*Незаметно к ученикам и профессору подобрался май, который ознаменовал собой приближение экзаменов и каникул. Ученики теперь уже немного напряженно заходили в кабинет, ожидая информации по поводу контрольной и СОВ. Одновременно с ударами колокола профессор вошла в кабинет.*
— Доброе утро! Выше нос, не стоит грустить раньше времени. Пусть у нас и контрольная работа на следующем занятии, но это не повод впадать в депрессию. Сегодня у нас относительно легкая лекция, но немножко нужно будет конспектировать. Как я уже говорила, пока не удалось ученым соорудить ни одной лунной базы, но некоторые страны планируют выполнить эту задачу в ближайшее время. Зато были запущены целых десять пилотируемых космических станций. В 1973 году НАСА сконструировало и запустило орбитальную научную лабораторию
«Скайлэб». С 1973 по 1991 год Россия запустила еще семь пилотируемых космических станций в рамках испытаний космической станции
«Салют». Но, увы, они сейчас не на орбите. Космические станции «Салют», «Скайлэб» и
«Мир» уже выработали свой ресурс, с их помощью ученые получили ценную информацию. После того как члены экипажа вернулись на Землю, все космические станции увели с орбиты Земли. На сегодняшнее время остается только одна —
Международная космическая станция (МКС). 15 стран, участвующих в этом проекте, поставляют на станцию оборудование и материалы, необходимые для ее жизнедеятельности и расширения ее функций.
На МКС есть пирс, к которому причаливают спейс-шаттлы, а также космические корабли серии
«Прогресс» и
«Союз». Все члены экипажа находятся в невесомости, так как ученые пока не умеют искусственно создавать силу притяжения на космических станциях или кораблях. Размеры самой станции, вместе с солнечными батареями и внешними модулями и блоками, сопоставимы с размерами квиддичного поля — 73 метра в длину и 108 метров в ширину. Но жизненное пространство экипажа ограничено только несколькими широкими цилиндрическими модулями, соединенными между собой люками. Космонавты там буквально ползают, так как лунное притяжение слабее земного, поэтому вес космонавтов становится меньше, но их при этом всё равно тянет вниз, к поверхности планеты. МКС же находится в состоянии свободного падения, поэтому весь экипаж как бы «плавает» внутри.
При создании первых космических станций ученые предполагали, что им удастся создать на борту искусственное притяжение. Это возможно, если соорудить станцию в форме
вращающегося цилиндра или
колеса. В данном случае космонавтов будет прижимать к стенам
центробежная сила, возникающая при вращении, и люди смогут перемещаться по ним, как по твердой поверхности.
| Центробежная сила — это сила, которая прижимает тело к внешнему краю вращающегося объекта. Представьте, что вы сидите на карусели и она быстро крутится. Что в этот момент происходит с вами? Вас прижимает к спинке кресла. |
Если правильно рассчитать частоту вращений, то ощущение от хождения по стенам КС будет точно таким же, как от хождения по земле. На КС такого типа можно будет ходить не только по полу, но и по потолку и стенам.
Но не всё так легко, как кажется. На словах всё выглядит очень просто и реально, но воплощение чаще всего бывает сложным или не реализуемым по взмаху волшебной палочки. Выдержать постоянное вращение сможет только очень прочный космический корабль. К тому же, чтобы разогнать аппарат до нужной скорости, необходимо довольно много энергии и топлива.
Поэтому все современные космические станции не вращаются, и перемещаться по ним можно только ползком. Также возможно отталкиваться от стен и других твердых предметов руками и ногами.
