Научные коммуникации: все, что нужно знать о космосе.

Аннотация

Есть люди, которые считают космос пустым или заполненным сжатым воздухом, наполненным звездами, планетами, черными дырами, межгалактической пылью и астероидами, но многие даже этого не знают, и это очень плохо. Моя статья не об отдельной отрасли или событии, а о космосе в целом, чтобы каждый человек в мире, прочитав ее, получил начальное представление о космосе.

Ключевые слова: космос; объекты в космосе; звезды; черные дыры; планеты; астероиды и космическая пыль; первая ракета, построенная человеком, для полета в космос, первые русские спутники Земли; первый русский человек, полетевший в космос.

Введение. Что такое космос?

Космос – это относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел или, проще говоря, это: пространство, которое окружает нашу планету Земля. Когда-то космос, с философской точки зрения, считался центром мира.

Рис. 1.

Интересный факт: в космосе невозможно дышать без специального оборудования – скафандра и баллонов с воздухом.

Но что же все-таки мы знаем о космосе? На эту тему был проведен опрос, в которых участвовали люди всех возрастов и профессий. И вот какие результаты удалось заполучить:

Опрос. «Насколько хорошо россияне знают очевидное о Космосе?» 2019 год.

В данном опросе участвовали 100 человек. Результаты были взяты с сайта: [https://zen.yandex.ru/vkosmo].

Вопрос первый: «Земля крутится вокруг Солнца или наоборот?»

Результаты:

- Земля вокруг Солнца – 78 %;

- Солнце вокруг Земли – 22 %.

Вопрос второй: «Что больше: Земля, Луна, Солнце?»

Результаты:

- Солнце самое большое – 52 %;

– Земля самая большая – 45 %;

- Луна самая большая – 3 %.

Вопрос третий: «Как называется наша галактика?»

Результаты:

- Млечный Путь – 26 %;

- другой ответ (чаще всего «не знаю») – 74 %.

Вопрос четвертый: «Сколько планет в Солнечной системе?»

Результаты:

- меньше 6 – 7 %;

- 7 – 17 %;

- 8 – 11 %;

- 9 – 16 %;

- больше 9 – 49 %.

В качестве вывода мы можем сказать, что знания у опрошенных людей в данной области очень низки и это плохо. Почему у многих респондентов такие плохие знания о космосе? В этом виноваты сегодняшнее образование или СМИ, а может, сами люди не хотят ничего знать о космосе? Это достаточно сложный вопрос, ведь не каждый готов спокойно признаться, что ничего не знает и знать не хочет о космическом пространстве. Знания о космосе сейчас является достаточно востребованными для человечества: на других планетах ученые ищут новые разновидности жизни, природные ископаемые, они даже ищут планету, на которой было бы возможно спокойно жить человеку! И для того, чтобы эта отрасль развивалась, нужны люди, которые будут заинтересованы в полетах в космос, в изучении новых ресурсов.

В этой статье Вы сможете ознакомиться с основной информацией о космосе, которую необходимо знать каждому человеку, живущему в 2020 году.

Объекты в космосе.

Галактика Млечный Путь или Галактика является нашей галактикой, то есть той, в которой мы с вами живем. Млечный путь является большой спиральной галактикой с перемычкой, диаметром около 100 тыс. световых лет и толщиной 1000 световых лет. В одном из рукавов Галактики находится Солнечная система и само Солнце. Галактика Млечный Путь, является одной среди триллионов штук.

Рис. 2.

Галактики находятся друг от друга достаточно далеко. Расстояние до ближайших из них измеряют в мегапарсеках*, а самые далекие в единицах красного смещения z*. На небе невооружённым глазом можно увидеть четыре галактики: галактика Андромеды (в северном полушарии),

Рис. 3.

Большое и Малое Магеллановы Облака (в южном; являются спутниками нашей Галактики) и

Рис. 4.

галактика М33 в созвездии Треугольника (из северного полушария).

Рис. 5.

Космос, хоть и является пустым пространством, но он содержит в себе множество различных тел, таких как: звезды, черные дыры, планеты, астероиды и космическую пыль, множество Галактик. Космос представляет из себя нечто удивительное и красочное то, что не возможно досконально повторить искусственно.

