Osvita.ua Вища освіта Реферати Астрономія Чорні дірки космосу. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Чорні дірки космосу. Реферат

Про чорні дірки дізналися в 1960-х роках. Виявилося, що якби наші очі могли бачити лише рентгенівське випромінювання, то зоряне небо над нами виглядало б зовсім інакше

Рентгенівські промені, що випускаються Сонцем, вдалося виявити ще до народження космонавтики, але про інші джерела в зоряному небі і не підозрювали. На них натрапили зовсім випадково.

У 1962 році американці, вирішивши перевірити, чи не виходить від поверхні Місяця рентгенівське випромінювання, запустили ракету, оснащену спеціальною апаратурою. Лише тоді, обробляючи результати спостережень переконалися, що прилади відзначили потужне джерело рентгенівського випромінювання. Воно розташовувалось у сузір'ї Скорпіона. І вже у 70-х роках на орбіту вийшли перші 2 супутники, призначені для досліджень та пошуку джерел рентгенівських променів у всесвіті - американський "Ухуру" і радянський "Космос-428".

До цього часу дещо вже почало прояснюватися. Об'єкти, що випускають рентгенівські промені, зуміли зв'язати з ледь видимими зірками, що мали незвичайні властивості. Це були компактні згустки плазми нікчемних (за космічними мірками) розмірів і мас, розпечені до декількох десятків мільйонів градусів. При досить скромній зовнішності ці об'єкти володіли колосальною потужністю рентгенівського випромінювання, що у кілька тисяч разів перевищує повне випромінення Сонця.

Ці крихітні, діаметром близько 10 км, останки повністю вигорілих зірок, зіщулені до жахливої щільності, повинні були хоч якось заявити про себе. Тому так охоче в рентгенівських джерелах "впізнавали" нейтронні зірки. Але розрахунки спростували очікування: тільки що утворені нейтронні зірки повинні були відразу охолонути і перестати випромінювати, а ці промінилися рентгеном.

За допомогою запущених супутників дослідники виявили строго періодичні зміни потоків випромінювання деяких з них. Був визначений і період цих варіацій - зазвичай він не перевищував декількох діб. Так могли вести себе лише дві зірки, що обертаються навколо себе, з яких одна періодично затьмарювала іншу. Це було доведено при спостереженні в телескопи.

Звідки ж черпають рентгенівські джерела колосальну енергію випромінювання? Основною умовою перетворення нормальної зірки в нейтронну вважається повне загасання в ній ядерної реакції. Тому ядерна енергія виключається. Тоді, може, це кінетична енергія швидко обертається масивного тіла? Дійсно вона у нейтронних зірок велика. Але і її вистачає лише ненадовго.

Більшість нейтронних зірок існує не поодинці, а в парі з величезною зіркою. У їх взаємодії, вважають теоретики, і приховано джерело могутньої сили космічного рентгену. Вона утворює навколо нейтронної зірки газовий диск. У магнітних полюсів нейтронного кулі речовина диска випадає на його поверхню, а придбана при цьому газом енергія перетворюється в рентгенівське випромінювання.

Свій сюрприз підніс і "Космос-428". Його апаратура зареєструвала нове, зовсім не відоме явище - рентгенівські спалаху. За один день супутник засік 20 сплесків, кожен з яких тривав не більше 1 сек., а потужність випромінювання зростала при цьому в десятки разів. Джерела рентгенівських спалахів вчені назвали барстери. Їх теж пов'язують з подвійними системами. Найпотужніші спалахи енергії всього лише в декілька разів поступаються повному випромінюванню сотень мільярдів зірок, які є в нашій Галактиці.

Теоретики довели: "чорні діри", що входять до складу подвійних зоряних систем, можуть сигналізувати про себе рентгенівськими променями. І причина виникнення та ж - Акреція газу. Щоправда механізм в цьому випадку дещо інший. Осідаючі в "дірку" внутрішні частини газового диска, повинні нагрітися і тому стати джерелами рентгену.

Переходом на нейтронну зірку закінчують "життя" тільки ті світила, маса яких не перевищує 2-3 сонячних. Більш великі зірки спіткає доля "чорної діри".

