Ғылыми жұмыс

Түркістан облысы

Келес ауданы

№29 жалпы орта мектебі

Ғылыми жоба

Тақырыбы: «Планеталарды зерттеу техникалары»

Авторы:  Серикбаев М.

  9- сынып оқушысы

Жетекшісі:  Есейтова А.Т.

физика пәні мұғалімі

2020-2021 оқу жылы

Пікір

Ғылыми жоба «Планеталарды зерттеу техникалары» тақырыбы бойынша берілді. Авторы 9-сынып оқушысы Серікбаев Мақсат.

Мақсат астрономияға қызығушылықпен қарап қазіргі заман ғаламшарын зерттеу техникаларының дамыту жолын жинақтап , көпшілік назарына ұсынып отыр. Әр планеталарды зерттеу техникалары жайлы мәлімет жинақтап, зерттеп, талдап және жүйеге келтірген. Ғарышты зерттеу техника құралдарының жаңалығын, құрылымын тереңдей зерттеген.Олардың техника түрлерімен, жұмыс жүйесімен таныстырып және пайдалану техникасының ерекшеліктерін жүйеге келтірген. Нәтижесінде әр оқушы қазіргі заман ғаламшар зерттеу техникаларының даму жолдарың білу қажет деген ойда, өз қойган мақсатына жетіп, тақырыбын аша білді.

Пікір жазған: А.Есейтова

Мазмұны

Аннотация  ......................................................................... 4

Кіріспе ……………………………………………… 5

1.Ғарыштық техника өндірісінің дамуы, техникалық шолу

1.1 Ғарыштық техника өндірісінің дамуы............................................... 7

1.2 Тасымалдаушы құрал – жабдықтар................................................... 9

2. Қазіргі таңдағы ғаламшарларды зерттеу техникалары

2.1.Меркурий: "Мессанджер" (НАСА).................................................... 13

2.2. Венера: "Венера-экспресс" (ЕКА)..................................................... 14

2.3. Марс: орбитада: Mars Reconnaissance Orbiter (НАСА), "Марс-

экспресс" (ЕКА), "Марс Одиссей" (НАСА). Марсоходы үстінде:

"Оппортьюнити" и "Кьюриосити" (НАСА)............................................ 16

2.4.Юпитер: "Юнона" (НАСА) 2016 жылы орбитаға жетеді................ 18

2.5.Сатурн: "Кассини" (НАСА)................................................................ 19

2.6.Уран және Нептун: "Вояджер-2"(НАСА)........................................ 20

3. Қорытынды. .................................................................... 23

4. Пайдаланған әдебиеттер.................................................................... 24

Аннотация

Зерттеудің өзектілігі: Әлемдік ғарыш бесігіне айналған ғарышты зерттеу техника құралдарының жаңалығын, құрылымын тереңдей зерттеу.Олардың техника түрлерімен, жұмыс жүйесімен танысу.

Зерттеудің мақсаты: XXІ – ғасырда ғарыштық кеңістікті зерттеу, игеру және пайдалану техникасының ерекшеліктерін жүйелеу.

Зерттеудің әдістері: Планеталарды зерттеу техникалары жайлы мәлімет жинақтау, зерттеу, талдау .

Зерттеудің жаңалығы: Қазіргі заман ғаламшар зерттеу техникаларының даму жолдарың білу.

Зерттеудің болжамы: Қазіргі заман ғаламшарын зерттеу техникаларының дамыту арқылы ғаламшарларды зерттеуді жинақтап , көпшілік назарына ұсыну.

4

Кіріспе

Ғарыштық техниканың Қазақстанда жасалынып планеталарды зерттеу және пайдалану үшін машина жасау үрдісінің кешенді технологиясының дамуына зор ықпалын тигізді. Адамзат баласы ғарышты игеру арқылы көптеген таңғаларлықтай жетістікке қол жеткізді. «Байқоңыр» Қазақстанда орналасқан ғарыш айлағы ғана емес, ол – адамзат пайдасына жұмыс істеп отырған үлкен ғылыми-технологиялық кешен. Бүгінгі ақпараттық қоғамда сіз бен біз емін-еркін пайдаланып жүрген интернет, радио, телевизия және өзге де коммуникациялық байланыс желілерінің жетілуі мен нано технологиялардың дүниеге келуі – ғарыш мамандарының еңбегі. Қалай десек те, қоғамдағы кез келген сала ғарыштық технологиялардың көмегіне зәру. Қазіргі уақытта астрономия, картография, геодезия, биология, география, химия, медицина сияқты күрделі салалардағы жүзеге асырылып жатқан жаңа жобалардың дені – осы ғарыштық зерттеулердің тиімді нәтижесінен. Жердің қойнауын, онда жатқан қазба байлықтарды, теңіз бен мұхиттардың астын зерттеу үшін де ғарыштан жүргізілетін зерттеулер өте қажет.