Рис. 6.

На протяжении многих лет ученых, а так же простых людей интересует вопрос: «Одиноки ли мы в этой Вселенной?». Я попытаюсь дать на этот вопрос ответ.

Итак, первый аргумент: группа ученых из университета Беркли опубликовала результаты исследования, в котором провели анализ нескольких тысяч планетарных систем, которые находятся в нашей галактике и которые можно увидеть невооруженным глазом. Они выяснили, что около 22 % планет могут быть приспособлены для жизни.

Второй аргумент: Европа, спутник Юпитера, покрыт огромными океанами, в которых огромное количество воды, больше чем на всей Земле! Поверхность замерзшая, но под силой гравитации Юпитера, вода подо льдами может сохраняться в жидком состоянии и содержать в себе жизнь. Так же есть Энцелад, который является спутником Сатурна, ученые утверждают, что у этого спутника шансов на сохранение и зарождение жизни не меньше.

Третий аргумент: многоклеточные организмы, которые могут быть почти на каждой планете могут мутировать, в результате чего переходить к более сложным формам жизни. Мутации происходят, когда организм пытается приспособиться к новым условиям жизни. Но здесь многие ученые расходятся во мнениях, кто-то считает, что организмам достаточно просто приспособится к данным условиям и на этом мутационная изменчивость пропадает, но другие предполагают, что на других планетах есть все условия для того, чтобы мутации не прекращались, а наоборот двигались еще более активно. Такими планетами можно считать те, на которых очень изменчивый климат.

И все-таки во Вселенной существует более 100 миллиардов галактик, и я не могу поверить, что среди них не найдется хотя бы одной, в которой будет возможна жизнь, а значит, есть шанс, что мы не одиноки. Но, к сожалению, ученые пока не обнаружили ни одной населенной планеты, кроме Земли. Но наука не стоит на месте! Поэтому возможно в скорейшем времени мы получим извещение о том, что мы все-таки не одиноки.

Интересный факт: в просторах Вселенной есть очень удивительная вещь – гигантский газовый пузырь. Его длина составляет около 200 миллионов световых лет, а находится он от нас в 12 миллиардах световых лет. Его название LBN 549 или NGC 7635.

* парсек - это распространенная в астрономии внесистемная единица, обозначающая расстояние, с которого отрезок длиной в одну астрономическую единицу (а.е.)(практически равный среднему радиусу орбиты Земли), перпендикулярный лучу зрения, виден под углом в одну угловую секунду (1″).

* красное смещение z - явление, при котором электромагнитное излучение увеличивает свою длину волны, соответственно, его частота и энергия уменьшается. Так как Вселенная расширяется, галактики, находящиеся на больших расстояниях, удаляются от Земли. Чем больше скорость разбегания, тем дальше находится объект, и свет от удалённых галактик сдвигается в красную область спектра.

Звезды.

Звезда - массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый в состоянии равновесия силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза.

Интересные факты: Солнце-это звезда, а не планета. Ежегодно только в нашей Галактике рождается сорок новых звезд. Сложно даже представить, сколько их появляется во всей Вселенной!

Рис. 7.

Итак, давайте, прежде чем приступать к непосредственному перечислению самых крупных звезд, а так же того, какие группы этих космических тел существуют, подробно разберемся в том, из чего состоят звезды и почему они светятся. Состав их очень прост, ведь Солнце и другие светила — это огромные раскаленные шары газа. В основном они состоят из 73% - водорода, 25% - гелия, 2% - остальных элементов. Эти 2% остальных элементов приходятся на те, что тяжелее гелия то есть углерод, кислород, металлы и так далее. Все звезды различаются только благодаря этим 2%, астрономы называют эти проценты металличностью светила.

Почему звезды светятся? Кого хотя бы раз в жизни не интересовал этот вопрос?

И не многим удавалось найти правильный ответ. Давайте вместе разберемся с этим вопросом, более досконально. Звезды не отражают свет, как это делают планеты и их спутники, они излучают свой собственный свет. Небесные светила выделяют неимоверно большое количество тепловой энергии, определенная часть которой доходит до нашей планеты, и мы имеем возможность его наблюдать.

Рис. 8.

