Dirbtiniai ems palydovai Vilniaus Varpo suaugusij gimnazija Maiulis

Dirbtiniai Žemės palydovai Vilniaus „Varpo“ suaugusiųjų gimnazija Mačiulis Povilas III A Mokytoja Irena Šauklienė Konkursas , , Fizikos bandymai aplink mus 2016”

Turinys • Palydovai, kas tai? • Palydovų rūšys • Lietuviškas palydovas: Lituanica. SAT-1 • Lietuviškas palydovas: Lit. Sat-1 • Dirbtinių Žemės palydovų judėjimas • Gamtinis Žemės palydovas • Kodėl jie nekrenta? • Tarptautinė kosminė stotis • Palydovo greičio skaičiavimai. • Uždaviniai • Testas • Ar žinote, kad. . . • Šaltiniai

Palydovai, kas tai? v Palydovas – tai vienas mažesnis kūnas, besisukantis aplink didesnį – tokį apibrėžimą rasime gamtos mokslų žodynuose. v Dirbtinis Žemės palydovas (DŽP) – tai sudėtingas prietaisas, besisukantis aplink Žemę, teikiantis vienokias ar kitokias paslaugas žmonėms, vykdantis tyrimus ar kitą veiklą. v Palydovai yra skirstomi į du tipus: v Gamtiniai: Mėnulis, kometos, asterodai, žvaigždės ir galaktikos. v Dirbtiniai: kosminės stotys, ryšio įrengiai ir bet kas kito, ką žmogus paleido į palydovo orbitą.

Palydovų rūšys: v Žemės orbitos palydovai – šitie palydovai yra dažniausiai naudojami kariboje, kad pastebėtų tankus 160 kilometrų aukštyje nuo žemės. Jie apskrenda žemę labai greitai – vienas ratas užtrunka vos 90 minučių. Bet deje šitie palydovai turi labai trumpą gyvenimo laiką – vos keliata savaičių. Bet tai nėra problema, nes juos paleidžia didėlėmis grupėmis į kosmosą. v Meteorologiniai palydovai kurie dažniausiai yra paleidžiami į saulės sinchronizuota orbitą. Šitie palydovai yra poliarinėje oribitoje, tai reiškia, kad jie apsuka žemę darydami ratą nuo vieno ašigalio iki kito. Šitų palydovų pozicija yra nustatyta taip, kad atitiktų saulės per visus metus, tai leidžia labai tikslius orų spėjimus. Dauguma meteorologinių palydovų apsuka žemę nuo 15 iki 16 kartų per dieną.

v Geosinchroniniai arba žemės sinchroniniai palydovai –šitie palydovai yra paleisti į orbitą taip, kad jų apsisukimo aplink Žemę laikas būtų toks pats kaip viena žemės diena – 24 val. Bet šitie palydovai nėra paleisti pagal pusiaujį. Šitie palydovai yra naudojami komunikacijoms aukštesnėse pasaulio vietose, ypač Kanadoje ir Rusijoje. Jie yra išdėlioti taip, kad jie atrodytų, kad jie laviruoja vienoje Žemės vietoje visą parą. Per 24 val jie judą per Žemę aštuoniukės figūra su besikeičiančiu greičiu. Jie juda lėtai kur jų reikia ir greitai kur jų paslaugos nėra reikalingos. v Geostacionariniai palydovai – šitie palydovai yra naudojami komunikacijomis. Jie, kaip ir geosinchroniniai palydovai užtrunka 24 val, kad apsuktų visą Žemę. Bet geostacionariniai palydovai yra paleisti tiesiai į pusiaujį ir seką žemės greiti. Todėl jie nejuda nei į Šiaurę nei į Pietus ir yra visada „priklijuoti“ viename taške virš žemės. Dauguma Video ar TV komunikacijos naudoja geostacionarius palydovus. v Abu šitie palydovai skraido 35. 777 km virš žemės

Lietuviškas palydovas: Lituanica. SAT-1 v Lituanica. SAT-1 buvo vienas iš dviejų pirmų Lietuvišku palydovų, jo masė 1, 33 kg. v Palydovas į kosmosą iškeltas 2014 m. sausio 9 d. Jis buvo paleistas bendradarbiaujant su JAV Nacionaline aeronautikos ir kosmoso administracija NASA, iš Floridos valstijoje įsikūrusio. Kenedžio kosminių skrydžių centro. Į Tarptautinę kosminę stotį palydovą nugabeno kompanijos „Orbital Sciences Corporation“ raketa nešėja „Antares“, Tarptautinės kosminės stoties aptarnavimo laivu „Cygnus 2“ v Ten jis buvo sumontuotas šliuze ant robotinės rankos, kuri išmetė palydovą į orbitą 2014 vasario 28 -ąją dieną. v Tautos žinutė „Lietuva myli laisvę“ iš kosmoso išsiųsta 1, 3 mln. kartų v Misija buvo sėkminga. v Misija baigėsi kaip palydovas pasiekė Žemės atmosferą ir sudėgė.