Қазіргі заманғы астрономия аспан денелерін зерттеудің тәсілдеріне қарай бірнеше бөлімге бөлінеді. Астрометрияда аспан объектілерінің орындары мен қозғалысы анықталады, Жердің айналу заңдылықтары зерттеледі, астрономиялық тұрақты шамалардың мәндері анықталады. Сфералық астрономияда аспан объектілерінің орны мен қозғалысы математикалық тәсілдермен анықталады. Ал тәжірибелік астрономияда бұрыш өлшейтін аспаптардың жаңа теориялары жасалып, уақытты, географиялық координаттарды (бойлық пен ендікті), белгілі бір бағыттағы азимуттарды анықтау әдістері жүйеленеді. Аспан механикасында бүкіләлемдік тартылыс күшінің әсерінен болатын аспан денелерінің, соның ішінде жасанды денелердің қозғалысы, сондай -ақ аспан денелерінің тепе-теңдік жағдайы зерттеледі. Жұлдыздық астрономияда біздің галактиканы (Жұлдызаралды) құрайтын жұлдыздар жүйесі , ал галактика сырты астрономиясында басқа галактикалар және олардың жүйелері қарастырылады. Құрамына астрофотометрия, астроспектроскопия , т.б. бөлімдер енетін астрофизика аспан денелерінде, олардың жүйелерінде және ғарыштық кеңістікте болып жататын физикалық құбылыстар мен химиялық процестерді зерттейді. Радиоастрономияда ғарыштан келген радиотолқындардың қасиеттері және олардың кеңістікте таралуы зерттеледі. Жердің жасанды серіктері

ғарыштық кемелер мен ғарыштық телескоптардың (мыс., америкалық «Хаббл» телескопы) жасалуы астрономияда зерттеулерді атмосферадан тыс

5

жүргізуге жол ашты. Космонгонияда жеке аспан денелерінің , сондай-ақ олардың жүйелерінің, атап айтқанда Күн жүйесінің пайда болу мәселелері, космологияда жалпы ғаламның құрылысы мен заңдылықтары қарастырылады. Қазақстанда астрономиялық зерттеулер ҚР ҒМ - Ғылым Академиясының Астрофизика институты мен оның Асы-Түрген обсерваториясында жүргізіледі.

Ғарыш (арабшадан аударғанда - кеңістік, космос) - Ғаламның астрономиялық анықтамасының синонимі. Кейде ғарыш ұғымына Жер және оның атмосферасы енбей қалады. Ғарыш «Жер төңірегіндегі» кеңістікті қамтитын (ондағы нысандарды қоса) жақын ғарыш және жұлдыздар мен галактикалар, т.б. кеңістігін қамтитын (ондағы нысандарды қоса) алыс ғарыш болып ажыратылады.

Ғарыш алаңы, космодром - ғарыштық аппараттарды құрастыруға, сынауға және ұшыруға арналған ғимараттар мен техникалық құралдар орналасқан жер. Ғарыш алаңының басты нысандарына: техникалық позиция, старттық және командалық -өлшеу кешендері жатады. Әр нысан күрделі жабдықтар кешені мен олар орналасқан құрылыстардан тұрады. Ғарыш алаңы жабдықтары арнайы технологиялық және жалпы техникалық жабдықтарға ажыратылады

