Международная космическая станция (МКС), которая, по сути, является орбитальной лабораторией, предоставляет исследователям со всего мира уникальную возможность проводить различные эксперименты в условиях микрогравитации и суровой космической среды. Для каких только целей учёные не используют МКС, начиная от тестирования технологий будущего и закачивания изучением здоровья человека! Порой их усилия дают потрясающие результаты, о чём и пойдёт речь в представленной ниже статье.1. Обезглавленные плоские черви
Как известно, на Земле плоские черви способны регенерировать старые и повреждённые клетки своего тела. В сентябре 2014 года учёные решили проверить, как работает этот восстанавливающий механизм в космосе. На Международной космической станции они провели исследование, в ходе которого намеренно отрезали плоским червям головы и хвосты. В данный момент эксперимент продолжается. Его результаты позволят получить представление о том, как гравитация влияет на регенерацию тканей и восстановление повреждённых органов и нервов.
2. «Космические» мыши
Люди, исследующие глубокий космос и жизнь на других планетах, должны знать, как бороться с последствиями длительного воздействия мощного космического излучения, которое может привести к развитию раковых заболеваний и возникновению генных мутаций. Лабораторные мыши уже давно используются учёными в качестве подопытных животных и модельных организмов для изучения радиационного эффекта, однако доставить их на Международную космическую станцию в данный момент не представляется возможным. Вместо этого исследователи отправят в открытое космическое пространство замороженные эмбрионы мышей, а по возвращении на Землю подсадят их суррогатным матерям. В дальнейшем учёные будут использовать «космических» мышей для изучения долголетия, развития рака и возникновения генных мутаций.
3. Говорящие цуккини
В 2012 году астронавт Дон Петтит писал в своём блоге посты от имени цуккини, которые он вырастил из семян на Международной космической станции. Целью подобных исследований является использование растений для обеспечения экипажей космических кораблей, пребывающих в открытом пространстве длительное время, кислородом и свежими продуктами. В росте и развитии растений, выращиваемых в условиях космической среды, важную роль играют изменения в освещении, гравитация, радиация и прочие факторы. Блог антропоморфного Цуккини был создан с целью заинтересовать студентов в изучении просторов Вселенной и, таким образом, способствовать появлению следующего поколения учёных МКС.
4. Ликвидация пожара
В космосе пламя ведёт себя иначе, чем на Земле, ввиду сложного взаимодействия таких факторов, как испарение топлива, радиационное переохлаждение и химическая кинетика. Именно от их понимания во многом зависит быстрая и эффективная ликвидация возникших пожаров. В ходе исследования, проведённого в начале октября этого года, учёные МКС испытали различные способы подавления огня в условиях микрогравитации и обнаружили, что горение в космосе способно протекать при более низких температурах, чем на Земле, и требует меньшего количества кислорода, нежели в условиях обычной гравитации. Это значит, что для ликвидации очагов возгорания здесь должны применяться высококонцентрированные средства. Самое удивительная находка данного исследования заключается в том, что при определённых условиях капли гептана продолжают гореть даже после тушения пожара. Данный феномен получил название «гашение холодного пламени» (англ. "cool-flame extinction").
5. Робот МКС
Этот человекоподобный робот с двумя руками, но без нижней части туловища, был установлен на Международной космической станции для того, чтобы управлять и следить за работой оборудования в условиях высокого риска в то время, когда члены экипажа отдыхают от нагрузки. Управление Робонавтом (англ. Robonaut) осуществляется при помощи специального пульта или комплекта, состоящего из жилета, перчаток и 3D-визора. В будущем учёные планируют добавить к конструкции робота нижние конечности и запрограммировать его на выполнение задач, как на МКС, так и за её пределами.
6. Ночные огни
На доступном для всех онлайн-ресурсе НАСА ol.jsc.nasa.gov (англ. Gateway to Astronaut Photography of Earth – «Доступ к фотографиям Земли, сделанным астронавтами») можно найти снимки из космоса, начиная с 1960-х годов и заканчивая нашими днями. Более миллиона этих фотографий были сделаны космонавтами с борта Международной космической станции в ночное время суток. Для того чтобы каталогизировать такое огромное количество снимков, учёные решили создать краудфандинговый проект под названием «Ночные города» (англ. Cities at Night). Он включает в себя три компонента:
1) «Тёмное небо МКС» (англ. Dark Skies of ISS) предусматривает сортировку фотографий городов, звёзд и других объектов;2) «Ночные города» (англ. Night Cities). Участники данного подпроекта должны каждый снимок соотнести с местоположением на карте;3) «Потерянные в ночи» (англ. Lost at Night) – цель: поиск отдельных городов на изображениях, охватывающих зону радиусом 500 километров.
7. Личные дневники
В октябре 2014 года учёные в рамках нового исследования под названием «Поведенческие проблемы, связанные с изоляцией: Обзор и анализ дневников астронавтов» попросили группу из десяти членов экипажа МКС (мужчин и женщин различных специальностей, включая инженеров, военнослужащих и гражданских лиц) вести личные журналы в электронном виде, делая записи в них, по меньшей мере, три раза в неделю. Было подмечено, что чаще всего испытуемые писали о таких десяти вещах, как работа, общение с внешним миром, адаптация, групповое взаимодействие, отдых/досуг, оборудование, события, организация/управление, сон и еда. Результаты последующего анализа личных дневников показали, что условия на Международной космической станции, хотя и считаются более чем терпимыми, однако далеки от идеальных и в долгосрочной перспективе приводят к психологическим проблемам.
