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Présentation sur la physique des satellites artificiels de la terre. Le premier satellite terrestre artificiel

Objectifs de la leçon

Répéter les connaissances acquises lors de l'étude du sujet: "Le mouvement des satellites artificiels de la Terre"
Rappelez-vous sur quelles trajectoires le corps se déplace, si on lui dit les première, deuxième et troisième vitesses cosmiques;
Apprenez les lois de Kepler et leurs applications
Se familiariser avec certaines caractéristiques des planètes du système solaire;

Formuler la loi de la gravitation universelle ;
Comment un corps peut-il se déplacer dans le champ gravitationnel de la Terre ?
Comment un corps se déplacera-t-il s'il est projeté dans une direction horizontale ?

La trajectoire d'un corps projeté horizontalement

Quel modèle utilisons-nous lorsque nous considérons le mouvement d'un corps projeté horizontalement ?

Quel modèle utilisons-nous lorsque nous considérons le mouvement d'un corps projeté horizontalement ?
terre plate
Champ de gravité uniforme de la Terre

Que faut-il faire pour que le corps devienne un satellite artificiel de la Terre ?

Que faut-il faire pour que le corps devienne un satellite artificiel de la Terre ?

Quel modèle peut-on utiliser si l'on considère le mouvement d'un corps autour de la Terre ?

Quel modèle peut-on utiliser si l'on considère le mouvement d'un corps autour de la Terre ?

Modèle:

Modèle:
1. La Terre est une sphère homogène d'un rayon de 6400 km.
2. Aucune force n'agit sur le corps, à l'exception de la force gravitationnelle dirigée vers le centre de la Terre.
3. Nous considérerons le satellite comme un point matériel.

Quelle force fait tourner le corps autour de la terre ?

M est la masse de la Terre
m est la masse du satellite
R est le rayon de la Terre
h est la hauteur du satellite au-dessus de la surface de la Terre

Conclusion :

La vitesse d'un satellite dépend de sa hauteur au-dessus de la surface de la Terre.
La vitesse ne dépend pas de la masse du satellite

Orbites dans le champ gravitationnel Tout corps dans le champ gravitationnel se déplacera le long d'une section conique

En 1679, Isaac Newton a montré que tout corps dans un champ gravitationnel se déplace le long d'une section conique K sections oniques sont formés à l'intersection d'un cône circulaire droit avec un plan. Les sections coniques comprennent des courbes du second ordre : ellipse, parabole et hyperbole,

Comment dessiner une ellipse ? vol interplanétaire

4 octobre 1957.
a été lancé vers la Terre proche
orbite Le premier satellite au monde.

Ce lancement a ouvert l'ère spatiale
dans l'histoire de l'humanité !

Satellites terrestres

4 octobre 1957
Le 1er satellite artificiel de la Terre a été mis en orbite
3 novembre 1957
a lancé le 2ème satellite avec le chien Laika à bord
Le 15 mai 1958, le 3e satellite doté d'équipements scientifiques est lancé
2 janvier 1959 lancement de la station spatiale Luna. Deuxième vitesse spatiale atteinte
Le 12 février 1961, la station interplanétaire automatique "Venera-1" a dépassé les limites de la gravité

Sonde série Pioneer

1978
rechercher
Vénus.

"Pionnier-10"
Sur le fond
Jupiter

Johannes Kepler

(1571–1630)
Astronome allemand.
système héliocentrique.
Gravité et mouvement des corps.

Première loi de Kepler

Chaque planète du système solaire tourne autour d'une ellipse avec le soleil à l'un de ses foyers.

Deuxième loi de Kepler

Chaque planète se déplace dans un plan passant par le centre du Soleil, et en temps égaux le rayon vecteur reliant le Soleil et la planète balaie des secteurs d'aire égale.

Troisième loi de Kepler

Les carrés des périodes de révolution des planètes autour du Soleil sont liés comme les cubes des demi-grands axes des orbites des planètes.

