Файл: Первый искусственный спутник Земли и полет в космос Ю. А. Гагарина.docx
Добавлен: 04.12.2023
Просмотров: 51
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образования и науки РБ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Благовещенский многопрофильный
профессиональный колледж
Реферат
на тему: Первый искусственный спутник Земли и полет в космос Ю. А. Гагарина
Выполнила студентка группы ПНК-1
Специальность:
44.02.02 Преподавание в начальных классах
Аркаева Я.Ф.
Преподаватель: Лукманова И.Ф.
2023
ВВЕДЕНИЕ
Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучении и исследовании околоземного и межпланетного космического пространства в огромной степени расширили наши представления о Солнце и Луне, о Марсе, Венере и других планетах. Очень результативным оказалось изучение верхних слоев атмосферы, ионосферы, магнитосферы. Вместе с тем выявилась весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космической техники в интересах многих наук о Земле
Новые пути преодоления свойственных дальней радиосвязи недостатков открыли запуски искусственных спутников Земли (ИСЗ).
Практика подтвердила, что использование ИСЗ для связи, в особенности для дальней международной и межконтинентальной, для телевидения и телеуправления, при передаче больших объемов информации, позволяет устранить многие затруднения. Вот почему спутниковые системы связи (ССС) в короткий срок получили небывало быстрое, широкое и разностороннее применение.
ПЕРВЫЙ ИСКУССТВЕННЫЙ СПУТНИК ЗЕМЛИ
История создания первого спутника связана с работой над ракетой как таковой. Тем более, она и в Советском Союзе, и в США имела немецкое начало. В связи с запретом по Версальскому мировому договору от 1919г. разрабатывать новые виды артиллерийского вооружения и строить боевые самолеты немецкие военные обратили внимание на перспективы ракет дальнего действия — запрета на них этот документ не предусматривал.
Особенно активную соответствующую работу начали в Германии после 1933г., с приходом к власти Гитлера. Тогда небольшая группа энтузиастов, во главе с молодым талантливым инженером Вернером фон Брауном, получила поддержку армии, а затем стала приоритетной государственной программой вооружения. И в 1936г. здесь начали строить мощный научно-производственный и испытательный ракетный центр Пенемюнде (округ Росток). А в 1943г. был совершен первый удачный пуск боевой баллистической ракеты дальнего действия А4 — получивший впоследствии пропагандистское название ФАУ-2 («Фергелтунг» — «возмездие»). Она стала первым беспилотным автоматически управляемым устройством дальнего действия. Ее максимальная дальность стрельбы составляла 270‑300 км, начальная масса — до 13500 кг, масса головной боевой части составляла 1075 кг, компонентами топлива являлись жидкий кислород — окислитель и этиловый спирт. Тяга двигательной установки у Земли достигла 27 000 кгс.
Активный участок полета заменял ствол пушки. Основными достижениями немецких специалистов стала технология серийного изготовления мощных жидкостных ракетных двигателей и системы управления полетом. Идеи отечественного ученого и изобретателя Константина Циолковского, немца Германа Оберта, американца Роберта Годдарда и других гениальных одиночек конца XIX — начала XX вв. превращались в конкретные инженерные системы коллективами мощных фирм Сименс, Телефункен, Лоренц и т.д., местных университетов, которые вели исследования по заданиям Пенемюнде. Затем, изучая в самой Германии ее опыт в течение 1,5 лет, мы — в том числе и я — убедились: их ракета — не снаряд, не пушка, а большая и сложная система, требующая использования последних достижений аэрогазодинамики, радиоэлектроники, теплотехники, науки о материалах и высокой культуры производства. Сталин 13 мая 1946г. подписал постановление о создании в СССР ракетной отрасли науки и промышленности. В его развитие в августе 1946г. Сергея Королева (академика с 1958г.) назначили главным конструктором. В 1948г. на первом отечественном ракетном полигоне Капустин Яр (междуречье Волги и ее левого рукава Ахтубы) испытали ракеты Р‑1 — копии немецких ФАУ-2, но изготовленные полностью из отечественных материалов. А в 1949г. прошла серия высотных полетов этих устройств для исследования космического пространства. А в 1950г. начали испытания следующей — Р‑2 — на дальность 600 км. Окончательным «отрывом» от наследия ФАУ‑2 стала ракета Р‑5 на дальность 1200 км, чьи проверки повели с 1953г. Тогда же именно с помощью Р‑5 развернули исследования по использованию ракеты как носителя атомной бомбы. Академики Сергей Королев и Юлий Харитон возглавили соответствующий поиск. Ведь холодная война в мире разгоралась, СССР был окружен военными базами ВВС США, с которых самолеты-носители атомных бомб были способны поразить главные политические и экономические центры нашей страны. Последние же аналоги в СССР не могли достичь территории американцев. Вот почему именно на ракетчиков возлагалась ответственность за создание соответствующих носителей, достигающих межконтинентальные базы. И 13 февраля 1953г. с подачи Совета главных конструкторов вышло новое постановление советского правительства, обязывающее начать разработку двухступенчатой межконтинентальной ракеты на дальность 7‑8 тыс. км. Но 12 августа 1953г. прошло испытание первой термоядерной бомбы.
