Тақырыбы: «Ғарыш әлеміне саяхат»

126

 

Бағыты:   «Ғарыштық техниканың даму тарихы »

 

Секциясы: Физика

 

Автордың аты-жөні: Тұрарбеков Берік Мәлікұлы

 

Тақырыбы: «Ғарыш әлеміне саяхат»

 

Зерттеудің мақсаты:

  • Ғарыштың таңғажайып сырларымен танысу,ғарышқа алғашқы қадам, ғылымның адам өміріне қосқан үлесін зерттеу, білу;
  • Қазіргі заман талабына сай ғылыми-техникалық процестерді игеріп, өз мүмкіндігімді ашу;
  • Ғарыш дәуірінің басталуы, оны игерудегі жетістіктер жөнінде танысып, жеке шығармашылығымды кеңейту.

Зерттеудің бөлімдері:  

  • Кіріспе
  • Ғарыш ұғымы оның пайда болуы,ғарыштық техника.
  • Негізгі
  • Ғарыштық корабльдің ішкі құрылысына жалпы сипаттама
  • Ғарышты зерттеуге өз үлесін қосқан ғарышкерлер

 

  • Жалпы космос
  • Адам-ғарыштық тіршілік иесі.
  • Қорытынды.
  • «Мен және менің кеңістік әлемім»

 

Зерттеудің ғылыми болжамы:

 

Адам баласы ғарыш көгіне көтеріліп, ашық космосқа жол ашты. Жерді және оның байлығын ғарыш кеңістігінен зерттеудің  пайдалы жақтары ойластырылуда.  Дүние жүзінің көптеген ғалымдары  адамзаттың әрі қарай өмір сүруіне қажетті жетістіктерді ғарыштан табамыз деп болжам жасауда. Сондықтан Қазақстан жастарын ғарыш ғажайыптарын игеруге үйретсе, әлемдік дамуымызға қосар үлесімізде тарихи қадам болар еді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ғарыш дегеніміз не?

Бұлтсыз ашық түнде аспаннан жыпырлаған сансыз көп жұлдыздарды бар. Олардың кейбірі солғын жарық нүктеге ұқсайды. Енді біреулері бірде күшейіп, бірде әлсіреген алыстағы отқа ұқсайды. Жұлдыздар жерден өте алыс қашықтықта орналасқан. Сондықтан олар біздің көзімізге  кішкене жылтыраған ноқат сияқты болып көрінеді. Шынында да олардың әрқайсысы Күнге ұқсас жанып тұрған, орасан зор газ шарлар .Ең ірілері күннен ондаған, тіпті жүздеген есе үлкен.Мөлшері жермен қарайлас шағындары да бар. Жай көзбен қарағанда аспан әлемінен үш мыңға тарта жұлдыз көрінеді. Ал қазіргі замандағы ең жаңа құралдармен есепке алынғандардың саны бірнеше миллион. Ғалымдардың болжауынша , жұлдыздардың жалпы саны әлденеше миллиардтан асып кетеді.

Жерге ең жақын жұлдыз Күн.Оның төңірегінде Жерді қоса  есептегенде 9 ірі аспан денесі айналып жүреді. Олар планета деп аталады. (планета грекше адасушы жұлдыз деп аталады.)

Планеталар өзінен жарық шығармайтын салқын денелер. Дегенмен түнгі аспанда олар да жұлдыз сияқты жылтырап көрінеді. Планетаның олай көрінуі бетіне түскен күн сәулесінің шағылысуынан болады. Өз кезегінде планеталардың төңірегінде олардың серіктері айналып жүреді. Жердің серігі — Ай.

Күн және оны айналып жүретін планеталар мен  олардың серіктері күн жүйесін құрайды.

Күн жүйесі Әлем кеңістігінің немесе Ғарыштың бір кішкене шағын мүйісі ғана.Ол Галактика деп аталатын жұлдыздар жүйесіне кіреді. Әлемде ондай галактикалар тым көп миллиондап саналады.