Ғарыштық техника -ол ғарыштық кеңістікті зерттеу, игеру және пайдалану техникасы. Ғарыштық технологияны талқылығанда екі түрлі ұйғарым бар, біріншісі ол жердің атмосферасынан тыс шексізде шетсіз кеңістікті айтады. Ал екіншісі ол жердің атмосферасынан күн жүйесін қамтитын кеңістікті айтады. Екінші ұйғарым бойынша авиациялық қозғалыстар ол ғарыштық авиация, біріншісі галактикалық авиация. Коптеген уақытттан бері адамдар ғарыштық авиациялық қозғалыстарды ғана іске асыралды. Әрбір ғарыштық қозғалыс жетекші техниканың дамуына тығыз байланысты, тек қана жетекші техника белгілі бір дәрежеге жеткенде,қозғалыстағы дененің жылдамдығы айтарлықтай болғанда ойдағыдай ғарыштық қозғалысқа ие болады. Күн жүйесінен тыс планеталармен ақпарат алмастыру үшін бір жылдан артық уақытты қажет етеді. Содықтан күн жүйесінен тыс планеталарды талқылау біз үшін әлі ерте болады. Ғарыш технологиясының ең басты мақсаты кеңістікті игеруді жылжыту. Нақтырақ айтқанда космостық техника жердің атмосферасынан күн жүйесіне қамтитын кеңістіктік қозғалысын жасап қазіргі заманда зерттеліп жаткан дейін техника және технологиялардың дәрежесін жоғарылату.

6

1.Ғарыштық техника өндірісінің дамуы, техникалық шолу

1.1.Ғарыштық техника өндірісінің дамуы

Адамдар ғаламшарды зерттеу тарихы бірнеше кезеңге бөлінді, әуе шар, зымыран, жасанды жер серігі тағы басқа. XVIII – ғасырдың 80- ші жылдары ғалымдар әуе шарды пайдаланып көкке ұшып ғылыми зерттеулер жүргізді. XX - ғасырдың 20-шы жылдары әуе шардың түр түрі пайда болды, әуе шардың ғылыми зерттеулерге, көлік тасмал, әскери барлау тағы басқа. салалар ға үлесін қосқан әйтседе әуе шар 50м биіктікке ғана көтеріле алады, өйткені биіктеген сайын ауаның тығыздығы азаяды одан ары биіктікке ұшу үшін тасымалдау құралы қажет ол- зымыран. Зымыран қытайдың юань миннің кезеңінде ойлап табылған. 1903 – жылы Ресей ғалымы Циолковскийдың «күш реакциясын мүмкіндігінше пайдаланып ғарышты зерттеу» тезисі жарық көрді, зымыранды ұшыру арқылы ғарышты зерттеу деген ойды ортаға қойды, әйгілі Циолковский формуласын құрды 1926 - жылы наурызда АҚШ физигі Годдард өз бетінше зымыран ойлап тапты және әлемдегі бірінші зымыранды ұшырды, осыдан кейін коптеген ғалымдар үкіметтің қолдауының арқасында зымыранды жасау және ұшыруды зерттей бастады. 1942 – жылы қазанда немістер бірінші әскери зымыран V-2 ні сәтті ұшырды. Ұлы отан соғыстан кейін ғалымдар V-2 және оның жаңа түрін ұшыру арқылы 50м ден биік кеңістікті зерттеуге кірісті. 50 ші жыл

дардың соңында зымыран жасанды жер серігін алып ұшатын дәрежеге жетті 1957 – жылы 4 - қазанда КСРО бірінші жасанды жер серігін сәтті ұшырды, 1958 - жылы адамзаттың «ғарыштық дәуір» ге қадам басқанының белгісі. АҚШ өзінің жер серігін ұшырды, 1970 – жылы Қытайда өзінің жер серігін ұшырды, содан кейін әр түрлі жер серігі ұшырылды, қазірге дейін 4800 дана жер серігі ұшырылды.

Уан Ху – зымыранды пайдаланып ұшуды ойлап тапқан бірінші адам XIV – ші ғасырдың соңында, миндердің әдебиетшісі Уан Ху 47 өзі жасаған зымыранды орындыққа байлап, қолына коршун ұстап, зымыранның итеру күнін, коршунның күшін пайдаланып ұшпақшы болған, өкінішке орай, оқыста зымыран жарылып, Уан Ху қаза табады. (1.1- сурет)

Уан Ху ол бірінші зымыранды пайдаланып аспанға жорық жасаған батыр. Оның еңбегі селге кетті, бірақ оның зымыранды пайдаланып ұшу деген озық ойы әлемде бірінші пайда болды, сондықтан бүкіл әлем оны “Нағыз ғарыш бабасы” деп мойындады, бұл кісіні естен шығармау үшін, айдағы бір

7

шығыршық жанартауға аты “Уан Ху” тауы деп қойды.