Рентгенівська астрономія повідала нам про останній, можливо, самий бурхливий, етап розвитку зірок. Завдяки їй ми довідалися про найпотужніших космічних вибухи, про газ з температурою в десятки і сотні мільйонів градусів, про можливість абсолютно незвичайного надщільного стану речовин в "чорні діри".

Що ж ще дає космос саме для нас? У телевізійних (ТВ) програмах вже давним-давно не згадується про те, що передача ведеться через супутник. Це є зайвим свідченням величезного успіху в індустріалізації космосу, що стала невід'ємною частиною нашого життя. Супутники зв'язку буквально обплутують світ невидимими нитками. Ідея створення супутників зв'язку народилася незабаром після другої світової війни, коли А. Кларк в номері журналу "Світ радіо" (Wireless World) за жовтень 1945 р. представив свою концепцію ретрансляційні станції зв'язку, розташованої на висоті 35880 км над Землею.

Заслуга Кларка полягала в тому, що він визначив орбіту, на якій супутник нерухомий відносно Землі. Така орбіта називається геостаціонарній або орбітою Кларка. Під час руху по круговій орбіті заввишки 35880 км один виток відбувається за 24 години, тобто за період добового обертання Землі. Супутник, який рухається по такій орбіті, буде постійно знаходитися над певною точкою поверхні Землі.

Перший супутник зв'язку "Телстар-1" був запущений все ж таки на низьку навколоземну орбіту з параметрами 950 х 5630 км це сталося 10 липня 1962 р. Майже через рік пішов запуск супутника "Телстар-2". У першій телепередачі був показаний американський прапор у Новій Англії на тлі станції в Андовері. Це зображення було передано до Великобританії, Франції і на американську станцію в шт. Нью-Джерсі через 15 годин після запуску супутника.

Двома тижнями пізніше мільйони європейців і американців спостерігали за переговорами людей, що знаходяться на протилежних берегах Атлантичного океану. Вони не лише розмовляли але і бачили один одного, спілкуючись через супутник. Історики можуть вважати цей день датою народження космічного ТБ. Найбільша в світі державна система супутникового зв'язку створена в Росії. Її початок був покладений у квітні 1965 р. запуском супутників серії "Блискавка", що виводяться на сильно витягнуті еліптичні орбіти з апогеєм над Північним півкулею. Кожна серія включає чотири пари супутників, що обертаються на орбіті на кутовій відстані один від одного 90°.

На базі супутників "Блискавка" побудована перша система далекого космічного зв'язку "Орбіта". У грудні 1975 р. сімейство супутників зв'язку поповнилося супутником "Веселка", що функціонує на геостаціонарній орбіті. Потім з'явився супутник "Екран" з більш потужним передавачем і простішими наземними станціями. Після перших розробок супутників настав новий період у розвитку техніки супутникового зв'язку, коли супутники стали виводити на геостаціонарну орбіту за якою вони рухаються синхронно з обертанням Землі. Це дозволило встановити цілодобовий зв'язок між наземними станціями, використовуючи супутники нового покоління: американські "Сінком", "Ерлі берд" і "Інтелсат" російські - "Веселка" і "Горизонт".

Велике майбутнє пов'язують з розміщенням на геостаціонарній орбіті антенних комплексів.

17 червня 1991, був виведений на орбіту супутник геодезичний ERS-1. Головним завданням супутників повинні були стати спостереження за океанами і покритими льодом частинами суші, щоб представити кліматологів, океанографів і організаціям з охорони навколишнього середовища дані про ці малодосліджених регіонах. Супутник був оснащений найсучаснішою апаратурою мікрохвильової, завдяки якій він готовий до будь-якої погоди: "очі" його радіолокаційних приладів проникають крізь туман і хмари і дають чітке зображення поверхні Землі, через воду, через сушу, - і через лід. ERS-1 був націлений на розробку льодових карт, які надалі допомогли б уникнути безліч катастроф, пов'язаних із зіткненням кораблів з айсбергами і т. д.

При всьому тому, розробка судноплавних маршрутів це, говорячи образною мовою, тільки верхівка айсберга, якщо тільки згадати про розшифровку даних ERS про океанах і покритих льодом просторах Землі. Нам відомі тривожні прогнози загального потепління Землі, які призведуть до того, що розтануть полярні шапки і підвищиться рівень моря. Затоплено будуть всі прибережні зони, постраждають мільйони людей.