8. Резистивный тренажёр
Несколько лет назад учёные NASA разработали «умный» резистивный тренажёр "Advanced Resistive Exercise Device" (на фото выше), который даёт членам экипажа МКС возможность выполнять силовые упражнения в условиях космической среды. Тренировки с весами помогают сократить потерю плотности костной ткани и мышечной массы, которую испытывают астронавты во время длительного пребывания в космосе.
9. Кальмары в космосе
В сентябре этого года гавайские короткохвостые кальмары (Euprymna scolopes) совершили путешествие на Международную космическую станцию в рамках эксперимента, целью которого было изучение влияния микрогравитации на развитие микробозависимых животных. Как только морские обитатели попали на МКС, им подсадили симбиотические бактерии. Через сутки учёные, тщательно исследовав кальмаров, обнаружили, что микроорганизмы уже начали колонизировать их.
10. Мои микробы растут лучше, нежели ваши
В марте 2014 года учёные Калифорнийского университета в Дэвисе взяли образцы микроорганизмов, собранных в различных местах (музеи, футбольные стадионы и другие), поместили их в чашки Петри и, подождав, пока они в инкубаторе начнут образовывать колонии, доставили 48 самых удачных из них на МКС. Цель исследования – изучить поведение микроорганизмов в условиях микрогравитации для того, чтобы знать, безопасно ли будет отправлять людей (вместе с их микробами) на космическом корабле в длительное путешествие на планету Марс. 48 образцов по окончании эксперимента проанализируют и сравнят с идентичными культурами, развивавшимся на Земле.
11. Поведение жидкости в космосе
В космосе частицы жидкости двигаются иначе, чем на Земле, однако физика этого движения пока недостаточно ясна. Учёные Технологического института штата Флорида, Массачусетского технологического института и Космического центра имени Джона Фицджеральда Кеннеди провели на МКС серию экспериментов, связанных с динамикой плескания жидкости, при помощи роботизированных спутников, которые способны самостоятельно ориентироваться и передвигаться в пространстве. В будущем исследователи планируют разработать внешний топливный бак, чтобы лучше изучить свойства жидкости в космическом пространстве и тем самым сделать безопаснее запускаемые ракеты.
12. Муравьиная ферма
В сентябре 2014 года восемь небольших муравейников с сотней обитателей в каждом были отправлены на МКС, где учёные, используя камеры и специальное программное обеспечение, провели анализ их передвижения и уровня взаимодействия. Полученную информацию относительно поведения муравьёв в условиях микрогравитации можно использовать для построения различных алгоритмов или решения определённых математических проблем. Так, например, «муравьиные» алгоритмы могли бы помочь учёным разработать более дешёвые и эффективные стратегии роботизированного поиска и разведки.
©
kykyryzo.ru
|
Первые эксперименты в космосеПростейшие эксперименты в космосе осуществил ещё первый советский космонавт — Юрий Гагарин. То, что во время своего полёта он принимал пищу и делал записи о своём самочувствии в блокноте карандашом, по сути, являлось экспериментом. К примеру, когда космонавт обнаружил, что предметы парят в невесомости, он решил, что их лучше привязывать. Нельзя недооценивать важность этих испытаний! Ведь в шестидесятые годы прошлого века люди даже не подозревали, как будет вести себя человеческий организм, осуществляя эти простейшие действия в космосе. |
Астрономия. 11 класс. Учебник
Учебник Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута соответствует требованиям ФГОС и предназначен для изучения астрономии на базовом уровне. В нем сохранена классическая структура изложения учебного материала, большое внимание уделено современному состоянию науки. За последние десятилетия астрономия достигла огромных успехов. Сегодня она принадлежит к числу наиболее быстро развивающихся областей естествознания. Новые устоявшиеся данные по исследованию небесных тел с космических аппаратов и современных крупных наземных и космических телескопов нашли свое место в учебнике.
Купить
|
Использование технологий 3D-печатиНедавно на МКС провели испытания специального 3D-принтера, предназначенного для работы в условиях невесомости. С его помощью космонавты напечатали несколько инструментов, которые были отправлены назад на Землю для тщательной проверки их качества. Если будущие испытания пройдут успешно, то эта технология позволит экипажу станции самостоятельно производить нужные запчасти для ремонта МКС и избавит от необходимости брать с собой в полёт тяжелые детали — всё необходимое можно будет распечатать в космосе, имея на борту принтер и запас материалов. |
|
Ловля частиц магнитным альфа-спектрометромВ современной физике существует множество нерешенных фундаментальных вопросов: например, что из себя представляет так называемая тёмная материя? Или почему во Вселенной наблюдается такая асимметрия между количеством вещества и антивещества? На эти и многие другие вопросы учёным поможет ответить специальный прибор, доставленный на МКС, — магнитный альфа-спектрометр. С его помощью учёные будут детектировать и изучать свойства всевозможных частиц, а его расположение в космосе обеспечит ещё большую точность данных, нежели на планете. |
Высший замысел
Почему наша Вселенная выглядит именно так? Что такое М-теория? Существуют ли исключения из законов природы, например, чудеса? Ответы на эти и многие другие вопросы дает легендарные ученый и популятор науки Стивен Хокинг. Кто спроектировал и придумал этот мир? И для чего это было сделано? Ответы на эти вечные вопросы дает выдающийся ученый современности Стивен Хокинг. Она будет интересна всем, кто хочет расширить свое понимание устройства Вселенной.
