Рефераты по астрономии скачать бесплатно

Темы исследовательских работ и проектов о Солнечной системе

Газовые гиганты Солнечной системы
Жизнь на планетах Солнечной системы
Изучение названий небесных тел Солнечной системы
Рождение Солнечной системы
Модель Солнечной системы
На какой из планет Солнечной системы можно построить взлетно-посадочный модуль с жилым комплексом?
Планеты Солнечной системы
Планеты земной группы в картинах великих художников
Преобразование планет Солнечной системы
Проблемы полетов к планетам Солнечной системы
Путешествие по Солнечной системе
Сколько планет в Солнечной системе?
Солнечная система
Солнечная система: спутники планет-гигантов
Спор учёных: сколько планет в нашей Солнечной системе
Строение Солнечной системы
Существуют ли планеты вне Солнечной системы?
Тайны Солнечной системы

Темы исследовательских работ и проектов о Земле

А все-таки она вертится
Атмосфера Земли: история освоения
Белые ночи
Взаимодействие Солнца и Земли
Влияние космических процессов на ритмы Земли
Возникновение жизни на Земле
Гравитационные силы и их значение в масштабах планеты Земля
Если бы Земля была квадратной
Загадки северных сияний
Зарождение Земли
Затмения с Земли и из космоса
Земля и её соседи
Использование космических съемок для определения площадей земельных участков
Как тебе живется, планета Земля?
Космодромы планеты Земля
Космические аппараты для дистанционного изучения Земли.
Космические исследования Земли.
Магнитное поле Земли
Меняющаяся Земля
Мифы и гипотезы о происхождении и строении Земли
Планета Земля в азбуках и викторинах (поверхность Земли)
Полезные ископаемые Земли и космоса
Притяжение Земли
Происхождение Земли
Происхождение Земли и человека (на основе мифов разных народов)
Радиационные пояса Земли. Опасно ли летать в космос?
Радуга — одно из самых красивых явлений природы
Рождение планеты Земля
Полярное сияние — что это?
Почему появляется радуга
Создание системы защиты Земли от потенциально опасных космических объектов
Тайны третьей планеты
Теории возникновения Земли
Эволюция представлений о природе полярных сияний
Эмпирические доказательства вращения Земли

Легенда о Большой и Малой Медведицах

У многих созвездий есть легенды. Давным-давно у царя Ликаона, правившего страной Аркадией, была дочь по имени Каллисто. Красота ее была столь необыкновенной, что она рискнула соперничать с Герой – богиней и супругой всемогущего верховного бога Зевса. Ревнивая Гера отомстила Каллисто, превратив ее в безобразную медведицу. Когда сын Каллисто, юный Аркад, возвратившись с охоты, увидел у дверей своего дома дикого зверя, он, ничего не подозревая, чуть не убил свою мать-медведицу. Этому помешал Зевс: он удержал руку Аркада, а Каллисто навсегда взял к себе на небо, превратив в красивое созвездие – Большую Медведицу. Любимая собака Каллисто была превращена в Малую Медведицу. Не остался на Земле и Аркад: Зевс превратил его в созвездие Волопаса (рис. 18), обреченного навеки стеречь в небесах свою мать. Главная звезда этого созвездия называется Арктур, что означает «страж медведицы». Большая и Малая Медведицы являются незаходящими созвездиями, наиболее заметными на северном небе (рис. 16–17).

Существует и другая легенда об околополярных созвездиях. Опасаясь злого бога Кроноса, который пожирал младенцев, мать Зевса Рея спрятала своего новорожденного в пещере, где его вскармливали, кроме козы Амалтеи, две медведицы – Мелисса и Гелика, впоследствии помещенные за это на небо.

Рис. 16. Созвездие Большой Медведицы ()

Рис. 17. Созвездие Малой Медведицы (

)

Рис. 18. Созвездие Волопаса (

)

Зарождение радиоастрономии

Декабрь 1931 года… В одной из американских лабораторий ее сотрудник Карл Янский изучает атмосферные помехи радиоприему. Нормальный ход радиопередачи на волне 14,7 м нарушен шумами, интенсивность которых не остается постоянной.

