VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Оптика для космоса. Сделано в Красногорске
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
МБОУ СОШ №18 школа – новостройка, она открылась 1 сентября 2015 года. Спустя всего пару недель – 17 сентября, в День рождения Великого русского ученого, основоположника теоретической в школе состоялось торжественное открытие музея «История космонавтики» (Приложение №1). Микрорайон «Изумрудные холмы» вырос в городе Красногорске буквально за последние шесть лет. Особенностью микрорайона является его тематическая направленность. Центром жилого массива стала примыкающая к нашей школе Аллея космонавтов. Создание аллеи – музея моделей знаменитых советских космических кораблей под открытым небом – стало откликом на инициативу Алексея Леонова, летчика-космонавта и героя Советского Союза, который пятьдесят лет назад стал первым человеком, вышедшим в открытый космос. Аллея космонавтики тянется через территорию микрорайона с востока на запад, арки символически повторяют траектории орбит космических кораблей.
Возникновение Аллеи космонавтов в городе Красногорске, создание музея. В МБОУ СОШ №18 космической направленности и проекта «Оптика для космоса. Сделано в Красногорске» выбрано неслучайно: Красногорский район Подмосковья тесно связан с историей и сегодняшним днём космонавтики. Здесь с военно-инженерного полигона под поселком Нахабино 17 августа 1933 года был произведен запуск первой жидкостной ракеты ГИРД-9, что считается одним из стартовых событий, положивших начало будущих полетов в космос. Здесь же находится Красногорский оптико-механический завод – старейший советский завод оптический отрасли, выпускающий, в том числе, и космическую оптику, которая использовалась как на околоземной орбите, так и для полётов к другим планетам Солнечной системы. Именно на нем, был произведен оптико-электронный комплекс «Окно» - уникальный комплекс.
Цели исследовательской работы:
Профориентация учащихся;
Расширение деятельности школьного музея. Поиск и вовлечение в орбиту деятельности школьного музея новых заинтересованных лиц и организаций.
Задачи исследовательской работы
Подготовить презентацию
Изучить разрозненные материалы по комплексу «Окно»
Ознакомиться с экспозицией музея «Зенит»
сбор информации в сети Интернет;
Консультация учителя;
Обработка информации;
Основная часть исследования.
«Космическая» история нашего подмосковного города неразрывно связана с Красногорским механическим заводом им.С.А.Зверева. (Приложение 1). Он, как и огромное количество предприятий по всей стране, был включен в целостную систему по разработке новейших средств освоения космического пространства и созданию оборонного космического щита СССР.
Начало 60-х в СССР - это время, когда полным ходом идут работы по созданию ракетной техники, а также по подготовке к запуску Первого искусственного спутника Земли. Разработка ракет больших дальностей в СССР и в США началась с освоения немецкой ракеты Фау-2 (V-2), что было, безусловно, оправданным в связи с отсутствием собственного опыта создания подобных ракет. Были созданы ракеты Р-1 и Р-2. Памятник ракете Р-2 стоит на въезде в г.Королёв, где сегодня находятся: головное предприятие по созданию космических кораблей РКК «Энергия и Центр Управления полётами (ЦУП) им. Ю.А. Гагарина. После первых запусков ракет в околоземное пространство перед наукой и производством была поставлена задача: провести фотографирование земной поверхности с предельной для того времени высоты и по результатам анализа снимков определить области научного и практического использования фотосъемки из космоса. Все началось с эксперимента по выяснению возможности фотографирования земной поверхности с борта ракеты. Для выполнения этой задачи в недавнем прошлом – гирдовец, Сергей Павлович Королев предлагает установить в головной части ракеты два серийных аэрофотоаппарата, запустить ракету и во время ее движения производить фотографирование земной поверхности.
Впервые в истории СССР 16 мая 1957 года фотоаппаратом АФА-39, (Приложение 3) созданным на Красногорском механическом заводе и установленным на геофизической ракете Р-2А, поднятой на высоту 200-220 километров, были получены первые в СССР снимки поверхности Земли.
