НОА 2012, I кръг (общински), 5–12 клас — Задача 7. 1 задача. Далечни космически мисии. (Възрастова група VII-VIII клас)
XV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО АСТРОНОМИЯ — ТЕМА за общинския кръг на олимпиадата по астрономия, 2011/2012 учебна година · 10 т.
Указания (Възрастова група V-VI клас)
Задачите можете да решавате сами вкъщи или да ги обсъждате със съученици и приятели. За решаването на някои от тях ще са ви нужни числени данни, които не са дадени в условията. Ще ви потрябват знания, които не се учат в училище, или пък ще срещнете думи, чието значение може би не знаете. Потърсете необходимата информация в книги, учебници, Интернет. Обърнете се за помощ към вашите учители.
Но все пак имайте предвид: Писмени работи с цели пасажи от текст, копирани от Интернет, преписани буквално от книги или повтарящи се с други писмени работи, ще бъдат анулирани! Писмените работи трябва да са подготвени самостоятелно. В тях всичко прочетено и научено трябва да обясните с ваши оригинални мисли.
Обяснявайте вашите отговори!
Указания (Възрастова група VII-VIII клас)
Задачите можете да решавате сами вкъщи или да ги обсъждате със съученици и приятели. За решаването на някои от тях ще са ви нужни числени данни, които не са дадени в условията. Ще ви потрябват знания, които не се учат в училище, или пък ще срещнете думи, чието значение може би не знаете. Потърсете необходимата информация в книги, учебници, Интернет. Обърнете се за помощ към вашите учители.
Но все пак имайте предвид: Писмени работи с цели пасажи от текст, копирани от Интернет, преписани буквално от книги или повтарящи се с други писмени работи, ще бъдат анулирани! Писмените работи трябва да са подготвени самостоятелно. В тях всичко прочетено и научено трябва да обясните с ваши оригинални мисли.
Обяснявайте вашите отговори!
Указания (Възрастова група IX-X клас)
Задачите можете да решавате сами вкъщи или да ги обсъждате със съученици и приятели. За решаването на някои от тях ще са ви нужни числени данни, които не са дадени в условията. Ще ви потрябват знания, които не се учат в училище, или пък ще срещнете думи, чието значение може би не знаете. Потърсете необходимата информация в книги, учебници, Интернет. Обърнете се за помощ към вашите учители.
Но все пак имайте предвид: Писмени работи с цели пасажи от текст, копирани от Интернет, преписани буквално от книги или повтарящи се с други писмени работи, ще бъдат анулирани! Писмените работи трябва да са подготвени самостоятелно. В тях всичко прочетено и научено трябва да обясните с ваши оригинални мисли.
Обяснявайте вашите отговори!
Указания (Възрастова група XI-XII клас)
Задачите можете да решавате сами вкъщи или да ги обсъждате със съученици и приятели. За решаването на някои от тях ще са ви нужни числени данни, които не са дадени в условията. Ще ви потрябват знания, които не се учат в училище, или пък ще срещнете думи, чието значение може би не знаете. Потърсете необходимата информация в книги, учебници, Интернет. Обърнете се за помощ към вашите учители.
Но все пак имайте предвид: Писмени работи с цели пасажи от текст, копирани от Интернет, преписани буквално от книги или повтарящи се с други писмени работи, ще бъдат анулирани! Писмените работи трябва да са подготвени самостоятелно. В тях всичко прочетено и научено трябва да обясните с ваши оригинални мисли.
Обяснявайте вашите отговори!
Условие
Мечтата ни за далечни пътешествия в космоса все още се осъществява само с автоматични космически станции. Нека проучим колко далеч сме стигнали досега.
• Кои са петте най-отдалечени от Земята космически апарати в настоящия момент?
• Кога са били изстреляни и с каква мисия? Отговорете най-много с по две кратки изречения.
• На какви разстояния от нас се намират тези космически апарати и с какви скорости се движат?
• За колко време, движейки се със своята скорост, най-бързият от тях би изминал разстоянието до най-близката до нас звезда – Проксима от съзвездието Центавър?
Отговори
• Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 11, Pioneer 10 и New Horizons.
• 73500 yr
Voyager 1 (17.3 км/с) би изминал 4.24 светлинни години за около 73 500 години.
Решение
Основните данни за петте най-отдалечени от Земята космически апарати са представени в следващата таблица:
| № | Наименование | Дата на изстрелване | Разстояние от Земята | Скорост |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Voyager 1 | 15 август 1977 г. | 120 AU, km | 17.3 km/s |
| 2 | Voyager 2 | 20 август 1977 г. | 98 AU, km | 15.5 km/s |
| 3 | Pioneer 11 | 6 април 1973 г. | 83 AU, km* | 11.4 km/s |
| 4 | Pioneer 10 | 2 март 1972 г. | 80 AU, km | 12.2 km/s |
| 5 | New Horizons | 19 януари 2006 г. | 23 AU, km | 15.5 km/s |
Забележка: За станцията Pioneer 11 е дадено разстоянието от Слънцето, а не от Земята; за станцията Pioneer 10 са дадени разстоянието и скоростта към датата на прекратяване на връзката с нея през 1995 г.