Ғарыш кеңістігінде шек жоқ. Оның кеңдігі соншалық, аспан денелерінің бір- бірінен қашықтығын Жердегі өлшеммен, айталық километрмен өлшеу мүмкін емес. Бұлай өлшеу Жер шарындағы қалалардың ара қашықтығын миллиметрмен  есептеумен бірдей болар еді. Сондықтан ғарыштағы  қашықтық өлшемі үшін көп жағдайда жарықтың таралу жылдамдығы бірлік ретінде алынады.  Жарық секундына 300 000 км жылдамдықпен таралады. Ол жерге айдан 1,3 секундта,Күннен 8 минуттан сәл астам уақытта жетеді. Бізге ең жақын жұлдызға дейінгі аралықты жарық 4 жылда жүріп өтеді. Ол да ештеңе емес. Әлем кеңістігімен салыстырғанда қас қағымдай дерлік. Құрамына Күн жүйесі кіретін Әлемнің шағын ғана бөлігі Галактиканың бір шетінен екінші шетіне  жарық 100 мың жылда әрең жетеді. Ал алыстағы галактикалар бізден бірнеше миллиард жарық жылындай  қашықтықта тұрады.

Ғарыш құрамдас бөліктеріне :жұлдыздық жүйелер галактикалар, олардың аралықтарындағы әлемдік бос кеңістіктер, әлемдік шаң тозаң мен газ шоғырлары , әлемнің түкпір түкпірінен  тасқындап таралатын түрлі сәулелер жатады.

Жер де Әлем денесі. Оның Әлемдегі орнын қысқаша былай өрнектеуге болады.

 

Жер шары
Галактика
Галактикалар тобы
Әлем

(Ғарыш)

Күн жүйесі

 

 

 

 

 

 

Жерді қоршаған бүкіл дүние Әлем немесе Ғарыш деп аталады. Адам ерте кезден ақ Әлем денелерінің Жердегі құбылыстарға әсерін зерттеп, білуге тырысқан.

 

Ғарышқа алғашқы қадам

Ғарышқа алғашқы қадам жасау белгілі ғалым К.Э.Циолковскийден (1857-1935) басталды десек те болады. К.Э.Циолковскийдің идеялары оның 1903жылы шыққан «Әлемдік кеңістікті реактивті құралдармен зерттеу» еңбегінде көрініс тапты ол зымырандардың көмегімен ғарышты игеру мүмкіндігін теориялық түрде дәлелдеді: денеде бірінші ғарыштық жылдамдық тудыра алатын зымыран құрылысын, көп сатылы зымырандардың сипаттамаларын, массасы айнымалы денелердің қозғалысы туралы, сондай-ақ ғарышқа ұшу жөніндегі басқа да маңызды идеяларды ұсынды. Ойы мен қиялы болашаққа ұмтылған К.Э.Циолковскийдің идеяларында ғажайып қиял мен техникалық мүмкіндіктер арқылы жүзеге асырылатын мәселелер үндестік тапты. Тек содан жарты ғасыр өткеннен соң ғана, адам баласының ғарыш кеңістігіне шығуы туралы арманы орындалды. К.Э.Циолковский идеялары орыс ғалымы С.П.Королевтің басшылығымен жүзеге асырылды. Тұңғыш жасанды Жер серігі біздің еліміздегі «Байқоңыр» ғарыш айлағынан 1957 жылы ұшырылған болтын.  Ғарышқа жол 1957 жылы 4  қазанда ашылды.  Бұл күні бұрынғы Кеңес Одағындағы Жердің жасанды серігі ұшырылды.

Ал 1961 жылы 12 сәуірде  адам баласы тарихында  бірінші рет  Ю Гагарин ғарыш кемесімен

Жер шарын айнала ұшты.1 2 сәуір тарихқа «ғарышкерлер күні»   деген атпен енді. Қазіргі кезде ғарышты игеру тез алға басуда. Аз ғана уақытта  Жер төңірегінде  екі мыңға жуық  жасанды серік ұшырылды. Солардың ішінде  адам ұзақ уақыт тұрып, зерттеу жұмыстарын жүргізуге арналған орбиталық  станциялар да бар.