Lietuviškas palydovas: Lit. Sat-1 v Lit. Sat-1 buvo vienas iš dviejų pirmų Lietuvišku palydovų. v Palydovas į kosmosą iškeltas 2014 m. sausio 9 d. Jis buvo paleistas bendradarbiaujant su JAV Nacionaline aeronautikos ir kosmoso administracija NASA, iš Floridos valstijoje įsikūrusio. Kenedžio kosminių skrydžių centro. Į Tarptautinę kosminę stotį palydovą nugabeno kompanijos „Orbital Sciences Corporation“ raketa nešėja „Antares“, Tarptautinės kosminės stoties aptarnavimo laivu „Cygnus 2“ v Ten jis buvo sumontuotas šliuze ant robotinės rankos, kuri išmetė palydovą į orbitą vasario 28 -ąją dieną. v Misija dedikuota legendinio S. Dariaus ir S. Girėno skrydžio per Atlantą 80 -mečiui. Misija „Lituanica 80“ – pirmasis Kauno technologijos universiteto ir Lietuvos kosmoso asociacijos vykdomos ilgalaikės kosmoso programos etapas. v Palydovo misija yra didžiulės svarbos kosmoso technologijų ir mokslo vystymui Lietuvoje ir pagrindas ateities projektams. Mes įrodėme, kad galime sėkmingai kurti kosmines technologijas ir jas naudoti kitiems moksliniams eksperimentams kosmose.

Dirbtinių Žemės palydovų judėjimas Nagrinėjant Žemės palydovus išskiriamos trys kosminių greičių „rūšys“: Pirmasis kosminis greitis – arti planetos paviršiaus apskritimine orbita skriejančio palydovo arba tiesiog mažesnio kūno greitis. Žymimas v 1. Žemės pirmasis kosminis greitis yra apytiksliai lygus -7, 9∙ 10 3 m/s; Antrasis kosminis greitis – pradinis greitis, kurį įgijęs kūnas gali įveikti žemės trauką. Žymimas v 2 ir yra √ 2 karto didesnis už v 1. Apytikslė jo reikšmė yra -11, 2∙ 10 3 m/s. Kūno, judančio greičiu, lygiu antrajam kosminiam greičiui, trajektorija Žemės atžvilgiu yra parabolė. Kūno, judančio greičiu v 1 <v<v 2 , orbita yra elipsė. Trečiasis kosminis greitis – pradinis greitis, kurį įgijęs kūnas gali įveikti Saulės trauką. Žymimas v 3 ir yra apytiksliai lygus-16, 6 ∙ 10 3 m/s .

Gamtinis Žemės palydovas v Žemė turi tik vieną gamtinį palydovą – Mėnulį. Jo skersmuo 4 kartus mažesnis už Žemės skersmenį. v Mėnulis artimiausias Žemei kosminis kūnas. Pats Mėnulis neskleidžia šviesos –jis šviečia dėl to , kad atspindi Saulės šviesa. v Tai antrasis Saulės sistemos kūnas, kuriame yra pabuvojęs žmogus – jį 1968– 1972 m. aplankė „Apollo“ erdvėlaiviai, Mėnulyje buvo nusileidę 12 astronautų. v Mėnulis skrieja aplink Žemę elipsine orbita, todėl nuo jos būna ne vienodu atstumu. v Nors Mėnulis skrieja aplink Žemę ta pačia kryptimi, kaip ši sukasi apie savo ašį, tačiau dėl lėtesnio skriejimo stebėtojui Žemėje atrodo, kad Mėnulis dangaus skliautu juda iš vakarų į rytus. v Skriedamas savo orbita Mėnulis labai lėtai tolsta nuo Žemės (3, 9 cm per metus), todėl gali ateiti toks laikas, kai Mėnulis paliks Žemę.

