В данной статье, я опишу некоторые мои эксперименты по выращиванию растений. А также попытаюсь убедить читателя в том, что дома можно вырастить почти любое растение, без особых усилий.

 Растениеводство- по мнению многих, является чем то устаревшим и зачастую такой род деятельности относят к XV-XVI векам когда люди только начинали учится такому ремеслу как земледелие, но я считаю иначе, и попытаюсь доказать свою точку зрения в этой статье.

Увлекаться жизнью растений я стал не так давно и в эту область науки я попал по воле судьбы.

Расскажу небольшую предысторию, порядка 4-х лет назад, я вдруг решил попробовать вырастить дома морковь, для этого, я изготовил мини парничок каркас я сделал из алюминиевого профиля, для того чтобы не было сквозняка, я обтянул его «тепличным» полиэтиленом и поставил на подоконник. Тогда мне казалось, что это было моим лучшим творением. Я высадил семена и ждал, ждал долго, примерно неделю. Через неделю после посадки появились первые всходы. Ещё через неделю ростки были порядка 10-15 см, в то время я ещё не знал, что основную роль в растениеводстве играет не высота в "сантиметрах", а развитость. Спустя месяц, вся рассада погибла, причиной этому послужил тот факт, что у растения высотой 25 см, ножка была толщиной 2-3 мм, так быть не должно...Ещё примерно раза 2-3 я пробовал вырастить хоть что нибудь, но всегда получал тот же самый результат.

В июне 2017 года я попал на проектную практику для студентов (тогда я учился в 10 классе), по условию конкурса необходимо было сделать проект за 4 недели. Скажу сразу, я не справился. В качестве проектного продукта я выбрал изготовление "системы вертикального озеленения", даже сейчас спустя столько времени я считаю, что это слишком сложно, сделать подобного рода установку одному и полностью вручную. Но я нисколько не сожалею, что потратил столько сил и времени на достаточно простую "штуковину".

В августе 2017, я поехал на проектную смену в ЗЦ "Таватуй", к тому времени, растения меня всерьез заинтересовали и проектом я выбрал "Изучение способов ускорения роста растений"  для того, что бы изучать растения я изготовил мини "лабораторию" состоящую из 9 секций в каждой из которых осуществлялся свой режим освещения, но температура удерживалась постоянной,  для того, чтобы выявить как именно влияет длина светового дня на растения, для опытов использовалась редиска.

И вот, последние 9 месяцев, я занимаюсь изучением влияния изменения физических параметров на жизнедеятельность растений. 

Авторы: ученики 11 класса МАОУ Лицей № 88 Розанов Алексей Павлович, Матафонов Денис Сергеевич. Некоторые люди считают, что сегодня человечеству стоит сделтаь акцент на изучении природы черных дыр и кротовых нор и возможности их использования, ведь для того, чтобы преодолевать в космосе огромные расстояния, нужно развить скорость близкую к скорости света, чего мы сделать не можем.Так ли это?

Солнце – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Количество звезд, наполняющих Вселенную, подсчитать невозможно. Но ближайшие небесные тела, находящиеся в радиусе 16 световых лет, ученые обозначили и составили список. В него вошли 57 звездных систем. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды, поэтому общее количество небесных тел достигает 64. В перечень внесли и 13 коричневых карликов( субзвёздные объекты с массами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 массы Солнца, или, соответственно, от 12,57 до 80,35 массы Юпитера). Как и в звёздах, в них идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но, в отличие от звёзд главной последовательности, вклад в тепловыделение таких звёзд ядерной реакции слияния ядер водорода незначителен, и, после исчерпания запасов ядер лёгких элементов, термоядерные реакции в их недрах прекращаются, после чего они относительно быстро остывают, превращаясь в планетоподобные объекты, ощутимо уступающие остальным объектам по массе. Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя.

Наименьшее расстояние – 4,22 световых года(39 900 000 000 000 километров) – отделяет нашу планету от Проксима Центавра, одного из трех элементов звездной системы Альфа Центавра. По своим характеристикам самая близкая к Земле звезда (исключая Солнце) существенно отличается от соседок. Это светило принадлежит к спектральному классу M (красный карлик), а его масса и радиус не превышают 0,1 солнечного. Из-за невысокой температуры – 3042 K – она излучает мало энергии и не обнаруживается невооруженным глазом. Была открыта в 1915 году. Периодические и активные вспышки усиливают светимость звезды. Проксима Центавра и остальную часть родной для нее системы разделяет значительное расстояние, равное 0,21 светового года, поэтому находится ли она на ее орбите, достоверно не выяснено. Если докажут, что Проксима кружится вокруг двойной звезды, тогда ее полный период превышает 500 тыс. лет. Поиски возможных экзопланет около светила были безуспешны, ученые исключают присутствие крупных планет на его орбите.

Два остальные составляющие системы – Альфа Центавра A и Альфа Центавра B – тесно взаимодействуют друг с другом. С Земли они наблюдаются как одна звезда. Расстояние до системы составляет 4,36 световых лет. Объекты причисляются к спектральным классам G и K – это желтый и оранжевый карлики. По своим характеристикам и температуре они схожи с Солнцем, но старше его по возрасту, который достигает 6 млрд. лет. Компонент Центавра A крупнее соседнего, его масса – 1,1, а диаметр – 1,2 солнечных. Показатели Центавра B – 0,9 и 0,86 соответственно. Звезда Барнарда – это красный карлик, который находится в созвездии Змееносца. Расстояние до Земли 5,96 световых лет. Звезда имеет слабую звездную величину(17% массы Солнца), из-за чего ее не видно с Земли невооруженным глазом. Звезду Барнарда можно наблюдать только при помощи оптических приборов – телескопов. Собственно, при помощи телескопа в 1916 году известный английский астроном Эдвард Эмерсон Барнард и открыл это небесное светило.

Изучение доплеровского сдвига спектральных линий в спектре этой звезды показало, что звезда Барнарда медленно, но уверенно приближается к нам. Вполне вероятно, что через несколько тысяч лет эта звезда станет ближайшей нашей соседкой, обогнав звезды системы Альфа Центавра. У этой звезды нет экзопланет. Луман 16 – звездная система, которая была открыта относительно недавно – в 2013 году. Открыл ее известный американский астроном Кевин Луман при помощи телескопа WISE.Луман 16 представляет собой двойную звездную систему, которая состоит из двух коричневых карликов, которые удалены друг от друга на три астрономических единицы и вращаются вокруг общего центра масс с периодом 20 лет. Визуальная яркость первого компонента звездной системы Луман 16 А равна 23,25, а второго Луман 16 В – 24,07. Яркость первого компонента время от времени изменяется, что может свидетельствовать о периодическом изменении погодных условий на коричневом карлике. Масса первого компонента системы Луман 16 равна 30 массам планеты Юпитер. Масса второго компонента равняется 50. Изучение данной звездной системы, а также астрономические подсчеты показали, что у системы Луман 16 нет экзопланет. Других тел, вращающихся вокруг этой звездной системы, также не обнаружено.

Четыре автоматические межпланетные станции — Пионер-10, Пионер-11, Вояджер-1, Вояджер-2 — достигли третьей космической скорости и покинули Солнечную систему; теперь с их помощью изучают межзвёздное пространство.

Аппаратов, прямым назначением которых был бы полёт до ближайших звёзд, на начало XXI века не создано. Во второй половине XX века существовали проекты разработки пилотируемых межзвёздных кораблей «Орион» и «Дедал» на ядерной тяге. Их продолжением стали современные проекты ядерных звездолётов Longshot и «Икар». В 2011 году DARPA совместно с НАСА объявили о начале концептуального проекта «Через 100 лет к звёздам», целью которого является осуществление пилотируемого полёта к другим звёздным системам. По словам Поля Ерёменко, координатора проекта в DARPA, целью данного проекта является не постройка космического корабля, а стимулирование нескольких поколений учёных на исследования в различных дисциплинах и создание прорывных технологий. По словам директора Исследовательского центра Эймса (НАСА) Симона П. Уордена, проект двигателя для полётов в дальний космос может быть разработан в течение 15-20 лет. В 2016 году инициирован частный проект Breakthrough Starshot по созданию сверхмалых автоматических межзвёздных аппаратов, использующих световой парус и разгон сверхмощной лазерной установкой, для посылки к звездной системе Альфа Центавра, удаленной на 4,37 световых лет от Земли, со скоростью до 20% скорости света и временем полёта около 20 лет.

Рассмотрим предполагаемый полёт к звёздной системе Альфа Центавра, удалённой от Земли на расстояние в 4,3 световых года. Если время измеряется в годах, а расстояния в световых годах, то скорость света С{\displaystyle \textstyle c} равна единице, а единичное ускорение а св.год/год² близко к ускорению свободного падения и примерно равно 9,5 м/c².

Пусть половину пути космический корабль двигается с единичным ускорением, а вторую половину — с таким же ускорением тормозит . Затем корабль разворачивается и повторяет этапы разгона и торможения. В этой ситуации время полёта в земной системе отсчёта составит примерно 12 лет, тогда как по часам на корабле пройдёт 7,3 года. Максимальная скорость корабля достигнет 0,95 от скорости света.

За 40 лет собственного времени такой космический корабль побывает в центре Галактики, за 52 года собственного времени космический корабль с единичным ускорением потенциально может совершить путешествие (вернувшись на Землю) к галактике Андромеды, удалённой на 2,5 млн св. лет. На Земле за время такого полёта пройдёт около 5 млн лет. Развивая вдвое большее ускорение (к которому тренированный человек вполне может привыкнуть при соблюдении ряда условий и использования ряда приспособлений, например, анабиоза), можно подумать даже об экспедиции к видимому краю Вселенной (около 14 млрд св. лет), которая займёт у космонавтов порядка 50 лет; правда, возвратившись из такой экспедиции (через 28 млрд лет по земным часам), её участники рискуют не застать в живых не то что Землю и Солнце, но даже нашу Галактику. Исходя из этих расчётов, чтобы космонавты избежали футурошока по возвращении на Землю, разумный радиус доступности для межзвёздных экспедиций с возвратом не должен превышать нескольких десятков световых лет, если, конечно, не будут открыты какие-либо принципиально новые физические принципы перемещения в пространстве-времени. Впрочем, обнаружение многочисленных экзопланет даёт основания полагать, что планетные системы встречаются у достаточно большой доли звёзд, поэтому космонавтам будет что исследовать и в этом радиусе.

. К настоящему моменту времени у человечества есть много идей двигателя корабля, способного осуществить пилотируемое межзвездное путешествие.