— Профессор, а чем они занимаются на космических станциях? — *Равенкловец вопросительно поднял брови.*Космонавты ставят разные эксперименты, тестируют оборудование, выращивают живые клетки и периодически проверяют состояние друг друга, чтобы определить, как жизнь в космосе влияет на человеческий организм. Космические станции, подобные МКС, планируется использовать как конечный или начальный пункт для длительных космических полетов. Возможно, в будущем мы сможем собирать космические корабли в открытом космосе, используя КС в качестве верфи. Такой подход позволит создавать корабли больших размеров, имеющие огромную массу, ведь запчасти корабля вывести на орбиту легче, чем запустить готовый корабль. В настоящее время
главная задача экипажа МКС — изучение приборов и живых организмов в космосе. Получив необходимые знания, мы сможем строить космические станции больших размеров и с большими возможностями, а там недалеко и до баз-поселений на Луне и других планетах.
Астронавты, которые ранее побывали на Луне, не могли построить лунную базу, и на это было несколько причин.
Во-первых, у них не было на это времени. Они пробыли на Луне только несколько часов: сделали фотографии, прокатились на луноходе, собрали образцы грунта и провели несколько экспериментов на поверхности Луны.
Во-вторых, почти все космические корабли были рассчитаны только на доставку астронавтов на Луну и обратно. Чтобы взять с собой оборудование и материалы для сооружения базы, нужен гораздо более мощный космический корабль.
В-третьих, тогда еще не было ни одного проверенного проекта лунной базы. Впрочем, его нет и сейчас. Почему? Потому что это не походную палатку поставить, а весьма сложный и трудоемкий процесс. «Лунная палатка» должна быть абсолютно герметичной, внутри следует поддерживать оптимальное давление и температуру, а поверхность должна защищать от солнечного излучения. К тому же она должна быть достаточно большой, чтобы там поместились запасы воды и еды, а также оборудование, необходимое космонавтам для длительного пребывания на Луне. Не стоит забывать о проблеме переработки продуктов жизнедеятельности лунных поселенцев. Доставка свежих продуктов и поддержание чистоты — две основные задачи любой внеземной базы.
Казалось бы, что может быть круче, чем жить на космической станции или в космическом корабле. Но полеты в невесомости и бескрайние звездные просторы за иллюминатором — это только одна сторона медали. На самом деле условия жизни в космосе очень тяжелые, и чтобы остаться живым и здоровым, просто необходимо сильно постараться. Давайте поговорим о проблемах, которые может испытывать каждый космонавт во время полета:
1) Если в космосе что-то пойдет не так, какой выбор будет у космонавта? Космонавты не смогут сходить в магазин, купить еды или поменять деталь, которую не взяли с собой.
2) В космосе даже пыль может быть опасной и навредить кораблю, что уж говорить о булыжнике или другом космическом мусоре. Всё это способно повредить стекло и корпус корабля, что может закончиться фатальными последствиями.
3)
Солнечное излучение очень опасно для человека, а в космосе его предостаточно. Каждую секунду, когда космонавт покидает космический корабль и находится в нем, он получает дозу излучения. На Земле нас защищает атмосфера и магнитное поле, но в открытом космосе такой защиты нет. Солнечное излучение очень вредит ДНК, влияет на вирусы и бактерии, а иммунитет во время полета не крепнет. Любая бактерия, которая не приносит никакого вреда на Земле, может стать огромной проблемой после получения дозы излучения в космосе. Я уже молчу о вирусе, который может мутировать и привести к фатальным последствиям.
| Излучение — это энергия (к примеру, солнечная), которая распространяется в виде волн или частиц. |
ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота, которая несет в себе наследственную информацию. |
| Мутация — изменения той же самой ДНК под воздействием мутагенных факторов (в нашем случае). |
4) Во время полета ослабевает пищеварительная система, поэтому в первые дни исследователи космоса почти ничего не едят. Да и вкусняшками они не могут похвастаться, так как большая часть еды в сухом виде (так еда меньше весит и занимает мало места). Жидкость в условиях невесомости вытекает из чашки и летает по всему кораблю.
5) В космосе важна каждая капля воды, поэтому душ там не предусмотрен. Экипаж использует влажные губки или полотенца.
