Возрастная категория: 7-9 классы
Техническое обеспечение: презентация (автором не предоставлена), компьютер, медиакомплект, экран.
Цель: Воспитание патриотических чувств учащихся, привитие интереса к истории, физике, биологии, формирование метапредметных компетенций.
Ход мероприятия
Просмотр видеофрагмента «Полет через галактику»
Ведущий 1: Все люди живут под одним и тем же небом. Его красота пробуждает в нас высокие и светлые чувства, дарит радость творческого вдохновения. Его тайны призывают человеческий разум к размышлению, к исследованию физического мира. Понять природу наблюдаемых тел и явлений во Вселенной, дать объяснение их свойствам, узнать, как они возникают и развиваются, люди хотели всегда.
Ведущий 2
В глубины бесконечной дали,
Что мы Вселенною зовём,
Галактик звёздные спирали
Плывут, в величии своём.
В том сил небесных проявленье,
Но мы не в силах их понять.
Отсюда звёзд обожествленье,
Ведь нам фантазий не унять.
Имён из мифов в хороводе
Созвездий, звёзд или планет
Не счесть на нашем небосводе.
А может, боги дарят свет,
Чтоб этой дивной красотою
Воображение будить,
И чтобы лунною тропою
На Землю ночью приходить...
(Богаченко Татьяна.)
Ведущий 1: Они строили картину мира в соответствии с теми данными, которыми располагали. С течением времени картина менялась, потому что появлялись новые факты и новые мысли о сущности наблюдаемых явлений, а главное – появлялась возможность проверить правильность тех или иных идей через наблюдения и измерения, используя достижения смежных с астрономией наук, прежде всего физики. Не всегда изменение взглядов на мир носило характер простого уточнения – иногда это была настоящая революционная ломка старых представлений, как, скажем, утверждение гелиоцентрической системы Коперника или теория относительности Эйнштейна. Но и в эти переломные моменты астрономы сохранили глубокое уважение к трудам своих предшественников, рассматривая их вклад как серьезный и важный этап в общем движении к истине.
Ведущий 2
Зажигает небо витражи
Лампами немыслимых созвездий,
Рассекая испаренья лжи
Тонкими лучами звездных лезвий.
Увлекает небо, как магнит
Увлекает компас бесполезный.
Что-то есть такое, что роднит
Человека с этой звездной бездной.
Можно нас на части разделить,
Можно расщепить на элементы,
Но, чтоб совершенство ощутить,
Лучше обойтись без инструментов.
И тогда падет каскад завес,
Распадутся давящие своды,
И сольется в витраже небес
Образ человека и природы.
(Ю.С.Ефимов)
Ведущий 1: После того как человек изобрел самолет и завоевал небо, людям захотелось подняться еще выше. Одним из первых о полете в космос задумался русский ученый Константин Эдуардович Циолковский. Судьба Циолковского необычайна и интересна. (слайд 1)
«Историк» 1: Рос Константин Эдуардович, как он пишет о себе, "очень смышленым и забавным ребенком". Его в семье любили и отчего-то дали прозвище - Птица. Возможно потому, что, играя с детьми, он любил залезать на крыши, заборы, деревья и частенько прыгал с высоты, чтобы испытать ощущение полета. В десятилетнем возрасте Циолковский заболел скарлатиной с тяжелыми осложнениями, вследствие чего наступила сильная тугоухость, а также, по видимости, кратковременная задержка в умственном развитии.
В школе Циолковский не учился и лишь в 14 лет он сам изучил школьную арифметику, но уже в 17 лет без чьей бы то ни было помощи прошел курс дифференциального и интегрального исчисления и свободно решал задачи по аналитической механике. Надо заметить, все основные технические проекты зародились у Константина Эдуардовича в этот, юношеский период. Именно тогда, размышляя о возможных способах преодоления силы тяжести, он набросал ряд проектов, которые привели впоследствии к революционной идее ракетного двигателя (в 1903 году)Именно он разработал теорию многоступенчатых ракет . ( слайд2)
Ведущий 2
Ещё аэроплан похожим
в те времена глухие был
на птеродактиля без кожи,
на этажерку с парой крыл,
а калужанин крутолобый,
задув в семилинейке свет,
сквозь древний потолок Европы
уже летел в семью планет,
уже, забыв судьбы обиды,
под колдовской напев зимы
рассчитывал всю ночь орбиты,
чтоб в небе не блуждали мы.