Солнечный (световой) парус считается самым перспективным и реалистичным на сегодняшний день вариантом межзвёздного аппарата, который может быть реализован на имеющихся сегодняшних технологиях. Преимуществом парусника является отсутствие топлива на борту. Его недостатком является невозможность использования паруса для торможения или путешествия назад к Земле, поэтому он хорош для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но малопригоден для пилотируемых полётов с возвратом.

Прямоточные двигатели на межзвёздном водороде. Основная составляющая массы современных ракет — это масса топлива, требуемого ракете для разгона. Если удастся каким-нибудь образом использовать в качестве рабочего тела и топлива окружающую среду, можно значительно уменьшить массу межзвёздного аппарата и достичь за счёт этого больших скоростей движения даже при использовании топливно-ракетного двигателя.

В 1960-ые годы была предложена конструкция межзвёздного прямоточного реактивного двигателя (МПРД). Она схожа с конструкцией воздушно-реактивных двигателей. Межзвёздная среда состоит в основном из водорода. Этот водород может быть захвачен и использован в качестве рабочего тела. Кроме того, он может быть использован в качестве топлива для управляемой термоядерной реакции, служащей источником энергии для создания ускоряющего ракету реактивного потока.

Поскольку межзвёздная среда является крайне разреженной (порядка 1 атома водорода на кубический сантиметр пространства), предлагается использовать для сбора вещества магнитные поля.

Ещё одним недостатком термоядерного прямоточного двигателя является ограниченность скорости, которой может достичь оснащённый им корабль (не более 0,119c = 35,7 тыс. км/с). Это связано с тем, что при улавливании каждого атома водорода корабль теряет определённый импульс, который удастся компенсировать тягой двигателя только, если скорость не превышает некоторый предел. Для преодоления этого ограничения необходима как можно более полная утилизация кинетической энергии улавливаемых атомов, что представляется достаточно трудной задачей.

Электроракетный двигатель с ядерным реактором имеет малую тягу, большой вес необходимого для преобразования ядерной энергии в электрическую оборудования и как следствие небольшое ускорение, поэтому потребуются столетия для достижения нужной скорости, что позволяет использовать его только в кораблях поколений. Термические ядерные двигателитипа NERVA имеют достаточную величину тяги, но низкую скорость истечения рабочей массы (порядка 10 км/сек), поэтому для разгона до нужной скорости потребуется огромное количество топлива.

Так же нельзя не сказать об ионных двигателях, фотонных, а так же варп-двигателях. Последние существуют на данный момент только в научной фантастике.

Еще в начале 20-го века была сформулирована теория относительности. Говорят, что к Альберту Эйнштейну, ее создателю, прозрение пришло в один миг. Ученый будто бы ехал на трамвае по швейцарскому Берну. Он посмотрел на уличные часы и вдруг осознал, что эти часы остановятся, если трамвай разгонится до скорости света. В этом случае времени бы не стало. Время в теории относительности играет очень важную роль. Один из постулатов, сформулированных Эйнштейном, – разные наблюдатели воспринимают действительность по-разному. Это относится в частности ко времени и расстоянию. В тот день Альберт понял, что, выражаясь языком науки, описание любого физического явления или события зависит от того, в какой системе отсчета находится наблюдатель. К примеру, если какая-нибудь пассажирка трамвая уронит очки, они упадут по отношению к ней вертикально вниз. Если же посмотреть с позиции стоящего на улице пешехода, то траектория их падения будет соответствовать параболе, так как трамвай движется и одновременно падают очки. Таким образом, система отсчета у каждого своя. Если описание событий всегда зависит от того, кто их наблюдает, то это не относится к законам природы. Они являются, как принято выражаться на научном языке, инвариантными. Вот в этом и состоит принцип относительности.

Специальная теория относительности.

Мы живем в четырехмерном пространстве.

Пространство и время – это проявления одной и той же сущности под названием «пространственно-временной континуум». Это и есть 4-мерное пространство-время с осями координат x, y, z и t. Мы, люди, не в состоянии воспринимать 4 измерения одинаково. По сути, мы видим только проекции настоящего четырехмерного объекта на пространство и время. Что интересно, теория относительности не утверждает, что тела изменяются при движении. 4-мерные объекты всегда остаются неизменными, но при относительном движении их проекции могут меняться. И мы это воспринимаем как замедление времени, сокращение размеров и т. д.

Специальная теория относительности (СТО) накладывает жёсткие ограничения на возможность сверхсветового движения тел:

1.если для разгона тела с ненулевой массой покоя затрачена конечная энергия, то тело не сможет достичь сверхсветовой скорости.

2.объект, скорость которого начнёт приближаться к скорости света, из-за резкого роста напряжённости полей внутри самого объекта, начнёт терять состояние внутренней атомно-молекулярной устойчивости молекул вещества, из которого сам объект состоит.

Давайте начнем с того, как общая теория относительности решает вопрос о природе гравитации. Закон всемирного тяготения Ньютона утверждает, что между двумя любыми массивными телами во Вселенной действует сила взаимного притяжения. По причине такого гравитационного притяжения Земля обращается вокруг Солнца. Общая теория относительности заставляет нас взглянуть на систему Солнце—Земля иначе. Согласно этой теории в присутствии столь массивного небесного тела, как Солнце, пространство-время как бы проминается под его тяжестью, и равномерность его ткани нарушается. Представьте себе эластичный батут, на котором лежит тяжелый шар (например, от боулинга). Натянутая ткань прогибается под его весом, создавая вокруг разрежение. Таким же образом Солнце продавливает пространство-время вокруг себя.
Согласно этой картине Земля просто катается вокруг образовавшейся воронки (за исключением того, что маленький шарик, катающийся вокруг тяжелого на батуте неизбежно будет терять скорость и по спирали приближаться к большому). И то, что мы привычно воспринимаем как силу земного притяжения в нашей повседневной жизни, также есть ни что иное, как изменение геометрии пространства-времени, а не сила в ньютоновском понимании. На сегодня более удачного объяснения природы гравитации, чем дает нам общая теория относительности, не придумано.
А теперь представьте, что произойдет, если мы будем — в рамках предложенной картины — увеличивать и увеличивать массу тяжелого шара, не увеличивая при этом его физических размеров? Будучи абсолютно эластичной, воронка будет углубляться до тех пор, пока ее верхние края не сойдутся где-то высоко над совсем потяжелевшим шаром, и тогда он просто перестанет существовать при взгляде с поверхности. В реальной Вселенной, накопив достаточную массу и плотность материи, объект захлопывает вокруг себя пространственно-временную ловушку, ткань пространства-времени смыкается, и он теряет связь с остальной Вселенной, становясь невидимым для нее. Так возникает черная дыра.

Черной дырой именуется определенная область пространства во Вселенной, гравитация которого настолько велика, что любое тело находящееся рядом не сможет покинуть пределы черной дыры, преодолев гравитацию. Даже со скоростью света.

На любую звезду действуют силы гравитации, которые пытаются сжать газ, из которого состоят звезды, при этом существуют силы, которые им противостоят – внутреннее давление, которое возникает в результате термоядерных реакций. После того, как запасы энергии внутри звезды заканчиваются, внутренние силы перестают оказывать сопротивление внешним. Плотность небесного тела возрастает, соответственно растет и гравитация. Если звезда сжимается до гравитационного радиуса(радиус Шварцшильда), то ее плотность достигнет отметки плотности черной дыры. Чтобы Солнце стало черной дырой, его нужно сжать до шара, диаметром 6 км, Землю до размера вишни. Существует ограничение на массу звезды, после которого звезда начинает необратимо сжиматься. Расчеты показывают, что это происходит, если масса звезды превышает две-три массы Солнца.
В результате сжатия получается крайне небольшой объект, бесконечно высокой плотностью и огромной массой. Это называется сингулярностью.

По современным представлениям, есть три сценария образования чёрной дыры:

1. Гравитационный коллапс (катастрофическое сжатие) достаточно массивной звезды (более чем 3,6 масс Солнца) на конечном этапе её эволюции. Звезда, масса которой превышает две-три массы Солнца, в конце своей жизни сжимается в белый карлик. Если его масса велика, сжатие продолжается и белый карлик превращается в нейтронную звезду, которая коллапсирует до черной дыры либо сразу, либо после остывания. Массы нейтронной звезды может не хватить для коллапса, и тогда он начнется после того, как звезда всосет в себя достаточное количество межзвездного вещества.

2. Коллапс центральной части галактики. Современные представления помещают огромную чёрную дыру в центр многих, если не всех, спиральных и эллиптических галактик. Например в центре нашей Галактики находится чёрная дыра Стрелец A* массой 4,31х106 М, вокруг которой вращается меньшая чёрная дыра.

3. Формирование чёрных дыр в момент Большого Взрыва в результате флуктуаций гравитационного поля и/или материи. Такие чёрные дыры называются первичными.

Как увидеть невидимое:

Черные дыры ничего не излучают, даже свет. Однако астрономы научились видеть их, вернее - находить "кандидатов" на эту роль. Есть три способа обнаружить черную дыру.

1. Нужно проследить за обращением звезд в скоплениях вокруг некоего центра гравитации. Если окажется, что в этом центре ничего нет, и звезды крутятся как бы вокруг пустого места, можно достаточно уверенно сказать: в этой "пустоте" находится черная дыра. Именно по этому признаку предположили наличие черной дыры в центре нашей Галактики и оценили ее массу.

2. Черная дыра активно всасывает в себя материю из окружающего пространства. Межзвездная пыль, газ, вещество ближайших звезд падают на нее по спирали, образуя так называемый аккреционный диск, подобный кольцу Сатурна. (Именно это и пугало в брукхевенском эксперименте: черная мини-дыра, возникшая в ускорителе, начнет всасывать в себя Землю, причем процесс этот никакими силами остановить было бы нельзя.) Приближаясь к сфере Шварцшильда, частицы испытывают ускорение и начинают излучать в рентгеновском диапазоне. Это излучение имеет характерный спектр, подобный хорошо изученному излучению частиц, ускоренных в синхротроне. И если из какой-то области Вселенной приходит такое излучение, можно с уверенностью сказать - там должна быть черная дыра.

3. При слиянии двух черных дыр возникает гравитационное излучение. Подсчитано, что если масса каждой составляет около десяти масс Солнца, то при их слиянии за считанные часы в виде гравитационных волн выделится энергия, эквивалентная 1% их суммарной массы. Это в тысячу раз больше той световой, тепловой и прочей энергии, которую излучило Солнце за все время своего существования - пять миллиардов лет. Обнаружить гравитаци онное излучение надеются с помощью гравитационно-волновых обсерваторий LIGO и других.

