Космос — мечта многих. Дети имеют реальный шанс оставить свой след на Марсе, и пришло время к этому подготовиться. Этот курс поможет понять основы космонавтики. В семи блоках собраны сотни фактов о ракетах, кометах, галактиках, чёрных дырах, невесомости и внеземной жизни.
Ракета: принцип полёта
Преодолеть земное притяжение, особенно мощное у крупных планет, невозможно простым прыжком. Ракета — решение этой проблемы. «Восток», «Сатурн», Starship Илона Маска — все они работают по одному принципу: для движения вперёд нужно отбросить что-то назад. Ракета отталкивается от собственного топлива, сгорающего и выбрасываемого с огромной скоростью.
Для горения нужны топливо, кислород и тепло. В космосе кислорода нет, поэтому его берут с собой. Ракета состоит из полезного груза (спутник или корабль), топливного бака и бака с кислородом. Носовой обтекатель уменьшает трение о воздух, «крылья» обеспечивают устойчивость полёта.
Сначала ракета летит вертикально, затем наклоняется, становясь параллельной земле. Задача — не только подняться высоко, но и разогнаться. Первая космическая скорость позволяет вращаться вокруг планеты, не падая. Для поддержания орбиты необходимо постоянное движение. Пустые баки сбрасываются для уменьшения веса. Современные ракеты проектируются для повторного использования.
Невесомость на МКС
Международная космическая станция (МКС) постоянно «падает» на Землю, но пролетает за горизонт, продолжая вращение. Внутри МКС — невесомость: отсутствие силы тяжести. Предметы и люди невесят. Это необычное состояние: предметы летают, ударяются о стены. МКС покрыта липучками для фиксации мелких предметов.
Пролитая вода собирается в шарик. Слезы не капают, а образуют пленку. Огонь тоже становится шариком из-за отсутствия перемешивания воздуха без вентиляции. Вентиляция необходима для предотвращения накопления углекислого газа. В невесомости проявляется эффект Джанибекова: вращающиеся предметы сами переворачиваются.
В невесомости рост космонавтов увеличивается на несколько сантиметров из-за отсутствия давления на позвоночник. По возвращении на Землю они с трудом стоят на ногах. Космические корабли будущего могут иметь форму бубликов для создания искусственной гравитации.
Жизнь и быт космонавтов
Невесомость — необычное ощущение: жидкости в теле колышутся, тело постоянно движется. Космонавты работают, проводят эксперименты, дают уроки. Любая крошка опасна. Раньше еда была в тюбиках, теперь — разнообразнее, но без крошек. Вместо хлеба — лепешки. Еда поддерживает здоровье, так как в космосе мышцы атрофируются.
Космонавты занимаются спортом не менее двух часов в день. Душа нет, космонавты вытираются полотенцами. Туалет оснащён пылесосами для сбора отходов. Жидкость фильтруется и используется повторно. Вода добывается из мочи, дыхания и пота. Космонавты спят в спальных мешках, пристёгнувшись к стенкам.
Метеориты и кометы
«Падающие звёзды» — это метеоры: маленькие камни и песчинки, сгорающие в атмосфере. Метеориты — это камни, долетевшие до Земли. Большая часть сгорает, оставляя яркий след. Метеорный дождь (например, Персеиды) — явление, когда Земля проходит через поток метеороидов, оставленных кометой.
Кометы — огромные «снежки» из замерзшей воды и пыли. Подлетая к Солнцу, они тают, образуя хвост из газа и пыли. Астероиды — огромные глыбы, не ставшие планетами. Падение крупного астероида, возможно, положило конец эпохе динозавров.
Наше место во Вселенной
Солнечная система включает облако Оорта — огромные неосвещённые окраины с обломками. Солнце вращается вокруг центра галактики Млечный Путь. Наша галактика — спираль, мы находимся в рукаве Ориона. Галактики объединяются в группы и скопления. Вселенная — огромная сеть галактических нитей и пустот.
Наш адрес во Вселенной: комплекс сверхскоплений Рыбы-Кит, сверхскопление Девы, Местная группа галактик, галактика Млечный Путь, рукав Ориона, Солнечная система, планета Земля. По таким адресам можно находить интересные объекты, например, квазары.
Экстремальные объекты Вселенной
Сверхновые — самые мощные взрывы во Вселенной, происходящие при смерти больших звёзд. Остатки могут превратиться в нейтронные звёзды (очень маленькие, но очень тяжёлые) или чёрные дыры. Чёрные дыры — объекты, поглощающие всё, даже свет. Внутри — сингулярность, где пространство и время теряют смысл.
Огромные чёрные дыры находятся в центрах многих галактик. Квазары — самые прожорливые чёрные дыры, выбрасывающие вещество в виде струй. Существуют также странные звёзды, состоящие из странной материи, которая при контакте с обычным веществом превращает его в странную материю.
Внеземная жизнь
Жизнь на Земле зародилась в экстремальных условиях: вулканическая активность, кислотные дожди, отсутствие кислорода. Первые живые существа могли появиться в «чёрных курильщиках» — местах на дне океана, где из глубин земли вырываются необходимые для жизни вещества и тепло. Возможно, жизнь зародилась из веществ, занесённых кометами. Внеземная жизнь может быть устроена иначе и выглядеть совсем не так, как мы себе её представляем.