Иногда звезды могут гореть разными цветами, например голубым или оранжевым. С чем это может быть связанно? Ответ прост – цвет светила зависит от того, насколько сильно нагрет газ внутри звезды. Именно поэтому ученые определили звезды каждого цвета в определенные группы: голубые звезды – самые горячие, дальше идут белые, потом желтые – более холодные, а уже после оранжевые и красные. Одна из самых горячих и ярких - голубая звезда Пистолет в созвездии Стрельца.

Рис. 9.

При визуальном наблюдении мы можем наблюдать так называемое мерцание звезд, как оно происходит и от чего зависит? Мерцание происходит из-за космической пыли и астероидов, которые налетают на определенную траекторию луча света исходящего от звезды, поэтому свет может уже не достигнуть Земли, но после того как пыль или астероид пролетает ту траекторию свечения, звезда вновь начинает светить.

Есть одно очень интересное явление – звездопад. Многие на звездопад загадывают желание и истинно верят в то, что оно сбудется, а другие верят в то, что если влюбленные будут вместе наблюдать звездопад, то их отношения продляться всю их жизнь. Но спешу Вас огорчить те падающие «звезды» на самом деле просто сгорающие в атмосфере метеориты, метеоры или пылинки небольшого размера.

Рис. 10.

Теперь можно перечислять самые большие звезды:

1. UY Щита

Рис. 11.

2. NML Лебедя

Рис. 12.

3. RW Цефея

Рис. 13.

4. WOH G64

Рис. 14.

5. Вэстерланд 1-26

Рис. 15.

6. VX Стрельца

Рис. 16.

7. VY Большого Пса

Рис. 17.

8. VV Цефея А

Рис. 18.

9. KY Лебедя

Рис. 19.

10. AH Скорпиона

Рис. 20.

Так же все звезды делятся на определенные классы по размерам:

1. звёзды-карлики (например, спутник звезды Сириус),

2. средние звёзды (Солнце, Капелла или Возничий),

3. нормальные звёзды (размеры между Солнцем и Капеллой),

4. звёзды гиганты и звёзды-сверхгиганты (Антарес, Арктур и Бетельгейзе, Альдебаран).

Рис. 21.

Давайте на этом этапе немного углубимся в историю Солнечной системы и вспомним, кто первый её открыл? Николай Коперник (1473–1543), польский астроном – создал гелиоцентрическую систему мира, то есть предположил, что Солнце является центром системы и что Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца. Мало кто знает, но Солнце тоже делает оборот вокруг центра Галактики на это действие у него уходит целых 200 миллионов лет. Эту цифру называют “галактическим годом”.

Рис. 22.

Черные дыры.

Чёрные дыры - массивные космические объекты, которые являются самыми яркими во всей Вселенной. Увидеть их почти невозможно, поскольку они не отражают свет, даже наоборот, поглощают его в прямом смысле слова. Их сила притяжения настолько велика, что даже лучи света не могут устоять, и они попадают под влияние дыры. Поэтому, вокруг неё "изображение" космоса нам кажется расплывчатым и искажённым.
Чёрные дыры не чёрные шары, какими мы привыкли видеть их. Они прозрачные, но оставляют чёрную тень. Внутри черной дыры сила гравитации настолько велика, что из неё невозможно вырваться даже свету.

Рис. 23.

Есть такой факт: «черная дыра - самый яркий объект во Вселенной», но так ли это? Ведь есть еще звезды, которые тоже ярко светятся. Давайте попробуем разобраться и в этом. Существует такое явление, как аккреция - процесс приращения массы космическим телом путем собственного гравитационного притяжения материи из окружающего пространства. Вещество, притянутое черной дырой, как правило, начинает активно вращаться по орбите в форме диска. Из-за столь большой гравитации, вещество разгоняется до огромных скоростей и между частицами возникает довольно сильное трение. Это приводит к тому, что вещество начинает очень активно излучать свет, так же есть еще одна теория того, почему черные дыры светятся: вещества, падающие на черную дыру, разрываются на части и светятся так ярко, что получаются самые яркие объекты во Вселенной.
Самые первые исследования интенсивных гравитационных полей, из которых не может вырваться свет, начались еще в 18 веке. Человек, который дал первое современное решение общей теории относительности, описывающее черную дыру, был Карл Шварцшильд в 1916 году. Но вот появлением термина наука обязана американскому физику Джону Арчибальду Уилеру: именно он, выступая в 1967 году с докладом, назвал завершение процесса формирования «ненормальной звезды» переходом коллапса* в «состояние черной дыры».