В центре нашего Млечного Пути и других галактик располагается невероятно массивная черная дыра в миллионы раз тяжелее Солнца. Эти сверхмассивные черные дыры (такое название они получили) были обнаружены по наблюдениям за характером движения межзвездного газа вблизи центров галактик. Газы, судя по наблюдениям, вращаются на близком удалении от сверхмассивного объекта, и простые расчеты с использованием законов механики Ньютона показывают, что объект, притягивающий их, при мизерном диаметре обладает чудовищной массой. Так закрутить межзвездный газ в центре галактики может только черная дыра. Фактически астрофизики нашли уже десятки таких массивных черных дыр в центрах соседних с нашей галактик, и сильно подозревают, что центр любой галактики — суть черная дыра.

Многие ученые до сих пор ломают голову над тем, можно или нет использовать черную дыру для путешествия во времени. Никто не знает, что находится по ту сторону этой космической воронки. В 1935 году Энштейном и Роузеном была выдвинута гипотеза о том, что небольшой разрез в одной черной дыре вполне может быть соединен с другим разрезом другой черной дыры, образуя таким образом узкий тоннель через пространство и время. На основе данной теории астрофизик Кип Торн изобрел алгоритм, который с помощью строгих математических формул описывает принцип работы и физику машины времени. Однако для построения временного портала современного технологического уровня, увы, недостаточно. В тоже время авторитетный британский космолог Стивен Хокинг считает, что объект, попавший в черную дыру, не исчезает бесследно – энергия его массы возвращается во вселенную в виде информации. В свое время, первоначальная теория черных дыр С. Хокинга стала настоящим прорывом в области астрофизики. Теперь же, согласно новой теории, черные дыры подчиняются законам квантовой физики. Новая теория, предложенная С. Хокингом, делает невозможным использование черных дыр для временных путешествий или перемещений в пространстве.

В основе гипотезы  положены пять ключевых идей.

  • üТеория суперструн предсказывает, что все объекты нашего мира состоят из вибрирующих нитей и мембран энергии.
  • üОна пытается совместить общую теорию относительности (гравитации) с квантовой физикой.
  • üТеория суперструн позволит объединить все фундаментальные силы вселенной.
  • üЭта гипотеза предсказывает новую связь, суперсимметрию, между двумя принципиально различными типами частиц, бозонами и фермионами.
  • üКонцепция описывает ряд дополнительных, обычно ненаблюдаемых измерений Вселенной.

Когда теория возникла в 1970 годы, нити энергии в ней считались 1-мерными объектами – струнами. Слово «одномерный» говорит о том, что струна имеет только 1 измерение, длину, в отличие от, например, квадрата, который имеет длину и высоту.

Эти суперструны теория делит на два вида – замкнутые и открытые. Открытая струна имеет концы, которые не соприкасаются друг с другом, в то время как замкнутая струна является петлей без открытых концов. В итоге было установлено, что эти струны, называемые струнами первого типа, подвержены 5 основным типам взаимодействий. Взаимодействия основаны на способности струны соединять и разделять свои концы. Поскольку концы открытых струн могут объединиться, чтобы образовывать замкнутые, нельзя построить теорию суперструн, не включающую закольцованные струны. Это оказалось важным, так как замкнутые струны обладают свойствами, как полагают физики, которые могли бы описать гравитацию. Другими словами, ученые поняли, что теория суперструн вместо объяснения частиц материи может описывать их поведение и силу тяжести. Через многие годы было обнаружено, что, кроме струн, теории необходимы и другие элементы. Их можно рассматривать как листы, или браны. Струны могут крепиться к их одной или обеим сторонам.

Современная физика имеет два основных научных закона: общую теорию относительности (ОТО) и квантовую. Они представляют совершенно разные области науки. Квантовая физика изучает мельчайшие природные частицы, а ОТО, как правило, описывает природу в масштабах планет, галактик и вселенной в целом. Гипотезы, которые пытаются объединить их, называются теориями квантовой гравитации. Наиболее перспективной из них сегодня является струнная. Замкнутые нити соответствуют поведению силы тяжести. В частности, они обладают свойствами гравитона, частицы, переносящей гравитацию между объектами.

Теория струн пытается объединить четыре силы – электромагнитную, сильные и слабые ядерные взаимодействия, и гравитацию – в одну.

Математическим следствием теории струн является то, что она имеет смысл в мире, число измерений которого больше трех. В настоящее время этому существует два объяснения:

  • üДополнительные измерения (шесть из них) свернулись, или, в терминологии теории струн, компактифицировались до невероятно малых размеров, воспринять которые никогда не удастся.
  • üМы застряли в 3-мерной бране, а другие измерения простираются вне ее и для нас недоступны.

Важным направлением исследований среди теоретиков является математическое моделирование того, как эти дополнительные координаты могут быть связаны с нашими. Последние результаты предсказывают, что ученые в скором времени смогут обнаружить эти дополнительные измерения (если они существуют) в предстоящих экспериментах, так как они могут быть больше, чем ожидалось ранее.

Цель, к которой стремятся ученые, исследуя суперструны – «теория всего», т. е. единая физическая гипотеза, которая на фундаментальном уровне описывает всю физическую реальность. В случае успеха она могла бы прояснить многие вопросы строения нашей вселенной.

После суперструнной революции 1984 г., разработки велись с лихорадочной быстротой. В итоге вместо одной концепции получилось пять, названных тип I, IIA, IIB, HO, HE, каждая из которых почти полностью описывала наш мир, но не до конца. Физики, перебирая версии теории струн в надежде найти универсальную истинную формулу, создали 5 разных самодостаточных варианта. Какие-то их свойства отражали физическую реальность мира, другие не соответствовали действительности.

На конференции в 1995 году физик Эдвард Виттен предложил смелое решение проблемы пяти гипотез. Основываясь на недавно обнаруженой дуальности, все они стали частными случаями единой всеобъемлющей концепции, названной Виттеном М-теория суперструн. Одним из ключевых ее понятий стали браны (сокращение от мембраны), фундаментальные объекты, обладающие более чем 1 измерением. Хотя автор не предложил полную версию, которой нет до сих пор, М-теория суперструн кратко состоит из таких черт:

  • ü11-мерность (10 пространственных плюс 1 временное измерение);
  • üдвойственности, которые приводят к пяти теориям, объясняющих ту же физическую реальность;
  • üбраны – струны, с более чем 1 измерением.

В результате вместо одного возникло 10500 решений. Для некоторых физиков это стало причиной кризиса, другие же приняли антропный принцип, объясняющий свойства вселенной нашим присутствием в ней. Остается ожидать, когда теоретики найдут другой способ ориентирования в теории суперструн. Некоторые интерпретации говорят о том, что наш мир не единственный. Наиболее радикальные версии позволяют существование бесконечного числа вселенных, некоторые из которых содержат точные копии нашей. Теория Эйнштейна предсказывает существование свернутого пространства, которое называют червоточиной или мостом Эйнштейна-Розена. В этом случае два отдаленных участка связаны коротким проходом. Теория суперструн позволяет не только это, но и соединение отдаленных точек параллельных миров. Возможен даже переход между вселенными с разными законами физики. Однако вероятен вариант, когда квантовая теория гравитации сделает их существование невозможным. Некоторые полагают, что теория суперструн позволяет множественность измерений времени, следствием чего может быть путешествие через них. 

Множество других теорий тяготения, которых существует сегодня целые сотни, в деталях отличается от ОТО. Однако все эти астрономические гипотезы сохраняют основное – идею кривизны. Если пространство кривое, то можно предположить, что оно могло принять, например, форму трубы, соединяющей области, которые разделены множеством световых лет. А возможно, даже эпохи, далекие друг от друга. Ведь мы ведем речь не о пространстве, привычном нам, а о пространстве-времени, когда рассматриваем космос. Дыра в нем может появиться лишь при определенных условиях.

Мысли об искривлении появились сразу же после того, как была опубликована ОТО. Л. Фламм, австрийский физик, уже в 1916 году говорил о том, что пространственная геометрия может существовать в виде некоей норы, которая соединяет два мира. Математик Н. Розен и А. Эйнштейн в 1935 году заметили, что простейшие решения уравнений в рамках ОТО, описывающие изолированные электрически заряженные или нейтральные источники, создающие гравитационное поля, обладают пространственной структурой "моста". То есть они соединяют две вселенные, два почти плоских и одинаковых пространства-времени.

Позднее эти пространственные структуры стали именоваться "кротовыми норами", что является довольно вольным переводом с английского языка слова wormhole. Более близкий его перевод – "червоточина" (в космосе). Розен и Эйнштейн даже не исключали возможности использования этих "мостов" для описания с их помощью элементарных частиц. Действительно, в этом случае частица является сугубо пространственным образованием. Следовательно, необходимости моделировать источник заряда или массы специально не появится. А удаленный внешний наблюдатель в случае, если кротовая нора имеет микроскопические размеры, видит лишь точечный источник с зарядом и массой при нахождении в одном из этих пространств.

Главной проблемой обнаружения является то, что по природе своей Кротовая нора всасывает в себя абсолютно все, в том числе и излучение. И не «выпускает» ничего наружу. Единственное, что может подсказать местонахождение «моста», это газ, который при попадании в Кротовую нору продолжает испускать рентгеновское излучение, в отличии от попадания его в Черную дыру. Подобное поведение газа недавно было обнаружено у некоего объекта Стрелец А, что наталкивает ученых на мысль об существовании в его окрестностях Кротовой норы.

население России испытывает гиповитаминоз На прилавках магазинов зелень не самого лучшего качества. Люди, ведущие ЗОЖ сталкиваются со сложностями при выращивание зелени. Системы гидропоники очень дорого стоят, некоторые люди ,желающие разводить растения на гидропонной системе не могут себе этого позволить. Не все люди могут постоянно следить за системой .

Цель: Создать универсальную гидропонную систему с автоматическим, удаленным управлением.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1.Изучить литературные источники по избранной теме исследования.

2.Сконструировать систему.

3.Написать программное обеспечение для системы.

4.Подобрать наилучшую культуру для выращивания.

5.Подобрать стимулятор роста, безопасный для людей.

6.Создать эффективный гидропонный раствор.

7.Разработать инструкцию по применению системы.

На сегодняшний день гидропоника в России только начинает набирать свою популярность.

Системы, которые сейчас используется обладают некоторыми недостатками, выделю 3 основных:

1. Большая цена. От 6000 рублей.

2. Сложность в использовании.

3. Низкая автономность, при отключении электричества растения погибнут.

В результате работы будет сконструирована система с удаленным управлением  и мониторингом, полностью автоматической работой. Так же разработаем раствор для выращивания рукколы, листового и кресс-салата. Ещё был подобран стимулятор роста, безопасный для людей, которые будут употреблять зелень, плоды. Для удобства использования системы была составлена  инструкция, в которой рассказано, как использовать систему, какие растения лучше использовать.