И, слыша грохот реактивный,
метеоритный свист ракет,
я вижу дом неприхотливый,
семилинейки сонный свет,
бумаги, абажура тени,
весь домик тот, весь город тот,
откуда начал русский гений
свой ослепительный полёт.
(Николай Грибачев. Циолковский)
«Физик» 1: Ракетой, согласно К. Э. Циолковскому, называется всякий реактивный прибор, который двигается в направлении, противоположном направлению струи, образовавшейся в результате сгорания топлива в специальной камере. В соответствии с третьим законом механики при истечении газов появляется ответная сила, толкающая ракету в противоположном направлении. Эта сила и называется силой тяги двигателей. Именно этот принцип движения позволял ракете достичь скорости, названной позже «первой космической». (слайд3)
Как известно из курса физики, для движения по кругу радиуса R тело должно обладать центростремительным ускорением a=V2 /R, где а – ускорение, V – скорость. Поскольку в данном случае роль центростремительного ускорения играет ускорение силы тяжести, то можно написать: g=V2/R. Отсюда нетрудно определить скорость Vкр , необходимую для кругового движения на расстоянии R от центра Земли: Vкр 2=gR. В приближённых расчётах принимается, что ускорение силы тяжести постоянно и равно 9,81 м/сек2. Скорость тела, движущегося по круговой орбите вблизи земной поверхности, называется круговой или первой космической скоростью и представляет собой ту скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно стало спутником Земли. Первая космическая скорость у поверхности Земли может быть вычислена по приведенной выше формуле для скорости кругового движения, если подставить вместо R величину радиуса Земли (6400 км), а вместо g – ускорение свободного падения тела, равное 9,81 м/сек2. В результате найдём, что первая космическая скорость равна Vкр=7,9км/сек. (слайд4)
«Физик» 2: Основными частями космической ракеты являются: корпус, двигатели, топливные баки с вспомогательными приборами, система управления, стабилизаторы, кабина. В обычной одноступенчатой ракете энергия рабочего тела расходуется не вполне рационально – для разгона не только самой ракеты, но и освободившихся от топлива баков, которые уже сделали своё дело и являются лишним грузом. Созданные по идее Циолковского многоступенчатые ракеты состоят из нескольких ракетных ступеней, которые по мере расхода топлива автоматически или по команде с Земли отделяются от ракеты, освобождая её от бесполезного груза. (слайд5)
«Историк» 2: Идея покорения человеком космоса стала смыслом всей жизни для Сергея Павловича Королева. Он родился 12 января 1907 г. в Житомире в семье учителей. Увлечение авиацией началось еще в детстве.
Ведущий 1:
Первый раз приключилось такое.
Видно, Солнцем, проникся насквозь.
Мне с полярным сияньем цветное
Сновиденье увидеть пришлось.
То стремительным вихрем крученым,
То "короной",то снова "дугой"
С фиолетовым спектром, зеленым
Простиралось оно надо мной.
Удержать бы такие мгновенья.
Но часы просыпаться велят.
Помню только жалел в сновиденье,
Что для съемки не взял аппарат...