Купить
|
Космический огородНекоторое время назад на МКС была доставлена специальная система для выращивания семян в космосе под названием Veggie. Используя её, космонавты смогут изучить процесс произрастания семян в условиях космоса. Растения получают все необходимые удобрения, а свет и тепло исходят от специальных ламп. Удача в испытании позволит в будущем организовать систему по выращиванию растений на кораблях и станциях в условиях длительных экспедиций. Сами космонавты признались, что этот эксперимент пришёлся им особенно по душе: возможность заботиться о растениях напоминала им о Земле. |
|
РобонавтВ NASA была разработана конструкция специального робота, названного Робонавтом. Опытный образец был доставлен на МКС и работает в опасных для жизни человека условиях открытого космоса, заменяя космонавтов. Управление роботом происходит при помощи специального комплекта оборудования: перчаток, жилета и шлема с визором. В ближайшем будущем робот получит способность передвигаться и сможет самостоятельно выполнять некоторые поставленные задачи. Впервые робот становится полноценным членом экипажа МКС! |
Астрономия. 11 класс. Методическое пособие
Методическое пособие к переработанному под ФГОС учебнику «Астрономия. Базовый уровень. 11 класс» авторов Б. А. Воронцова-Вельяминова, Е. К. Страута призвано помочь учителю при подготовке к урокам, в организации деятельности учащихся на уроке и дома, в подготовке к ЕГЭ по физике, а также оказать поддержку в процессе вовлечения школьников в олимпиадную деятельность. К каждому уроку даны подробные методические указания, представлены задачи и практические задания. Также в пособии приведены варианты контрольных и самостоятельных работ и темы проектов.
КупитьУланов Филипп
редактор сайта
Поделитесь в соц.сетях
Сказать спасибо автору
Хотите сохранить материал на будущее? Отправьте себе на почту
rosuchebnik.ru
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Описание слайда:Презентация по физике на тему: «Физика в космосе» Автор работы: Степанова Александра 9 В класс Руководитель: учитель физики МОУ СОШ № 4 г. Всеволожска Кувшинова Л. В. Муниципальное образовательное учреждение средняя образовательная школа № 4 г. Всеволожска.
Слайд 2
Описание слайда:Содержание Введение. Космос. Его освоение. Учёные-первопроходцы. Физика в космосе. 1. Доказательство вращения Земли. Маятник Фуко. 2. Инерция. Явление инерции в космосе. 3. Почему Луна не падает на Землю? 4. Как Луна вращает Землю. Заключение. Литература.
Слайд 3
Описание слайда:Введение Физика - одна из основных наук о природе. Законы физики - это законы мира, в котором мы живем. Название этой науки - "physis" - ввел древнегреческий ученый Аристотель (384 - 322 гг до н.э.). В переводе на русский язык это слово означает "природа", но под природой Аристотель понимал не просто окружающий человека мир, не естественную среду его обитания, а сущность вещей и событий - то, из чего состоит все сущее в мире, и то как, и почему именно так, все происходит в мире. Все что происходит в окружающем нас мире принято называть явлением. Я хочу вас познакомить с некоторыми явлениями, которые имеют отношение к космосу.
Слайд 4
Описание слайда:Космос. Освоение космоса.
Слайд 5
Описание слайда:Мы называем космосом то пространство, которое окружает со всех сторон нашу планету Земля и является вечным и бесконечным. Космос и все, что в нем находится, называется Вселенная. Многие ученые считают, что Вселенная возникла в результате Большого взрыва, происшедшего около 14 млрд. лет тому назад. Вся материя и энергия сегодняшней Вселенной была сконцентрирована в одном месте. Во время взрыва, имевшего огромные масштабы , из этого космического концентрата была выброшена вся Вселенная.
Слайд 6
Описание слайда:Эра освоения космоса началась 4 октября 1957г., запуском первого советского искусственного спутника Земли. Первым человеком в мире, проложившим путь в космос, был Ю. А. Гагарин. Его полет 12 апреля 1961г. на космическом корабле "Восток" вошел в историю человечества как выдающееся событие.
Слайд 7
Описание слайда:Учёные-первопроходцы. Каждая эпоха рождает людей, отказывающихся следовать общепринятым правилам и обычаям своего времени. После того, как в 1543 г. были опубликованы теории астронома Николая Коперника (1473-1543 гг.), в Европе начало распространяться представление о том, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот.
Слайд 8
Описание слайда:Галилео Галилей (1564-1642гг.), с жадностью прочитав работу Коперника, стал его последователем. Сконструировав телескоп, он провёл астрономические наблюдения, в корне изменившие представления людей о Солнечной системе. “И все-таки она вертится”, - настаивал Галилей после того, как его заставили отречься от своих убеждений.
Слайд 9
Описание слайда:Физика в космосе.