Описание конструкции системы, и ее узлы.

1. Корпус. Он состоит из алюминиевого каркаса, обтянутого пленкой. Поверх система покрыта фольгой, для более рационального использования освещения.

2.Гидропоника. Состоит из труб диаметром 110, 50, 32 мм. Система снабжена насосом и компрессорами. В случае отказа насоса в системе остаётся жидкость , растения не погибают.

3. Освещение.  Лама ДНАТ, совместно со светодиодами создаёт нужный, красно-синий спектр.

4. Автоматика. Основой стал контроллер Ардуино. В системе имеется: датчик температуры и влажности, датчик освещённости, модуль реле. К Ардуино подключена система удаленного видео мониторинга и управления.

5. Обеззараживание. Уф кварцевая лампа в защитно кожухе позволит не бояться гнилостных и грибковых  заболеваний, вредители то же не устоят.

Эти узлы  позволят управлять системой из лукой точки мира, настройка температуры, влажности и освещения ,регуляция уровня воды поможет подобрать индивидуальные условия , для каждого пользователя и его растений.

Поиск стимулятора роста.

Для более простого решения этой задачи я подобрал критерии , на которые должен отвечать стимулятор роста.

1. Ускорение роста и корнеоброзования.

2. Низкая цена.

3. Безопасность использования.

4. Совместимость с составляющими питательного раствора.

Под эти критерии подошёл гетероауксин.

+ этого стимулятора роста:

1. Этот стимулятор вызывает растяжению клеточных мембран, в случае разрыва начинается активное деление клеток, следовательно ускоряет и рост растения. 

2. Цена весьма низкая. Всего 15 рублей за упаковку.

3. Это вещество безопасно для людей и животных.

4. Гетероауксин инертнен к составляющим раствора.

В гидропонный раствор нужно добавить всего 1 таблетку на 10 литров.

Таблица 1. Подбор стимулятора роста.

ускорение ростаценабезопасность использованияСовместимость с составляющими питательного раствора.
корневин-+++
гетероауксин++++
гуминовые препараты+- ( на поздних стадиях развития растения)-++- (раствор темнеет и цветет)
циркон +++- (разлагается под УФ)

По результатам сравнения подошел гетероауксин.

Таблица 2 .Подбор питательного раствора.

на 10 литровраствор 1раствор 2раствор 3
NH4NO30.20.10.5
KNO30.50.30.7
Ca(H2PO4)20.70.41.4
MgSO40.40.20.8
Fe2(SO4)30.060.020.1
H3BO30.010.0090.08
MnSO40.00450.00250.043
ZnSO40.00020.000020.002
CoSO40.00010.000020.001
CuSO40.00020.000020.001
вытяжка из ламинарии1.514
РезультатРастения быстро набирают массу. Гнили растений и цветения раствора замечено не было.Растения растут медленно. Не гниют, раствор не зацвел.Растения на 3 день пожелтели, а раствор зацвел.

Наилучшим  стал раствор под номером 1.

Вытяжка была получена на аппарате Сокслекта.

В результате работы была сконструирована гидропонная система, которая способна функционировать автономно, так же возможно удаленное управление.

Был подобран оптимальный состав раствора для выращивания салата.

Найден наилучший стимулятор роста- гетероауксин.

Были подобраны наилучшие культуры: кресс салат и руккола.

Свердловская область, г. Екатеринбург, МАОУ лицей №110 им. Л. К. Гришиной, класс 8 «Б». Руководитель: Токмакова Наталья Васильевна, Заслуженный учитель России, учитель математики, МАОУ лицей № 110 им. Л.К.Гришиной

Цель проекта: Возможность создания прототипов домов на Луне и Марсе. Актуальность моей темы в том, что при глобальной катастрофе на Земле для спасения и сохранения жизни людей, предварительное создание дома на небесных телах для переселения, является основной задачей.

В проекте применен метод сравнения условий для проживания на двух планетах и сведен в таблицу. Также, рассмотрены формы домов, конструкции и системы жизнеобеспечения. В результате сравнения двух небесных тел, выяснилось, что Марс является наиболее пригодным небесным телом (планетой) для проживания и строительства домов – в данном случае прототипа.

В ходе проведенных исследований, мною спроектирована наиболее оптимальная 3D модель, пригодная для проживания на других планетах – Марсе.

При написании проекта были собраны научные материалы из общедоступных источников (Сеть Internet и научная литература.). Был выполнен анализ и обобщение полученной информации. Создан прототип дома.

Шаркунова Анна Константиновна Свердловская область, г. Березовский БМАОУ СОШ №9, 10 «А» класс Научный руководитель: Туровцева Ирина Евгеньевна, учитель химии

На сегодняшний день достижения в области новых технологий позволяют современным туристам побывать в ранее не доступных для них местах. Ярким примером является космический туризм. В настоящее время при наличии определенных материальных возможностей вполне возможно побывать на орбитальной космической станции. Космический туризм являются совершенно новой областью туризма, которая еще только начинает развиваться. Это самый дорогой и, пожалуй, самый экзотический вид экстремального туризма - путешествие на орбиту Земли. Это оплачивающиеся из частных средств полёты в космос или на околоземную орбиту в развлекательных или научно-исследовательских целях. Есть много людей, мечтающие, хоть краем глаза, посмотреть на необъятные просторы нашей галактики.

Целью работы является изучение космического туризма как отрасли туризма, выявление его особенностей и путей развития.

Ставятся задачи: изучить историю создания и освоения космического туризма; на основе обработки литературных источников, выявить особенности космического туризма; создать рекламные ролик в поддержку данного вида туризма.

Результаты, достигнутые в процессе работы, и дальнейшие пути развития проблемы:

  • 1.Изучена история развития космического туризма;
  • 2.Выявлены особенности развития космического туризма;
  • 3.Взято интервью у компании «КосмоКурс», которое показало, что для полетов в космос не требуется особая подготовка, и с налаживанием технологий полетов космический туризм станет популярным и доступным;
  • 4.Создан рекламный ролик, в поддержку космического туризма;
  • 5.Моделирование условий на туристическом корабле;
  • 6.Запрошены интервью у пяти современных космических туристов.
Насколько важна продукция российских производителей в области ракетного двигателестроения в современных технических и геополитических реалиях? Проект Матафонова Дениса Сергеевича, ученика 11 класса "А" Лицея №88.

Двигателестроение – одно из важнейших направлений в аэрокосмической отрасли, занимающей, в свою очередь, ведущее место в научных программах, а также играющую немаловажную роль в экономике, политике, международном сотрудничестве. Российское двигателестроение, являющееся основой космических программ многих стран, в том числе США и Франции, является одной из приоритетных отраслей в отечественной промышленности.

Продукция российских НПО, разработчиков и производителей ракетных двигателей, безусловно, является приоритетом в космонавтике по вышеупомянутым причинам. Не стоит забывать и о системах, без котрых работа этих двигателей невозможна. В 2016 году каждый третий пуск был осуществлен при помощи российского двигателя. Несмотря на это, отрасль во многом нуждается в реформировании, ликвидации дефицита бюджета; мы в нашем проекте хотим рассмотреть, насколько важно и необходимо решать проблемы и развивать в двигателестроении, подчеркнуть его роль. Возможно ли дальнейшее изучение космоса без российских двигателей? Какие пути развития имеет это производство? Необходимо ли международное сотрудничество, построенное на российском двигателестроении, как для научных, так и для общечеловеческих целей? 

"Нет двигателя – и любая самая совершенная конструкция ракеты со всей её начинкой мертва." Академик Глушко

Объект исследования – российское двигателестроение.

Предмет исследования – ситуация в отрасли и перспективы ее развития.

Гипотеза – российское двигателестроение должно постоянно развиваться, являясь залогом развития космической науки и международного сотрудничества в этой сфере.

Цель – оценить роль и положение российского двигателестроения в масштабах России и мира, его задачи и перспективы.

Для достижения данной цели выдвинем следующие задачи:

1.Анализ мирового рынка ракетных двигателей; роль российского двигателестроения в космонавтике в истории и современности;

2.Определение целей и задач космонавтики, решение которых зависит от российских двигателей; анализ космических программ;

3.Рассмотрение перспективных направлений и проблем в отрасли.

2.Становление отечественного двигателестроения.

Первые советские ЖРД были разработаны и созданы в 1930–1931 гг. в ленинградской Газодинамической лаборатории (ГДЛ) под руководством будущего академика В. П. Глушко. Эта серия называлась ОРМ – опытный ракетный мотор. Глушко применил некоторые новинки, например охлаждение двигателя одним из компонентов топлива.

Параллельно разработка ракетных двигателей велась в Москве Группой изучения реактивного движения (ГИРД) под руководством Ф. А. Цандера и молодого С. П. Королева. Целью последнего было создание ракетоплана, для которого Цандер сконструировал два двигателя в 1932-1933 гг. В ГИРДе создана и испытана первая советская ракета на жидком топливе. Всего с 1932 по 1941 г. в СССР было разработано 118 конструкций жидкостных реактивных двигателей.

После войны, когда реактивные двигатели отошли на второй план или разрабатывались для самолетов, и с появлением ядерного оружия, ракетное двигателестроение заняло приоритетные позиции – задачами стали создание межконтинентальных ракет и освоение космоса.

Ведущим предприятием в аэрокосмической отрасли с 1946 г. является НПО «Энергия», основанное С.Королевым как ОКБ-1, а в двигателестроении – НПО Энергомаш, преемник ГДЛ, которое возглавлял В.П. Глушко.

Взаимодействие этих предприятий позволило создать первую межконтинентальную ракету Р-7 с ЖРД Глушко. Это была первая баллистическая ракета, осуществившая межконтинентальный перелет с боеголовкой. Двигатель и электроника позволили достичь дальности перелета в 8 тыс. км. Модификации этой ракеты совершили еще два знаковых полета – 4.10.1957 на орбиту был выведен первый спутник Земли, ПС-1, а 12 апреля 1961 года был осуществлен первый полет человека в космос. Таким образом, стратегические задачи были во многом решены: сводилось на нет преимущество США в отношении транспортировки ядерного оружия, открывались возможности в освоении космоса. Важно отметить, что залогом лидерства служила не только оснащенность корабля, но и, прежде всего, его двигатели – двигатели РД-107 и РД-108, производимые тогда еще на опытно-конструкторском бюро №456 под управлением Глушко, превосходили двигатели американских ракет проекта «Меркурий» - у«Редстоуна» и «Атласа», сделанных на основе немецкой Фау-2, полет не превышал суток, а экипаж – одного человека. Таким образом, фактором первой космической революции стало наличие более мощных двигателей и ракет-носителей советского производства в условиях гонки вооружений. Этот задел, подкрепленный далее ракетами более тяжелого класса, позволявших перевозить большие экипажи, работать с космическими станциями и куда более дальними расстояниями позволил удержать лидерство.