(Звёздная дорога. Михаил Светлов)
Ведущий 2: Темой дипломного проекта С. П. Королева было создание легкомоторного самолета. Научным руководителем молодого конструктора был сам Туполев. В начале 1930-х годов Королев стал одним из инициаторов создания Группы изучения реактивного движения (ГИРД), которая разработала и запустила 17 августа 1933 года ракету «ГИРД-09. В сентябре 1933 года на базе Московской организации ГИРД и Ленинградской газодинамической лаборатории (ГДЛ) был создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ, впоследствии - НИИ-3, а затем НИИ-1) во главе с И.Клейменовым, заместителем которого был назначен С. Королев. (слайд6)
«Историк» 1: В 1938 г. по ложному обвинению С. П. Королев был арестован и осужден на 10 лет. Осенью 1940 г. он был переведен в новое место заключения—ЦКБ-29 НКВД СССР, где под руководством А. Н. Туполева принимал активное участие в создании и производстве фронтового бомбардировщика Ту-2 и одновременно разрабатывал проекты управляемой аэроторпеды и нового варианта ракетного перехватчика. С. П. Королев со свойственным ему энтузиазмом отдается идее практического использования ракетных двигателей для усовершенствования авиации: сокращения длины пробега самолета при взлете и повышения скоростных и динамических характеристик самолетов во время воздушного боя.
«Историк» 2: В характере Королева органически уживались способность внушать трепет и быть доступным каждому сотруднику КБ, и его запомнили сотрудники КБ именно таким, хотя очень многим приходилось испытать на себе его крутой нрав. Он не презирал подчиненных за допущенную ошибку, даже не переставал их уважать, а только сердился из-за того, что они оказались хуже, чем он думал, и был при этом убежден, что они действительно остаются способными отвечать за порученное дело, и, что особенно важно, такое убеждение сохранялось у людей, испытавших на себе его гнев. Он мог, например, объявить сотруднику выговор за упущения в работе и в тот же день очень высоко оценивать его научные заслуги в экспертной комиссии по присуждению ученых степеней и говорить о нем очень тепло, как о близком человеке.
«Физик» 1: После окончания войны во второй половине 1945 года Сергей Королев в числе других специалистов был командирован в Германию для изучения немецкой техники. С 1946 года и до конца жизни Сергей Королев был Главным конструктором баллистических ракет дальнего действия, ракетно-космических систем. В середине 1950-х годов в КБ Королева была создана знаменитая Р-7 - двухступенчатая ракета, которая обеспечила достижение первой космической скорости и возможность вывода на околоземную орбиту летательных аппаратов массой в несколько тонн. (слайд 7)
«Историк» 1: Занимаясь созданием баллистических ракет дальнего действия и особенно межконтинентальной ракеты Р-7, Сергей Павлович Королев постоянно возвращался к идее практического освоения космоса. Его мечта приобретала реальные очертания и была близка к осуществлению.
27 мая 1954 года С.П. Королев обратился к Д.Ф. Устинову с докладной запиской "Об искусственном спутнике Земли". При этом высказывалась мысль о том, что "спутник есть неизбежный этап на пути развития ракетной техники, после которого станут возможными межпланетные сообщения". Разработку эскизного проекта искусственного спутника Земли поручили проектному отделу, руководимому С.С. Крюковым. К июлю 1956 года эскизный проект был готов.
«Физик» 2: Первый спутник был невелик: диаметр его — 58 см , вес — 83,6 кг. У него были двухметровые усы - антенны. Внутри находились два радиопередатчика, цель которых – издавать устойчивый радиосигнал. (видеофрагмент 1: запуск первого спутника)
4 октября 1957 г , взлетев ввысь вертикально, свечкой, ракета Р-7 поднялась на двести с лишком километров, постепенно приняла горизонтальное направление и легла на курс. Набрав нужную скорость, она отправила в путь блестящий шар из алюминиевых сплавов — первый в мире искусственный спутник.
8 км в секунду, 28800 км в час! Если в какую-либо минуту спутник был над Австралией, то через 20 минут — над Аляской, еще через 12 минут — над Нью-Йорком, еще через 10 — над Бразилией. За полтора часа - кругосветное путешествие, 15 оборотов в сутки, и всякий раз по новой трассе, потому что плоскость орбиты спутника в пространстве неподвижна, а Земля вращается вокруг своей оси внутри этой орбиты.