Создание следующей камеры АФА-Е1- стало настоящим прорывом в изучении спутника Земли – Луны и, в целом, освоения космического пространства. (Приложение 4)
Первые попытки фотографирования Селены, как и вообще все первые космические миссии, носили ярко выраженный характер «космической гонки» между США и СССР. В августе-сентябре 1958 года американцы первыми попытались отснять поверхность Луны с близкого расстояния, отправив в космос первые несовершенные зонды Pioneer.
Увы, из-за неполадок ракетоносителей ни один из этих аппаратов не вышел на расчетную траекторию. Тем не менее, надо полагать, именно информация о подготовке американских миссий послужила мощным стимулом для С.П. Королева и его соратников.
Спустя два года после триумфа первого спутника, утром 4 октября 1959 года в Советском Союзе был произведен запуск автоматической межпланетной станции (АМС) «Луна-3» («изделие Е-2А»). (Приложение 5) Примерно через трое суток, 7 октября, в промежутке между 6:30 и 7:10 по московскому времени станция выполнила фотографирование невидимой стороны Луны и передала снимки по телевизионному каналу на Землю. Все причастные к этому событию смогли внести в свой актив очередную «несомненную победу в космосе»: Советский Союз в шестой раз опередил Соединенные Штаты, запустив вслед за первым спутником, первым животным в космосе, первой тяжелой автоматической лабораторией на орбите, первой искусственной планетой и первым попаданием в соседнее небесное тело первый объект, который смог сфотографировать сторону нашего естественного спутника, навсегда скрытую от прямого человеческого взора. Между тем успех «Луны-3» был далеко не только пропагандистским. За ним стояли основательные научные и инженерные разработки в таких областях, как баллистика космических аппаратов, системы управления, оптика, телекоммуникации, не говоря уже о ракетной технике. Фотоаппарат АФА-Е1 был создан специалистами СКБ-1 Красногорского завода. Легендарный космический полет получил высокую оценку государства.
В 1958-59 годы уровень развития космической техники в СССР был уже настолько высок, что практическая реализация создания спутника фоторазведки был доверена Красногорскому заводу .В то время руководил предприятием Н.М. Егоров. Первый космический фотоаппарат Красногорского завода получил название «Фтор». Он обеспечивал ширину полосы съемки 180 км при высоте полета 200 км. Проект спутника-фоторазведчика получил наименование «Зенит-2». КА «Зенит-2» состоял из аппарата сферической формы («королевский шарик»), в котором устанавливалась фотоаппаратура, и агрегатного отсека, где размещались приборы управления. (Приложение 6)
12 апреля 1961 года – стало переломным в истории освоения космоса. Первый человек, преодолев земное притяжение, оказался на орбите. Когда же ракета с Ю.А. Гагариным взлетела со стартовой площадки, специальные устройство - кинотеодолит КТ-50 , созданное на Красногорском заводе - начало приём данных с борта «Востока-1», все ли в порядке, верна ли траектория полета, какова была траектория падения отработавших ступеней и сброшенного головного обтекателя.
Помимо приборов слежения на предприятии были созданы аппараты, и для ежедневной работы в космосе. Так, 18 марта 1965 года, Алексей Леонов впервые вышел в открытый космос с борта космического корабля «Восход-2». Камера, которой были сделаны первые кадры в открытом космосе, была изготовлена на Красногорском механическом заводе имени С.А. Зверева. (Приложение 7) 17 июля 1975 года произошло ещё одно знаменательное событие в истории космонавтики - стыковка космических кораблей «Союза-19» (СССР) и «Аполлон» (США). На корабле "Союз М" в силу повышенного содержания кислорода (до 40%) впервые в отечественной практике реализуется полный объем работ по обеспечению пожаробезопасности.
На Красногорском механическом заводе разрабатываются специальные смазочные материалы необходимые для безопасной работы плёночной кино- и фотоаппаратуры.
Огромное значение в исследовании космического пространства имеет высокоточное астронавигационное оборудование.
На Красногорском механическом заводе была разработана и изготовлена уникальная высокоточная астрономическая установка (ВАУ) (Приложение 8) для фотографирования космических объектов, определения их координат и орбит. Вес установки достигал 30 тонн.