Постепенно выясняется загадочная периодичность — каждые 23 часа 56 минут помехи становятся особенно сильными. И так изо дня в день, из месяца в месяц.

Впрочем, загадка быстро находит свое решение. Странный период в точности равен продолжительности звездных суток в единицах солнечного времени. Яснее говоря, через каждые 23 часа 56 минут по обычным часам, отсчитывающим солнечное время, земной шар совершает полный оборот вокруг оси, и все звезды снова возвращаются в первоначальное положение относительно горизонта любого пункта Земли.

Отсюда Янский делает естественный вывод: досадные помехи имеют космическое происхождение. Какая-то таинственная космическая «радиостанция» раз в сутки занимает такое положение на небе, что ее радиопередача достигает наибольшей интенсивности.

Янский пытается отыскать объект, вызывающий радиопомехи И, несмотря на несовершенство приемной радиоаппаратуры, виновник найден. Радиоволны исходят из созвездия Стрельца, того самого, в направлении которого находится ядро нашей звездной системы — Галактики.

Так родилась радиоастрономия — одна из наиболее увлекательных отраслей современной астрономии.

Вселенная и ее масштабы

Современная наука доказала, что Вселенная имеет свои границы. Ученые измеряют ее размер световыми годами и насчитывают их около 45.7 миллиардов. Если представить, что один световой год равен 10 триллионам километров, то попробуйте представить себе масштабы Вселенной.

Какие тела заполняют Вселенную

Вселенную наполняют различные небесные тела. Их еще называют космическими телами Вселенной. Среди них выделяют:

• астероиды.
• кометы;
• метеороиды;
• звезды;
• планеты;

Размеры небесных тел вселенского пространства могут быть как микроскопическими, так и гигантскими. Метеориты, астероиды и кометы относятся к малым телам Вселенной. Ученые продолжают  изучать небесные тела и открыли самое большое тело во Вселенной. Им стала звезда UY Scuti. Ее радиус в 1700 раз превышает радиус Солнца. 

Познакомимся поближе с небесными телами и определим их характеристики.

Астероиды – это глыбы из камня, которые образуют астероидный пояс. Он находится между орбитами Юпитера и Марса. Форма у астероидов неправильная, диаметр тел начинается от 30 метров и может достигать десятки километров. На данный момент ученые открыли более 97 853 768 этих малых космических тел Вселенной. Движение астероидов происходит по орбите вокруг Солнца.

Кометы – состоят из твердого ядра. Приближаясь к Солнцу, ядро начинает нагреваться и происходит испарение веществ, из которых оно состоит. В результате этого происходит образование газовой оболочки, а потом возникает хвост. По мере удаления от Солнца хвост и оболочка исчезают. Изредка кометы можно наблюдать невооруженным взглядом. Последней кометой, которая за последние 7 лет четко просматривалась на ночном небе, была C/2020 F3 NEOWISE. Это произошло в июле 2020 года. В основном же эти небесные тела ученые изучают с помощью телескопа.

Метеороиды – твердые небесные тела, размер которых больше атома, но меньше астероида. Они могут быть как первичными объектами, так и представлять собой фрагменты космических объектов, причем не только астероидов. Небесные тела, попавшие в атмосферу, называют метеорами. К ним относят осколки комет или астероидов.

Часть метеороида, достигшая земной поверхности, принято называть метеоритом. Другими словами, метеорит – это любое тело космического происхождения, упавшее на поверхность другого небесного объекта.

После падения метеориты оставляют след – кратер. На сегодняшний день крупнейший кратер Уилкса имеет диаметр 500 км.

Кратер от метеорита 

Звезды – свет и тепло исходит от этих небесных тел. Они представляют собой массивные шары, состоящие из газа. Ближайшая звезда к Земле – Солнце. На ночном небе при отсутствии облаков можно наблюдать самые разные звезды. Их значение оценили еще наши предки. Эти «мерцающие точки» помогали ориентироваться в пространстве, о них часто писали в мифах и религиозных историях. Еще в древности, люди, не имеющие никакой техники, видели в звездах образы самых различных существ. Так начали выделять созвездия. На сегодняшний день их насчитывается 88, 12 из которых являются зодиакальными. 