Слайд 10
Описание слайда:Доказательство вращения Земли. Маятник Фуко. Хотя в XIX веке никто из образованных людей уже не сомневался, что Земля вращается вокруг своей оси, а не Солнце вокруг неё, известный французский ученый Леон Фуко поставил в 1851 году опыт, который наглядно показывал вращение Земли. Для своего опыта Фуко воспользовался свойством маятника сохранять плоскость своего качания даже в том случае, если место его подвеса вращается вокруг вертикальной оси.
Слайд 11
Описание слайда:В здании Пантеона в Париже Фуко подвесил маятник длиной 67 метров. Медный шар этого маятника весил 28 килограммов. Когда маятник в Пантеоне был запущен, то через несколько минут было обнаружено, что плоскость качания маятника изменилась, её ближайшая к наблюдателю сторона передвинулась по часовой стрелке с востока на запад. На самом же деле плоскость качания маятника осталась прежней. За это время повернулась Земля с запада на восток. Подобный маятник есть и в Санкт-Петербурге в Исаакиевском соборе, длина этого маятника равна 98 метрам.
Слайд 12
Описание слайда:Инерция в космосе. Мир полон движения. Движутся звезды, планеты, галактики. Наукой доказано движение невидимых глазом частиц – молекул, атомов. Движение есть основное свойство материи. Механическое движение характеризуется скоростью. Движущееся тело не может само по себе изменить свою скорость. Если на него не действуют никакие другие тела, то тело не может ни ускорить, ни замедлить, ни изменить направление своего движения, оно будет двигаться с какой-то определенной по модулю и направлению скоростью. Свойство тел сохранять модуль и направление своей скорости называется инерцией
Слайд 13
Описание слайда:Инерция – неотъемлемое свойство движущейся материи. Галилео Галилей первый объяснил явление инерции. Исаак Ньютон сформулировал “закон инерции”: всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока действия со стороны других тел не изменят этого состояния.
Слайд 14
Описание слайда:Как же используется явление инерции в космосе? Представим на минуту, что произошло бы в мире, если бы мгновенно исчезло свойство тел, которое мы называем инерцией. Луна упала бы на Землю. Планеты упали бы на Солнце, движение тела могло бы осуществляться только под действием силы и прекращалось бы с исчезновением последней. Таким образом, инерция – выражение единства материи и движения. Земля является лишь одним из миллиардов небесных тел в бесконечной Вселенной. Нашим ближайшим соседом в космосе и одновременно единственным естественным спутником является Луна (d=3475 км, от Земли Луна удалена в среднем примерно на 385 000 км). Двигаясь по инерции, Луна должна удаляться от Земли. Почему же этого не происходит?
Слайд 15
Описание слайда:И почему Луна не падает на землю? В 1687г. Исаак Ньютон впервые нашел обоснованное объяснение тому, почему планеты вращаются вокруг Солнца, а Луна – вокруг Земли. Согласно хорошо известной всем легенде, Ньютон однажды сидел в саду и увидел падающее с дерева яблоко. Он спросил себя, почему яблоко упало на землю, а Луна на неё не падает? Учёный увлёкся этой простой лишь на первый взгляд проблемой, тесно связанной с галилеевым законом свободного падения, и пришел к понятию силы тяготения. Упавшее на Землю яблоко навело его на мысль, что одна и та же сила притягивает яблоко к земле и удерживает Луну на её орбите вокруг Земли (а планеты – вокруг Солнца). Мы называем эту силу гравитацией, силой тяжести или силой земного притяжения. Если эта красивая история про яблоко – правда, то именно это яблоко было самым важным в истории науки.
Слайд 16
Описание слайда:Ньютон утверждал, что между Землей и всеми материальными телами существует сила тяготения, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Ньютон рассчитал ускорение, сообщаемое Луне Землёй. Ускорение свободно падающих тел у поверхности Земли равно g=9,8 м/с2. Луна удалена от Земли на расстояние, равное примерно 60 земным радиусам. Следовательно, ускорение на этом расстоянии будет : 9,8 м/с2 : 602 = 0,0027 м/с2
Слайд 17
Описание слайда:Слайд 18
Описание слайда:С какой силой Земля притягивает Луну можно определить по формуле, выражающей закон тяготения: Где G – гравитационная постоянная ( 6,7*10-11 Н*м2*кг), m1 и m2 – массы Земли и Луны, r – расстояние между ними. Земля притягивает Луну с силой около 2*1020Н Третий закон Ньютона гласит: “Всякому действию всегда есть равное и прямо противоположное противодействие”. Следовательно, с какой силой Земля притягивает к с
myslide.ru
В газете The New York Times была опубликована статья сотрудника философского факультета университета Нью-Йорка Роберта Криза (Robert Crease) и историка Брукхевенской Национальной Лаборатории Стони Брук (Stony Brook), которые провели опрос среди американских физиков, чтобы определить десять красивейших экспериментов за всю историю этой науки.