Ғарыш құрал жабдықтары Жердің табиғи серігі Айды да зерттей бастады. Автоматтардың көмегімен адамдардың қатысуынсыз ақ  Айдың топырақ үлгісі алынып, Жерге жеткізілді, бедері суретке түсірілді. Адам айға тікелей барып та қайтты. Автомат станциялар Күн жүйесінің алты планетасына  жіберіліп ,олар туралы ғылыми деректер алынды. Жердің жасанды серіктері халық шаруашылығына  үлкен қызмет көрсетеді. Ғарыштан түсірілген суреттер ауа райын  күн ілгері болжауға , аса апатты  құбылыстардан

(сұрапыл дауыл құрғақшылық) алдын ала сақтануға мүмкіндік береді.

Жасанды серіктер арқылы телехабарлар беріледі,алыс жерлермен радио телефон байланыстары жүргізіледі. Олар жердің ішкі құрылысын зерттеуге, дәл географилық карталар жасауға  пайдалы қазбалар іздеуге  егіннің шығынын өлшеуге тағы көптеген жұмысқа кеңінен пайдаланды

Ракеталық-ғарыштық кешенді жасау – күрделі ғылыми-техникалық мәселе. Үлкен ракета тасығыштардың ұшу алдындағы массасы 3000 тоннаға дейін, ұзындығы 100 м-ден астам болады. Оған қажетті отынды (толық массасының 90%-ы) орналастыру үшін ракета құрылымы өте жеңіл болуы тиіс. Сондықтан ғарышқа ұшыру кезінде көп сатылы ракета пайдаланылады (отыны жанып босаған бактар ажыратылады). Қазіргі ракета тасығыш күрделі құрылғылардың жиынтығынан тұрады. Ракета тасығыштың қозғалтқыш қондырғысының қуаты ондаған ГВт-қа дейін жетеді. Ол бір-бірімен үйлесе жұмыс істейтін бірнеше қозғалтқыштардан тұрады. Қозғалысты бақылау жүйесі, әдетте, автономды болып келеді. Ғарыштық аппаратты орбитаға шығару оған бірінші ғарыштық жылдамдықтан (шамасы 7,91 км/с) артық жылдамдыққа, ал Ай, Марс не Шолпанға ұшатын ғарыштық аппараттардың жылдамдығын екінші ғарыштық жылдамдыққа (11,19 км/с) жеткізгенде ғана мүмкіндік туады. Орбитаға шығарылған ғарыштық аппарат ракета тасығыштан бөлінеді де, аспан механикасының инерция заңдылығы бойынша өзінің ұшуын одан әрі жалғастырады. Ғарышқа шығарылған аппараттар ғарыш кеңістігінің қатаң шартына сай ұзақ уақыт өздігінен ұшуға қабілетті болуы тиіс. Бұл үшін олардың борты бірнеше жүйелермен: температураны тұрақты ұстайтын жүйе, энергия қоры, Күн сәулесін энергияға айналдыратын батареялар немесе ядролық энергия, Жермен тұрақты байланыс, Жерден басқару жүйелерімен жабдықталады. Сонымен қатар ғарыш аппараты бортына әр түрлі бағыттағы ғылыми аппаратуралар – ғарыш кеңістігінің физикалық қасиеттерін зерттейтін аспаптардан бастап, алып телескоптарға дейін орналастырылады. Бұл аспаптар мен жүйелер борттық басқару кешені жүйесімен бірігіп, ортақ жұмысты қалыптастырады.