Планеты – достаточно большие шарообразные объекты, вращающиеся вокруг Солнца по определенной оси и не являющиеся спутником другого космического тела. В Солнечной системе 8 планет:

• Меркурий;
• Венера;
• Земля;
• Марс;
• Юпитер;
• Сатурн;
• Уран;
• Нептун.

Сообщение про Звезды

Звездами называют огромные раскаленные шары газа. Главными характеристиками являются излучение света благодаря протекающим внутри них термоядерным реакциям.

Образования звезд начинается в облаках из газа и пыли. Основными составляющими этих небесных тел обычно являются водород и гелий. Гравитационное сжатие помогает звездам сформироваться. Температура начинает расти почти с самого начала образования, и при достижении определенной отметки, формирование прекращается. Возраст колеблется от нескольких миллионов до миллиардов лет.

Ученые выделяют две главные характеристики у звезд – массу и состав. По этим параметрам можно выяснить оставшиеся характеристики.

Если звезда является частью двойной системы, то ее массу можно определить более или менее точно с использованием 3-его закона Кеплера. В других случаях массу можно определить через светимость.

Водород и гелий занимает большую часть состава, на все остальные элементы приходится несколько процентов. Термоядерные реакции проходят благодаря превращению водорода в гелий. Эти 2 компонента служат для звезды своеобразным топливом. Остальные составляющие влияют на скорость реакций, цвет и яркость звезды.

В строение звезд входят 3 компонента. Ядро занимает центр звезды и является местом, где проходят реакции. Второй зоной является конвективная зона. Название она получила из-за использования конвекции для переноса энергии. Еще одним компонентом является лучистая зона, переносящая энергию благодаря излучению фотонов. В зависимости от размера звезды после ядра может следовать лучистая зона.

У каждой звезды есть своя величина – ее яркость. Самые яркие звезды имеют самые маленькие значения. Звезда с величиной 1 в 10 раз ярче звезды с величиной 2. Ярчайшая звезда неба, Сириус, имеет величину -1,46. Звезды с величиной больше 8, без приборов не рассмотреть.

Температуру звезд можно определить по цвету. Самые горячие звезды мы видим сине-голубыми. Звезды с самой низкой температурой имеют красный цвет. По температуре звезды разделены на 6 классов.

Классифицируют звезды на 14 классов. Учитывают при этом параметры их величины, размера, массы, химического состава и переменности блеска. Самым многочисленным классом является класс звезд главной последовательности.

Звездные системы содержат 4 класса. Они могут иметь двойную, тройную и большую кратность, могут быть одиночными. Самые распространенными системами являются двойные системы.

2, 4, 11  класс

Развитие радиоастрономии

Первые пятнадцать лет радиоастрономия почти не развивалась. Многим было еще не ясно, принесут ли радиометоды какую-нибудь существенную пользу астрономии.

Разразившаяся вторая мировая война привела к стремительному росту радиотехники. Радиолокаторы были приняты на вооружение всех армий. Их совершенствовали, всячески стремились повысить чувствительность, вовсе не предполагая, конечно, использовать радиолокаторы для исследования небесных тел.

Советские ученые академики Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси теоретически обосновали возможность радиолокации Луны еще в 1943 году.

Это было первое радиоастрономическое исследование в Советском Союзе. Два года спустя (в 1946 году) оно было проверено на практике сначала в США, а затем в Венгрии. Радиоволны, посланные человеком, достигли Луны и, отразившись от нее, вернулись на Землю, где были уловлены чувствительным радиоприемником.