Kodėl jie nekrenta? Per paskutinius 50 metų žmonija paleido apie 2500 palydovų į kosmosą. Kas juo ten palaiko? Palydovus kosmose laiko labai tikslus skaičiavimas tarp palydovo greičio aplink Žemę ir gravitacijos jėgos. Iš ėsmės, palydovai krenta visalaik. Jie krenta tokiu pat greičiu kaip ir Žemės lankas traukiasi nuo jų, jeigu jie juda tiksliu greičiu. Tai reiškia, kad vietoje išskridimo į atmosferą ar kritimo į Žemę jie skrenda pagal Žemės orbitą. Labai dažnai reikia koreguoti jų greitį, kad jie nenukristų atgal į Žemę. Tai reikia daryti, nes Žemės gravitacija yra stipresnė kaikuriuose vietose. Palydovus gali taipogi pritraukti ir Saulė, Mėnulis ir net Jupiteris. Dar be gravitacijos palydovam, kurie skrenda žemoje Žemės orbtioje, kaip Hablo kosminiam teleskopui, reikia dirbti ir su traukimu iš atmosferos. Išvada: Labai labai daug atkaklių skaičiavimų

Tarptautinė kosminė stotis v Tai yra tarptautinis orbitinės stoties projektas, kuriame bendradarbiauja penkios kosmoso agentūros iš įvairių pasaulio šalių: JAV (NASA), Rusija(RKA), Japonija (JAXA), Kanada (CSA) ir keletas Europos valstybių (ESA). v Pradžia laikoma 1998 metų lapkričio 20 d. , kai į kosmosą buvo paleistas pirmasis TKS modulis „Zarya“. v Stotyje šiuo metu (2016 -03) gyvena 6 žmonės, didžiausias galimas gyventojų skaičius. v Dėl savo dydžio (73 mx 108 mx 27 m), TKS yra laisvai matoma plika akimi iš žemės. v TKS yra aplankę 8 kosmoso turistai. Kelionės kainavo po 25 milijonų JAV dolerių.

Palydovų greičio skaičiavimai: Tarkime palydovo masė - Mpal ir jis oribituoja kūną su masę kuria žymėsim Mcentr. Tas kūnas gali būti betkas: planeta, saulė arba koks kitas didelis kūnas. Jeigu palydovas juda aplinkui didesnį kūna, tada įcentrinė jėga, kuri veikia šitą kūną : Fc = ( Mpal • v 2 ) / R Šita įcentrinė jėga yra rezultatas gravitacinės jėgos, kuri traukia palydovą prie kūno Fgrav = ( G • Mpal • MCentr ) / R 2 Kadangi Fgrav = Fc, tai abu išsireiškimai gali būti prilyginti vienas kitam (Mpal • v 2) / R = (G • Mpal • MCentr ) / R 2 Pastebėkime, kad palydovo masė yra abiejuose lygybės pusėse, todėl mes jį galime panaikinti visą reiškinį padalinę iš Mpal. Ir tada galima visą reiškinį padauginti iš R, palikdami tokį reiškinį: v 2 = (G • MCentr) / R ;

Ištraukus kvadratinę šaknį iš abiejų pusių mus liks formulė, kuri parodo, kokiu greičiu palydovas juda aplinkui centrinį kūną : G = 6. 673 x 10 -11 N • m 2/kg 2, Mcentr yra masė centrinio kūno aplink kurį sukasi palydovas ir R yra spindulys nuo kūno centro iki palydovo centro. Labai panašus būdas į orbitinio greičio skaičiavimo gali būti naudojamas greitėjimui apskaičiuoti. Palydovo greitėjimo skaičius yra lygus palydovo gravitacijos greitėjimui aplink bet kurį kūną kurį jis skrendą. Naudosime šitą formulę: g = (G • Mcentr)/R 2 Taigi, palydovo greitėjimo formule, jeigu palydovas juda aplinkui centrinį kūną būtų: a=G·Mcentr /R 2

Uždaviniai I: • 1. Palydovo aukštis nuo Žemės paviršiaus lygus 1600 km. Kokiu greičiu skrieja palydovas ? • h=1600 km=1600000 =16∙ 10 5 m • Rž=6370 km= 63. 7 ∙ 10 5 m • Mž=6∙ 10 24 kg • Sprendimas: √ 6, 67∙ 10 • V= √ 0, 502 ∙ 10 = -11 ∙ 6∙ 10 24 : 79, 7 ∙ 10 5 = • 0, 7 ∙ 10 4=7000 m/s=7 km/s 8

Uždaviniai II: • 2. Palydovas skrieja 700 km virš Žemės paviršiaus, apskkriedamas ją per 100 min. Koks palydovo greitis? • Žemės spindulys-6400 km • Orbitos spindulys R= 6400+700 =7100 km= 7100000 m • Sukimosi periodas T=100 min =6000 s • Greitis= 2πR/T=7435 m/s.

