Современные исследования космоса
Человека всегда интересовало, как устроен окружающий его мир. Сперва это были простые наблюдения без толкования происходящих явлений. Они дошли до нас в виде сказаний и мифов. Но постепенно знания накапливались. Древние учёные, наблюдая за небесными светилами, составили календарь и научились предсказывать солнечные и лунные затмения. Точность этих расчётов поражает современных исследователей: ведь в те времена не было никаких приборов, учёные вели свои наблюдения невооружённым глазом.
Позднее были созданы различные приборы, облегчающие наблюдения. Важнейшим из них стал телескоп
(от греческих слов «теле» – далеко, «скопео» – смотреть). Использование телескопов позволило не только изучить нашу Солнечную систему, но и заглянуть в глубины Вселенной.
История создания телескопа относится к числу интереснейших вопросов. И хотя на эту тему написано немало работ, в истории создания телескопа ещё немало «белых пятен».
Попробуем в них разобраться.
Имя первого изобретателя телескопа так до сих пор доподлинно и не было установлено. Часто изобретение первого телескопа приписывают Хансу Липпершлею из Голландии, 1570-1619 годы, однако почти наверняка он не являлся первооткрывателем.
Ханс Липпершлей
Скорее всего, его заслуга в том, что он первый сделал новый прибор телескоп популярным и востребованным. Некоторые исследователи считают первым изобретателем телескопа голландского оптика и торговца линзами для очков Захария Янсена. Однако, упоминают, что, представив в XVII веке прибор-дальновидец («телескоп»), Янсен воспользовался разработками неизвестного итальянского изобретателя.
Захарий Янсен
Другая группа учёных считает, что первые упоминания о телескопе встречаются у английского философа XIII века Роджера Бэкона, и что именно он является первым изобретателем телескопа.
Роджер Бэкон
Первым исследователем, который провёл астрономические наблюдения с помощью телескопа-рефрактора, был итальянский учёный XVII века Галилео Галилей. Он сконструировал зрительную трубу из свинца с двумя стеклянными линзами в 1609 году и впервые применил этот прибор для наблюдения за небесными объектами.
Галилео Галилей
Первые телескопы-рефракторы давали очень нечёткое изображение, окрашенное радужным ореолом. Однако, немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571 – 1630 гг.) усовершенствовал их, разработав схему астрономической трубы с двояковыпуклым объективом и окуляром. Это изобретение до сих пор используется в современных рефракторных телескопах.
Иоганн Кеплер
Астрономическая труба с двояковыпуклым объективом и окуляром
Первую конструкцию телескопа-рефлектора разработал в 1668 году английский учёный Исаак Ньютон. Рефлектор Ньютона был лишён многих недостатков оптики, свойственных рефракторам (с его помощью можно было наблюдать спутники Юпитера).
Исаак Ньютон
Заметных успехов в конструировании телескопов-рефлекторов добился английский астроном и конструктор Уильям Гершель. Он отшлифовал для своего телескопа внушительное зеркало диаметром 122 см. Этот уникальный прибор оставался непревзойдённым вплоть до середины XIX века.
Уильям Гершель
Следующим шагом в изучении и освоении космоса стало создание ракеты.
Первая ракета была создана человеком не менее 700 лет назад. В 13 веке китайцы впервые применили ракеты или, как их тогда называли, «огненные стрелы» против монгольских захватчиков и повергли врага в замешательство и панику. Никто в те времена и не догадывался, что ракета сможет стать реальным средством освоения космоса. Первым мысль об этом высказал наш соотечественник, основоположник современной космонавтики Константин Эдуардович Циолковский (1857–1935).