20 мая 1954г. вышло постановление Правительства о разработке двухступенчатой межконтинентальной ракеты Р‑7. А всего через неделю, 27 мая, С. Королев направил министру оборонной промышленности Дмитрию Устинову докладную записку о возможности и целесообразности вывода на орбиту ИСЗ на базе этой, будущей ракеты. Следует отметить, что кроме самого Королева, никто из членов Совета главных конструкторов и их заместителей не считали серьезным увлечение идеей запуска ИСЗ. Эскизный проект новинки был предложен и одобрен Советом Министров СССР 20 ноября 1954г., а ее конструкция теперь хорошо знакома всему миру. Она состоит из четырех одинаковых боевых блоков, которые крепятся к пятому — центральному. По внутренней компоновке каждый из них аналогичен одноступенчатой ракете с передним расположением бака окислителя.
Топливные баки всех блоков — несущие. Двигатели всех блоков начинают работать с земли, но при разделении ступеней боковые выключаются, а центральный продолжает работать. Аппаратура управления размещается в межбаковом отсеке центрального блока и включает в себя автомат стабилизации, регулятор нормально и боковой стабилизации, регулирование кажущейся скорости и радиосистему управления дальностью и коррекцией в боковом направлении. Головная часть ракеты по расчетам входит в атмосферу со скоростью 7800 м/с. Общая длина отделяющейся боевой части составляет 7,3 м, масса — 5500 кг. Разумеется, при этом возникло много проблем, и их требовалось решать в кратчайшие сроки. Предстояло выбрать место для нового полигона, построить уникальное стартовое сооружение, ввести в строй все необходимые службы, построить и ввести в строй стенды для огневых испытаний блоков и всего пакета в целом, для отработки системы управления; найти и апробировать соответствующие теплозащитные материалы для сохранения целостности головной части при входе в атмосферу; предложить пока не существующую систему телеметрии (по предварительным данным только на первом этапе летных испытаний до 700 параметров); создать новую систему радиоуправления и контроля траектории полета, и, наконец, построить командно-измерительный комплекс, включающий пункты, следящие за ракетой и принимающие телеметрическую информацию по всей трассе до Тихого океана. Словом, не случайно в 1955г. конструкторы, выпускающие необходимую документацию для изготовления ракеты Р‑7, шутили, что от круглосуточной работы кульмана дымятся. Ведь компьютерной технологии тогда еще и в помине не было: «горячие» чертежи шли напрямую в цеха опытного завода. В январе 1956г. было подготовлено и 30 января подписано постановление Правительства о создании неориентированного ИСЗ под секретным шифром «Объект Д» массой 1000‑1400 кг с аппаратурой для научных исследований массой 200‑300 кг.
Все произошло в 19.00 по местному времени. По визуальным наблюдениям и последующим обработкам телеметрической информации ракета со старта ушла нормально. «Зрелище, потрясающее воображение» — говорили потом те, кто наблюдал старт, укрывшись в окопах на расстоянии 1 км. В бункер грохот доходил сильно ослабленный. Управляемый полет продолжался до 98-й секунды. Затем тяга двигателя бокового блока «Д» упала, и он без команды отделился от ракеты. А она потеряла устойчивость и на 103-й секунде из-за больших отклонений прошла команда выключения всех двигателей. Ракета упала в 300 км от старта. Королева поздравили все с тем, что уцелела стартовая система и была доказана устойчивость полета всего пакета на самом ответственном, первом участке. Но сам он был расстроен. Последующая обработка телеметрической информации и изучение остатков блоков показали: причина аварии — возникновение пожара из-за негерметичности в керосиновой коммуникации высокого давления двигательной установки.
