганты ...

Неувязка Тунгусского метеорита
Иркутский государственный институт Лицей Курсовая работа на тему: неувязка тунгусского метеорита. Иркутск 2000 Оглавление: Введение...

Королев С.П.
Уфимский Государственный Авиационный Технический институт Кафедра истории Отечества и культурологии Реферат на тему: "Конструктор космических кораблей С.П. Королёв"...

Пьер Симон Лаплас. Возникновение небесной механики
Санкт-Петербургский Государственный институт Математико-Механический факультетРеферат по «Истории механики» на тему: Пьер Симон Лаплас. Возникновение небесной...

Гражданские и военные самолеты на интернациональной авиационно-космической выставке ФАРНБОРО-92
РЕФЕРАТ ГРАЖДАНСКИЕ И ВОЕННЫЕ САМОЛЕТЫ НА интернациональной АВИАЦИОННО-КОСМИЧЕСКОЙ ВЫСТАВКЕ "ФАРНБОРО-92" СОДЕРЖАНИЕ стр. Введение 4 русские и...