Константин Эдуардович Циолковский
В своей работе Исследования мировых пространств реактивными приборами (1903) он изложил принципы межпланетных полётов. Циолковский утверждал, что наиболее эффективным топливом для ракет было бы сочетание жидких кислорода и водорода (хотя даже лабораторные количества этих веществ в то время были весьма дорогостоящими), и предложил использовать связку небольших двигателей вместо одного большого. Он также предложил использовать многоступенчатые ракеты вместо одной большой для облегчения межпланетных перелётов. Циолковский разработал основные идеи систем жизнеобеспечения экипажа и некоторые другие аспекты космических путешествий.
Но прошли годы, прежде чем эта задача была решена. Большой вклад в развитие отечественной космонавтики внёс учёный, конструктор и организатор производства ракетно-космической техники Сергей Павлович Королёв (1906–1966). Именно он и является создателем первого в мире искусственного спутника, запуск которого состоялся 4 октября 1957 года на территории Советского Союза.
Сергей Павлович Королёв
Спутник-1. Его кодовое обозначение – ПС-1 (Простейший Спутник-1). Запуск осуществлялся с 5-го научно-исследовательского полигона министерства обороны СССР «Тюра-Там» (получившего впоследствии название космодром Байконур), посредством ракеты-носителя «Спутник» (Р-7).
Спутник-1
Сам спутник был небольшим, его диаметр составляет 58 сантиметров, а весил спутник 83,6 килограмма. ПС-1 оснастили четырьмя антеннами (благодаря которым он и получил свой узнаваемый внешний вид), с целью передачи сигналов. Устройство состояло из двух отполированных алюминиевых полусфер, которые были соединены между собой болтами. Края герметизировались резиновой прокладкой.
Внутри спутника размещался блок питания (серебряно-цинковые аккумуляторы, вес которых составлял 50 килограммов), а также передатчик, вентилятор, система терморегулирования, различные датчики.
Практически сразу же после отделения спутника от второй ступени ракеты-носителя ПС-1 начал передавать сигнал, который был услышан не только специалистами, но и радиолюбителями практически всех стран. Скорость спутника на орбите Земли достигала 8 км/с. Он находился в полёте 3 месяца.
Дата запуска спутника считается началом космической эры человечества, а в России отмечается как памятный день Космических войск.
В след за СССР в космос вышли США (31 января 1958 года), запустив спутник «Эксплорер-1». Третьей космической державой стала Франция (26 ноября 1965 года) со своим спутником «Астерикс-1», четвёртой – Япония (11 февраля 1970 года), которая вывела на орбиту спутник «Осуми», пятой Китай (24 апреля 1970 года) со спутником «Дунфан Хун-1». Шестым государством была Великобритания (28 октября 1971 года), запустившая спутник «Просперо X-3», а седьмым оказалась Индия (18 июля 1980 года), запустившая спутник «Рохини-1».
В настоящее время в освоении космоса участвуют Россия, США, многие страны Европы (ЕС), Япония, Китай, Индия, Бразилия, Канада, Украина. Осуществлён запуск космических станций к планетам Солнечной системы и их спутникам, получены их фотографии с близкого расстояния, осуществлена посадка на поверхность Венеры, Марса и других планет.
За годы, прошедшие с момента запуска первого искусственного спутника Земли, Россией запущено в космос свыше шестисот различных автоматических аппаратов, станций и кораблей, что составляет, примерно, половину всех космических стартов, осуществлённых за это время во всём мире.
Сегодня большинство трасс советских автоматических научных станций и пилотируемых кораблей проходят в околоземном космическом пространстве. Именно здесь в первую очередь решаются различные прикладные задачи, имеющие большое научное и народнохозяйственное значение. Здесь человечеством будет создан своеобразный форпост для дальнейшего проникновения в необъятные просторы Вселенной.
А теперь поговорим о некоторых важнейших датах в освоении космоса:
3 ноября 1957 года – запуск второго искусственного спутника Земли «Спутник-2», на борту которого впервые находилось живое существо – собака Лайка.
14 сентября 1959 года – станция «Луна-2» впервые в мире достигла поверхности Луны, доставив вымпел с гербом СССР.