Вторую Р‑7 (№ 6Л) готовили с учетом уже накопленного опыта. И 10‑11 июня делали многократные попытки пуска, хотя автоматика управления запуском в последние секунды «сбрасывала схему». Ракета со старта так и не ушла. Причиной было замерзание главного кислородного клапана на блоке «В» и ошибка в установке клапана азотной продувки. Компоненты слили, ракету сняли со старта и вернули на техническую позицию. Наконец, 21 августа произвели четвертый пуск. Р‑7 (№ 8Л) штатно отработала весь активный участок траектории. Ее головная часть по данным внешнего контроля достигла заданного района Камчатки, вошла в атмосферу, но на Земле их следов обнаружить не удалось. Очевидно, термодинамические нагрузки превысили все ожидания, а теплозащитное покрытие не спасло. Несмотря на очередную неудачу — на этот раз с конструкцией, 27 августа ТАСС опубликовал заявление: «В Советском Союзе осуществлен запуск сверхдальней межконтинентальной многоступенчатой баллистической ракеты. Имеется возможность пуска ракет в любой район Земного шара». 7 сентября 1957г. состоялся очередной пуск Р‑7 (№ М1-9). Весь активный участок, все блоки отработали нормально. Однако головная часть снова сгорела в плотных слоях атмосферы, хотя на этот раз удалось отыскать несколько остатков конструкции. Итак, по результатам летных испытаний пяти ракет было очевидно; изделие может летать, но головная его часть нуждалась в радикальной доработке, что требовало не менее полугода усиленного труда. Но нет худа без добра: разрушение головных частей открывало дорогу для запуска первого простейшего спутника Земли: ведь ему-то не требовалось входить в плотные слои атмосферы. И Королев получил согласие Хрущева на использование двух ракет для экспериментального пуска новинки. 17 сентября 1957г. на торжественном собрании, посвященном 100‑летию со дня рождения К. Циолковского, с докладом выступил Сергей Королев. Он сказал, что у нас в стране в ближайшее время может быть доставлен в космос искусственный спутник Земли. А еще через 5 дней на полигон прибыла ракета-носитель 8К71ПС (изделие М1‑ПС). Ее существенно облегчили по сравнению со штатными ракетами. Макетная головная часть была снята и заменена переходником «под спутник». С центрального блока сняли всю аппаратуру системы радиоуправления. Сняли одну из систем телеметрии. Упростили автоматику выключения двигателя центрального блока.
Таким образом, стартовая масса ракеты была облегчена на 7 т по сравнению с первыми образцами. Запуск первого в мире искусственного спутника Земли был осуществлен в Советском Союзе 4 октября 1957г. в 22 ч. 28 мин. 34 сек. по московскому времени. Впервые в истории сотни миллионов людей могли наблюдать в лучах восходящего или заходящего солнца перемещающуюся по темному небосводу искусственную звезду, созданную не богами, а руками человека. И мировое сообщество восприняло это событие как величайшее научное достижение. Впервые была достигнута первая космическая скорость, рассчитанная основателем классической физики и закона всемирного тяготения англичанином Исааком Ньютоном (1643‑1727 гг.). Она составляла для первого ИСЗ 7780 м/с. Наклонение орбиты спутника равнялось 65,1о, высота перигея 228 км, высота апогея — 947 км, период обращения 96,17 мин. После первых восторгов выяснилось: ракета стартовала «на бровях». Двигатель бокового блока «Г» выходил на режим с запозданием, т.е. меньше чем за секунду до контрольного времени. Если бы еще чуть-чуть задержался, схема автоматически «сбросила» бы установку и старт был бы отменен. Мало того, на 16-й секунде полета отказала система управления опережением баков. Это привело к повышенному расходу керосина, и двигатель центрального блока был выключен на 1 с раньше расчетного значения.
Были и другие неполадки. Если бы еще немного и первая космическая скорость могла быть не достигнута. 5 октября 1957г. сообщение ТАСС заканчивалось словами: «Искусственные спутники Земли проложат дорогу к межпланетным путешествиям и, по-видимому, нашим современникам суждено быть свидетелями того, как освобожденный и сознательный труд людей нового социалистического общества делает реальностью самые дерзновенные мечты человечества».
Первый спутник существовал 92 дня (до 4 января 1958г.). За это время он совершил 1440 оборотов, центральный блок работал 60 дней: он наблюдался простым глазом как звезда 1-й величины.
Юрий Алексеевич Гагарин
Юрий Алексеевич Гагарин родился 9 марта 1934 года в деревне Клушино Гжатского района Западной области РСФСР (ныне Гагаринский район Смоленской области), недалеко от города Гжатска (ныне Гагарин). По происхождению он выходец из крестьян: отец, Алексей Иванович Гагарин (1902-1973) - плотник, мать, Анна Тимофеевна Матвеева (1903-1984) - работала на молочной ферме.