Quelques caractéristiques des planètes Mercure

Poids : 3,3 x 1 023 kg (0,055 masse terrestre)
Diamètre : 4 870 km (0,38 diamètre de la Terre)
Durée du jour : 58,65 jours terrestres
Distance du Soleil : 58 millions de km
Période orbitale : 88 jours terrestres
Vitesse orbitale : 47,9 km/s
Accélération en chute libre : 3,7 m/s2

Vénus

Masse : 4,87 * 1024 kg (0,815 masse terrestre)
Diamètre : 12 100 km (0,949 diamètre de la Terre)
Durée du jour : 243 jours terrestres
Distance du Soleil : 108 millions de km
Période orbitale : 224,7 jours terrestres
Vitesse d'orbite : 35 km/s
Accélération en chute libre : 8,9 m/s2

Terre

Poids : 5.976*1024kg
Diamètre : 12756 km
Durée du jour : 23 heures 56 minutes 4,1 secondes
Distance du Soleil : 150 millions de km
Période orbitale : 365,24219 jours
Vitesse orbitale : 29,8 km/s
Accélération en chute libre : 9,8 m/s2

Mars

Masse : 6,4 * 1 023 kg (0,107 masse terrestre)
Diamètre : 6 670 km (0,53 diamètre de la Terre)
Durée du jour : 24,6229 heures
Distance du Soleil : 228 millions de km
Période orbitale : 687 jours terrestres
Vitesse orbitale : 24,1 km/s
Accélération en chute libre : 3,7 m/s2

Jupiter

Masse : 1,9 * 1027kg (318 fois la masse de la Terre)
Diamètre : 143 760 km (11,2 fois le diamètre de la Terre)
Durée du jour : 9,93 heures
Distance du Soleil : 778 millions de km
Période orbitale : 11,86 ans
Vitesse orbitale : 13,1 km/s
Accélération en chute libre : 25,8 m/s2

Satellites de Jupiter Les plus gros satellites et leurs surfaces Saturne

Masse : 5,68 * 1026kg (95 fois la masse de la Terre)
Diamètre : 120 420 km (9,46 fois le diamètre de la Terre)
Durée du jour : 10,54 heures
Distance du Soleil : 1427 millions de km
Période orbitale : 29,46 ans
Vitesse orbitale : 9,6 km/s
Accélération en chute libre : 11,3 m/s2

Uranus

Poids : 8,7 x 1 025 kg. (14,5 fois la masse de la Terre)
Diamètre : 51 300 km (4 fois le diamètre de la Terre)
Durée du jour : 17,23 heures
Distance du Soleil : 2,86 milliards de km
Période orbitale : 84 ans
Vitesse orbitale : 6,8 km/s
Accélération en chute libre : 9 m/s2

Neptune

Poids : 1*1026kg. (17,2 fois la masse de la Terre)
Diamètre : 49 500 km (3,9 fois le diamètre de la Terre)
Durée du jour : 17,87 heures
Distance du Soleil : 4,5 milliards de km
Période orbitale : 165 ans
Vitesse orbitale : 5,4 km/s
Accélération en chute libre : 11,6 m/s2

Uranus, Neptune, Sirius, Terre, Vénus Mars, Mercure, Lune, Pluton, Haumea planètes naines

Pluton
Makemake
Hauméa (I)
Éris
Cérès

En plus de tourner autour du Soleil, chaque planète tourne autour de son propre axe. planètes telluriques planètes géantes

Jupiter

Neptune

Vénus

Saturne

Mercure

Réfléchissez et décidez !

Combien de fois la période de révolution d'un satellite se déplaçant à une distance de 21 600 km de la surface de la Terre est-elle supérieure à la période de révolution d'un satellite se déplaçant à une distance de 600 km de sa surface ? Le rayon de la Terre est de 6400 km.
De combien de fois le rayon de l'orbite circulaire d'un satellite terrestre artificiel augmentera-t-il si la période de sa révolution est multipliée par 27 ?

Devoirs:

Article 12
№ 7,14
№ 7,18.

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Travaux de recherche scientifique en physique

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Après avoir surmonté la gravité terrestre, la fusée s'est détachée de la Terre ... Et il n'y avait pas de moment plus heureux - Ici, une nouvelle ère a commencé. Pas... le deuxième... Le troisième se sépara, Brûlant dans l'atmosphère sans laisser de trace... Et soudain une étoile volant rapidement apparut au-dessus de la Terre. Et l'Humanité s'est figée dans l'étonnement : Une boule d'argent volant dans le ciel - Une grande création de mains humaines - A été envoyée de la Terre à l'Univers en cadeau !

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Cette année, toute l'humanité progressiste célèbre le 55e anniversaire du lancement du premier satellite terrestre artificiel. Ce fut le premier pas vers l'exploration spatiale.