Последующие десятилетия — это период необыкновенно быстрого прогресса радиоастрономии. Его можно назвать триумфальным, так как ежегодно радиоволны приносят из космоса удивительные сведения о природе небесных тел. На сравнительно коротком интервале времени, начиная с 50-х гг., в радиоастрономии достигнут большой прогресс. Разрешение от 1-10 уг. мин. дошло до 0.1 тыс .уг. сек и значительно превосходит возможности оптической астрономии. Чувствительность от 1-10 Ян повысилась до 1 мкЯн. Наблюдения проводятся в диапазоне от 0.01 до 300-400 ГГц. Одновременно принимаемая полоса частот от 100-200 кГц доведена до 1-10 ГГц. Радиоастрономия имеет сопоставимые, а по некоторым проблемам и большие по сравнению с оптикой, возможности проникновения в глубины Вселенной.

Как развивалась отечественная космонавтика

История развития отечественной космонавтики берет свое начало с середины ХХ столетия. В 1946 году основали Опытно-конструкторское бюро №1, его задачей стала разработка спутников, ракет-носителей и баллистических ракет. Спустя 10 лет силами бюро была спроектирована первая ракета-носитель, с помощью которой в космос был запущен первый искусственный спутник планеты Земля.

После запуска искусственного спутника развитие космонавтики приобрело совершенно другие темпы. Спустя некоторое время в космическое пространство был запущен еще один спутник, но на его борту уже находилось живое существо – собака по имени Лайка.

Запуски межпланетных станций позволили заняться исследованием Луны, а уже в 1959 году космический аппарат достиг поверхности спутника Земли. В это время Советский Союз получил снимки обратной стороны Луны, что позволило ученым присвоить названия практически всем основным формам рельефа на спутнике.

Первая фотография обратной стороны Луны

Важным событием в развитии отечественной космонавтики стал полет первого человека в космос. Состоялось это 12 апреля 1961 года на корабле «Восток» пилотируемым Юрием Гагариным. В 1965 году человек впервые вышел в открытый космос.

До 1991 года отечественная космонавтика радовала множеством открытий и достижений:

1. 1971 г – запустили первую во всем мире орбитальную станцию «Салют-1» с экипажем на борту.
2. 1977 г – космический аппарат доставил с Луны образцы грунта.
3. Были запущены межпланетные станции, часть из которых совершили посадку на поверхность Венеры, проанализировали ее грунт и сделали фотосъемку.
4. Также станции были запущены к Марсу, что позволило сфотографировать поверхность планеты и измерить химический состав атмосферы.

Запуск первого искусственного спутника Земли

4 октября 1957 года стал знаменательным для всей мировой космонавтики. В этот день был осуществлен запуск первого в мире искусственного спутника Земли. Это событие стало началом изучения космического пространства и открыло новые возможности в развитии не только отечественной, но и мировой космонавтики.

Космодром Байконур, находящийся в Казахстане, стал площадкой для первого запуска первого искусственного спутника Земли. Для этого использовалась ракета-носитель Р-7. Спутник пребывал в космическом пространстве 92 дня, 1440 раз облетел вокруг Земли, что позволило ученым впервые произвести изучение верхних слоев ионосферы. Также была получена достаточно важная информация о работе аппаратуры в космических условиях и произведена проверка расчетов.

Первый искусственный спутник Земли  

Полярная звезда

В Северном полушарии хорошо видны два созвездия: Большая и Малая Медведицы (похожи на два ковша), которые получили большую известность благодаря звезде, находящейся на ручке ковша Малой Медведицы. Это Полярная звезда, она указывает направление на север, из-за чего получила от мореходов и путешественников название «путеводная звезда» (рис. 19).

Рис. 19. Полярная звезда ()

Многие созвездия были названы в честь мифических героев (Андромеда, Геркулес, Персей, Кассиопея, Орион) (рис. 20–24).

Рис. 20. Созвездие Андромеды (

)

Рис. 21. Созвездие Геркулеса (

)

Рис. 22. Созвездие Персея (

)

Рис. 23. Созвездие Кассиопеи (

)

Рис. 24. Созвездие Ориона ()

Телескопы: наземные и космические

Специальный прибор, который используют для наблюдения за космическими объектами, называется телескоп. Главная его задача – собрать как можно больше света от небесного тела и увеличить угол зрения, под которым это небесное тело можно изучать. Улавливаемый прибором свет пропорционален его объективу. Следовательно, чем больше объектив у телескопа, тем мельче объекты он может уловить.