1.1-сурет-Хуан Ху Зымыраны

Адамзаттың ғарышқа ұша алуы ғарыштық ұшақ пен ғарыш орбиталық бекеті арқылы жүзеге асады. 1961-жылы 12- сәуірде КСРО бірінші ғарыштық ұшақ ұшырды, ғарышкер Гагарин жердің орбитасын 108 минут айналып жерге аман есен оралды, адамзат ғарышқа ұшу жаңа заманына қадам басты. 1969–жылы 16- шілде АҚШ “Сатурн – V” атты зымыранмен “Аполлон” ғарыштық ұшағын алып ұшты, ғарышкерлер Армстронг және Олдрин айға қонды, 25- шілде жерге қайтып оралды. 1973- жылы 14- мамыр АҚШ “Сатурн – V” зымыранын пайдаланып салмағы 82 тонна болатын “аспан зертханасы- 1” космосқа жіберді, “Аполлон” ғарыштық ұшағын қатынас құралы ретінде пайдаланды. 9 ғарышкерді үш топқа бөліп аспан зертханасына жіберді, 20- дай ғылыми зерттеулер жүргізілген. КСРО космостық бекетті негіз етіп ғарышқа барлау әрекеттер жүргізді. 1971 жылдан 1986 ға дейін “салют -1 және салют -7” атты космос бекеттер және “ынтымақ” ғарыш орбиталық бекеті ұшырылды. Содан кейін “альянс”, “ прогресс”, “космос” атты ғарыш кемесі ұшырылды, “салют” ғарыш бекеттерімен байланыстырып, бекеттерге аспаптар, жанар майлар, түрмыстық заттар және ғарышкерлер мен иженерелер тасмалдау. КСРО- ның екі ғарышкері “салют -7” бекетінде 211 күн өткізіп, ғарышкердің ғарышта ең ұзақ уақыт болу рекордтын жасады. АҚШ пен КСРО -дан басқа, бұрынғы федерациялық Германия республикасы, Ұлыбритания, Франция, Бельгия, тағы басқа 10 шақты Батыс Европа елдері; Еуро космостық агенттіке қатысты 1983 - жылы 28 - қараша айында агенттік

8

“ғарыш зертханасы 1”- атты бекетті сәтті ұшырды.

Халықаралық ғарыш бірлестігінің 47-ші мәжілісі 1996 -жылы қазан айында Қытайда ашылды. Мәжілістің тақырыбы Ғарыштың қолдану териториясын кеңейту, мәжілістің қортындысы, келе жатқан ғасыр ол Ғарыштық ғасыр, ғарыштық өнімдер экономиканың өсуінің негізгі түйіні болып табылады. Көптеген елдер бар байлығын ғарыш саласына салуды жоспарлады, сол арқылы космосты игермекші болды.

Ғарыштық техникасының негізгі қағидаларына “үш ғарыштық жылдамдық”, Реактивті қозғалыстың ұстанымы, зымыранды кері қайтару технологиясы жатады.

1.2 Тасымалдаушы құрал – жабдықтар

Ғарыштық техниканы ғарыштық технология депте атайды, ғарыштық технологияға тасмалдаушы, ғарыш машиналары, жер беті бақылау технологиясы жатады.

Тасмалдаушы дегеніміз тасымалдау зымыраны, зымыранның жебе тәрізді денесі, қимылдатқыш жүйелер, басқару жүйесі тағы басқа бір неше бөліктен түрады. Зымыранның қолданғаны химиялық отын болғандықтан, бір бөлік зымыранмен жасанды жер серігін немесе ғарыш кемесін орбитаға жеткізе алмайды, негізі зымыран екі де төрт бөліктен түрады, бірінші бөлігінің отыны таусылғанда өздігінен түсіп калады, екіншісі жұмысын жалғастыра береді. Ғарышқа жөнелтілген ғарыш кемеміз соңғы бөлігінде орналасады. Әлемде ең үлкен зымыран АҚШ-тың “Сатурн-V”, ол үш бөліктен құралған, ұшардағы массасы 3000 тоннаға жуық болған. 35711000 Ньютон күшімен жерден көтерілген.

Тасымалдау құралы кинетикалық және әлеуметті қуатты ғарыш машинасына беріп, белгіленген орбитаға жеткізіп тастайды.