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Le but de ce travail est : - Familiarisation avec l'histoire de la création du Premier satellite artificiel de la Terre (AES) ; - L'importance du lancement des satellites pour la science et pour l'humanité tout entière.

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L'histoire de la création du premier satellite est liée aux travaux sur la fusée en tant que telle. De plus, il avait une origine allemande à la fois en Union soviétique et aux États-Unis. Les principales réalisations des spécialistes allemands ont été la technologie de production en série de puissants moteurs de fusée à liquide et de systèmes de contrôle de vol.

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Les missiles à un étage ne pouvaient pas satisfaire les militaires - ils avaient besoin d'un missile intercontinental à plusieurs étages capable de livrer une "cargaison" partout dans le monde. Le développement d'une telle fusée a été réalisé au Design Bureau Korolev

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Sergey Pavlovich Korolev 01/12/1907-01/14/1966 Korolev Sergey Pavlovich - concepteur en chef des premiers lanceurs, satellites artificiels de la Terre, vaisseau spatial habité, fondateur de l'astronautique pratique, académicien de l'Académie des sciences de l'URSS (1958), héros of Socialist Labour (1956, 1961), lauréat du prix Lénine (1957), membre du PCUS depuis 1953.

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En 1939, l'un des fondateurs de la cosmonautique pratique dans notre pays, l'associé le plus proche de Sergei Pavlovich Korolev, Mikhail Klavdievich Tikhonravov, a écrit: "Sans exception, tous les travaux dans le domaine de la technologie des fusées conduisent finalement au vol spatial."

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Le groupe de Tikhonravov a développé le concept d'un satellite terrestre artificiel de 1950 à 1954 presque "souterrain". Au premier plan (de gauche à droite) : Vladimir Galkovsky, Gleb Maksimov, Lidia Soldatofva, Mikhail Tikhonravov et Igor Yatsunsky ; en arrière-plan (debout) : Grigory Moskalenko, Oleg Gurko et Igor Bazhinov. (Photo avec l'aimable autorisation d'Asif Siddiqi)

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Bien que le satellite ait été appelé le plus simple, il a été créé pour la première fois, il n'y avait pas d'analogues dans la technologie. Une seule chose a été fixée - une limite de poids (pas plus de 100 kg). Assez rapidement, les concepteurs sont arrivés à la conclusion qu'il était avantageux de le réaliser sous forme de boule. La forme sphérique permettait, avec une surface de coque réduite, d'utiliser au maximum le volume interne.

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À l'intérieur du satellite, ils ont décidé de placer deux émetteurs radio avec une fréquence d'émission de 20,005 et 40,002 MHz. La réception de leurs signaux permettrait aux scientifiques d'étudier les conditions de passage des ondes radio de l'espace vers la Terre. De plus, il était nécessaire de transmettre des informations sur la pression et la température à l'intérieur du satellite.

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A l'aube du 3 octobre 1957, la fusée, amarrée au satellite, est soigneusement retirée du bâtiment d'assemblage et d'essais. Les créateurs du premier complexe spatial au monde se sont promenés à proximité. Et la majeure partie de la fusée avant le lancement était incroyablement belle. Elle était toute étincelante, couverte de givre.

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Le 4 octobre 1957, à 22 h 28, heure de Moscou, l'éclat de lumière le plus brillant a illuminé la steppe nocturne et la fusée s'est envolée avec un rugissement. Sa torche s'est progressivement affaiblie et est rapidement devenue indiscernable sur le fond des corps célestes.

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"Il était petit, ce tout premier satellite artificiel de notre vieille planète, mais ses indicatifs d'appel sonores se sont répandus sur tous les continents et chez tous les peuples comme l'incarnation du rêve le plus audacieux de l'humanité." C. Korolev

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En une heure et demie - un tour du monde, 15 révolutions par jour, et à chaque fois sur une nouvelle route, car le plan de l'orbite du satellite dans l'espace est stationnaire, et la Terre tourne autour de son axe à l'intérieur de cette orbite . Des milliers d'yeux et de radios ont suivi son vol. Et chaque heure de sa vie intéressait les scientifiques.

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Pour la première fois dans l'histoire, des centaines de millions de personnes ont pu observer dans les rayons du soleil levant ou couchant une étoile artificielle se déplaçant dans le ciel sombre, créée non par des dieux, mais par des mains humaines. Et la communauté mondiale a perçu cet événement comme la plus grande réussite scientifique. Pour la première fois, la première vitesse cosmique a été atteinte, calculée par le fondateur de la physique classique et de la loi de la gravitation universelle, l'Anglais Isaac Newton (1643 - 1727).