Важное значение имело и имеет ОКБ имени Хруничева, где дорабатывались двигатели вторых ступеней и разрабатывались ракеты-носители совместно с «Энергией».

Стоит признать, что первые успехи космической отрасли имели военную основу и представляли собой, по сути, рывками в гонке технологий и вооружений. Однако в замкнутости космические программы развиваться не могли – после первых побед обеих сторон наступил кризис, изучаемое пространство оказалось ограниченным. К 80-м годам стала очевидна необходимость международного, глобального, внеблокового сотрудничества. Советский Союз, остававшийся лидером в производстве ракет-носителей и ЖРД для них, должен был занять очень важную нишу в отрасли.

Разработка революционных двигателей РД-170 и РД-171 для первых ступеней ракет-носителей «Энергия» и «Зенит» соответственно началась в 1976 г. и стала качественно новым шагом в создании ЖРД. Самые мощные в мире четырехкамерные ЖРД обладают наивысшим уровнем параметров и характеристик для двигателей данного класса, работают на экологически чистых компонентах топлива: жидкий кислород и керосин. Двигатель для ракеты-носителя «Энергия» предназначен для многоразового использования и аттестован для 10-кратного использования. Один из экземпляров двигателя был испытан на огневом стенде до 20 раз. Двигатель характеризуется высокой надежностью функционирования, ремонто- и контролепригодностью и имеет большой запас по ресурсу (не менее 5). Управление вектором тяги двигателя осуществляется с помощью уникального сильфонного узла качания камер, работающего в зоне высокотемпературного газового потока. Двигатели прошли около 900 огневых испытаний с общей наработкой свыше 100000 с.

Эксплуатация двигателей РД-171М осуществляется в программах «Морской старт», «Наземный старт» и Федеральной космической программе России.

Открытия, совершенные в период 1957-1990 гг. при помощи советских двигателей:

1.Запуск первого спутника; пилотируемого аппарата; аппарата, из которого был произведен первый выход в открытый космос;

2.Первые исследования Луны (все три ступени);

3.Исследования Луны, Марса и Венеры;

4.Обеспечение космических станций (Мир, МКС) – прежде всего «Протон» и «Восток».

РД-170 не только стал основой программ по «Энергии» и «Зениту», но и послужил:

А) одним из основных экспортных двигателей и основой для других разработок, обеспечивших вывод на орбиту большинству спутников Европейского и Американского космических агенств;

Б) прародителем РД-180, открывшем широкие возможности для взаимодействия с NASA (которое во многом обеспечило выживание предприятия) и РД-191, одним из самых перспективных двигателей.

3.Российское двигателестроение сегодня. Мировое сотрудничество.

РД-190 и «Ангара»

Разработка двигателя РД-191 началась в конце 1998 г. Этот двигатель с дожиганием окислительного газа предназначен для семейства отечественных ракет-носителей «Ангара». Конструкция двигателя основана на конструкции двигателей РД-170/171. РД-191 представляет собой однокамерный ЖРД с вертикально расположенным турбонасосным агрегатом. Первое испытание РД-191 проведено в июле 2001 г.

«Ангара», проходящая сейчас испытания, - одна из перспективных ракет-носителей Роскосмоса. Она должна стать лучшей в плане тяговооруженности и экономичности. Взаимодействие по проекту уже налажено с космическими программами Казахстана и Южной Кореи, проведены успешные пуски с космодрома «Плесецк», готовится и «Восточный».

Международное сотрудничество на современном этапе работы НПО Энергомаш остается важным и значимым элементом деятельности предприятия.

Ключевым моментом в международной деятельности НПО Энергомаш следует считать 1992 г., когда 26 октября было подписано «Соглашение по совместному маркетингу и лицензированию технологий» с компанией Пратт энд Уитни корпорации Юнайтед Текнолоджис Корпорейшен, в котором НПО Энергомаш назначил Юнайтед Текнолоджис Корпорейшен своим исключительным представителем по маркетингу в отношении производства, использования или продажи двигательных установок и лицензируемых технологий в США.

В соответствии с подписанным соглашением НПО Энергомаш и Пратт энд Уитни проводили активную и успешную маркетинговую деятельность. В январе 1994 г. в опубликованном отчете штаб-квартиры НАСА «Доступ в космос» впервые было официально упомянуто о возможности использования двигателей разработки НПО Энергомаш в качестве основных маршевых двигателей американских космических ракет-носителей. Таким двигателем мог стать двигатель РД-180 – двухкамерная производная двигателя РД-170, используемого на первых ступенях ракет-носителей «Зенит» и «Энергия».

Кроме того, в рамках одного из контрактов 11-25 октября 1995 г. в Вест-Палм-Бич, штат Флорида, на огневом стенде компании Пратт энд Уитни были успешно проведены три стендовых запуска ракетного двигателя РД-120 разработки НПО Энергомаш. В короткие сроки в США был выполнен большой комплекс работ по подготовке американской испытательной базы к огневым испытаниям российского серийного ЖРД. Успех этой программы послужил весомым доказательством реальной осуществимости плодотворного сотрудничества российских и американских специалистов.

В том же 1995 г. фирма Локхид Мартин объявила конкурс на двигатель для своей новой ракеты-носителя «Атлас IIAR». За право представлять новый двигатель РД-180 разработки НПО Энергомаш для «Атлас IIAR» на первом этапе конкурировали две американские фирмы – Пратт энд Уитни и Рокетдайн. В августе 1995 г. был сделан выбор в пользу Пратт энд Уитни. Непосредственно в конкурсе помимо проекта двигателя РД-180 участвовали двигатель НК-33 российского предприятия «Труд» им. Н.Д. Кузнецова из Самары и вариант двигателя МА-5 фирмы Рокетдайн.

12 января 1996 г. в Денвере, штат Колорадо, фирма Локхид Мартин объявила о выборе жидкостного ракетного двигателя РД-180 в качестве двигателя первой ступени ракеты-носителя «Атлас IIAR».

В очень короткие сроки в НПО Энергомаш был проведен большой объем работ по разработке двигателя, включая огневые испытания на стенде НПО Энергомаш. В 1998 г. в США были проведены четыре успешных демонстрационных огневых испытания двигателя РД-180 № 4А. В результате был разработан новый ракетный двигатель РД-180, который в марте 1999 г. был сертифицирован для использования в ракете-носителе «Атлас III».

Большая работа была проделана службой ВЭД для получения государственной поддержки российско-американского проекта по разработке и продаже двигателя РД-180. Большую помощь в этом оказывало Министерство обороны РФ и Российское космическое агентство. При тесном взаимодействии с этими организациями в 1997 г. был подготовлен и подписан указ Президента РФ, разрешающий НПО Энергомаш продажу двигателя РД-180 на американском рынке и организацию параллельного производства этого двигателя в США в рамках совместного американо-российского предприятия.

27 января 1997 г. НПО Энергомаш и Пратт энд Уитни подписали Договор о создании общества с ограниченной ответственностью РД AMРОСС. Совместное предприятие было создано для маркетинга, реализации и организации производственной базы в США для параллельного выпуска двигателей РД-180 и их модификаций.

16 мая 1997 г. было подписано пятистороннее Соглашение об использовании двигателей РД-180 производства НПО Энергомаш и о поддержке параллельного производства РД-180 в США, в котором Российское космическое агентство, НПО Энергомаш, Локхид Мартин, РД АМРОСС и Пратт энд Уитни оговорили взаимные обязательства в случае, если Локхид Мартин Астронаутикс победит на окончательном этапе конкурса EELV. В этом документе компания Локхид Мартин гарантировала закупку 101 коммерческого двигателя РД-180.

Особенность российско-американского проекта, в котором участвует НПО Энергомаш, состоит в том, что головной подрядчик – американская компания Локхид Мартин практически одновременно разработала две новых ракеты-носителя, одна из которых («Атлас III») предназначалась прежде всего для выведения на орбиту коммерческих полезных нагрузок, а другая («Атлас V») разрабатывалась по программе EELV (усовершенствованная одноразовая ракета-носитель) и должна была стать основой целого семейства ракет-носителей среднего и тяжелого класса, используемых в космических запусках в интересах как правительства США, так и коммерческих заказчиков.

В настоящее время двигатель РД-180 сертифицирован и для использования в ракетах-носителях «Атлас V» (EELV) как среднего, так и тяжелого класса.

28 марта 1997 г. был подписан контракт на поставку ракетных двигателей РД-180 в США между НПО Энергомаш и РД АМРОСС.

Первый товарный двигатель РД-180 был поставлен в США 2 января 1999 г. На апрель 2014 г. в США поставлено более 70 товарных двигателей, проведен 51 пуск ракет-носителей «Атлас» с двигателями РД-180 (первый – 24 мая 2000 г.).

Среди основных полетов, осуществленных по заказу НАСА – запуски орбитального аппарата для исследования лунной поверхности и аппарата для исследования лунных кратеров (LRO/LCROSS), космического аппарата для исследования поверхности Марса, космического аппарата для разведки Плутона и его спутника Харона в рамках программы «Полет к Плутону – новые горизонты», «Обсерватории солнечной динамики» для получения качественно новых научных данных по исследованию Солнца, «Марсианской научной лаборатории».

Изобретения, используемые при разработке и производстве двигателя РД-180, защищены международными патентами. Получено 20 патентов США и 13 патентов Европейского патентного ведомства.

НПО Энергомаш участвует в реализации международной программы «Морской старт», целью которой является оказание услуг по выведению спутников разнообразного назначения на околоземную орбиту.

Работы по программе «Морской старт» начались в 1996–1997 гг. Первые три двигателя РД-171 для этой программы были отправлены на Украину 28 апреля 1997 г. Первый успешный запуск «Зенит 3SL » был осуществлен 27 марта 1999 г. С 2004 г. началась поставка модифицированных двигателей РД-171М. Кроме того, осуществлены работы по модернизации двигателя РД-120, повышению его энергетических характеристик. Этот усовершенствованный двигатель успешно эксплуатируется в составе ракеты-носителя «Зенит 3SL» с лета 2003 г. Однако сейчас программа столкнулась с трудностями, свзанными с остановкой производства РН «Зенит» РД-120 на Украине и поставкой РД-171. Также в 2009 международный консорциум признал проект убыточным, и большая часть акций перешла РКК «Энергия». Последний пуск был произведен в 2014 г., и будущее программы неизвестно – она продана «Роскосмосом» частной компании S7.