Итак, самыми красивыми экспериментами были названы:
|
Проведенный в 1961 году эксперимент немецкого физика Клауса Йонссона, в котором он доказал, что законы интерференции и дифракции действуют для пучков элементарных частиц также, как для световых волн. Эксперимент Йонссона практически повторял двухвековой давности эксперимент Томаса Юнга, только вместо луча света был использован пучок электронов. Этот эксперимент, по мнению опрошенных, занял первое место по красоте и первое же - по бесполезности, так как его результаты были предсказаны в начале ХХ века Альбертом Эйнштейном и Максом Планком. [Прим.: Почему именно этот эксперимент занял первое место мне абсолютно непонятно?!] |
|
Эксперимент Галилео Галилея с падающими предметами, которые он бросал вниз с Пизанской башни. Галилей впервые выяснил, что тяжелые предметы падают вниз так же быстро, как и легкие. |
|
Эксперимент американского физика, лауреата Нобелевской премии Роберта Милликена в котором был измерен заряд электрона. Непосредственно в эксперименте исследовалось поведение заряженных капель масла в электрическом поле конденсатора. |
|
|
|
Эксперимент Томаса Юнга. Пропуская световые лучи сквозь две близко расположенные щели, он обнаружил, что получающееся изображение не равномерно засвечено, а состоит из чередующихся темных и светлых полос. Так было открыто явление интерференции, которое подтверждало волновую природу света. |
|
Эксперимент Генри Кавендиша. Английский физик определил, насколько велика сила притяжения между двумя объектами. Для этого он использовал установку, схематически показанную на рисунке. В результате была достаточно точно определена гравитационная постоянная, что позволило Кавендишу впервые определить и массу Земли. |
 |
|
Один из самых древних экспериментов - Эратосфена Киренского. Эратосфен, библиотекарь Александрийской библиотеки, живший в третьем веке до н.э., определил радиус земного шара. [Его результат составил примерно 6300 км, что отличается от современного значения меньше, чем на 5%.] В полдень в день летнего солнцестояния в городе Сиен (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрия, находившемся в 5000 стадиях от Сиена Солнце отклонялось от зенита примерно на 7 o. Это составляет примерно 1/50 полного круга (360o), откуда получается, что окружность Земли равна 250 000 стадий. |
|
Еще один эксперимент Галилея с шарами, катящимися по наклонной доске. Галилей замерял расстояние, которое эти шары преодолевали за фиксированное время и выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше (т.е. зависимость квадратичная st2. |
|
Эксперимент английского физика, лауреата Нобелевской премии Эрнеста Резерфорда, в результате которого была определена структура атома. Изучая рассеяние альфа-частиц при прохождении через золотую фольгу, Резерфорд пришел к выводу, что весь положительный заряд атомов сосредоточен в их центре в очень массивном и компактном ядре. А отрицательно заряженные частицы (электроны) обращаются вокруг этого ядра. Эта модель коренным образом отличалась от широко распространенной в то время модели атома Томпсона, в которой положительный заряд равномерно заполнял весь объем атома, а электроны были вкраплены в него. Несколько позже модель Резерфорда получила название планетарной модели атома (она действительно похожа на Солнечную систему: тяжелое ядро - Солнце, а обращающиеся вокруг него электроны - планеты).
|
Эксперимент Жана-Бернара-Леона Фуко. Французский физик экспериментально доказал вращение Земли вокруг оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Подобный маятник до недавнего времени можно было увидеть в Петербурге в Исаакиевском соборе.
Заметка написана по материалам.
Источник
: http://www.astronet.ru/db/msg/1179968
Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!
cosmos.mirtesen.ru
Телеканал "360" вспомнил ситуации, когда на орбите что-то шло не так.
Следующая новость Международная космическая станция, да и вся наша планета, не раз висели на волоске от гибели по вине ученых. Причина тому - научный интерес, иногда поставленный на службу военным целям. Мы решили вспомнить самые опасные космические эксперименты в истории, а чтобы не было слишком страшно, в конце покажем самые красивые опыты в невесомости.
Ядерная война в космосе
Мало кто знает, но в 1958-1962 годах в магнитосфере земли шли настоящие "звездные войны". Ядерные взрывы гремели один за другим. Гонка вооружений вышла за земную орбиту, СССР и США вели исследования ядерных взрывов, 36 испытаний Соединенные штаты провели в 400 километрах над Тихим океаном, мощность самого большого взрыва составила 1,4 мегатонны. Он создал электромагнитный импульс, который вывел из строя уличные фонари и телефонные линии в радиусе 1,5 тысяч километров.
Сколько экспериментов было проведено в СССР - информация секретная, но образовавшийся вокруг Земли радиационный пояс исчез лишь через пять лет. За время своего существования он разрушил треть всех орбитальных спутников.
При малейшей ошибке ученых, эти эксперименты могли нарушить магнитосферу земли, а она - обязательное условие существования жизни на земле. Например, считается, что Марс утратил свои океаны именно из-за нарушения этого слоя планетарного пространства.
Вечер при свечах
Как ждали конца света при запуске адронного коллайдера, так, в 1996 году жители Земли ожидали увидеть вспышку в небе - горящую космическую станцию. Дело в том, что никто не знал, как поведет себя огонь в космосе, были предположения, что пламя выжжет весь кислород на станции "Мир" или приведет к взрывам.
Причиной паники стал первый в истории эксперимент с огнем - российские ученые устроили на орбите "вечер при свечах", правда, горели эти свечи в изолированных камерах. В итоге выяснилось, что огонь в космосе крайне недолговечен, распространяется с трудом и угрозы не представляет, то есть в теории опасность пожара очень мала.
Подпись под фото "Как горит огонь. Слева: на Земле, справа: в невесомости"
Но космонавты все же подвергали себя угрозе. При горении на орбите выделяется другой состав веществ, нежели на Земле - оксид углерода и формальдегид. Последний крайне ядовит для человека. К примеру, формалин, который используют при бальзамировании - это водный раствор этого вещества.