Рис. 24.

Рис. 25.

Интересный факт: Черная дыра может быть размером до 0,1 миллиметра. Черные дыры искажают пространство и время. Согласно общей теории относительности при приближении к космическому телу время замедляется. Некоторые физики считают, что наша Вселенная была рождена внутри черной дыры и эти космические тела могут порождать новые Вселенные.

* гравитационный коллапс - катастрофически быстрое сжатие массивных тел под действием гравитационных сил.

Планеты.

Планета - небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, а так же вокруг своей оси, они достаточно массивны, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивны для начала термоядерной реакции.

Всего во Вселенной существует 8 планет. Давайте попробуем перечислить их названия, расстояние от Солнца, количество спутников, массу каждой планеты и группы на которые делят планеты.

1. Меркурий – поверхность планеты камениста, изрезана кратерами и воронками, гравитационного и магнитного поля нет. Находится близко к Солнцу, за 58 млн. км. Вес равняется 0,055 в сравнении с Землёй. Спутники отсутствуют. В 1631 году астроном Пьер Гассенди впервые наблюдал транзит Меркурия через солнце.

Рис. 26.

Рис. 27.

Интересные факты: на Меркурии можно наблюдать потрясающее явление: два восхода и два заката. В определенном месте можно наблюдать три восхода и три заката.

2. Венера - на поверхности имеется небольшое количество воды, а также множество метановых морей, есть атмосферный слой. Находится в 108 млн. км от Солнца. Вес равняется 0,81 от земного показателя. Спутники отсутствуют. В 1610 году Галилео Галилей наблюдал фазы Венеры.

Рис. 28.

Рис. 29.

Интересные факты: на этой планете очень облачно – что через них не видно солнца. Дождь состоит из серной кислоты. Самая жаркая планета.

3. Земля - единственная во Вселенной планета, на которой существует жизнь. Почти 70% поверхности покрыто водой. Гравитация планеты имеет идеальную величину. Находится в 150 млн. км от Солнца. Вес равняется 5.97×10²⁴ кг. Спутник – Луна. Экспедиция Фернана Магеллана смогла обогнуть земной шар в 1519 году.

Рис. 30.

Рис. 31.

Интересные факты: некоторые исследователи утверждают, что земля когда-то имела два спутника, то есть две Луны. Наша планета умеет самостоятельно регулировать температуру, потреблять энергию, обновляться и дышать.

4. Марс - из-за большого содержания окиси железа в грунте, имеет ярко красный цвет. Поверхность покрыта кратерами и потухшими вулканами. Расстояние от Солнца равно 300 млн. км. Его размер в 10 раз меньший, чем земной. Спутники: Фобос и Деймос. В 1877 году, с помощью телескопа исследовал планету, астроном Джованни Скиапарелли. В 1970-х годах на Марс успешно прибыли орбитальные аппараты.

Рис. 32.

Рис. 33.

Интересный факт: самая высокая гора в Солнечной системе находится на Марсе и это гора Олимп, её высота составляет 21.2 км. На Марсе когда-то была вода. Ученые обнаружили высохшие русла рек и некоторые минералы, которые не могут появиться без воды. Присутствуют смертельные дозы радиации.

5. Юпитер - состоит из смеси гелия и водорода. Внутри Юпитер разжарен, и поэтому в его атмосфере преобладают вихревые структуры. Расстояние от Солнца равно 800 млн. км. Крупнее Земли в 318 раз. Имеет 65 известных спутников. В 1610 году Галилео Галилей первым наблюдал четыре главных спутника Юпитера.

Рис. 34.

Рис. 35.

Интересный факт: Юпитер умеет «говорить». Планета издает очень странные звуки, похожие на речь. Их называют электромагнитные голоса.