6) Самое опасное для здоровья — отсутствие гравитации. Из-за этого мышцы и кости ослабевают, что может привести к тому, что мышцы полностью атрофируются. Чтобы быть в хорошей физической форме, космонавты МКС каждый день тренируются на беговых дорожках и велотренажерах.
7) Оказавшись на необитаемом острове, вы всегда сможете найти фрукты и воду, но оказавшись на другой планете — нет.
8) Спать в космосе тоже трудно, особенно если космический корабль либо космическая станция вращается вокруг Земли так быстро, что Солнце восходит каждые полтора часа. К тому же придется залезть в прикрепленный к стене спальный мешок и застегнуться до самого подбородка. Всё это нужно, чтобы руки-ноги не болтались во сне, а также чтобы не залететь во сне куда-нибудь не туда.
9) Справить нужду в космосе тоже непросто. Помните о жидкости в условиях невесомости? Вот-вот. Одно неосторожное движение — и придется мыть не только сиденье туалета, но и всю космическую станцию. Поэтому в космосе используют специальные химические туалеты, действующие по принципу пылесоса. Подробности опустим.
Возможно, в ближайшие двадцать лет человек вновь отправится на Луну для дальнейших исследований или чтобы соорудить временные либо постоянные лунные базы. США и Индия планируют сделать это к 2020 году, Китай хотел бы высадить своих космонавтов на Луну и начать строительство своей собственной лунной базы к 2022 году. Европейский Союз, Россия и Япония планируют присоединиться к остальным в 2025-му.
— Профессор, а как же базы на Марсе? Вы и слова не сказали об этом, — *громко поинтересовалась гриффиндорка.*Хороший вопрос. НАСА разработало новую космическую программу под названием
«Созвездие», которая включает в себя пилотируемые полеты на Марс. Но в данный момент она приостановлена из-за недостаточного финансирования. Если финансирование возобновится, то основные цели будут такими:
1) строительство космических кораблей нового поколения, которые заменят устаревшие спейс-шаттлы;
2) повторные полеты на Луну и обеспечение «долговременного человеческого присутствия» — сооружение лунной базы;
3) использование космических кораблей нового поколения для доставки космонавтов на МКС, Луну и, возможно, на Марс и в глубины нашей Солнечной системы.
Для НАСА всё будет зависеть от успеха или провала космических кораблей нового поколения. Если они будут быстрыми и надежными и смогут заменить спейс-шаттлы, то сооружение лунных баз и полеты на Марс уже не за горами. Но если новые корабли окажутся просто дорогостоящей пустышкой, тогда в лучшем случае их ожидает пара полетов на МКС и обратно.
Хочу познакомить вас еще с несколькими захватывающими идеями, которые высказывались учеными, и некоторые звучат очень даже фантастично. В 2018 году Марс и Земля будут по одну сторону от Солнца, что урезает время полета до красной планеты до 104 дней (меньше 4 месяцев). Обратная дорога на Землю займет приблизительно 6 месяцев. Уже в 2031 году полет займет около 20 месяцев, так как планеты будут по разные стороны от Солнца. Во время обсуждения этого вопроса некоторые ученые предложили использовать комету как перевалочный пункт. Космонавты выжидают комету, которая должна пройти рядом с Землей, а потом приземляются на нее. Но этот план, скорее всего, обречен на провал, так как осколки от кометы могут повредить космический корабль.
Да и в идеале было бы попасть на красную планету максимум за два дня, но для этого мы должны двигаться со скоростью света. Что же придумали ученые?
1) Кеплер первым писал о возможности использовать
парус для полета в космосе. Странно звучит, правда? Свет от Солнца похож на порывы ветра, которые уменьшаются по мере отдаления от их источника. Была озвучена идея размещения на Луне батарей лазерных лучей, которые смогут одновременно выстрелить в парус, что поможет космическому кораблю разогнаться до скорости света и достичь Марса в считанные дни. Звучит эта идея здорово, но сперва эти батареи нужно дотащить до Луны, а после разместить этот парус, который ко всему прочему должен быть неимоверно прочным.