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Le 1er février 1958, le premier satellite américain "Explorer-1" est lancé en orbite, et un peu plus tard, d'autres pays effectuent des lancements indépendants de satellites : 26 novembre 1965 - France (satellite "A-1"), 29 novembre , 1967 - Australie ("VRESAT- 1"), 11 février 1970 - Japon ("Osumi"), 24 avril 1970 - Chine ("China-1"), 28 octobre 1971 - Grande-Bretagne ("Prospero") .

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Grâce à ces vols, les gens ont commencé à réaliser que l'humanité a une seule maison, une seule planète, et qu'il existe un objectif qui peut unir tous les peuples - l'étude de la Terre au profit de tous. L'espace extra-atmosphérique est devenu une arène de coopération scientifique et la science mondiale s'est enrichie de nouvelles données inestimables.

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Les pionniers de l'astronautique pratique, les créateurs des premiers satellites artificiels de la Terre, ont pu regarder loin devant. Mais même dans ces années-là, ils auraient à peine pu imaginer que leurs petits et simples appareils en termes modernes donneraient lieu à la formation d'un système grandiose.

Le premier satellite artificiel de la Terre Le lancement du premier satellite artificiel de la Terre a eu lieu le 4 octobre 1957. Le monde entier a admiré l'exploit de notre peuple. La date du 4 octobre 1957 est entrée dans l'histoire de la planète comme le début de l'ère spatiale. Depuis, des dizaines de satellites artificiels volent chaque année autour de la Terre.

Les satellites de la Terre artificielle sont largement utilisés pour la recherche scientifique et les tâches appliquées. On distingue les types de satellites suivants : Les satellites astronomiques sont des satellites conçus pour étudier les planètes, les galaxies et d'autres objets spatiaux. Les biosatellites sont des satellites conçus pour mener des expériences scientifiques sur des organismes vivants dans l'espace. Les satellites météorologiques sont des satellites conçus pour transmettre des données dans le but de prévoir le temps, ainsi que pour observer le climat de la Terre. Satellites de navigation Satellites de reconnaissance Satellites de communications Satellites de télécommunications Satellite météorologique GOES-8GOES-8 Navstar-GPS, satellite de deuxième génération

Satellites modernes "Glonass-M" Appartient au ministère de la Défense de la Russie. Il est au stade du redéploiement de la constellation de satellites (l'état optimal de la constellation orbitale de satellites lancés en URSS l'était dans les années). Le système moderne présente certains avantages techniques par rapport au GPS. Développé et conçu à OJSC "Information Satellite Systems" du nom de l'académicien M.F. Reshetnev, Jeleznogorsk

JSC "Information Satellite Systems" du nom de l'académicien M.F. Reshetnev est l'une des principales entreprises de l'industrie spatiale russe. JSC "ISS" possède les technologies du cycle complet de création de complexes spatiaux, de la conception au contrôle des engins spatiaux sur toutes les orbites. Au cours de son activité, l'entreprise a participé à la mise en œuvre de plus de 30 programmes spatiaux dans les domaines des communications, de la télévision, navigation, géodésie et recherche scientifique. Environ 50 types différents d'engins spatiaux hautement fiables ont été conçus, fabriqués et lancés pour être utilisés sur des orbites circulaires basses, circulaires, hautement elliptiques et géostationnaires.

Depuis 40 ans, les engins spatiaux Sphère survolent la Terre, ouvrant au monde l'ère de la géodésie spatiale.Ces satellites assurent la création d'un réseau géodésique sur toute la surface du globe avec une précision de plusieurs mètres. Avec l'aide de la "sphère", la forme et les dimensions de la Terre, les paramètres du champ gravitationnel ont été affinés et un modèle de la Terre a été créé. Sur la base de satellites, un complexe géodésique spatial a été créé. Au total, 18 satellites Sfera ont été lancés. Zeya est devenu le premier vaisseau spatial lancé en orbite terrestre basse depuis le cosmodrome de Svobodny. Il a été créé dans le but d'essais en vol de la technologie de navigation et de contrôle du mouvement des engins spatiaux. À bord du satellite était installé l'équipement de navigation "Terminator C", qui traite les signaux de navigation du vaisseau spatial "Glonass" et du GPS.