Полет человека со скоростью звука
Этот эксперимент, длительностью чуть более четырех минут, начался в стратосфере и закончился на Земле. Парашютист прыгнул в бездну с высоты 39 километров. За прямой трансляцией падения Феликса Баумгартнера наблюдали восемь миллионов человек по всему миру. Скайдайвер прыгал в скафандре, так как дышать на подобной высоте не возможно, выдержав все перегрузки он с помощью парашюта приземлился на ноги. Смелый австриец стал первым человеком, преодолевшим скорость звука: навстречу Земле он летел с рекордной скорость 1342 километра в час и долетел до нее за 4 минуты 19 секунд.
Неземная красота земных вещей
Самый красивый документальный сериал на Земле - о событиях в космосе. Видеоотчетами об экспериментах NASA уже давно делится с землянами, и от красоты неземных явлений захватывает дух. Вот, на наш взгляд, самые красивые.
Капля в невесомости
Каплями воды в космосе телезрителей уже не удивишь, а вот если добавить в нее немного красителя и таблетку аспирина, то перед нами замкнутый цветной фонтан, который извергается сам в себя.
При этом подкрашенная зеленым капля удивительно напоминает нашу родную планету. Остается только один вопрос: как при смешении в орбитальной воде синего и красного красителей получился зеленый цвет, а не фиолетовый?
Выжимаем полотенце в космосе
Эксперименты с водой - одни из самых частых на орбите, школьники из новой Шотландии задали астронавту Крису Хэдфилду вопрос: что будет, если в невесомости выжать мокрое полотенце? Оказалось, что сила притяжения не дает воде стекать или, в данном случае, разлетаться по станции. Жидкость обволакивает руки космонавта и саму ткань, и как только полотенце перестают выжимать, тут же впитывается обратно.
Если бы галактики были ближе
Одни из самых завораживающих видов на космос с земли подарила фантазия сотрудников Роскосмоса. Они сделали серию коллажей, на которых далекие скопления звезд нависают прямо над городами. Виды очень реалистичные. Предлагаем и вам ими насладиться.
360tv.ru
Международная космическая станция — одна из самых необычных научных площадок, имеющихся в распоряжении человечества. Какие эксперименты проводят там ученые и космонавты?
Космос, похоже, омолаживает — по крайней мере, человеческие хромосомы. У астронавта Скотта Келли, который провел на Международной космической станции (МКС) 340 дней, теломеры — это такие «колпачки» на концах хромосом, которые защищают ДНК от повреждений при делении клеток, — оказались длиннее, чем у его брата-близнеца Марка, тоже астронавта, который все это время дожидался Скотта на Земле.
Длина теломер — один из главных индикаторов здоровья и долголетия человека, поэтому никто из ученых не ожидал, что суровые условия, в которых астронавты живут на орбите, могут удлинить, а не укоротить хромосомные «колпачки». Почему это произошло, ученые пока еще только разбираются: первые результаты исследования появились лишь в конце января 2017 года.
Марк и Скотт Келли стали участниками, вероятно, самого необычного в истории эксперимента на близнецах. С его помощью в НАСА пытаются понять, чем именно долгое пребывание в космосе — например, при полете к астероиду или на Марс — чревато для человеческого организма. Такое исследование можно было провести только на МКС — одной из самых дорогих и сложных научных лабораторий, летящей в 400 километрах над нашими головами со скоростью около восьми километров в секунду.
МКС изначально задумывалась и как гигантский инженерный проект по сборке на орбите большой и сложной конструкции, и как уникальная научная лаборатория — по крайней мере, так ее «продавали» своим странам национальные космические агентства в начале нынешнего века.
Скептиков у этой идеи всегда было достаточно: мол, долго, дорого, а перспективы непонятны. Возможно, поэтому американский журнал «Попьюлар Сайенс» в 2004 году то ли в шутку, то ли всерьез предлагал человечеству продать в 2017 году МКС какому-нибудь русскому олигарху и превратить ее в гигантскую орбитальную гостиницу.
В чем-то этих скептиков можно понять: лаборатория из МКС выходит весьма специфическая. Одновременно там может находиться не более 10 человек, эти люди годами готовятся туда попасть, а заниматься им кроме науки приходится всем подряд, от мелкого и крупного ремонта до обязательной физкультуры. Чтобы что-то туда доставить или вернуть на Землю, нужно запускать целый космический корабль, а новую деталь или прибор взамен сломавшихся приходится ждать несколько месяцев.
И традиционные показатели научной результативности в случае с МКС не особо радуют. Эксплуатировать станцию начали в 1998-м, и к 2012 году она, по подсчетам специалистов, принесла «урожай» всего в три тысячи с небольшим научных статей в иностранных журналах. Для сравнения: благодаря данным, полученным с помощью космического телескопа «Хаббл», который в десять раз дешевле, ученые за два десятилетия опубликовали 11300 научных работ. Впрочем, участникам международного космического проекта есть что возразить на критику низкой «наукоемкости» МКС. В НАСА, например, язвительно парируют, что никто почему-то не требовал научной «отдачи» от Большого адронного коллайдера, пока тот строился. А ведь американцы достроили свой сегмент МКС только в 2011 году.