  • Космонавтика, ғарышқа ұшу – ғарыш кеңістігіне ұшу; Жерден басқарылып ұшатын әр түрлі ғарыштық аппараттарды пайдаланып, ғарыштық кеңістікті игеруді қамтамасыз ететін ғылым мен техника салаларының жиынтығы. Оған ұшу теориясы, траекторияны есептеу, т.б. ғылыми-техникалық мәселелер – ракета тасығыштарды, ракеталық қозғалтқыштарды, т.б. құрастыру; медициналық-биологиялық мәселелер; ғарыштық кеңістікті игерудің халықаралық құқықтық мәселелерін реттеу жатады. Космонавтиканың жақын келешектегі мақсаты: әр түрлі ғарыштық аппараттар көмегімен Айды, Күн жүйесіндегі планеталарды толық зерттеу, Жерден тыс өркениетті іздеу. Космонавтиканың үшінші тарихи оқиғасы — 1969 ж. шілде айының 16 – 24-і күндері аралығында адамның Айға сапары (Нил Армстронг, Эдвин Олдрин, Майкл Коллинз) болды. Қазір ракета тасығыштар мен ғарыштық аппараттар бірсыпыра елдерде (КСРО-да 1957 жылдан, АҚШ-та 1958 жылдан, Францияда 1965 жылдан, Жапония мен Қытайда 1970 жылдан, Ұлыбританияда 1971 жылдан, Үндістанда 1980 жылдан) жасалып, пайдаланылып келеді.

1957 жылдың 4-қазаны мен 2000 жылдың 9-ақпаны аралығында Қазақстан аумағында орналасқан Байқоңыр ғарыш алаңынан 1147 ракета тасығыштар, 1186 ғарыштық аппараттар (оның ішінде 74 шетелдік) ұшырылды. Қазіргі ғарышқа ұшу теориясы аспан механикасы мен ұшу аппараттарын басқару теориясына негізделген. Кейін ғарышқа ұшу динамикасын зерттейтін астродинамика деп аталатын классикалық аспан механикасының жаңа тарауы пайда болды. Космонавтика ұйтқушы күштің әсерін ескере отырып, ғарыштық ұшу аппараттарының тиімді траекториясын есептеуді талап етті.

 Космогония (грек. Kosmogonia, kosmos – дүние, Әлем және gone, goneia – туу, пайда болу) – космостық  денелер мен олардың жүйелерінің пайда болуы мен дамуын зерттейтін ғылым саласы. Космостық жүйелердің құрамына жұлдыздар, жұлдыздық шоғырлар, галактикалар, тұмандықтар, Күн жүйесі мен оған енетін денелер – Күн, планеталар(мұнда Жер де бар), олардың серіктері астероидтар (немесе кіші планеталар), кометалар, метеориттер кіреді.

Б.з.б. 4 – 1 ғасырларда грек философтары Левкипп, Демокрит, Лукреций еңбектерінде аспан денелерінің дамуы туралы айтылған жалпы идеялардан кейін, теология үстемдік еткен кезең туды. 16 -19 ғасырдағы космогониялық гипотеза Күн жүйесінің пайда болуына арналды. Тек 17 ғасырда Р. Декарт дүниені құдай жаратты деген аңызды жоққа шығарып, барлық аспан денелері материяның ең ұсақ бөлшектерінің құйынды қозғалысының нәтижесінде пайда болды.

Космодром (космос және грек. Dromos – жүгіру, жүгіретін орын) – космостық ұшу аппараттарын қабылдайтын, оларды құрастыратын әрі ұшыруға дайындайтын және ұшыратын жабдықтар мен құрылыс комплексі орналасқан алаң. Космодромның басты объектілері: техникалық позиция, старттық комплекс және командалық – өлшеу комплексі. Әр объекті күрделі жабдықтар комплексінен және бұлар орналасқан құрылыстан тұрады. Космодром жабдықтары арнаулы технологиялық және жалпы технологиялық жабдықтарға ажыратылады. Ұшырғыш – ракета мен космос объектілерін тасымалдауға, құрастыруға, сынауға, ұшыру жүйесіне орнатуға, жанар май құйып, ұшуға дайындайтын, ұшыратын және ұшуды басқаратын жабдықтар арнаулы технологиялық жабдықтарға жатады. Ал электр энергиясын беретін,жарықтандыру жылыту, желдету, өрт сөндіру, герметикаландыру, байланыс жүйесі, сумен жабдықтау, лифт, қашықтан автоматты басқару жүйелері жалпы техникалық жабдықтар тобына енеді.