Але нам невідомо, наскільки правильні ці прогнози. Тривалі спостереження за полярними областями за допомогою ERS-1 і його послідовника (наприкінці осені 1994 року) - супутника ERS-2 представляють дані, на підставі яких можна зробити висновки про ці тенденції. Вони створюють систему "раннього виявлення" у справі про танення льодів.

Завдяки знімках, які супутник ERS-1 передав на Землю, ми знаємо, що дно океану з його горами і долинами як би "віддруковується" на поверхні води. Так вчені можуть скласти уявлення про те, чи є відстань від супутника до морської поверхні (з точністю до десяти сантиметрів зміряне супутниковими радарним висотоміром) вказівкою на підвищення рівня моря, або ж це "відбиток" гори на дні.

Хоча спочатку супутник ERS-1 був розроблений для спостережень за океаном і кригою, він дуже швидко довів свою багатосторонність і по відношенню до суші. У сільському і лісовому господарстві, у рибальстві, геології та картографії фахівці працюють з даними, що подаються супутником. Оскільки ERS-1 після трьох років виконання своєї місії він все ще працездатний, вчені мають шанс експлуатувати його разом з ERS-2 для спільних завдань, як тандем. І вони збираються отримувати нові відомості про топографії земної поверхні і надавати допомогу, наприклад, в попередження про можливі землетруси.

Супутник ERS-2 оснащений, крім того, вимірювальним приладом Global Ozone Monitoring Experiment Gome, який враховує обсяг і розподіл озону та інших газів в атмосфері Землі. За допомогою цього приладу можна спостерігати за небезпечної озонової дірою і змінами, що відбуваються. Одночасно за даними ERS-2 можна відводити близьке до землі UV-B випромінювання.

На тлі безлічі загальних для всього світу проблем навколишнього середовища, для вирішення яких повинні надавати основну інформацію і ERS-1, і ERS-2, планування судноплавних маршрутів здається порівняно незначним підсумком роботи цього нового покоління супутників. Але це одна з тих сфер, в якій можливості комерційного використання супутникових даних використовуються особливо інтенсивно. Це допомагає при фінансуванні інших важливих завдань. І це має в області охорони навколишнього середовища ефект, який важко переоцінити: швидкі судноплавні шляхи вимагають меншої витрати енергії. Або згадаємо про нафтових танкерах, які в шторм сідали на мілину або розбивалися і тонули, втрачаючи свій небезпечний для навколишнього середовища вантаж. Надійне планування маршрутів допомагає уникнути таких катастроф.

У передових космічних держав світу – Росії та США приблизно 15 років тому невдачі йшли одна за одною. Катастрофи космічних кораблів "Челенджер" році та "Колумбії" також призвели до затримання важливих запусків, тому що вони розроблялись як основний носій для виводу на орбіту інших апаратів. Потім у Росії змінилась політична обстановка, що привело до скорочення бюджету космічної програми.

Але у останні роки використання нових орбітальних телескопів дозволило отримати цікаві результати, які зробили новий поштовх для дослідження космосу. Найвидатнішим орбітальним телескопом був "Хаббл". Телескоп постійно модернізували, щоб якість його роботи відповідала сучасним цифровим технологіям. Він зробив вагомий вклад у дослідження Сонячної системи у виді фотознімків планет.

Серед інших зроблених ним знімків є знімки народження та смерті зірок, включаючи, можливо, найяскравішу з усіх зірок Всесвіту, сховану за хмарою космічного пилу у іншому кінці нашої галактики. Останні роки були сприятливими і для астрономів, робочі інструменти яких постійно знаходилися на Землі – на "бойове чергування" вставали нові, більш потужні телескопи-рефлектори нових зразків. На сьогоднішній день найбільшими у світі рефлекторами є два телескопа Кека, встановлені на Гаваях. Але незабаром з'явиться ще потужніший телескоп, який будують у Чилі.

Література

  1. К. Гетланд. "Космічна техніка". 1986 р, Москва.
  2. О. Д. Коваль, В. П. Сенкевич. "Космос: далекий та близький", 1977 р, Москва.
  3. В. Л. Барсуков. "Освоєння космічного простору в СРСР". 1982 р, Москва.
  4. Издательство "Маршалл Кавендиш". "Древо познания. Наука и техника".


14.11.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!