Проводятся работы по программе «Наземный старт», в который ракета-носитель «Зенит» используется для запусков со стартового комплекса на космодроме Байконур. Первый пуск ракеты-носителя «Зенит» в рамках программы «Наземный старт» произведен в 2007 г.

Вторым после США зарубежным партнером НПО Энергомаш является Франция.

Сотрудничество с французской фирмой СЕП

началось в ноябре 1991 г. и проводилось по направлениям разработки, проектирования, испытания и изготовления элементов двигателя, таких как клапаны, разъемные соединения и уплотнения, трубопроводы горячего газа и сильфоны жидкого кислорода. Кроме того, проводились работы по градуировке расходомеров, предоставленных СЕП в НПО Энергомаш, что было результатом высокой оценки качества испытательных работ на предприятии. Кроме перечисленного были выполнены и другие контракты, в частности, по изучению возможности использования двигателя разработки НПО Энергомаш на I ступени французской ракеты-носителя, а также возможности многоразового использования этого двигателя. По результатам работ по клапанам новых конструкций с СЕП были заключены специальные соглашения по патентованию. В ходе их выполнения были получены патенты на конструкцию клапанов, а позже на конструкцию фланцевого соединения со статическим сферическим шарниром, разработанные НПО Энергомаш при финансировании СЕП.

Выполнялся и контракт с фирмой Астриум (Германия) по проведению совместных исследований в области разработки жидкостных кислородно-керосиновых двигателей высокой тяги и оценки возможности применения существующих двигателей НПО Энергомаш для возвращаемых ускорителей.

Были проведены контрактные работы с французской фирмой Снекма Моторс по совместной разработке концепции многоразовой двигательной системы на компонентах топлива жидкий кислород и метан. Этот контракт выполнялся в рамках подписанного 30 марта 2002 г. меморандума о разработке двигателя «Волга» на кислороде-метане (совместно с ИЦ имени М.В. Келдыша, КБХА) с группой западноевропейских аэрокосмических организаций (Снекма, Астриум, Вольво Аэро, Техспейс Аэро).

С 2004 г. проводились работы российских предприятий, включая НПО Энергомаш, с Корейским институтом аэрокосмических исследований (Южная Корея) по созданию Корейской космической системы запуска (KSLV). В рамках программы сотрудничества была создана наземная инфраструктура, разработана первая ступень ракеты-носителя KSLV-1. НПО Энергомаш обеспечил изготовление, сертификацию и поставку двигателей первой ступени.

SpaceNews сообщило, что необходимо заменить двигатель РД-180. США подобная прихоть обойдется в 1,5 миллиарда долларов. По мнению экспертов, у США нет возможности полностью отказаться от применения двигателей РД-180. В короткие сроки возникшую проблему решить невозможно, так как моторы будут готовы только в 2022 году. Несмотря на заверения американских ВВС о том, что РД-180 имеются на складах в необходимом количестве, нехватка все же присутствует. Поэтому многие запуски нужно будет отложить. Расходы в этой сфере могут увеличиться до 5 миллиардов долларов. Пока США конкурирует и применяет санкции, Китай уже занимает очередь на производство РД-180.

Поставки российских двигателей в США будут продолжаться до 2024-2025 годов. Об этом заявил на заседании экспертного совета по ракетно-космической отрасли при Госдуме РФ генеральный директор Объединенной ракетно-космической корпорации Юрий Власов.

"Мы сегодня прекрасно понимаем, что в ближайшие несколько лет доставка на МКС американских и европейских астронавтов останется за нами. И мы прекрасно понимаем, что где-то до 2024-2025 года, хотя контракт у нас до 2018 года, поставка российских ракетных двигателей (РД-180 - прим. ТАСС) для ракет-носителей "Атлас" будет, на наш взгляд, неизбежной".

США более 10 лет назад получили лицензию на производство двигателей РД-180 и его аналогов, но пока не смогли организовать их выпуск. По мнению гендиректора Роскосмоса Игоря Комарова, отказ США от российских ракетных двигателей "вряд ли критическим образом скажется на развитии двигательной промышленности РФ".

Соглашение между Москвой и Вашингтоном, которое предусматривало поставки в США 101 двигателя РД-180 и оценивалось примерно в миллиард долларов, было заключено в 1997 году. Ранее Конгресс США из-за обострения отношений с Россией ввел запрет на использование двигателей после 2019 года, но затем отменил его, когда стало ясно, что свои двигатели в течение ближайших лет в США созданы не будут. Сразу же после этого консорциум ULA заказал у НПО "Энергомаш" дополнительно еще 20 РД-180 до 2020 года.

В декабре 2014 года американская корпорация Orbital Sciences Corporation договорилась о приобретении у НПО "Энергомаш" восьми ракетных двигателей РД-181 для носителя Antares. Четыре таких двигателя предприятие отправило в США в 2015 году. [ТАСС]

4.Проблемы и перспективы

Сокращение бюджета После некоторой нормализации отношений СССР и США, и с распадом первого, расходы на космическую программу как стратегическую задачу резко сократились. Единственным выходом из ситуации стало заключение контрактов с иностранными фирмами – как по продаже продукции, так и некоторой части технологий. Технологическое преимущество разработанных двигателей, однако, до сих пор не позволило повторить иностранным разработчикам качеств РД-180. Таким образом, именно двигатели российского производства оставались залогом «революций» в космосе.

Тем не менее, государство в течение долгого времени не поддерживало предприятия, и двигатели разрабатывалисьна средства, вырученные с патентов (см. выше). Даже с появлением Федерального космического агентства и новой космической программы бюджет не позволяет выйти на «советский» уровень. А ведь, как было указано выше, эти двигатели являются одним из ценнейших продуктов российской научной промышленности – отрасли, чье развитие – стратегическая задача. Решение этой проблемы заключается не только в перераспределении бюджета (пример – КНР), но и в реализации новых методов, используемых больше западными странами – в привлечении сторонних инвесторов и импортеров, расширение рынка (по оценкам, при должном скачке российское двигателестроение может стать монополистом в отрасли). Ситуация в политике и на рынке

Второму варианту развития может препятствовать политическая и экономическая ситуация, обострившаяся в 2014 году. Этот процесс становится причиной потери связи между предприятиями и федеральными космическими программами. Например, украинский кризис вызвал стремление западных производителей прервать сотрудничество с российскими двигателестроителями и заменить их двигатели на свои (или полученные переработкой полученных технологий). Пока эта связь сохраняется, так как эти попытки не увенчались коммерческим успехом. Ситуацией пользуется украинский «Южмаш», ранее связанный с НПО «Энергомаш» и унаследовавший советские разработки по РД-170.Политический кризис отразился на федеральных космических программах и позволило вырваться вперед частным компаниям, таким как SpaceX.

Таким образом, в долгосрочной перспективе развитие российского двигателестроения должно развиваться интенсивнее, поддерживая как статус России как научного центра, так и космических программ Земли, которые должны стремится к интеграции.

Решением должен стать и новый подход к космической технике в России, основанный на частном капитале. Это относится как к развитию отношений с иностранными компаниями, так и в создании российского рынка космических технологий. Сохраняется зависимость от государства, заимствованная из командной системы, и ситуация не всегда готова соответствовать свободному рынку. Необходимо вызвать интерес частных инвесторов, возможна передача некоторой части акций. Это стимулирует создание рынка космических технологий, который позволит работать предприятиям по новым, независимым экономическим циклам. Однако в России этот процесс может занять огромное для развития технологий время, поэтому важную часть составит именно иностранный капитал.

Перспективы

В «НПО Энергомаш» через 2 года полностью заработает система, которая будет определять неисправность жидкостных ракетных двигателей на стадии огневых испытаний [ «SM-News», Роскосмос]. В случае неисправности двигатель будет тут же отключен, а информация об ошибке оперативно предоставлена специалистам. На предприятии считают, что при такой системе удастся сэкономить 100 млн руб., а также избежать затрат на ремонт стенда. Разработка такой системы обойдется в 45,5 млн руб.В Роскосмосе заключили, что система неразрушающего контроля поможет улучшить качество выпускаемой продукции.

Работы по программам «Наземный запуск», «Морской старт», «Ангара».

Большая ставка на сотрудничество с европейскими и азиатскими компаниями.

Привлечение новых интеллектуальных ресурсов, расширение научной базы, которая должна разрешить кризис в исследованиях. Например, готовность изучать новые типы двигателей совместно с многими научными объединениями (ученый В. С. Леонов, для примера, предлагает квантовый двигатель, способный доставить экспедицию на Марс за 42 часа).

Фотонный двигатель (квантовый) — гипотетический двигатель, где источником энергии служит тело, которое излучает свет. Фотоны имеют импульсы, и, соответственно, при истекании из двигателя, свет создает тягу. Теоретически фотонный двигатель может развить максимальную тягу из расчёта на затраченную массу космического аппарата, позволяя достигать скоростей, близких к скорости света, однако практическая разработка таких двигателей, судя по всему, дело достаточно отдалённого будущего. Владимир Леонов, который провел испытания своей модели такого двигателя, пишет: «На основании стендовых испытаний такие характеристики получены. Для сравнения: современный ракетный двигатель (далее – РД) на 1 кВт мощности создает тягу в 1 Ньютон (0,1 кгс). Опытный образец квантового двигателя (КД) образца 2014 года на 1 кВт мощности создает тягу в 5000 Ньютонов (500 кгс) в импульсе. Конечно, в непрерывном режиме удельные тяговые характеристики КД уменьшаются. Однако, в импульсном режиме КД уже сейчас в 5000 раз эффективнее РД. Это объясняется тем, что КД, в отличие от РД, не греет атмосферу и космос продуктами сгорания топлива. КД питается электрической энергией».

Важным аспектом является не только создание новых двигателей, но и способов их разработки – новых систем моделирования, аддиктивные технологии, т. е. нужно содействие и с IT-компаниями. Для этого нужны команды специалистов в этих областях. Отсюда, важно развивать образовательные процессы и привлекать больше абитуриентов.

Выводы

ØЛидерство российского двигателестроения есть плод многолетнего развития идей, технологий, многолетнего опыта работы, при воздействии как государственных программ (создание преимущества в космосе), так и мирового сотрудничества в этой области в дальнейшем.

ØРазвитие космонавтики показывает, что двигатели советского/российского производства являлись и являются залогом революции в космосе, так как обладают рядом преимуществ перед иностранными аналогами – экономичность, надежность, экологичность, мощность. Использование российских двигателей позволяет обеспечить вывод на орбиту аппаратов с любыми возможностями.

ØИз предыдущих пунктов следует, что двигателестроение во многом зависит от мирового сотрудничества и определяет его.