Космостық корабль – бортында адам алып ұшуға арналған космостық ұшу аппараты. Космостық корабльде тіршілікті қамтамасыз ету жүйесі бар герметикалық кабина, экипаждың  Жерге қайтып оралуына арналған қону аппараты, космостық корабльдің ұшу орбитасын өзгерту двигателін басқару және бағдарлау жүйесі болады. Жер төңірегіндегі орбитада айналып ұшуға арналған космостық кораблын корабль — спутник деп те атайды.

   Космостық ракета —   автомат немесе космонавт басқарып ұшатын аппараттарды космосқа ұшыруға, жердің және басқа аспан денелерінің спутнигі орбитасында шығаруға арналған ракета. Космостық ракета  — пайдалы жүк (космос объектісін) алып ұшатын көп сатылы баллистикалық ракета (ұшырғыш – ракета). Алыс планеталарға ұшырылатын космостық ракета алғашында жердің жасанды спутнигі орбитасына шығарылады, сонан соң әрі қарай старт алады.

Космостық ракета двигателі – космостық ракетаға арналған ракеталық двигатель. Ұшырғыш – ракетаның барлық сатыларына орнатылған космостық ракета двигателінің негізгі түрі – сұйық отынды ракета двигателі. Қатты отынды ракеталық двигатель сирек пайдаланылады. Космостық ракеталық двигатель  ретінде ядролық және электрлік ракеталық двигательдер, космоста жұмыс істей алатын радио – изотоптық, фотондық  ракета двигательдерін жасау қарастырылуда.

Космостық станция – космостық қызметке арналған космостағы станция. Пайдаланылуына сәйкес космостық станция ғылыми, байланыстық, навигациялық, метеорологиялық т.б болып ажыратылады. Егер космостық станция жердің жасанды спутнигі болса, ол ғылыми, байланыстық, навигациялық т.б мақсаттағы жасанды жер спутнигі деп аталады.

Космостық ұшу аппараты – космосқа немесе космоста ұшуға арналған аппарат (мысалға ұшырғыш – ракета, космостық ракета, жердің жасанды спутнигі т.б). Реактивті емес принциппен қозғалатын аппараттар да космостық ұшу аппараттарына жатқызылады. Космостық ұшу аппаратының космосқа ұшып шығу жылдамдығын тудыратын бірден – бір құрал  —  ұшырғыш – ракеталар мен космостық корабльдер. Космостық ұшу аппараты екі топқа бөлінеді: 1) Жердің тарту күші әсер ететін аймақтан тысқары шықпайтын геоцентрлік орбитамен ұшатын космостық ұшу аппараты. 2) Жердің тарту күші әсерінен тысқары шыққанымен күннің, планеталардың немесе олардың табиғи спутниктерінің әсер ету аймағында болатын планета аралық космостық ұшу аппараты. Бұл аппаратты автоматты (айдың жасанды марстың жасанды спутнигі, планета аралық станция т.б) және адам басқарып ұшатын (космостық корабль – спутник, адамның өмір сүруіне жағдай жасалған орбиталық станция, планета аралық космостық корабль) аппарат деп екіге бөлінеді.

Космостық ұшу аппаратының ұшу жолы – оны ұшу орбитасына шығару учаскесі. Космостық ұшу аппаратының инерция, яғни аспан механикасы заңдылығы бойынша қозғалу жолы – орбиталық учаске және қону учаскесі болып бөлінеді. Космостық ұшу аппаратының басты ерекшелігі олар космостық ұшу жағдайында ұзақ мерзімге шыдайды, оның кабинасындағы температура реттеледі, борттық аппаратуралар энергиямен қамтамасыз етіледі, жермен радио арқылы байланыс жасалады. Экипажы бар космостық ұшу аппаратының  герметикалық кабинасында ауа және азық – түлік, су т.б заттар қоры болады.