Прибор и сегодня, спустя полвека после создания, обеспечивает определение текущих координат спутников и космических кораблей с точностью до 2-х секунд и способен фотографировать объекты с яркостью шестнадцатой звездной величины. На высокоточных астрономических установках выполнено более ста тысяч снимков, которые, в частности, составляют Российский каталог геостационарных космических объектов.
Важную работу в космосе выполняет и крупноразмерный высокоразрешающий объектив «Мезон-2А», использующийся при фотографировании земной плоскости с искусственного происхождения спутника Земли.
За всеми достижениями предприятия стоял труд сотен людей: инженеров, технологов, конструкторов. Все они связали свою жизнь подмосковным Красногорском. Их именами которых гордится Красногорск. Николай Михайлович Егоров с 1946 года стоял у истоков организации работы предприятия. Награжден орденами и медалями за заслуги в деле создания и запуска в Советском Союзе Первого в Мире искусственного спутника Земли, аппаратуры гражданского и военного назначения. Память о нём увековечена в нашем городе. Это - улица «Имени Н.П.Егорова» в мкр."Павшинская пойма» и мемориальная доска на доме №12, в котором он жил на улице Пионерской. (Приложение 13)
Особое место в ряду выдающихся горожан принадлежит С.А. Звереву, который внёс особый вклад в организацию разработки и производства оптических приборов для космических кораблей и орбитальных станций. В 1979 году имя С.А. Зверева было присвоено Производственному объединению «Красногорский завод» В 1993 году Оптическим обществом имени Д.С. Рождественского была учреждена медаль С.А. Зверева, как Выдающегося государственного деятеля, внесшего большой вклад в становление и развитие оптической науки и промышленности Советского Союза и России. (Приложение 9)
Космическая аппаратура дистанционного зондирования земли очень важна сегодня. ПАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» для Роскосмоса разработал оптико-электронную аппаратуру «Геотон-Л1» для спутника серии «Ресурс-П», запущенного на орбиту 13 марта 2016 года с космодрома «Байконур». (Приложение 10)
Разрешение устройства позволяет с высокой достоверностью различать и идентифицировать из космоса объекты, величиной 85 см, на расстоянии 475 км от поверхности Земли. На сегодняшний день «Геотон-Л1» является самой точной оптической аппаратурой Российского производства.
28 апреля 2016 года запущена первая в истории космодрома «Восточный» ракета-носитель «Союз-2.1а» с тремя российскими спутниками, в составе которых был космический аппарат «Аист-2Д». (Приложение 11). Специалисты Красногорского завода имени С.А. Зверева (ПАО КМЗ) разработали способ выбора марок стекол для создания радиационно-стойких оптических систем космической аппаратуры. Применение данного метода позволяет оптимизировать конструкцию изделий, в том числе, одновременно снизить их стоимость и повысить качество. Новинка запатентована холдингом «Швабе» (холдинг Госкорпорации Ростех), в состав которого входит ПАО КМЗ. Метод ПАО КМЗ основан на использовании детальных математических моделей кинетики радиационного окрашивания стекол, что обеспечивает высокую точность получаемых результатов. Он был успешно протестирован при расчете радиационной стойкости широкозахватной мультиспектральной оптико-электронной аппаратуры «Аврора».
В 2017 году Красногорский завод им. С.А. Зверева отметил свое 75-летие со дня восстановления завода. В апреле этого же года состоялось торжественное открытие нового Музея истории Красногорского завода.
Кроме того, ПАО КМЗ был выигран конкурс и заключен государственный контракт с Роскосмосом на работы по теме «Разработка технологии изготовления облегченных главных зеркал для перспективных крупногабаритных космических телескопов сверхвысокого разрешения для дистанционного зондирования Земли».
«Оптико-электронный комплекс "Окно". Оптико-электронный комплекс "Окно", разработанный в КБ Красногорского механического завода, предназначен для автоматического обнаружения высокоорбитальных космических объектов на высотах до 40,000 км, определения их орбит, установление класса, предназначения, состояние и национальную принадлежность. (Приложение 12)
По сравнению с традиционными радиолокационными средствами комплекс имеет значительно большую дальность действия и более высокую точность измерения параметров космических объектов, как на геостационарных, так и на высокоэллиптических орбитах.