6. Сатурн - структура планеты схожа с Юпитером, но прежде всего, Сатурн известен благодаря системе колец. Расстояние от Солнца равно 1,5 млрд. км. Сатурн в 95 раз крупнее Земли, но его плотность наименьшая среди всех планет Солнечной системы. Имеет 69 известных спутников. Первое наблюдение в телескоп провел Галилео Галилеи в 1610 году. А затем в 1659 году такое же исследование провел Xpиcтиaн Гюйгeнc.

Рис. 36.

Рис. 37.

Интересные факты: Сатурн – самая красивая планета Солнечной системы. Для того чтобы увидеть планету не нужны телескопы, достаточно просто взглянуть на небо, самая яркая звезда - Сатурн.

7. Уран - ледяной гигант, в составе которого преобладает газ. Есть незначительные кольца. Планета располагается на расстоянии в 3 млрд. км от Солнца. Уран крупнее Земли в 14 раз. Имеет 27 спутников. В декабре 1690 года, астроном Джон Фламстид первым обнаружил планету, но решил, что это звезда 34 Tauri. И только 31 марта 1781 года Гершель первым решил, что это планета.

Рис. 38.

Рис. 39.

Рис. 40.

Интересные факты: 80% планеты составляет лед. Планета окружена 13-ю кольцами.

8. Нептун - излучает большое количество тепла, на его поверхности находятся гейзеры из жидкого азота. Расстояние от Солнца равно 4,5 млрд. км. Крупнее Земли в 17 раз. Имеет 13 спутников. Первооткрывателями планеты Нептун стали Иоганн Готтфрид Галле, Урбен Жан Жозеф Леверье.

Рис. 41.

Рис. 42.

Рис. 43.

Интересный факт: Нептун самая малоизученная планета на Солнечной системе.

Я перечислила лишь «официальные» планеты Солнечной системы. Почему слово «официальные» находиться в кавычках? Всё просто. Сейчас в Солнечной системе насчитывается 5 карликовых планет: Церера, Плутон, Хаумеа, Эрида и Макемаке. И почти никто из мирного населения о существовании этих планет не знает, поэтому многие называют эти планеты «неофициальными».

Все планеты Солнечной системе ученые привычно делят на 2 группы:

планеты земной группы, к которым относят: Меркурий, Венера, Земля, Марс; планеты – гиганты, к которым относят: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун.

Астероиды и космическая пыль.

Астероиды - это маленькие объекты, пребывающие в космосе, они имеют неправильное строение (конфигурацию) и огибают Солнце по разнообразным орбитам. Приблизительно понять состав астероидов можно по его орбите в планетной системе, обычно, если небесное тело сильно удалено от солнца, то строение астероидов состоит из большего числа летучих веществ, например, льда.

Рис. 44.

Космическая пыль - это микроскопические металлические частицы, измельченные остатки астероидов, частицы жидкости в замершем виде, которые можно обнаружить в любом уголке Вселенной.

Рис. 45.

Астероиды – главная опасность для нормального существования людей на Земле, ведь если огромный астероид полетит в сторону нашей планеты, будет огромная вероятность, что никто не выживет. Давайте попробуем разобраться в таком вопросе: «Как появляются астероиды?». В конце XVIII века Франц Ксавер организовал группу из 24 астрономов. С 1789 года эта группа занималась поисками планеты, которая, согласно правилу Тициуса-Боде, должна была находиться между орбитами Марса и Юпитера. В итоге были обнаружены новые астероиды: Церера, Паллада, Юнона и Веста. А сейчас уже известны тысячи других астероидов. Кстати в нашей Солнечной системе есть астероид с кольцами, как у Сатурна. У астероида Харикло два плотных и узких кольца и он является пятым объектом в Солнечной системе, у которого есть кольцо.

Рис. 46.

Интересные факты о космической пыли: кольца планет-гигантов содержат множество различных видов пыли. Лунная пыль приставучая и может вызвать у вас недомогание.

Многие страны принимали участие в активном сборе космической пыли, но среди них выделилась Япония, они разработали достаточно интересный способ утилизации пыли: японцы собирают космический мусор при помощи огромной металлической сетки. Согласно плану спутник запустит ее на околоземную орбиту. Вращаясь вокруг планеты, сетка будет захватывать обломки. Магнитное поле Земли позаботится о том, чтобы она медленно приближалась к планете. При входе в атмосферу сеть сгорит вместе с содержимым.