А российский сегмент и вовсе еще не закончен — по последней информации, полностью российскую часть станции соберут в 2019 году. К этому времени к МКС планируется отправить три модуля, в том числе «многоцелевой лабораторный модуль» (МЛМ) и «научно-энергетический модуль» (НЭМ). В ракетно-космической корпорации «Энергия» рассчитывают пристыковать МЛМ к станции в конце 2017 года, а НЭМ — как раз в 2019-м.
Новые модули очень нужны станции: это не только дополнительное пространство для научно-исследовательской работы на самой МКС, но и «крепления» для научных приборов снаружи. Несколько экспериментов в прямом смысле ждут, когда российские модули наконец отправятся в космос: без них устанавливать оборудование просто некуда.
Но и у недостроенной МКС есть уникальное преимущество перед всеми другими научными лабораториями. «Условия на орбитальной станции не воспроизведешь в полной мере никакими установками на Земле», — говорит Георгий Самарин, заведующий лабораторией разработки и реализации медико-биологических программ Института медико-биологических проблем РАН.
Даже высота 350 километров, на которой летает МКС, оказалась оптимальной для ученых. «Для любых экспериментов, связанных с атмосферой или нашей планетой, это важно. Метеорологические спутники летают уже выше ионосферы Земли и смотрят на нее «со стороны», а со станции ионосферу можно изучать «изнутри», — рассказывает Анатолий Петрукович, заведующий отделом физики космической плазмы Института космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН).
Любой научный эксперимент в космосе начинается с подготовки его детального описания, которое затем сдается в специальные комитеты, отбирающие интересные и перспективные проекты. У каждой из сторон-партнеров по МКС — России, США, Евросоюза, Канады, Японии — есть свои экспертные группы, а о международных проектах страны договариваются вместе. Всего, по данным американского космического агентства НАСА, в экспериментах на Международной космической станции участвовали более 80 стран.
В России за научную программу на МКС отвечает Координационный научно-технический совет Роскосмоса, находящийся в Центральном научно-исследовательском институте машиностроения (ЦНИИмаш) в Королеве. Там эксперты в десяти секциях рассматривают заявки на конкурсной основе — при желании заявку на эксперимент может подать любая научная организация. Главный критерий, по которому оцениваются заявки, — какую пользу они принесут на Земле и при подготовке будущих полетов в космос, в том числе и межпланетных.
Когда вы хотите отправить на МКС научное оборудование, все детали имеют значение. Для «внешних» экспериментов, например, важно сразу понять, сможет ли экипаж сначала занести этот «ящик» на борт, а потом, во время выхода в открытый космос, пронести его через шлюз.
«Мы проводили эксперимент «Обстановка» по измерению плазменного окружения станции. Аппаратура — ящик вот такого размера, — Петрукович разводит руки в стороны. — Из ящика торчат антенны. Это было целое дело — разобраться, как космонавту вытащить, развернуть и подстыковать аппаратуру. Мы для этого изготовили специальный макет, который космонавты учились разворачивать под водой, в бассейне».
Пока эксперты оценивают научную значимость и реализуемость того или иного проекта, а ученые и инженеры готовят оборудование, может пройти минимум полтора-два года, а то и все десять лет. Поэтому эксперименты на МКС планируют заранее. Срок службы станции пока продлен только до 2024 года, так что если у вас есть идея для космического эксперимента, имеет смысл поторопиться.
Чтобы эксперимент на МКС состоялся, необходимо все тщательно спланировать: российский грузовой «Прогресс» либо американские «Дрэгон» и «Сигнус» должны вовремя доставить на борт научное оборудование, а пассажирский «Союз» — соответствующего астронавта или космонавта. Членов экипажа «назначают» на эксперименты на Земле задолго до полета (причем при желании космонавт может и отказаться), и в среднем на их подготовку к научной работе уходит примерно полгода.
Иногда в планы ученых вмешиваются непредвиденные обстоятельства: новая российская оранжерея «Лада-2», в которой на борту МКС собирались выращивать сладкий перец, погибла вместе с «Прогрессом» во время аварии 1 декабря 2016 года. Теперь новую оранжерею смогут отправить на станцию только в 2019 году, и эксперименты с растениями пока отложены.
Списки прошлых, настоящих и будущих экспериментов каждое агентство публикует в интернете. Название российского эксперимента УДОД, например, не имеет никакого отношения к небольшим птицам с хохолком и длинным клювом — это аббревиатура «устройства для дыхания под отрицательным давлением». С помощью УДОДа специалисты по космической медицине надеются помочь космонавтам компенсировать одно из самых неприятных последствий невесомости — перераспределение жидкости в организме к голове.
И «Русалка» тоже никак не была связана ни с людьми, ни с рыбами: в рамках этого эксперимента космонавты на борту МКС измеряли содержание парниковых газов, углекислого газа и метана в атмосфере Земли.
Множество любопытных экспериментов на МКС предлагают школьники и студенты: они, например, пытались сделать на орбите сыр (безуспешно — оказалось, что смесь в невесомости не застывает нужным образом) и выращивали «леденцы» — кристаллы из сахарного сиропа, чтобы понять, как на их рост влияет отсутствие гравитации. А студенты Международного космического университета демонстрировали космонавтам и астронавтам оптические иллюзии и сравнивали их интерпретацию картинок с результатами, полученными при аналогичном тестировании добровольцев на Земле.
