Способы исследования космического пространства

1. Способы исследования космического пространства

МОУ «Антушевская средняя школа»
Учитель: Никанорова Е. Ю.

2.

Исследование космоса –
открытие и разведка
космического пространства с
помощью космических
технологий. Физические
исследования космоса ведутся
как с помощью пилотируемых
космических полетов, так и
автоматических космических
аппаратов.
Космический аппарат Dawn

3.

Страны, подписавшие договор об освоении космоса
– подписали и ратифицировали;
– только подписали
– не подписывали;

4.

Телескоп - рефрактор.
В XVII веке Галилей положил
начало изучению неба при помощи
оптических приборов.
С помощью своего телескопа в 1609
году Галилей изучил Луну, открыл
четыре спутника Юпитера, пятна на
Солнце и фазы Венеры.
Существует два основных вида
оптических телескопов – линзовые, или
рефракторы, и зеркальные, или
рефлекторы. У рефракторов объектив,
собирающий световые лучи, изготовлен
из стеклянных линз.
Телескоп Галилея в Институте Франклина, Филадельфия,
США.

5.

Телескоп-рефлектор
У рефлекторов объективом служит
вогнутое зеркало.

6.

Телескоп-рефлектор
Экскурсанты астрономической
обсерватории обычно удивляются,
когда узнают, что основное
назначение телескопов не в
достижении большого увеличения,
а в том, чтобы собрать как можно
больше световой энергии от
небесного тела.
200-дюймового телескопа Хейла знаменит кварцевыми
зеркалами максимальных размеров. Калифорния, США.

7.

Радиотелеско́п
Радиотелеско́п — астрономический
инструмент для приёма
собственного радиоизлучения небесных
объектов (в Солнечной системе, Галактике
и Метагалактике) и исследования их
характеристик.

8.

Радиотелескопы
Официально это самый большой в мире
управляемый радиотелескоп, высотой
почти 100 метров и массой более 5
тысяч тонн. Его тарелка имеет размеры
100 на 110 метров, и уникальную
неправильную форму для уменьшения
помех и искажений. Она состоит из
более чем 2000 алюминиевых пластин.
Радиотелескоп предназначен для
изучения пульсаров — интересных и
загадочных объектов в космосе, а также
для слежения за автоматическими
межпланетными станциями.
Телескоп Green Bank.

9.

Радиотелескопы
Радиотелескопы состоят из антенны и
чувствительного радиоприемника с усилителем
(радиометра). Разрешающая способность
(возможность видеть, или различить раздельно
две звезды, расположенные очень близко друг к
другу) радиотелескопов всегда ниже, чем у
оптических, так как длина радиоволн
значительно больше длины световых волн.
В Австралии заработал новый телескоп Askap, состоящий из 36 антенн.
Ученые смогут изучать газ, из которого сформированы звезды.
Телескоп станет мощным инструментом изучения происхождения галактик и звезд.

10.

Радиотелескоп-интерферометр
Если два радиотелескопа
установлены на значительном
расстоянии друг от друга,
одновременно воспринимают
радиоизлучение одного и того же
источника и подают сигналы на
общий радиометр, то разрешение
резко повышается. Два таких
спаренных радиотелескопа
называются радиоинтерферометром,
а при расстоянии между
радиотелескопами в тысячи
километров (радиоинтерферометр со
сверхдлинной базой) разрешение в
сотни раз превышает разрешение
оптических телескопов).

11.

Создание космических аппаратов
Солнце и звезды – огромные шарообразные
тела из горячей плазмы. Они излучают
электромагнитные волны всевозможной
длины волны, от гамма-лучей до длинных
радиоволн.
Земная атмосфера пропускает далеко не все
электромагнитные волны, излучаемые
небесными телами. Она поглощает все
смертоносное гамма-излучение,
рентгеновские и ультрафиолетовые лучи с
длиной волны меньше, чем 3000 Анкстрем,
значительную долю инфракрасного
излучения с длиной волны больше 1000 нм и
радиоволны с длиной волны меньше 1 мм и
длиной волны больше 20 м.
Автоматическая межпланетная станция Juno
Вот почему созданы космические аппараты –
искусственные спутники, орбитальные научные
станции, автоматические межпланетные станции,
направляемые к планетам Солнечной системы.

12.

Космические телескопы
Космические телескопы "Чандра" и
"Спитцер". "Чандра" позволяет получать
изображения крупных энергетических
сгустков Галактики, которые позволили
ученым понять природу туманностей и
пульсаров. Инфракрасный "Спитцер"
позволяет изучать малые звезды и планеты
вне Солнечной системы.
На фото: обсерватория Чандра.