 

 Осы күнгі зымырандар

Қазіргі заманғы зымырандардың қозғалтқыштары отын түрлерін пайдалану бойынша сұйық және қатты отынды болып ажыратылады. Қатты отынды зымыранда оқ – дәрінің арнайы түрі,ал сұйық отынды зымыранда керосин, спирт, анилин, сұйық сутегі және жануды қамтамасыз ету үшін тотықтандырғыш ретінде оттегі, азот қышқылы және т.б. қолданылады. Сұйық реактивті қозғалтқыштар ғарыш кемелерін ұшыру үшін пайдаланылады. Ұшақтарда пайдаланылатын әуе реактивті қозғалтқыштарының зымыран қозғалтқыштарынан айырмашылығы сол, онда отынның жануы үшін ауадағы оттегі пайдаланылады. Қазіргі кезде көптеген әуе лайнерлері осындай реактивті қозғалтқыштармен жабдықталған. Осы күнгі зымырандар көп сатылы болып жасалынады, яғни оның әр сатысының отын қоры тотықтандырғышы және реактивті қозғалтқышы бар болады. Бірінші сатыдағы отынның барлық қоры түгел жанып біткенде ол бөлініп қалады. Осыдан кейін екінші саты массаларының қосындысына тең зымыран бөлігі қозғалады. Массаның азаюы екінші, одан кейін үшінші сатыдағы отынды үнемдеуге және зымыранның жылдамдығын одан әрі қарай арттыруға себептеседі.Егер зымыранның Жерге қайтып оралуы жоспарланған болса онда үшінші саты қосылардың алдында ғарыш кемесі 1800 –ге бұрылады. Үшінші сатыдағы жану өнімдері зымыранның қозғалыс бағытына қарама – қарсы бағытталған импульс береді, ал бұл оның жылдамдығының азаюына, яғни тежелуіне әкеледі. Адамзаттың ғарышқа шығуы, басқа планеталарды, табиғат құбылыстары мен жер қойнауындағы қорларды зерттеуге мүмкіндік береді. Ғарыш зерттеулері өндірісте де, ғылымға да үлкен пайдасын тигізуде. «Байқоңыр» сияқты ғарыш айлағы бар біздің Қазақстан Әлемдегі санаулы ғарыштық мемлекеттердің біріне айналды

Қазақстан ғалымдары да бірінші қазақ ғарышкері Тоқтар Әубәкіровтің ғарышқа сапарынан (2.10.1991 ж.) бастап, ғарыштық биотехнологияны пайдаланып, ауыл шаруашылық дақылдарының жаңа түрлерін шығаруда біршама тәжірибе жинады. Космонавтика саласында қазақтың екі ғарышкері –

Тоқтар Әубәкіров пен Талғат Мұсабаев Қазақстан ғылымына қажетті құнды деректер қорын жинауға мол үлес қосты. Тұңғыш жасанды Жер серігі біздің еліміздегі «Байқоңыр» ғарыш айлағынан 1957 жылы ұшырылған болтын. 1961жылы адамзаттың тұңғыш ғарышкері Ю.А.Гагарин ғарышқа қадам басты. Жыл өткен сайын ғарыш кемелері, зерттеу бағдарламалы жетілдірілді. Ғарышқа сапар шегіп, ғылыми – зерттеу жұмыстарына қатысқан ғарышкерлердің ішінде біздің екі қазақ ғарышкерлері – Тоқтар Әубәкіров пен Талғат Мұсабаев та бар.

 

Қорытынды.

 

Ғарышты зерттеуге менің де қызығушылығым жоғары. Оның тылсым сырлары қайбір жанды да өзіне тартып тұратыны белгілі. Ондағы тылсым дүниелерді тамашалау менің арманым. Ғылымға өз үлесімді қоссам деген үмітпен осы тырнақ алды жұмысымды, яғни ғылыми жобамды дайындап отырмын.

Өз сөзімді аяқтай келе,өз ойымды бірер шумақ өлеңмен қорытуды жөн деп санаймын.

Ашылмаған сырлары мол ғарышты,

Зерттесем деп мен қызығып келемін.

Өз еліме деген үлкен борышты,

Мен осылай тигізем деп сенемін.

 

Назарларыңызға рахмет!