ØВажно уделять должное внимание и обеспечивать эту отрасль ресурсами для дальнейшего развития как науки, так и экономики государства. Кроме этого, необходимо привлечение частных капиталов, стимулирование российского рынка космических технологий.

ØВозможна разработка принципиально новых двигателей, ведущая к скачку космической науки и связанных с ней отраслей.

ØТехнически, ракетное двигателестроение - комплексное направление, являющееся крупным узлом в производственных связях. Его развитие связано, например, с электроникой и материаловедением.

Проект учеников МАОУ Лицея 88 города Екатеринбурга Матафонова Дениса Сергеевича и Редкозубова Даниила Станиславовича. Цель: выявление масштабов и перспектив использования эффекта Доплера в научных исследованиях, аргументация его значимости. Гипотеза: новые открытия станут возможными благодаря методам, основанным на эффекте Доплера и сопутствующих явлениях. Задачи: 1. Определить физические и математические основы рассматриваемого явления. 2. Изучить методы применения эффекта Доплера, существующие на данный момент. 3. Определить пределы получения информации о мире, полученной при помощи этих методов. 4. Обозначить проблемы и перспективы подобных исследований. 5. Проведение эксперимента «Изучение и применение эффекта Доплера на примере акустических волн».
  • 1.1.Сущность эффекта Доплера.
  • 1.1.1.Эффект Доплера— изменениечастотыи, соответственно,длиныволныизлучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения наблюдателя (приёмника). Эффект назван в честь австрийского физикаКристиана Доплера (1842).
  • 1.1.2.История открытия. Теоретическое обоснование.

Исходя из собственных наблюдений за волнами на воде,Доплерпредположил, что подобные явления происходят в воздухе с другими волнами. На основании волновой теории он в 1842 году вывел, что приближение источника света к наблюдателю увеличивает наблюдаемую частоту, отдаление уменьшает её. Доплер теоретически обосновал зависимость частоты звуковых и световых колебаний, воспринимаемых наблюдателем, от скорости и направления движения источника волн и наблюдателя относительно друг друга. Это явление впоследствии было названо его именем.

Доплер использовал этот принцип в астрономии и провёл параллель между акустическим и оптическим явлениями. Он полагал, что все звёзды излучают белый свет, однако цвет меняется из-за их движения к или от Земли (этот эффект для рассматриваемых Доплером двойных звёзд очень мал). Хотя изменения в цвете невозможно было наблюдать с оборудованием того времени, теория о звуке была проверена уже в1845 году. Только открытиеспектрального анализадало возможность экспериментальной проверки эффекта в оптике.

1.1.3.Наблюдение.

Эффект Доплера легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя движется источник звука. Предположим, он выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда источник не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт источник. Но если он будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится, и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт источник. В тот момент, когда источник будет проходить мимо наблюдателя, он услышит тот самый тон, который на самом деле издаётся. А когда источник будет отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты звуковых волн.

Для волн (например,звука), распространяющихся в какой-либо среде, нужно принимать во внимание движение как источника, так и приёмника волн относительно этой среды. Дляэлектромагнитных волн(например,света), для распространения которых не нужна никакая среда, в вакууме имеет значение только относительное движение источника и приёмника, что было открыто в опыте Физо . Отметим этот факт для проведения эксперимента.

Также важен случай, когда в среде движется заряженная частица срелятивистской скоростью. В этом случае в лабораторной системе регистрируетсячеренковское излучение (см. далее), имеющее непосредственное отношение к эффекту Доплера.

[...]

1.1.Применение эффекта Доплера.

1.3.1. Общая характеристика использования в астрофизике.

Эффект Доплера является основополагающей частью современных теорий о начале Вселенной (Большом взрывеикрасном смещении). Принцип получил многочисленные применения в астрономии для измерений скоростей движения звёзд вдоль луча зрения (удаления или приближения от приемника) и их вращения вокруг оси, параметров вращения планет,колец Сатурна, что позволило уточнить их структуру, турбулентных потоков в солнечной фотосфере, траекторий спутников, контроль за термоядерными реакциями, а затем и в самых разнообразных областях физики и техники.

1.3.2. Изучение Вселенной. Красное смещение.

Доплеровский эффект играет одну из важнейших ролей в изучении истории и свойств Вселенной. В частности, это теория Большого Взрыва и явление разлёта объектов Вселенной.

Красное смещение— наблюдаемое для всех далёких источников (галактики,квазары) понижение частот излучения, свидетельствующее о динамическом удалении этих источников друг от друга и, в частности, от нашей Галактики, т.е. о нестационарности (расширении)Метагалактики. Метагалактика - всё, что можно увидеть на данное время, весь обозримый космос.

Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла).

Предлагались различные объяснения наблюдаемого смещения спектральных линий, и причину искали в распаде квантов, что оказалось теоретически невозможным. Между тем все данные наблюдений свидетельствуют о том, что красное смещение не зависит от частоты, относительное изменение частоты z = (n0-n)/n0 совершенно одинаково для всех частот излучения не только в оптическом, но и в радиодиапазоне данного источника (n0 - частота некоторой линии спектра источника, n - частота той же линии, регистрируемая приёмником; n0). Такое изменение частоты - характерное свойство доплеровского смещения и фактически исключает все другие истолкования красного смещения.

В теории относительности доплеровское красное смещение рассматривается как совместный результат движения источника относительно приёмника (обычный эффект Доплера) и замедления течения времени в движущейся системе отсчёта (поперечный эффект Доплера, эффект специальной теории относительности). Если скорость системы источника относительно системы приёмника составляет v (в случае метагалактического красного смещения v — это лучевая скорость), то (c — скорость света в вакууме) и по наблюдаемому красному смещению легко определить лучевую скорость источника:

Из этого уравнения следует, что при z—> ∞ скорость v приближается к скорости света, оставаясь всегда меньше её (v <с). При скорости v, намного меньшей скорости света (v << с), формула упрощается: . Закон Хаббла в этом случае записывается в форме v = cz = Hr (r — расстояние, Н — постоянная Хаббла). Для определения расстояний до внегалактических объектов по этой формуле нужно знать численное значение постоянной Хаббла Н. Знание этой постоянной очень важно и для космологии: с ней связан так называемый возраст Вселенной. Следует знать, что в космологии красное смещение понимается не как результат действительного существования скорости удалённой галактики относительно наблюдателя (галактики в среднем неподвижны в сопутствующей системе отсчёта, если не считать случайных, так называемых пекулярных скоростей), но как результат космологического расширения Вселенной.

1.3.3. Измерение внегалактических расстояний

Вплоть до 50-х гг. ХХ века внегалактические расстояния (измерение которых связано, естественно, с большими трудностями) сильно занижались, в связи с чем значение Н, определённое по этим расстояниям, получилось сильно завышенным. В начале 70-х гг. 20 века для постоянной Хаббла было принято значение Н = 53,5 (км/сек)/Мпк, обратная величина Т = 1/Н = 18 млрд. лет. По результатам последних наблюдений в 2005 году значение Н принято равным 72 (км/сек)/мегапарсек.

Фотографирование спектров слабых (далёких) источников для измерения красного смещения, даже при использовании наиболее крупных инструментов и чувствительных фотопластинок, требует благоприятных условий наблюдений и длительных экспозиций. Для галактик уверенно измеряются смещения z = 0,2, соответствующие скорости v = 60000 км/сек и расстоянию свыше 1 Гпк. При таких скоростях и расстояниях закон Хаббла применим в простейшей форме (погрешность порядка 10%, т.е. такая же, как погрешность определения Н). Квазары в среднем в сто раз ярче галактик и, следовательно, могут наблюдаться на расстояниях в десять раз больших (если пространство евклидово). Для квазаров действительно регистрируются z = 2 и больше. При смещениях z = 2 скорость v = 0,8 с = 240000 км/сек. На таких расстояниях уже сказываются специфические космологические эффекты - нестационарность и кривизна пространства-времени; в частности, становится неприменимым понятие единого однозначного расстояния (одно из расстояний - расстояние по красному смещению - составляет здесь r = v/H = 3,3 Гпк), поскольку расстояния зависят от принимаемой модели Вселенной и от того, к какому моменту времени они отнесены. Поэтому характеристики расстояния до столь удалённых объектов обычно пользуются просто величиной красного смещения.

Размеры Метагалактики имеют зависимость от метода, при помощи которого определяются космические расстояния. Поэтому расстояния могут быть сопутствующими и собственными. Собственные размеры соответствуют, но приблизительно, расстоянию до того места, где некий удалённый объект находился в определённый момент времени космологического, измеренного по эффекту Доплера. При этом учитывается фактор расширения Вселенной. Сопутствующиерасстояния определяются без учёта расширения пространства. Применяя оба метода, расстояния всегда получаются различными в любой момент, кроме момента самого наблюдения.Последние измерения самого удалённого объекта – реликтового излучения – дают значение порядка 14 млрд. парсек. Такие размеры получились по всем направлениям, из чего следует, что Метагалактика имеет формы шара диаметром почти 93 млрд. световых лет. Если же посчитать его объём, то он составит около 11,5 трлн. Мпк3. Но известно, что сама Вселенная гораздо обширнее границ наблюдений. Самая же дальняя из обнаруженных галактик – UDFj-39546284. Она видима лишь в инфракрасном диапазоне – до неё 13,2 млрд. световых лет, и предстаёт она в таком виде, какою была, когда Вселенной исполнилось всего 480 млн. лет. Узнать о том, что находится за пределами Метагалактики, о том, что представляет собой определенный объект Вселенной в данный момент времени.

1.3.4. Изучение экзопланет.

Рис.3.Спектрографичес-кий метод.

Здесь будет рассмотрен метод обнаруженияэкзопланет, известен какспектрометрическоеизмерение лучевой (радиальной) скорости звёзд или как метод Доплера. Это один из самых распространённых методов, с его помощью было открыто множество экзопланет.

С его помощью можно обнаружить планеты с массой не меньше нескольких массЗемли, расположенные в непосредственной близости от звезды, ипланеты-гигантыс периодами обращения примерно до 10 лет. Планета, обращаясь вокруг звезды, как бы раскачивает её, и мы можем наблюдать доплеровское смещение спектра звезды.
Этот метод позволяет определить амплитуду колебанийрадиальной скоростидля пары «звезда — одиночная планета», массу звезды, период обращения,эксцентриситети нижнюю границу значения массы экзопланеты{\displaystyle M_{j}\sin \alpha }. Угол{\displaystyle \alpha } междунормальюк орбитальной плоскости планеты и направлением на Землю современные методы измерить не позволяют. Наданныймоментэтимметодомудалосьоткрыть548экзопланетв463планетарныхсистемах.В53изнихболеечемоднапланета.