Интересно, что на МКС занимаются даже гуманитарными исследованиями: например, Филлис Джонсон из канадского Университета Британской Колумбии руководит исследованием «В космосе как дома». Джонсон и ее коллеги-психологи и социологи пытаются понять, как экипаж справляется с тяготами длительного полета и как вообще возникает уникальная «космическая культура»— то есть как станция становится временным домом для тех, кто на ней работает. Для такого гуманитарного исследования в космос надо отправить всего лишь анкеты, которые заполняют члены экипажа.
Члены экипажа МКС частенько становятся одновременно и «сотрудниками лаборатории» (и даже соавторами научных статей по итогам исследования), и «объектами экспериментов. В среднем на научную работу уходит до половины рабочего времени экипажа.
В технических экспериментах космонавтам в основном отводится роль монтажников: они устанавливают и подключают оборудование, а если у эксперимента есть «внутренняя» составляющая, выполняют необходимые мелкие работы. «В биологических экспериментах их роль серьезнее, — говорит Георгий Самарин. — Космонавтов действительно можно называть исследователями, так как они достаточно подробно изучают методики экспериментов — как в теории, так и на практике».
«Космонавтам на самом деле нравится участвовать в экспериментах. Каждодневная рутина надоедает, а тут — исследование, которое может принести пользу цивилизации! Экипажи МКС очень ценят «движуху», которая присуща многим экспериментам. Каждый раз — новые задачи. Им это интересно», — считает Анатолий Петрукович.
Нужны ли главной научной лаборатории настоящие физики, химики, биологи и социологи на борту? По мнению Петруковича, научный взгляд экспериментатора в космосе был важен в 1960-е, «когда мы вообще еще ничего про космос не знали». Сейчас работа космонавта уже довольно обыденна, и бросать науку ради того, чтобы, возможно, десять лет готовиться к космическому полету, нет смысла.
«К тому же сейчас все настолько автоматизировано, что почти все, что «видят» приборы, видно и ученому, — добавляет Петрукович. — Например, никто из астрономов не ездит в обсерваторию: управлять телескопом можно со своего компьютера. Мы находимся в такой же ситуации».
Если «физикам» на борт не особенно хочется, то «лирикам» это было бы интересно, говорит Филлис Джонсон. «Правда, мое присутствие повлияло бы на результаты эксперимента — астронавты знали бы, что я собираю информацию и изучаю их прямо на борту станции», — подчеркивает исследовательница.
Биологам и медикам тоже есть чем заняться на борту станции: они смогут ставить более сложные опыты, в том числе и на самих себе. А если космонавта-ученого вдруг озарит гениальная идея, то почему бы не внести изменения в эксперимент прямо «на ходу».
Так, кстати, уже бывало: во время рекордного 438-дневного полета на станции «Мир» в 1994-1995 годах врач-космонавт Валерий Поляков оптимизировал программу медицинской диагностики, которую сам же и отрабатывал — на себе и коллегах по экипажу.
«Ученые в космосе будут нужны всегда», — уверен Георгий Самарин.
ГОВОРЯЩИЙ КАБАЧОК. Американский астронавт Дон Петтит в 2012 году вел знаменитый блог «от лица» цукини, который вырастили на станции из семечка. Параллельно на станции росли его «друзья», миниатюрный подсолнух и брокколи. Такие попытки космического садоводства не только позволяют лучше понять, какую роль гравитация играет в росте и развитии растений, но и готовят почву для выращивания еды в длительных экспедициях за пределы земной орбиты.
ЧЬИ МИКРОБЫ РАСТУТ ЛУЧШЕ? В рамках проекта «гражданской науки», то есть исследований, в которых могут участвовать все желающие, на МКС слетали бактерии, собранные в самых неожиданных местах, например с «Колокола свободы» в американском штате Пенсильвания и со скелета тираннозавра Сью, который стоит в научном музее в Чикаго. Ученые выяснили, какие из 48 видов микробов лучше растут на станции, и в процессе даже случайно открыли новый вид, который впервые «подобрали» с сиденья на трибуне стадиона в Калифорнии.
БЕЗГОЛОВЫЕ ЧЕРВЯКИ В НЕВЕСОМОСТИ. В 2014 году на борт МКС отправили запечатанные контейнеры с плоскими червями, которым отрезали головы и хвосты, чтобы затем на Земле посмотреть, как те справятся с регенерацией в условиях невесомости. Выяснилось, что черви отлично умеют восстанавливать поврежденные клетки своего тела. Этот эксперимент поможет ученым понять, как работают клеточные механизмы восстановления, и использовать эти знания в обычной «земной» медицине.
ОГОНЬ НА МКС. В 2016 году в космосе провели сразу несколько огнеопасных экспериментов, в которых ученые пытались разобраться, как на орбите будут гореть различные материалы, в том числе и повседневные для МКС ткани и пластик. Контролируемые пожары на этот раз устраивали не на самой станции, а на борту частных грузовых кораблей «Сигнус», когда те уже отработали свое. Ученые на Земле получили огромное количество информации, а видео того, как горит научный «костер» в космосе, можно посмотреть в интернете.
1747mir-znaniy.com
|
|
|
|
|
|