Көп бөлікті тасымалдау зымыраны – бірақ рет қолданатын көп бөлікті зымыран. (1.2 - сурет). Космостық тасымалдау жүйесі – көп рет қолданыстағы тасымалдау құралы (ғарыш ұшағы). Тасымалдау зымыранының құрылымы; 1.Алымдылық жүйе; 2.Меңгеруші жүйе; 3. Құрылымдық жүйе.

9

1.2– сурет–Көп бөлікті тасмалдау зымыранының құрылымы

Тапсырманың түріне қарай тасымалдау зымыраны үшке бөлінеді.

Зондтаушы зымыран: аспанға ықшамды аспаптарды алып ұшып атмосфералық өлшеулер жасады. Баллистикалық зымыран: түрлі-түрлі оқтұмсыктарды жауға қарсы соққы беруге қолданылады. Жасанды жер серігін (ғарыш кемесі) масмалдаушы:жасанды жер серігін немесе ғарыш кемесі орбитаға жеткізеді.

Қытайдың ең алғашқы көп бөлікті тасмалдау зымыраны әлемдегі бірінші тасмалдау зымырандар топтамалары.

“Шығыс” зымыраны әлемдегі бірінші тасмалдау зымырандар топтамалары: “Жер серігі”, ”Ай”, ”Шығыс”, ”Жоғарылау”,”Найзағай”, ”Бірлестік”, ”Озық” атты зымырандар.(1.3 сурет)

10

1.3-сурет-Қытайдың " Ұлы жорық" зымырандар топтамалары

“Протон” зымырандар топтамалары дегеніміз КСРО-ның арнайы космостық тапсырмалар ға жобаланған тасымалдау құралы. “Энергия” ауыр зымыранын қолданбай түрып, “ Протон” зымыраны КСРО- ның ең мықты тасымалдау зымыраны. “Протон” зымырандар үш топтамаға бөлінеді екінші дәрежелі үлгі, үшінші дәрежелі үлгі, төртінші дәрежелі үлгі. “Геркулес” зымырандар топтамалары.(1.4 сурет)

11

1

1.4-сурет-“Шығыс” зымыраны топтамалары әлемдегі бірінші тасмалдау зымырандар топтамалары

"Геркулес" зымырандар топтамалары континентаралық баллистикалық зымыраны " Геркулес-2"," Геркулес-3", " Геркулес-4", "Коммерциялық Геркулес-3" зымырандар топтамасында қамтиды.

Қытай 1956- жылдан бастап қазіргі зымырандарғы зерттеуді бастады.1969- жылы 29- маусымда өз бетімен зымыран зерттеп жасап сәтті ұшырды, содан кейін көп бөлікті зымыран жасауға кірісе бастады. 5 жыл тер төгіп еңбектенгеннің арқасында 1970- жылы 24- сәуірде "Ұлы жорық" зымыран жасалды, алғаш рет жасанды жер серігі "Қызыл шығыс" - ты сәтті ұшырды, Қытай космостық техникаға маңызды бір қадамын аттады.

"Ұлы жорық" зымырандар топтамалары әлемге әйгілі болып, космостық технология саласында маңызды орынға ие болды. (1.5 сурет)

1.5-сурет-"Геркулес" зымырандар топтамалары

12

2. Қазіргі таңдағы ғаламшарларды зерттеу техникалары.

Ғарыш машинасы (жасанды жер серігі, ғарыш аппараттары) космостағы әр түрлі орбитада жұмыс жасайтын жасанды аспап, космоста ұшатын барлық құрылғылардың атауы. Жерге жақын орбита бойындағы ғарыш машинасы жерді айнала қозғалыс жасайды. Планета аралық ғарыш машинасы жердің тартылыс күшін жеңіп басқа планеталарға ұшады.

Ғаламшар — өздігінен жарық шығармайтын, жұлдызды айнала қозғалатын, орталық жарық көзімен салыстырғандағы массасы шағын аспан денесі.  Күн жүйесіндегі Планеталар Күн жарығын шағылдырғандықтан көрінеді. Кейбір жақын жұлдыздың айналасындағы Планета осы жүйенің масса центрінің түзу сызықты қозғалыс траектория маңайында тербелуін бақылау арқылы анықталады. Қазіргі космогон теория бойынша планеталық жүйелер Галактикада кеңінен тараған құбылыс болып табылады. 2006 ж. тамызында Прага қаласында 75 елден жиналған 2,5 мыңдай астроном