13.

Телескоп Хаббл
Шаттл Дискавери 24 апреля 1990 года вывел
космический телескоп Хаббл на заданную орбиту.
Нахождение на орбите дает отличную возможность
фиксировать электромагнитное излучение в
инфракрасном диапазоне Земли. Вследствие
отсутствия атмосферы, способности Хаббла
увеличиваются в разы по сравнению с такими же
аппаратами, находящимися на Земле.
Принцип работы представляет собой рефлектор
системы Ричи-Кретьена с диаметром главного
зеркала 2,4 м, это дает возможность получать
изображения с оптическим разрешением порядка
0,1 угловой секунды.
Телескоп Хаббл на околоземной орбите

14.

Телескоп Хаббл
На момент отправки аппарата в
космос, на нем были установлены
следующие приборы:
1.Планетарная
и
широкоугольная
камеры;
2.Спектрограф высокого разрешения;
3.Камера съемки и спектрограф
тусклых объектов;
4.Датчик точного наведения;
5.Высокоскоростной фотометр.
На фотографии космического телескопа Хаббл — звезда RS
Кормы.

15.

Телескоп Хаббл
За все время своей работы Хаббл передал
на Землю около двадцати терабайтов
информации. В результате чего, были
опубликованы около четырех тысяч
статей, возможность наблюдать небесные
тела получили более трехсот девяноста
тысяч астрономов. Только за пятнадцать
лет работы телескопу удалось получить
семьсот тысяч изображений планет,
всевозможных галактик, туманностей и
звезд. Данные, которые ежедневно
проходят через телескоп в процессе
работы составляют примерно 15 Гб.
Снимок газопылевого облака IRAS 20324+4057

16.

Телескоп «Джеймс Уэбб»
В 2018 г. будет запущен космический телескоп
«Джеймс Уэбб».
Его приборы ориентированы на самый глубокий
инфракрасный спектр света (и часть видимого),
что позволит видеть ему не только сквозь облака
пыли и препятствия, но замечать даже очень
холодные объекты. В пределах Солнечной
системы он сможет обнаружить тело с
температурой около –170° С, а у звезд в радиусе
15 световых лет — планету с температурой
Земли или Марса.

17.

Телескоп «Джеймс Уэбб»
«Джеймсу Уэббу» будут видны не только
планеты, но и их потенциальные спутники.
А разрешающая способность телескопа,
увеличенная за счет новой технологии
зеркала и точных приборов, позволяет
заглянуть ему на дальше 800 миллионов лет
существующего рекордсмена, орбитального
телескопа «Хаббла». «Джеймс Уэбб»
сможет увидеть Вселенную лишь в 100
миллионах лет после Большого взрыва.
Телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» и их зеркала.

18.

Автоматические межпланетные станции
В задачи миссии станции входит
исследование облаков и полярных
сияний Юпитера. При помощи Juno
ученые надеются узнать больше о
происхождении планеты, строении и
физических свойствах ее атмосферы
и магнитосферы.
Прибытие аппарата к Юпитеру, как
ожидается, произойдет 4 июля 2016
года в 23:18 по североамериканскому
восточному времени.
Автоматическая межпланетная станция Juno

19.

Космический аппарат ЭкзоМарс
14 марта 2016 года с космодрома в
Байконуре был запущен космический
аппарат программы ЭкзоМарс 2016 —
масштабного проекта сотрудничества
между Европейским космическим
агентством и Роскосмосом.
Аппарат ЭкзоМарс Trace Gas Orbiter на орбите Марса в
представлении художника

20.

Суть программы ЭкзоМарс
ЭкзоМарс — это масштабный проект
по изучению красной планеты, в ходе
которого ученые планируют сделать
то, что еще никогда не делали на
Марсе. Тут и бурение скважины
глубиной в 2 метра, и поиски
крупных источников воды на планете,
и даже разведка места приземления
для будущих миссий — в том числе
для первого человека на планете.
Марсоход ЭкзоМарс

21.

Суть программы ЭкзоМарс
Март 2016 года — лучшее время для запуска
аппарата на Марс. Дело в том, что Марс с Землей
подходят на максимальное расстояние друг к
другу только раз в 2 года и 2 месяца — в таком
положении планет можно доставить груз к
красной планете всего за 9 месяцев. Этот период,
именуемый в космонавтике «стартовым окном», и
был использован для запуска первой части
ЭкзоМарс.

22.

