Номер 2, страница 140 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

Проекты и исследования. Итоги главы 1. Глава 1. Законы движения и взаимодействия тел - номер 2, страница 140.

2. «История развития искусственных спутников Земли. Научно-исследовательские задачи, решаемые современными спутниками» (возможная форма: презентация, реферат).

История развития искусственных спутников Земли.

Идея создания искусственного спутника Земли (ИСЗ) зародилась задолго до практической возможности её реализации. Фундаментальные теоретические основы были заложены в работах русского учёного Константина Циолковского в начале XX века, который вывел основное уравнение движения ракеты и обосновал возможность достижения космических скоростей. Практические шаги были сделаны позже, в контексте военно-политического соперничества двух сверхдержав — СССР и США — в период холодной войны. Эта «космическая гонка» стала главным катализатором развития ракетостроения и космонавтики.

Историческая эра космонавтики началась 4 октября 1957 года, когда Советский Союз успешно запустил первый в мире искусственный спутник Земли — «Спутник-1». Это был небольшой полированный шар диаметром 58 см и массой 83,6 кг, оснащённый четырьмя антеннами. Его радиосигналы «бип-бип» мог услышать любой радиолюбитель на планете. Это событие имело колоссальный научный и политический резонанс, ознаменовав начало освоения космоса. Уже через месяц, 3 ноября 1957 года, был запущен «Спутник-2» с первым живым существом на борту — собакой Лайкой, что позволило изучить влияние космических условий на живой организм. Соединённые Штаты ответили запуском своего первого спутника «Эксплорер-1» 31 января 1958 года, который принёс первое крупное научное открытие космической эры — обнаружил радиационные пояса Земли (пояса Ван Аллена).

Период 1960–1980-х годов стал временем бурного развития и специализации спутниковых технологий. Появились первые спутники связи, такие как американский «Телстар-1» (1962), обеспечивший первую телетрансляцию через Атлантику, и советские спутники серии «Молния» для связи в высоких широтах. Были заложены основы спутниковой навигации с системами «Транзит» (США) и «Цикада» (СССР), которые впоследствии эволюционировали в глобальные системы GPS и ГЛОНАСС. Первый метеорологический спутник «ТИРОС-1» (США, 1960) передал на Землю снимки облачного покрова, открыв новую эру в прогнозировании погоды. Параллельно развивались научные спутники для изучения космоса (серии «Космос», «Протон» в СССР; OSO, OAO в США) и спутники дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), включая военные разведывательные аппараты.

Современный этап, начавшийся с 1990-х годов, характеризуется несколькими ключевыми тенденциями. Во-первых, это широкое международное сотрудничество, ярчайшим примером которого является Международная космическая станция (МКС). Во-вторых, запуск мощнейших орбитальных обсерваторий, таких как телескопы «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», которые перевернули наши представления о Вселенной. В-третьих, произошла миниатюризация космических аппаратов — появление кубсатов и наноспутников сделало космос доступнее для университетов и небольших компаний. Наконец, коммерциализация космоса привела к появлению частных компаний (например, SpaceX), которые не только запускают, но и создают и эксплуатируют огромные спутниковые группировки (например, Starlink) для обеспечения глобального доступа в Интернет.

Ответ: История развития искусственных спутников Земли — это путь от теоретических идей пионеров космонавтики к практической реализации в условиях космической гонки XX века. Ключевыми вехами стали запуск «Спутника-1» в 1957 году, последующая быстрая специализация аппаратов для связи, навигации, метеорологии и научных исследований в 1960–1980-х годах. Современный этап отличается международной кооперацией, созданием крупных орбитальных обсерваторий, миниатюризацией и коммерциализацией космической деятельности, а также развертыванием глобальных спутниковых систем.

Научно-исследовательские задачи, решаемые современными спутниками.

Современные спутники являются незаменимыми инструментами для решения широчайшего круга научно-исследовательских задач в различных областях знаний. В астрономии и астрофизике орбитальные телескопы, такие как «Хаббл» (видимый и УФ-диапазоны), «Чандра» (рентгеновский) и «Джеймс Уэбб» (инфракрасный), позволяют вести наблюдения, невозможные с Земли из-за поглощения и искажения излучения атмосферой. Они изучают рождение и смерть звезд, эволюцию галактик, свойства черных дыр, ищут экзопланеты и исследуют самые ранние эпохи Вселенной. Спутники, подобные «Планк», детально картировали реликтовое излучение, что позволило уточнить ключевые параметры нашей Вселенной.

В науках о Земле спутники осуществляют непрерывный глобальный мониторинг нашей планеты. В климатологии они отслеживают таяние ледников и полярных шапок (миссии CryoSat, ICESat), измеряют изменение уровня мирового океана (серия Jason), контролируют концентрацию парниковых газов в атмосфере (OCO-2). В метеорологии геостационарные и полярно-орбитальные спутники (GOES, Meteosat) обеспечивают данные для точного прогнозирования погоды и отслеживания опасных явлений, таких как ураганы и циклоны. Спутники ДЗЗ, например, в рамках европейской программы «Коперник», предоставляют детализированные изображения поверхности, которые используются в сельском хозяйстве, картографии, при ликвидации последствий стихийных бедствий и для мониторинга состояния экосистем. Геодезические спутники (GRACE, GOCE) с высочайшей точностью измеряют гравитационное поле Земли, позволяя судить о перераспределении водных масс и процессах в земной мантии.

Спутники играют ключевую роль в исследованиях фундаментальной физики и околоземного космического пространства. Эксперименты, проводимые на орбите, позволяют проверять предсказания общей теории относительности в условиях, недостижимых на Земле (например, Gravity Probe B). Установленный на МКС Альфа-магнитный спектрометр (AMS-02) анализирует состав космических лучей в поисках антиматерии и следов темной материи. Специализированные миссии (Cluster, THEMIS, Swarm) изучают магнитосферу Земли, её взаимодействие с солнечным ветром и природу космической погоды — явлений, которые могут влиять на работу спутников, систем связи и электросетей на Земле.

Международная космическая станция, являясь крупнейшим искусственным спутником, служит уникальной лабораторией для проведения медико-биологических исследований. На её борту изучается влияние невесомости и космической радиации на человеческий организм (опорно-двигательный аппарат, сердечно-сосудистую систему), а также на растения, микроорганизмы и клеточные культуры. Результаты этих исследований важны не только для планирования будущих дальних космических полетов, но и находят применение в земной медицине, например, в лечении остеопороза и мышечной атрофии.

Ответ: Современные спутники решают фундаментальные и прикладные научные задачи. В астрономии они исследуют Вселенную, в науках о Земле — осуществляют глобальный мониторинг климата, погоды, океанов и суши. С помощью спутников проводятся эксперименты по проверке законов фундаментальной физики, изучается околоземное пространство и космическая погода. Кроме того, на борту орбитальных станций, таких как МКС, проводятся уникальные медико-биологические исследования влияния космоса на живые организмы.