Первая ракета, построенная человеком, для полета в космос. Первые русские спутники Земли.

Пилотируемый космический корабль — пилотируемый космический аппарат, предназначенный для выполнения полётов людей в космическом пространстве и, в частности, доставки людей в космос и безопасного их возвращения на Землю.

Рис. 47.

Искусственный спутник Земли — космический летательный аппарат, вращающийся вокруг Земли по геоцентрической орбите.

Рис. 48.

Рис.Самый первый пилотируемый космический корабль назывался «Восток», впервые выведен на орбиту Земли вместе с Юрием Алексеевичем Гагариным 12 апреля 1961 года. Его разработкой занимался Михаил Клавдиевич Тихонравов под руководством Сергея Павловича Королева с 1957 года. В 1959 году ведущим конструктором был назначен Олег Генрихович Ивановский.

Рис. 49.

Рис. 50.

Рис. 51.

Основной проблемой при создании космических аппаратов таких классов стало создание безопасной, надёжной и точной системы возвращения экипажа на земную поверхность в виде бескрылого спускаемого аппарата или космоплана. Кроме того, важной особенностью является наличие системы аварийного спасения на начальном этапе выведения ракетой-носителем. Также космический корабль обязательно должен быть оснащён системой жизнеобеспечения экипажа.

А вот самым первым беспилотным космическим кораблем стал «Спутник» - первый искусственный спутник Земли, запущенный на орбиту 4 октября 1957 года. Над созданием искусственного спутника Земли, во главе с основоположником практической космонавтики С. П. Королёвым, работали учёные М. В. Келдыш, М. К. Тихонравов, Н. С. Лидоренко, Г. Ю. Максимов, В. И. Лаппо, К. И. Грингауз, Б. С. Чекунов, А. В. Бухтияров и многие другие.

Первый русский человек, полетевший в космос.

Россия - стала первой космической державой! И продолжает быть ей в настоящее время.

Первым русским человеком, полетевшим в космос, является Юрий Алексеевич Гагарин. Он №1 среди всех космонавтов. Юрий Гагарин (1934—1968) - лётчик - истребительной авиации, первый космический полёт был совершен 12 апреля 1961 на космическом корабле «Восток». Погиб Юрий Алексеевич 27 марта 1968 года в авиакатастрофе.

Рис. 52.

После Гагарина следует Герман Степанович Титов (1935—2000) - лётчик ПВО. Он совершил только один космический полёт, состоявшийся 6 августа 1961 на космическом аппарате «Восток-2». Покинул отряд космонавтов Герман Степанович 17.06.1970. В дальнейшем работал в институте космических исследований.

Рис. 53.

За Титовым идёт Андриан Григорьевич Николаев (1929—2004) - лётчик ПВО. На его счету целых два космических полёта: 11 августа 1962 на космическом аппарате «Восток-3» и 1 июня 1970 на космическом корабле «Союз-9». Покинул отряд космонавтов Андриан Григорьевич 26.01.1982.

Рис. 54.

Я назвала только трёх самых известных космонавтов, но были и ещё, хоть и менее известные, но всё такие же герои!

На пути наших героев стояло немало препятствий таких, как, например: страх. Ведь пилоты могли уже и не вернуться к своим семьям, но мысль, что они летают на благо своей Родины, вдохновляла их идти на большие жертвы. Так же к таким препятствиям можно отнести и перегрузки во время взлета и в первые 2 дня. Многие пилоты начинают очень сильно уставать, аппаратура начинает давить им на тело, возникают проблемы с пищеварением. Но, не смотря на всю эту боль и плохое самочувствие, пилоты выполняли свои миссии на отлично, что заставляет нас уважать их ещё больше.

Интересные факты: космонавты носят подгузники при посадке, взлете и при выходе в открытый космос. Первой женщиной космонавтом стала гражданка СССР Валентина Терешкова.

Заключение.

Космос – это нечто удивительное и до конца не исследование. Он содержит в себе многие прекрасные вещи: звезды, черные дыры, планеты, Галактики, астероиды, космическую пыль. Я считаю, что эта статья поможет тем людям, кто действительно хочет развиваться, кто хочет иметь о космосе начальное представление.