«Физик» 1: Впервые на таких высотах работал радиопередатчик. Сигналы его показывали, как проходят радиоволны через верхние наэлектризованные слои атмосферы, позволяли глубже понять их строение. Даже при незначительной плотности воздух оказывает сопротивление, и скорость спутника постепенно снижается. Благодаря этому можно установить, какова плотность атмосферы на различных высотах. Некоторые особенности в движении спутника указывают на неравномерное притяжение Земли. Это позволяет уточнить форму и строение нашей планеты, найти скрытые под Землей тяжелые или легкие массы. (слайд8)
Теоретически тело, летящее над Землей, со скоростью 8 км/сек, не упадет никогда. Но первые спутники не могли летать вечно. Ничтожное сопротивление воздуха со временем затормозило их полет. Они снижались и, влетев в плотные слои воздуха, сгорали и рассыпались. Первый спутник существовал 92 дня (до 4 января 1958г.). За это время он совершил 1440 оборотов, центральный блок работал 60 дней: он наблюдался простым глазом как звезда 1-й величины.
Ведущий 1: Русское слово "спутник" сразу вошло в языки всех народов мира. Аншлаги на первых полосах зарубежных газет тех исторических октябрьских дней 1957 года были полны восхищения подвигом нашей страны. "Величайшая сенсация столетия", "Воплощенная в жизнь сокровенная мечта общества", "Окно во Вселенную открыли Советы", "Эта великая победа является поворотным пунктом в истории цивилизации", "Теснее теперь ясно, что 4 октября 1957 года навечно войдет в анналы истории" - вот некоторые из тогдашних заголовков мировой прессы.
После успешного полета первого искусственного спутника Земли С.П. Королев принял решение начать работу по подготовке к запуску пилотируемого космического аппарата. Легко сказать - принял решение, но каково было это сделать? Ведь никто не знал, как поведут себя в условиях космоса медицинские приборы и живые организмы.
«Биолог»: Вся эволюция земной жизни, биологических процессов проходила в условиях постоянного воздействия гравитационного поля нашей планеты на ее обитателей. В этих условиях протекает она и сейчас. Не было ясного ответа на вопрос, каким образом при длительном действии невесомости будут протекать биологические процессы, начиная с элементарных — синтеза белка, деления клеток, действия ферментов — и кончая сложнейшими физиологическими реакциями. При полете в космическое пространство живые организмы сталкиваются с целым рядом условий и факторов, резко отличных по своим свойствам от условий и факторов биосферы Земли.
Факторы космического полета, которые способны оказать влияние на живые организмы, делят на три группы:
- факторы, связанные с динамикой полета космического корабля: перегрузки, вибрации, шумы, невесомость. Не менее сложна проблема обратной приспособляемости (реадаптации) организма к земному тяготению после длительного пребывания в состоянии невесомости.
- факторы космического пространства. Космическое пространство характеризуется многими особенностями и свойствами, которые не совместимы с требованиями земных организмов к условиям окружающей среды. Это прежде всего почти полное отсутствие газов, входящих в состав атмосферы, высокая интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучения, ослепляющая яркость видимого света Солнца, губительные дозы ионизирующих излучений, своеобразие теплового режима в условиях …
- полет в космическое пространство неизбежно связан с более или менее длительной изоляцией организмов в сравнительно небольших герметизированных кабинах космических кораблей. Ограниченность пространства и свободы движения, монотонность и однообразие обстановки, отсутствие многих привычных для жизни на Земле раздражителей создают совершенно особые условия. Поэтому необходимы специальные исследования физиологии высшей нервной деятельности, устойчивости высокоорганизованных существ, в том числе и человека, к длительной изоляции, сохранения в этих условиях работоспособности.(слайд 9,10)
Ведущий 2: На помощь в решении всех этих проблем пришли собаки.
Началась напряженная работа по конструированию сложной медицинской и радиотелеметрической аппаратуры. Начались новые эксперименты на земле, отбор животных и их обучение. Из 10 собак, прошедших все виды тренировок, отобрали трех, но в итоге было решено послать в полет Лайку. (слайд11)
«Историк» 2: 3 ноября 1957 года второй искусственный спутник с собакой на борту был запущен. Ученые следили за показателями приборов, которые сообщали: после окончания действия перегрузок, с наступлением невесомости двигательная активность Лайки была умеренной, движения - непродолжительными и плавными.