2) Вторая идея звучит наиболее правдиво и вероятно.
Прямоточный двигатель — большая воронка, которая поглощает водород при движении в космосе и сжигает его (как и Солнце), а потом выбрасывает позади корабля мощный поток ионов. Такой двигатель мог быть работать вечно, но ученым пока не удалось разработать такую систему.
3) Третья идея —
антивещество. Вот здесь ученые продвинулись дальше и даже делали попытки получить антипод. Я не буду сильно вникать в это и рассказывать вам всю суть, но если кратко:
— «+» заряд становится «–»;
— «–» заряд становится «+».
И когда происходит столкновение — возникает всплеск энергии невероятной мощности .
Столкновение вещества и антивещества дает 100%-ный результат. Даже если США и создаст устойчивое антивещество в лаборатории, то заплатит за это очень и очень дорого. Ложка антивещества может сделать банкротом любую страну, но вместе с этим нужно хотя бы несколько граммов для того, чтобы попасть на Марс, и несколько ложек для полета к самым близким звездам. Может, это всё-таки стоит того?
4)
Искривление пространства. Представьте себе, что вы берете два противоположных конца простыни и соединяете их. Огромная экономия времени, верно? А так бы вам пришлось пролететь всё это расстояние без возможности его сократить. Но для создания кривизны нужна очень большая масса, что выходит за пределы реальности и возможностей человечества. Если такое действительно можно будет сделать, то не сейчас и не через 20 лет.
Джон Бранденбург (ученый современности) работает в лаборатории над очень интересным проектом. По его словам, космический корабль сможет воздействовать не на всё пространство, а на пространство вокруг себя. Бранденбург изучает и пытается получить частицы — тахионы. Согласно его идее, корабль должен имитировать эти частицы и двигаться очень быстро. Свет всегда движется с постоянной скоростью, тахионы же могут двигаться бесконечно быстро, то есть быстрее света. Идея именно в том, чтобы создать вокруг корабля мощное магнитное поле и наслаждаться супербыстрым полетом.
5) НАСА же разработало другой план, который выполни́м в ближайшем будущем. Сперва на орбиту будет отправлена ракета с запасом топлива, а после запущен космический корабль вместе с космонавтами. После выхода на орбиту корабли состыкуются, и у экипажа будет топливо на обратную дорогу. Звучит очень интересно, поэтому ждем реализации и держим кулачки.
6) Ученые хотят создать
лифт, который будет доставлять людей и припасы на орбиту, а там их уже будет ждать космический корабль и приветливый открытый космос. Идея весьма интересная, но вот загвоздка в создании крепких волокон, которые смогут выдержать столь сильное натяжение. Это сократит цену в 1000 раз и навсегда закроет проблему дорогостоящих запусков.
До звонка осталось несколько минут, но я отпускаю вас раньше. Надеюсь, лекция вас не утомила. И домашнее задание не забудьте записать!
Задания
- Как можно решить проблему невесомости на космических станциях? Реализовано ли это в данный момент? Если нет, то почему?
- Какая проблема при полетах вам кажется наиболее пагубной для самих астронавтов и требует наибольшего внимания?
(Минимальный объем ответа на основное задание 500 символов) - (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)
Дополнительные задания
- Доклад. Космический туризм. Перспективы и развитие в современном мире. Минимум 800 символов.
- Сочинение-рассуждение. Наименее выполнимый план по отправке людей на красную планету (выберите любой из лекции). Объясните ваш выбор. Минимум 800 символов.
- Сочинение-рассуждение. Как вы считаете, с какими проблемами может столкнуться человечество, если большое количество людей получит возможность летать и стабильно жить на лунных базах? Объясните свою точку зрения. Минимум 800 символов.
- (Эта лекция только для 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 курсов)