Первый телескоп появился благодаря ученому Галилео Галилею в 1609 году. Принцип его работы практически ничем не отличался от уже имеющихся на то время подзорных труб. Для своего прибора ученый использовал более мощные линзы, которые позволили увеличить изображение в 20 раз. Телескоп помог сделать первые важные открытия в космосе. Сейчас он хранится в одном из музеев Флоренции.

С помощью наземных телескопов можно наблюдать за Солнцем, планетами, спутниками. Но вот изучить детально звезды не получится. Даже в самый мощный прибор они видны как маленькие мерцающие точки.

Наземный телескоп 

Более детально познакомиться с космосом и Вселенной позволяют космические телескопы, расположившиеся на орбите. Это настоящие гиганты, они помогают даже в изучении истории Вселенной. Первый космический телескоп подняли в воздух в августе 1957 года. На высоте 25 км он сделал съемку Солнца в высоком расширении.

Космический телескоп

Современные космические и наземные телескопы оснащены компьютерными программами. Они передают картинку на монитор, что позволяет увидеть изображение в таком виде, в каком оно представлено в действительности, без каких-либо искажений.

Где находятся самые крупные оптические телескопы

Как правило, телескопы устанавливают в отдаленных местах от городской суеты. Для этого подходят горные местности, либо бескрайние пустыни. К числу крупнейших телескопов мира относят:

1. FAST – наибольший наземный телескоп на всем земном шаре. Его диаметр достигает 500 метров. Расположен на территории Китая. Прибор предназначен для изучения всего космоса и поиска инопланетного разума.

1. Аресибо – одна из крупнейших обсерваторий, на территории которой расположен телескоп диаметром 305 м. Находится в Пуэрто-Рико. С помощью телескопа изучают планеты и Солнце.

1. GreenBank – один из крупнейших телескопов на территории США. Его строительство длилось 11 лет. В диаметре достигает 100 м. Прибор можно направить в любую точку космического пространства.

1. Эффельсбергский радиотелескоп – еще один прибор диаметром около 100 м. Находится в западной части Германии.

1. Радиотелескоп имени Б. Ловелла – прибор был создан в середине ушедшего столетия. Название получил в честь своего создателя. Диаметр телескопа – 76 м.

Самый крупный телескоп России БТА (Большой Телескоп Альт-Азимутальный) расположен в горах на высоте 2070 м в Карачаево-Черкесии. Диаметр его зеркала составляет 6 метров.

Современная космонавтика и ее достижения

Огромный прорыв сделала современная космонавтика в своем развитии. Сегодня о космосе говорится как о реальном, а не как о чем-то сказочно далеком. Запуск современного космического корабля, полеты в космическое пространство стали хоть и дорогостоящими, но обычными явлениями в жизни российского государства.

Не вызывает ни у кого удивления космический туризм, когда за определенную плату можно полетать на космическом корабле. На высоком уровне проходят космические исследования. Современные ученые работают над созданием солнечных электростанций, разрабатывают технологи влияния на климат Земли.

С 2016 года начал свою работу космодром «Восточный» в Амурской области. Это позволило России совершать запуски космических кораблей со своей территории и не зависеть от других стран.

В недалеком будущем в планах запуск пилотируемых кораблей на поверхность Луны, беспилотных космических аппаратов для исследований космического пространства, реализация программы «Морской старт».

Приоритетной задачей для России стало дальнейшее развитие отечественной космонавтики, изучение возможностей современной космической отрасли и выведение ее на передовые мировые рубежи.

Классификация звезд

Они различны по размеру, цвету и яркости. Звезды – это небесные тела (раскаленные газовые шары), ночью видимые как светящиеся точки. В отличие от планет и их спутников, звезды излучают собственный свет, цвет которого зависит от температуры звезды. Самые холодные (умирающие) – красные звезды (рис. 2).

Рис. 2. Красная звезда ()

Горячие – желтые звезды, как, например, наше Солнце (рис. 3).