Проект РАДИОАСТРОН
18 июля 2011 года с площадки
космодрома Байконур поднялся аппарат
«Спектр-Р», на котором были
установлены десятиметровая антенна,
раскрывающаяся в космосе, комплекс
научного оборудования, приемники,
усилители и преобразователи сигналов.
Эта космическая миссия стала частью
международного проекта РСДП,
созданного по инициативе российских
ученых. К наземной части исследований
подключены телескопы в обсерваториях
РФ, Австралии, Европы, США, Японии.
Возглавляют проект ученые из АКЦ
ФИАН.

23.

Цель проекта и уникальность технологии
Замысел создателей проекта
«Радиоастрон» состоит в
объединении результатов
наблюдений, ведущихся из космоса
и с Земли. Технология
радиоинтерферометрии
заключается в совмещении
информации с антенн,
находящихся на максимальном
удалении друг от друга.
Разрешающая способность такого
комплекса равна объективу с
диаметром, соответствующим
расстоянию между телескопами.

24.

Цель проекта и уникальность технологии
Все данные, получаемые с
радиотелескопов, помечаются
временными метками и
синхронизируются. Угловое разрешение
полученного интерферометра
формируется расстоянием между
телескопами. В данном случае оно
вычисляется до апогея – самой
удаленной от Земли точки на орбите
«Спектр-Р». Большую роль здесь играет
точность определения положения
космического аппарата. Его орбита
координируется центрами космической
связи в России, сводками мировой
лазерной сети, доплеровской поправкой
перемещения космического аппарата по
данным Пущино, а управление ведется
НПО им. Лавочкина.
Орбитальный модуль Спектр-Р

25.

Полученные результаты
При помощи проекта ученые
смогли получить информацию о
сверхмассивной черной дыре,
существующей в нашей
Галактике. Объект скрыт от
наблюдения непроницаемым
облаком пыли и газа,
зафиксировано лишь его
излучение. На снимках черная
дыра выглядит как мутное пятно.
Проект предусматривает
наблюдение за мазерами –
местами образования звезд,
квазарами – активными и
мощными ядрами удаленных
галактик, пульсарами –
источниками периодических
излучений, нейтронными
звездами.
Структуры вокруг черной дыры в центре нашей Галактики

26.

Полученные результаты
За время же своего существования проект
«Радиоасторн» установил несколько
рекордов:
1.стал самым масштабным научным
инструментом в истории человечества;
2.превзошел мировые достижения по
угловому разрешению, оно зафиксировано на
уровне 14 миллионных доли секунды дуги;
3.база интерферометра составляет 350 тыс.
км;
4.был занесен в книгу Гиннеса.
Результаты исследований, выполненных с
помощью миссии «Спектр-Р», заставили
многих ученых переосмыслить свои теории
о поведении небесных тел нашей Галактики.
Первое наблюдение джета квазара

27.

Космическая обсерватория «Гайя»
19 декабря 2013 года российская ракета
«Союз-СТ-Б» стартовала с космодрома
Куру, что во Французской Гвиане, неся на
борту очередную космическую
обсерваторию «Гайя» (Gaia — Глобальный
астрометрический интерферометр для
астрофизиков), принадлежащую
Европейскому Космическому Агентству
ESA.

28.

Космическая обсерватория «Гайя»
Прямое назначение телескопа – сбор
данных о звездах Млечного пути. Собрав и
проанализировав данные о миллиарде звезд
(это почти 1 процент звездной популяции
Млечного пути), можно будет на их основе
составить самую точную звездную карту
галактики.
С технической точки зрения это самый
совершенный телескоп, имеющий ПЗСматрицу колоссального размера, за что
удостоился титула «самой большой в мире
цифровой камеры».
Галактический центр (в инфракрасном диапазоне)

29.

Заключение
Современная наука значительно
расширила возможности познания Вселенной, существенно
увеличилась и техническая оснащенность, что позволяет
комплексно изучать космическое
пространство.
Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп, который
достроят до 2024 года.

30.

Источники информации
1. tesis.lebedev.ru/astronomy_news.html?did=2186 /
Миссия Juno;
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Важнейшие этапы
освоения космоса с 1957 года;
3. http://spacegid.com/gayya-veha-v-kosmicheskoyastronomii.html / Космическая обсерватория «Гайя».
Программа ЭкзоМарс. Телескопы «Хаббл» и
«Джеймс Уэбб»;
4. http://spacegid.com/proekt-radioastron.html / Проект
«Радиоасторн»;
5. http://tass.ru/nauka/1046079 / Космические
телескопы "Чандра" и "Спитцер".