«Эффект рогатки», зонды и космические бустеры

Некоторые космические зонды, включая Pioneer 10 и Pioneer 11, чтобы успешно путешествовать по Солнечной системе, используют дополнительные импульсы усиления своего движения, обусловленные действием гравитации. Например, зонд пролетает мимо планеты и в определенный период времени испытывает силу ее притяжения. Планета, обращаясь вокруг Солнца, притягивает зонд к себе. Получается, что часть орбитальной скорости планеты передается зонду, который затем устремляется дальше, как снаряд, выпущенный из катапульты, и ускоренно движется к следующей планете. Это явление, иногда называемое «эффектом рогатки», имеет принципиальное значение, потому что автоматизированный космический зонд не имеет достаточного запаса топлива, чтобы менять курс, путешествуя от одного небесного тела к другому. В первом из экспериментов мы увидим, как проявляется «эффект рогатки». Космические зонды посылают информацию в виде радиосигналов. Их принимают большие параболические антенны на Земле. Второй из экспериментов покажет, почему многие радиоантенны нуждаются именно в такой параболической форме.

Гравитация в качестве бустера

Вам понадобится:

Две толстых книги (примерно одной толщины); лист картона 30 х 60 см; маленький стальной шарик; сильный магнит; скотч; две деревянные палочки длиной по 30 см.

Разместите книги плашмя на столешнице на расстоянии примерно 15 см друг от друга. Сверху на них наложите лист картона. Затем запустите пробный шарик — космический зонд: пусть он катится так, чтобы пересечь пространство на поверхности картонки. Заметьте, что шарик движется плавно на всем протяжении своего пути.

Поместите магнит под картон в пространстве между книгами. Снова запустите шарик, как в прошлый раз. Теперь он притягивается к магниту, обозначающему в данном случае крупную планету, а магнитное поле играет роль гравитации.

Прикрепите скотчем магнит к двум палочкам. Снова запустите шарик так же, как и прежде, но на этот раз потяните магнит за пределы конструкции во время движения шарика. Тот резко ускорит свое движение, следуя за магнитом в точности также, как космический зонд, получивший дополнительный разгон благодаря действию силы притяжения со стороны крупной планеты.

Сделаем антенну-тарелку

Вам понадобится:

Плоская почтовая карточка; карандаш; линейка; ножницы; кусок картона 60 х 100 см; пластилин; 20 х 50 см; полоска гибкого материала с зеркальным покрытием 20 х 50 см; источник света (фонарь).

С помощью линейки и карандаша нарисуйте на карточке девять будущих прорезей. Размер каждой прорези должен составлять 2,5 см х 0,5 мм. Располагаться они должны на равном расстоянии в 5 мм друг от друга.

Аккуратно сделайте ножницами эти прорези в листе картона. Они послужат распределителями светового потока, разбивая его на тонкие лучи, которые будут отражаться от искривленной поверхности антенны.

Положите на столешницу большой кусок толстого картона. На расстоянии в 40 см от одного его края установите на него как на основание меньший по размеру лист картона с прорезями, обращенными вниз. Зафиксируйте его в этом положении пластилином.

Согните гибкую полоску материала с зеркальным покрытием таким образом, чтобы у вас получилась полукруглая антенна. Установите ее, как показано на фотографии, на основании из плотного картона. Затем тоже укрепите пластилином.

Включите фонарь и направьте его таким образом, чтобы свет его проходил через прорези в карточке. Общий световой поток от фонаря будет разбиваться на более тонкие световые лучи, отражаемые затем зеркальной полоской-антенной.

Выключите освещение в комнате. Подвигайте фонарь, добиваясь, чтобы лучи света, отражаемые изогнутым зеркалом, собрались в одно световое пятно, как это и происходит с радиоволнами, концентрируемыми в параболических антеннах.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.

О химии и химиках
  • Чудеса для разминки

    02.02.2017

    Если чего-нибудь не раздобудешь, неважно. Пропусти опыт и переходи к следующему. Но описание пропущенного опыта прочитай: когда-нибудь, при удобном случае, к нему можно и вернуться. Для первого опыта нужны два вещества, которые,... 
    Читать полностью

  • Варим яйцо в бумажной кастрюле

    02.02.2017

    Возьмите лист плотной бумаги, сверните из него колпачок. Стыки проклейте быстросохнущим клеем и скрепите скобами степлера. В эту бумажную емкость налейте воды, положите сырое яйцо. Согните из проволоки держатель (его можно... 
    Читать полностью

  • Свеча из мыла

    02.02.2017

    Когда мы рассуждали о том, почему мыло моет, то упоминали особое устройство его молекулы: «голова» и длинный «хвост», причем «голова» стремится к воде, а «хвост», напротив, от воды отталкивается… Рассмотрим... 
    Читать полностью

  • Главные принципы домашнего физика

    01.02.2017

    Правило первое (самое главное). Сначала демонстрация опыта, потом – его объяснение и применение закона! Именно такая последовательность привлекает максимальное внимание, и вызывает главный вопрос исследователя – «Почему?» Правило... 
    Читать полностью

  • Какие опыты можно провести в домашних условиях?

    31.01.2017

    Выбирая тему, вовсе не обязательно ограничивать себя рамками школьных знаний: можно сделать опыт на любую тему, доступную пониманию и объяснению. Достаточно назвать общеизвестные предпосылки (возможно, о них уже говорили... 
    Читать полностью