Станцията Pioneer 10 е първият космически апарат, създаден от хората, който е придобил достатъчно голяма скорост, така че да напусне Слънчевата система. Тя е фотографирала за първи път отблизо Юпитер. Освен изследване на Юпитер, в мисията ѝ са включени изследвания на астероидния пояс, космическите лъчи, магнитното поле на Юпитер и в междупланетното пространство и др.
Станцията Pioneer 11 е първата, фотографирала Сатурн. Тя е изследвала Юпитер, Сатурн, слънчевия вятър, космическите лъчи и др.
Станцията Voyager 1 е прелетяла покрай планетите Юпитер и Сатурн. Станцията Voyager 2 е прелетяла покрай Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Двете станции са предали на Земята огромно количество уникални фотографии на четирите планети гиганти и техните спътници, благодарение на които са направени редица открития, включително и на нови спътници на тези планети. Станциите продължават да получават команди от Земята и да предават данни за далечните предели на Слънчевата система.
Станцията New Horizons е първият космически апарат, който ще прелети покрай Плутон и ще предаде фотографии на самия Плутон и на трите му спътника, известни досега. След изпълнението на тази мисия, при възможност апаратът ще бъде насочен към изучаване на други обекти от пояса на Kuiper.
Най-бързият от изброените космически апарати е Voyager 1, а също и най-отдалеченият, както се оказва. Разстоянието от нас до най-близката звезда – Проксима от съзвездието Центавър – е около 4.24 светлинни години. Светлинната година е разстоянието, което светлината изминава за една година. Скоростта на светлината е приблизително 300 000 км/с и следователно:
1 светлинна година = 300 000 км/с × 365.25 дни × 24 часа × 60 минути × 60 секунди ≈
≈ км
Разстоянието до звездата Проксима от Центавър в километри е:
4.24 св. години × км ≈ км
Със скоростта на Voyager 1 – 17.3 км/с – такова разстояние може да се измине за време:
км / 17.3 км/с ≈ с ≈ 73 500 години
Този резултат ни показва колко огромни са разстоянията дори и до най-близките звезди и колко дълъг път още трябва да извърви в технологичното си развитие нашата цивилизация, за да станат реалност мечтите за междузвездни пътешествия.
Критерии за оценяване (общо 10 т.):
За посочване на петте най-отдалечени станции – 1 т.
За датите на изстрелване и кратко описание на мисиите на станциите – 3 т.
За информация за разстоянията да станциите и техните скорости – 3 т.
За пресмятане на времето за достигане до най-близката звезда – 3 т.
Бележка след задачите (Възрастова група V-VI клас)
Разгледайте страницата на олимпиадата в Интернет: http://astro-olymp.org
В нея ще видите изображенията в тези задачи с много по-добро качество, отколкото на напечатаните на лист текстове.
Можете да видите и задачите за всички кръгове на последните няколко астрономически олимпиади, заедно с техните решения. В раздела, наречен “Пищов” има информация, която ще ви помогне да решавате астрономически задачи. Засега тази информация е изложена във вид, който е подходящ повече за учениците от VII до XII клас.
Решенията на задачите предайте на вашите учители по предмета „Човекът и природата”.
Краен срок за предаване на решенията – 10 януари 2012 г.
Бележка след задачите (Възрастова група VII-VIII клас)
Разгледайте страницата на олимпиадата в Интернет: http://astro-olymp.org
В нея ще видите изображенията в тези задачи с много по-добро качество, отколкото на напечатаните на лист текстове.
Можете да видите и задачите за всички кръгове на последните няколко астрономически олимпиади, заедно с техните решения. В раздела, наречен “Пищов” има информация, която ще ви помогне да решавате астрономически задачи. Засега тази информация е изложена във вид, който е подходящ повече за учениците от VII до XII клас.
Решенията на задачите предайте на вашите учители по предмета „Физика и астрономия”.
Краен срок за предаване на решенията – 10 януари 2012 г.
Бележка след задачите (Възрастова група IX-X клас)
Разгледайте страницата на олимпиадата в Интернет: http://astro-olymp.org
В нея ще видите изображенията в тези задачи с много по-добро качество, отколкото на напечатаните на лист текстове.
Можете да видите и задачите за всички кръгове на последните няколко астрономически олимпиади, заедно с техните решения. В раздела, наречен “Пищов” има информация, която ще ви помогне да решавате астрономически задачи. Засега тази информация е изложена във вид, който е подходящ повече за учениците от VII до XII клас.
Решенията на задачите предайте на вашите учители по предмета „Физика и астрономия”.
Краен срок за предаване на решенията – 10 януари 2012 г.
Бележка след задачите (Възрастова група XI-XII клас)
Разгледайте страницата на олимпиадата в Интернет: http://astro-olymp.org
В нея ще видите изображенията в тези задачи с много по-добро качество, отколкото на напечатаните на лист текстове.
Можете да видите и задачите за всички кръгове на последните няколко астрономически олимпиади, заедно с техните решения. В раздела, наречен “Пищов” има информация, която ще ви помогне да решавате астрономически задачи. Засега тази информация е изложена във вид, който е подходящ повече за учениците от VII до XII клас.
Решенията на задачите предайте на вашите учители по предмета „Физика и астрономия”.
Краен срок за предаване на решенията – 10 януари 2012 г.