Рис. 3. Желтая звезда ()

Температурой поверхности более 10 тысяч градусов тепла обладают белые звезды (рис. 4).

Рис. 4. Две белые звезды ()

Голубые звезды – самые яркие, их температура около 30 тысяч градусов тепла (рис. 5).

Рис. 5. Голубая звезда ()

Есть звезды, в тысячу раз превосходящие Солнце по размеру и массе, а есть в несколько раз меньше нашей планеты.

Солнце сияет на небе ярче других звезд, потому что находится к Земле ближе остальных.

За 8 минут 20 секунд свет Солнца достигает поверхности Земли. А есть звезды, свет от которых добирается до нашей планеты за тысячи лет.

Разделы астрономии

Современная астрономия подразделяется на ряд отдельных разделов, которые тесно связаны между собой, и такое разделение астрономии, в известном смысле, условно.

1. Астрометрия — наука об измерении пространства и времени. Она состоит из:

а) сферической астрономии, разрабатывающей математические методы определения видимых положений и движений небесных тел с помощью различных систем координат, а также теорию закономерных изменений координат светил со временем;

б) фундаментальной астрометрии, задачами которой являются определение координат небесных тел из наблюдений, составление каталогов звездных положений и определение числовых значений важнейших астрономических постоянных, т.е. величин, позволяющих учитывать закономерные изменения координат светил;

в) практической астрономии, в которой излагаются методы определения географических координат, азимутов направлений, точного времени и описываются применяемые при этом инструменты.

2. Теоретическая астрономия дает методы для определения орбит небесных тел по их видимым положениям и методы вычисления эфемерид (видимых положений) небесных тел по известным элементам их орбит (обратная задача).

3. Небесная механика изучает законы движений небесных тел под действием сил всемирного тяготения, определяет массы и форму небесных тел и устойчивость их систем.

Эти три раздела в основном решают первую задачу астрономии, и их часто называют классической астрономией.

4. Астрофизика изучает строение, физические свойства и химический состав небесных объектов. Она делится на: а) практическую астрофизику, в которой разрабатываются и применяются практические методы астрофизических исследований и соответствующие инструменты и приборы; б) теоретическую астрофизику, в которой на основании законов физики даются объяснения наблюдаемым физическим явлениям.

5. Звездная астрономия изучает закономерности пространственного распределения и движения звезд, звездных систем и межзвездной материи с учетом их физических особенностей.

6. Космогония рассматривает вопросы происхождения и эволюции небесных тел, в том числе и нашей Земли.

7. Космология изучает общие закономерности строения и развития Вселенной.

Основа астрономии — наблюдения. Наблюдения доставляют нам основные факты, которые позволяют объяснить то или иное астрономическое явление. Дело в том, что для объяснения многих астрономических явлений необходимы тщательные измерения и расчеты, которые помогают выяснению действительных, истинных обстоятельств, вызвавших эти явления. Так, например, нам кажется, что все небесные тела находятся от нас на одинаковом расстоянии, что Земля неподвижна и находится в центре Вселенной, что все светила вращаются вокруг Земли, что размеры Солнца и Луны одинаковы и т.д. Только тщательные измерения и их глубокий анализ помогают отрешиться от этих ложных представлений.

Основным источником сведений о небесных телах являются электромагнитные волны, которые либо излучаются, либо отражаются этими телами. Определение направлений, по которым электромагнитные волны достигают Земли, позволяет изучать видимые положения и движение небесных тел. Спектральный анализ электромагнитного излучения дает возможность судить о физическом состоянии этих тел.

Особенностью астрономических исследований является также и то, что до последнего времени у астрономов отсутствовала возможность постановки опыта, эксперимента (если не считать исследований упавших на Землю метеоритов и радиолокационных наблюдений), и все астрономические наблюдения производились только с поверхности Земли.

Однако с запуском первого искусственного спутника Земли началась эра космических исследований, что позволило применить в астрономии методы других наук (геологии, геохимии, биологии и т.п.). Астрономия продолжает оставаться наблюдательной наукой, но теперь астрономические наблюдения производятся с межпланетных космических аппаратов и орбитальных обсерваторий.