4 октября 1959 года – станция «Луна-3» впервые в мире сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны.
19-20 августа 1960 года – первый орбитальный полёт в космос живых существ – собак Белки и Стрелки – на корабле «Спутник-5» с успешным возвращением на Землю.
12 апреля 1961 года – первый полёт человека в космос на корабле «Восток-1» (Юрий Алексеевич Гагарин, СССР).
6-19 июня 1963 года – первый полёт в космос женщины космонавта на космическом корабле «Восток-6» (Валентина Владимировна Терешкова, СССР).
18 марта 1965 года– первый выход человека в открытый космос из корабля «Восход-2» (Алексей Архипович Леонов, СССР).
1 марта 1966 года – первый перелёт космического аппарата с Земли на другую планету; станция «Венера-3» впервые достигла поверхности Венеры, доставив вымпел СССР.
15 сентября 1968 года – возвращение космического аппарата «Зонд-5» на Землю после первого облёта Луны. На борту находились живые существа: черепахи, плодовые мухи, черви, растения, семена, бактерии.
21 июля 1969 года – первая высадка человека на Луну в рамках лунной экспедиции корабля «Аполлон-11», доставившей на Землю в том числе и пробы лунного грунта (Нил Армстронг, США).
19 апреля 1971 года – запуск первой орбитальной станции «Салют-1» (СССР).
3 марта 1972 года – запуск первого аппарата «Пионер-10», покинувшего впоследствии пределы Солнечной системы.
12 апреля 1981 года – вывод на орбиту первого многоразового транспортного космического корабля «Колумбия».
20 ноября 1998 года – запуск первого блока Международной космической станции (Россия).
24 июня 2000 года – станция «Near Shoemaker» (Ниа Шумейкер) стала первым искусственным спутником астероида.
28 апреля – 6 мая 2001 года – полёт первого космического туриста на борту корабля «Союз-ТМ-32» на Международную космическую станцию (Деннис Тито, США).
Проблемы космической биологии
Все перечисленные методы медико-биологических исследований, к сожалению, не смогли пока решить все проблемы космической биологии. Существует ряд злободневных вопросов, которые остаются насущными и по сей день. Рассмотрим основные проблемы, с которыми сталкивается космическая медицина и биология.
- Подбор подготовленного персонала для полета в космос, состояние здоровья которого смогло бы удовлетворять всем требованиям медиков (в том числе позволило бы космонавтам выдерживать жесткую подготовку и тренировки для полетов).
- Достойный уровень подготовки и снабжения всем необходимым рабочих космических экипажей.
- Обеспечение безопасности по всем параметрам (в том числе и от неизведанных или инородных факторов воздействия с других планет) рабочим кораблям и авиаконструкциям.
- Психофизиологическая реабилитация космонавтов при возвращении на Землю.
- Разработка способов защиты космонавтов и космических кораблей от радиационного излучения.
- Обеспечение нормальных жизненных условий в кабинах при полетах в космос.
- Разработка и применение модернизированных компьютерных технологий в космической медицине.
- Внедрение космической телемедицины и биотехнологии. Использование методов этих наук.
- Решение медицинских и биологических проблем для комфортных полетов космонавтов на Марс и другие планеты.
- Синтез фармакологических средств, которые позволят решить проблему оснащенности кислородом в космосе.
Развитые, усовершенствованные и комплексные в применении методы медико-биологических исследований обязательно позволят решить все поставленные задачи и существующие проблемы. Однако когда это будет — вопрос сложный и довольно непредсказуемый.
Следует отметить, что решением всех этих вопросов занимаются не только ученые России, но и ученый совет всех стран мира. И это большой плюс. Ведь совместные исследования и поиски дадут несоизмеримо больший и быстрый положительный результат. Тесное мировое сотрудничество в решении космических проблем — залог успеха в освоении внепланетного пространства.