Testas • 1. Palydovai būna tik: 1. Gamtiniai; 2. Dirbtiniai; 3. Abiejų tipų. • 2. Kaip vadinami palydovai , kurie naudojami komunikacijom? 1. Geostacionariniai; 2. geosinchroniniai; 3. meteorologiniai. • 3. Kokius žodžius perdavė lietuviškas palydovas? 1. , , Mes kosmose”; 2. , , Lietuva myli laisvę”; 3. , , Lietuva Tėvynė mūsų”. • 4. Kada buvo paleistas pirmasis dirbtinis Žemės palydovas? 1. 1957; 2. 1961; 3. 1955. • 5. Kaip nukreiptas dirbtinio Žemės palydovo skriejančio apskrita orbita pagreitis? 1. Kaip ir greitis; 2. į centrą; 3. nuo centro. • 6. Kokia trajektorija judęs palydovas suteikus jam greitį, didesnį negu pirmasis kosminis ? 1. hiperbolė; 2. apskritimas; 3. elipsė. • 7. Kiek astronautų pabuvojo Mėnulyje? 1. 12; 2. 15; 3. 4. • 8. Koks buvo lietuviško palydovo svoris? 1. 2 kg; 2. 1. 33 kg; 3. 5 kg. • 9. Lietuviški palydovai į kosmosą buvo iškelti : 1. 2014 -01 -09; 2. 2014 -02 -16; 3. 2014 -07 -06. • 10. Palydovų misija buvo dedikuota: 1. Vasario 16 paminėti; 2. Kovo 11 paminėti ; 3. S. Dariaus ir S. Girėno skrydžio sukakčiai. Atsakymai: 1. 3; 2. 1; 3. 2; 4. 1; 5. 2; 6. 3; 7. 1; 8. 2; 9. 1; 10. 3.

Ar žinote, kad. . . v Palydovai keliauja 29 000 km per valandą. Tai reiškia, kad per dieną jie gali apsukti žemę 14 kartų. v Palydovai yra ekonomiškesni nei Toyota Prius hibridiniai automobiliai. Toyota Prius surija 4. 7 L/100 km. v Jeigu mes sudėtume visą informacija į DVD diskus, kuria surenka visi žemės palydovai, ir tada mes juos sudėtume vienas ant kito, mes gautume bokštą 4 kartus didesnį nei Empire State Building v Žemė šiuo metu išvis turi 2500 palydovų v Jie naudojami kaip apsauginiai, informaciniai, ekonominiai įrankiai v Sudėtingiausius mokslinius tyrimus atlieka erdvėlaiviai su kosmonautų įgulomis. TSRS kosmonautų būriuose yra buvę ir lietuvių, o R. Stankevičius buvo vienas iš pagrindinių pretendentų keliems skrydžiams.

v Palydovai yra pirma kartą paminėti fantastiniame Edward Everett Hale darbe The Brick Moon 1869 metais v Sovietų Unijos Sputnik 1 buvo pirmasis palydovas( 84 kg masės) paleistas į kosmosą 1957 metų spalio 4 d. Tai buvo kamuolio dydžio rutulys, kuris siuntė „beep“ signalą į žemę. Jis veikė visas 21 dienas. v Antras palydovas buvo paleistas iš Amerikos 1958 sausio 31 d. Jo pavadinimas buvo Explorer 1 v Echo 1 buvo paleistas iš Amerikos 1960 Rugpjūčio 12 d. Jis buvo naudojamas radio bangom sustiprinti. Jis buvo matomas plika akimi nuo žemės v Telstar 1 – paleistas 1962 Liepos 10. Jis perdavinėjo pirmą televizijos signalą per palydovą. Jis taip pat buvo naudojamas telefonams. v Syncom 2 buvo pirmas palydovas, kuris perdavinėjo pirmają Olimpinių žaidinių transliacija visam pasauliui.

Šaltiniai • K. Johnson –Fizika tau • V. Palubinskienė - Fizika XI-XII kl. • V. Straižys –Astronomija • P. Pečiuliauskienė –Fizika 11 kl. • R. Karazija-Fizika humanitarams • Wikipedia • http: //www. physicsclassroom. com/ • www. reddit. com • Europe Science Expo atvirutė 2013 -9 -17/22 www. nasa. gov

Dėkojame už dėmesį