У этого метода есть ряд существенных ограничений:

1. Пятна на светиле препятствуют приему действительного спектра звезды и связанной с ним системы.

2. Расчеты не статичны из-за постоянного движения Земли по своей орбите.

3. Расстояние до звезды с экзопланетой ограничено 160 световыми годами, иначе звездная величина светила не позволит получить точных значений.

4. Спектрометр улавливает только воздействие на звезду крупных по массе планет, планеты, подобные планетам земной группы Солнечной системы, обнаружить пока невозможно.

5. Смещение звезды не может быть зарегистрировано, если система лежит на прямой, направленной к ней из точки наблюдения (Земли).

[...]

2.1.Протокол эксперимента

по изучению эффекта Доплера при помощи акустических волн

Объект – движущийся источник звука (записи – модели космических объектов). Были подготовлены монотонные звуки, условно соответствующие некоторым видам

Направление – от вектора движения зависит изменение поведения волн, получаемых приемником.

Оценочная скорость – принятая скорость движения объекта. В данном опыте «бег» ≈ 2,5 м/с, «быстрый шаг» ≈ 1,4 м/с, «шаг» ≈0,9 м/с

Среда – отражает зависимость поведения волн от других объектов и повышает точность эксперимента.

Частота – получена через период колебаний, полученный в графике (получен при звукозаписи, пакет графиков будет представлен на защите). [протокол в файле]

Эффект Доплера можно проследить на звуковых волнах и провести аналогию с изучением космических объектов посредством волн другого типа.

  • 1)Направление движения объекта определяет изменение частоты испускаемых им волн относительно приемника: приближаясь к нему, объект увеличивает частоту испускаемых им волн, а при его отдалении частота, напротив, уменьшается. Яркий пример – проведенные нами опыты с «черной дырой», «желтым карликом».
  • 2)Скорость объекта определяет, соответственно, быстроту этой самой частоты. [желтый карлик, красный гигант]
  • 3)Смена сред, где проводился эксперимент, позволила отследить зависимость характера распространения волн от окружающих объектов – например, частоты волн, отражающихся от стенок класса или коридора, не только более велики, но и растут быстрее, чем аналогичные показатели в актовом зале.
  • 4)Зная частотные и амплитудные значения волн, мы можем определить с определенной точностью характеристики источника. Именно он определяет собственную частоту и амплитуду колебаний. [Черная дыра и Желтый карлик]

Мы можем не только проанализировать полученные данные. На их основе рассчитаем скорости, соответствующие примерным понятиям «шага», «быстрого шага» и «бега», в среднем значении для всех из «объектов».

Используем формулы из пункта 1.2.4. из примера о неподвижном приемнике волн, в данном случае, звука. Из опыта мы получили: период, частоту принимаемых волн; в звукозаписывающей программе определили частоту собственных волн источника, и приняли скорость света в воздухе за константу. Выражая из формулы (в опытах с приближением минус меняется на плюс) скорость, получим, с учетом теории погрешностей, следующие результаты:

Бег Быстрый шаг Шаг
2,6±0,7 м/с 1,4±0,5 м/с 1±0,4 м/с

Подобная практическая работа имеет не только научное, но и социальное, производственное значение: так, изучение эффекта Доплера вписывается в рамки программ, используемых в школе, и может помочь закрепить и подтвердить на практике такие знания, как в волновой физике: интерференция и сложение волн, сами характеристики волны и ее источника, и в астрономии: изучение объектов Вселенной, методы этого изучения. Эффект Доплера можно использовать и в быту: для измерения расстояния, скорости, навигации. Возможно, в будущем подобные функции будут доступны тем же смартфонам.

3.1. Масштабность значения эффекта Доплера пропорциональна масштабности значения явлений волновой природы в физике: он в различных формулировках справедлив для любых движущихся относительно друг друга источника и приемника, позволяя определить зависимость между изменением испускаемых источником/источниками волн и их движением в пространстве, свойствами.

3.2. Предыдущим выводом объясняется то, что основным методом изучения объектов, которые нельзя наблюдать воочию, является изучение их волновых характеристик в динамике, т.е., необходим эффект Доплера. Это соответствует современным астрофизическим (и не только) методам: так было подтверждено расширение Вселенной, открыты экзопланеты, измерены расстояния и скорости.

3.3. Ограничения использования эффекта Доплера заключаются, главным образом, в трех аспектах: 1)техническом; 2)геометрическим; 3)теоретическом. Во-первых, не создана аппаратура, считывающая показатели дальних объектов, или она не точна; во-вторых, часто объекты скрыты друг другом или испускают волны, не разложимые на нужные для анализа; в-третьих, мы не знаем природы некоторых явлений. Так же, исследования осложняются ограниченностью скорости света при огромных расстояниях и некоторыми законами СТО (хотя их положительный эффект значителен даже в большей степени).

3.4. Рассматриваемый эффект свойственен любым окружающим нас волнам, и потому может быть рассмотренным и использованным в быту, образовании, производстве. Опыты позволяют провести параллель с явлениями более сложной природы.

Гипотеза подтвердилась частично: использование эффекта Доплера в новом понимании не является достаточным условием для научного прорыва. Тем не менее, его роль в них фундаментальна.

Ивановская Мария Юрьевна Свердловская область, г. Екатеринбург МАОУ лицей №110 им. Л. К. Гришиной 10 "Б" класс Научный руководитель: Токмакова Наталья Васильевна

Данной темой я занимаюсь уже на протяжении трех лет. Работа посвящена геометрическим фигурам, найденных Леонардом Эйлером. Это прямая Эйлера, окружность девяти точек и треугольник Эйлера. Местонахождение таких фигур было рассмотрено в различных треугольниках, а затем и в четырехугольниках.

Интересные случаи удалось найти в равнобедренных треугольниках: существует закономерная последовательность характерных точек окружности Эйлера, зависящая от фиксированного угла треугольника – напротив основания. Был выбран ряд четырехугольников, при делении диагоналями которых образуются два или четыре равнобедренных треугольника: прямоугольник, ромб, дельтоид выпуклый и невыпуклый, квадрат с одой и двумя диагоналями, а также «другой» четырехугольник. В них рассмотрены точки пересечения прямых Эйлера, окружностей девяти точек, доказаны интересные случаи. Найдено взаимодействие треугольников Эйлера в различных четырехугольниках.

В работе этого года приведено доказательство частных случаев взаимодействия фигур Эйлера между собой и с их исходными треугольниками. Составлены задачи на построение четырехугольников с использованием найденных свойств и закономерностей.

Также было решено рассмотреть фигуры Эйлера в пространстве – на гранях различных пирамид. В ортоцентрическом тетраэдре и правильных пирамидах можно построить прямую Эйлера: центр масс, ортоцентр и центроид пирамиды лежат на одной прямой. Отталкиваясь от известного случая расположения окружностей Эйлера в ортоцентрическом тетраэдре на одной сфере, было обнаружено, что в любой правильной пирамиде все окружности Эйлера лежат на одной сфере. Проведен ряд экспериментов в программе Geogebra, который показал, что во вписанной пирамиде, где вершина проецируется в центр основания – неправильного многоугольника, все окружности Эйлера лежат на одной сфере. Построена пирамида, аналогичная треугольнику Эйлера по его определению и свойствам.

Пикало Элеонора Владимировна и Полин Сергей Игоревич Свердловская область, г. Екатеринбург, Лицей № 110 им. Л.К. Гришиной, 9 «Г» класс Научные руководители: Куратор НПО автоматики им.академика Н.А.Семихатова Александр Юрьевич Подоплелов учитель информатики МАОУ лицей № 110 им.Л.К.Гришиной Инна Николаевна Тяжельникова.

Целью работы является подробное изучение дополненной реальности (AR). 

Ставятся задачи: рассмотреть историю дополненной реальности, сферы ее использования; изучить методы реализации; создать дополненную реальность для модели платы; описать возникшие трудности.

Рассмотрено создание AR для платы, затрудненное распознаванием камерой реальных объектов.

AR была реализована двумя способами: QR кодом и при помощи полигона. Первый способ оказался неэффективным, имел множество недостатков в работе. Вторым решением был вариант, предполагающий создание полигона, на котором будет расположена плата. Маркером в этом способе являлся зафиксированный QR код, что позволило распознавать объекты без ошибок. Была подтверждена эффективность использования ARблагодаря представлению информации в легко усваиваемом виде.

Рыбальченко Марина Сергеевна. Россия, Свердловская область, г. Екатеринбург МАОУлицея №110 им. Л.К. Гришиной, 7 «А» класс

На сегодняшний день воздушные шары играют важную роль в мировой экономике. Теперь дирижабли вновь выходят на рынок воздушного транспорта — там, где использование авиационной техники неэффективно или дорого.

Современные управляемые аэростаты способны поднимать и транспортировать различные негабаритные и неделимые грузы большой массы — буровые вышки, ажурные металлические конструкции, передвижные комплексы различного назначения. Это значительно сокращает расходы и ускоряет процессы.

Уже сегодня мировая потребность в дирижаблях различной грузоподъемности и назначения, по данным западных экспертов, составляет около 1300 единиц. Они могут использоваться в лесоразработках, при разгрузке судов, монтаже линий электропередач, доставке и сборке оборудования и частей нефтяных платформ, для геологоразведки и многих других целей.

Цель работы: изучить воздухоплавание, рассмотреть действие Fарх, для того что бы описать модель воздушного шара и принцип поднятия его в воздух. Провести эксперимент, и доказать действия F арх .

В ходе исследования проведен эксперимент, в результате которого удалось поднять термометр с помощью воздушных шаров.

Итогом работы стала модель воздушного шара с подвешенным термометром, созданная из простых приборов. 

Объявления
Начинается проектный практикум для студентов УрФУ

проектный практикум 2 курса

проектный практикум 3 курса

проектный практикум 4 курса

Молодежный космический форум - 2018 (V Семихатовские чтения)О Форуме-2018 Новое

Школа наставников - 2018 “Как создать проект в новом технологическом укладе” Актуальное

Партнеры:

ИнФО УрФУ - Генеральный партнер в проведении проектной практики в июне-июле 2017 года

Роботология - Российское оборудование для программирования и конструирования роботов

Уральский клуб нового образования - общественная организация, которая разрабатывает и реализует социально-образовательные проекты

Архив событий:

Проектная практика для студентов Института фундаментального образования УрФУСобытие

Молодежный космический форум - 2017 (Четвертые Семихатовские чтения)Конкурс

Выбор темы работы для участия в IV Семихатовских чтенияхО Форуме-2017

Подписка на новости
Контакты

Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

Тел.: +7 (343) 355-93-88

info@cosmoport.club