Помимо военной функции, комплекс способен исполнять сугубо мирную службу: астронома-наблюдателя за объектами не только земного, но и неземного происхождения, например за астероидами, кометами, метеорами, метеоритами и др. Подготовка высококлассных специалистов для работы на таких комплексах, так же , ведется в нашем городе. Центр войсковой части 26302 войск ВКС - является плацдармом является подготовки специалистов для несения службы на объектах наблюдения за околоземным космическим пространством Научная рота Войск воздушно-космической обороны сформирована во исполнение Приказа Министра обороны Российской Федерации № 404 от 28.05.2013 года «Об утверждении положения о научных ротах» и Приказа командующего Войсками воздушно-космической обороны № 80 от 31.05.2013 года «О создании научной роты» на базе центра войсковой части 26302.
Назначение роты – проведение перспективных исследований и разработок в интересах Войск воздушно-космической обороны.
Основными задачами являются:
- участие в научной работе в интересах Войск Воздушно-космической обороны;
- получение научных результатов при решении прикладных задач в интересах Войск воздушно-космической обороны;
- подготовка научных кадров для военно-научного и оборонно-промышленного комплексов Российской Федерации.
Командный состав научной роты сформирован из наиболее подготовленных офицеров, имеющих ученые степени. Проведение научных исследований военнослужащими научной роты в интересах Войск ВКО организовано с использованием научной и лабораторной базы предприятия оборонно-промышленного комплекса ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева». На данном предприятии подготовлены рабочие места, назначены научные руководители и разработаны индивидуальные задания для каждого военнослужащего.
Заключение.
ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» (ОАО «КМЗ») - одна из ведущих компаний РФ в сфере оптического и оптико-электронного приборостроения. Роль этого предприятия невозможно переоценить, в том числе, для жизни города Красногорска. Жизнь огромного количества красногорцев связана заводом. Неслучайно эмблема завода была частью герба города Красногорска, а после реорганизации его в округ, получила отражение и в гербе округа (Приложение 2).
Побывав в музее предприятия (Приложение 14), каждый может познакомиться с космическими страницами Красногорья, увидеть историю страны и города, олицетворенную в металле и стекле. Встречаясь с космонавтами в стенах нашего школьного музея в МБОУ СОШ №18, мы не раз слышали рассказы о том, как работает в экстремальных условиях невесомости надежная красногорская техника. Такие же положительные отзывы оставляли нам и космонавты из бывших социалистических стран – участники программы «Интеркосмос».
Пройдя сложный путь в своем становлении и развитии, пережив сложные времена «перестройки», предприятие продолжает держать свои лидерские позиции в отрасли. Сегодня, как и в недалеком прошлом, наш город, считающийся столицей Подмосковья, остается городом оптиков. Городом, с которым каждый из нас может связать свое профессиональное будущие, реализовать себя, как в научной деятельности, так и на реальном производстве.
Приложения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
.
13.
14.
Список литературы:
2003Н.Г. Завалий .Режим обороны в космосе и на земле: Очерки истории ракетно-космической обороны. Author, Н.Г Завалий. Publisher, Вече,
Родионов Н. И. 40 лет на контроле космоса. М.: ОАО НПК НИИДАР, 2008. 686 с.
Сухов В. В., Клемешов А. С., Жигирева Е. Г., Тучин Е. А. Красногорский район: Учебное пособие для общеобразовательных учреждений М., 2011.256 с.
Интернет-ресурсы:
https://rostec.ru/news/2301/ последнее обращение 04.12.2018
http://shvabe.com/about/company/krasnogorskiy-zavod-im-s-a-zvereva/historiya/ последнее обращение 03.12.2018
http://swiss-rus.ru/companies/technologies/electronics/oao-krasnogorskiy-zavod-im-s-a-zvereva-oao-kmz.html последнее обращение 13.01.2019
http://inkrasnogorsk.ru/novosti/obshchestvo/krasnogorskiy-zavod-im-s-a-zvereva-optimiziroval-konstrukciyu-opticheskih-sistem-kosmicheskoy-apparatury последнее обращение 03.03.2019