Стало понятно: полет Лайки доказал возможность нахождения высокоорганизованного животного в условиях невесомости и получения информации о состоянии организма на всех этапах орбитального полета.
В эксперименте с Лайкой возвращение животного не было предусмотрено, что очень удручало всех сотрудников института. Один из них, О.Г. Газенко, вспоминал: «Сам по себе запуск и получение информации - все очень здорово. Но когда понимаешь, что нельзя вернуть эту Лайку, что она там погибает и что ты ничего не можешь сделать, и что никто не может ее вернуть, потому что нет системы возвращения, это какое-то очень тяжелое ощущение.».
Ведущий 1: Лайка была жива в течение 4 витков вокруг Земли. Из-за ошибки расчёта площади спутника и отсутствия системы терморегулирования температура за это время поднялась до 40 °C. Собака умерла от перегрева. Сам же спутник совершил 2570 витков вокруг Земли, затем сгорев в атмосфере 4 апреля 1958 года. (слайд 12)
Пресса СССР не сразу осознала значимость события. ТАСС официально сообщила о запуске «Спутника-2» в тот же день, но в статье сначала было перечислено всё научно-исследовательское оборудование и только в конце было написано, что на борту находится собака по кличке Лайка. В западной же прессе это стало сенсацией. В статьях выражали восхищение ею и одновременно переживание. «Самая лохматая, самая одинокая, самая несчастная в мире собака» — так писала «The New York Times» в своём номере от 5 ноября 1957 года.
Ведущий 2: Эксперимент подтвердил, что живое существо может пережить запуск на орбиту и невесомость. Первыми животными, благополучно вернувшимися из орбитального космического полета, были собаки Белка и Стрелка. (слайд13)
19 августа 1960 года ученые и военные медики с нетерпением встречали первых космических путешественников, вернувшихся на Землю, подтвердивших: путь людям к звездам открыт. Счастливые животные радостно повизгивали и ласкались, а все присутствовавшие специалисты на месте приземления контейнера с четвероногими космонавтами не скрывали радости: многолетняя тяжелая работа дала прекрасный результат. Предстояло обобщить полученные данные, внести все необходимые коррективы и... начать этап подготовки первого полета человека в космос.
Ведущий 1: Позднее состоялись запуски еще 3 кораблей-спутников, два из которых прошли успешно, и животные целыми и невредимыми вернулись на Землю. Ученые убедились в надежности космического корабля, что и позволило уже в 1961 году запустить в космос первого человека - Юрия Гагарина.(видеофрагмент2: полет Ю.А.Гагарина)
Так началась космическая эра истории человечества.
Ведущий 2
Полет, как песня, вдохновенный,
Заря космического века...
В груди загадочной вселенной
Забилось сердце человека.
Во мгле космической тобою
Дороги звездные открыты.
Тебя мы нашею мечтою
Все выводили на орбиту.
На подвиг все имеют право,
И каждый жил мечтой одною:
Весь путь от старта и до славы
Плечом к плечу пройти с тобою.
У нас бы выдержали нервы,
Нашлись бы мужество и силы..
Мы верим, что в ракете первой
Нам просто места не хватило!
(Николай Добронравов. Заря космического века)
Литература и источники:
- Академия наук СССР: «Космос-Земле» М.: «Наука», 2010
- Гребеников Е. А. "Межпланетные полёты" М.: "Наука", 1975
- Гэтланд К. "Космическая техника". М.: "Мир", 1986
- Константинов Б. П. "Населённый космос" М.: "Наука", 2001
- Ландсберг Г. С. "Элементарный учебник физики" М.:"Наука", 1983
- Талызин Н.В. «Спутники связи - Земля и Вселенная».М., 2009
- Шаболовский В. А. "Занимательная физика" С.-Пб.:"Тригон", 1997
- Материал с сайта http://space.h1.ru/vostok.htm