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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Cosas de cosmonautas. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. En nuestro tiempo, el vuelo de una nave espacial se considera un lugar común. Y a veces incluso parece extraño que incluso hace cien años la gente solo pudiera soñar con tales vuelos. "En el siglo XVII, apareció la historia del escritor francés Cyrano de Bergerac sobre el vuelo a la luna”, escribe I. A. Minasyan. "El héroe de esta historia llegó a la luna en un carro de hierro, sobre el cual arrojaba una fuerte imán más alto se elevó sobre la Tierra hasta llegar a la Luna.El famoso escritor inglés Herbert Wells describió un viaje fantástico a la Luna en un proyectil, cuyo cuerpo estaba hecho de un material que no estaba sujeto a la gravedad. Se han propuesto varios medios para la implementación de vuelos espaciales, pero ni un solo científico, ni un solo escritor de ciencia ficción durante muchos siglos ha sido capaz de nombrar el único medio a disposición del hombre, con el que puede vencer la poderosa fuerza de la gravedad de la tierra y ser arrastrado al espacio interplanetario. El gran honor de abrir el camino a las estrellas para la gente recayó en la suerte de nuestro compatriota Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky. El modesto maestro Kaluga pudo ver en el conocido cohete de pólvora el prototipo de las poderosas naves espaciales del futuro. Sus ideas todavía sirven y servirán como base para la creación de cohetes y la exploración humana del espacio alrededor del Sol durante mucho tiempo. Han pasado casi dos mil años desde que los inventores de la pólvora, los antiguos chinos, construyeron los primeros cohetes, pero sólo Tsiolkovsky demostró que el único avión capaz de penetrar la atmósfera e incluso abandonar la Tierra para siempre es un cohete. No solo fundamentó los principios generales, sino que también realizó cálculos prácticos detallados, como resultado de lo cual el notable científico llegó a la conclusión de que era necesario crear trenes de cohetes o, como ahora decimos, también cohetes de múltiples etapas. como la necesidad de crear satélites artificiales de la Tierra. Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857–1935) nació en el pueblo de Izhevsk, provincia de Ryazan, en la familia de un guardabosques. A la edad de diez años, Kostya enfermó de escarlatina y perdió la audición. El niño no pudo ir a la escuela y tuvo que estudiar solo. Así es como el propio científico recordó los años de su juventud: "Revisé con curiosidad y comprensión varios de los libros de mi padre sobre ciencias naturales y matemáticas (mi padre fue profesor de estas ciencias en clases de impuestos durante algún tiempo) y ahora me fascina el astrolabio, que mide la distancia a objetos inaccesibles. , tomando planos, determinando alturas. Coloco un altímetro. Con la ayuda de un astrolabio, sin salir de casa, determino la distancia a la torre de bomberos. Encuentro 400 arshins. Voy y lo creo. Resulta que es cierto Entonces creí en el conocimiento teórico ... " Cuando Konstantin tenía dieciséis años, su padre lo envió a Moscú con su amigo N. Fedorov, que trabajaba como bibliotecario en el Museo Rumyantsev. Bajo su liderazgo, Tsiolkovsky estudió mucho y en el otoño de 1879 aprobó el examen para obtener el título de maestro de escuelas públicas. Después de la Navidad de 1880, Tsiolkovsky recibió la noticia de su nombramiento como profesor de aritmética y geometría en la escuela del distrito de Borovsk... Tsiolkovsky trabajó en Borovsk durante varios años y en 1892 fue trasladado a Kaluga. En esta ciudad pasó toda su vida. Aquí enseñó física y matemáticas en el gimnasio y la escuela diocesana, y dedicó todo su tiempo libre al trabajo científico. Al no tener fondos para comprar instrumentos y materiales, hizo todos los modelos y dispositivos para experimentos con sus propias manos. La gama de intereses de Tsiolkovsky era muy amplia. Sin embargo, debido a la falta de educación sistemática, a menudo llegó a los resultados ya conocidos en la ciencia. Así sucedió, por ejemplo, con su primer trabajo científico sobre los problemas de la dinámica de gases. Pero para el segundo trabajo publicado, "La mecánica del organismo animal", Tsiolkovsky fue elegido miembro de pleno derecho de la Sociedad Rusa de Física y Química. Este trabajo obtuvo críticas positivas de los científicos más importantes de la época. Mendeleev и Stoletov. Stoletov presentó a Tsiolkovsky a su alumno Nikolái Zhukovski, después de lo cual Tsiolkovsky comenzó a estudiar la mecánica del vuelo controlado. El científico construyó un túnel de viento primitivo en el ático de su casa, en el que hizo experimentos con modelos de madera. El material que acumuló sirvió de base para el proyecto de un globo controlado. Entonces Tsiolkovsky llamó al dirigible, ya que la palabra en sí aún no se había inventado en ese momento. Tsiolkovsky no solo fue el primero en proponer la idea de un dirigible totalmente metálico, sino que también construyó un modelo funcional. Al mismo tiempo, el científico creó un dispositivo original para el control de vuelo automático de la aeronave, así como un esquema original para regular su fuerza de sustentación. Sin embargo, los funcionarios de la Sociedad Técnica Rusa rechazaron el proyecto de Tsiolkovsky debido al hecho de que el inventor austriaco Schwartz hizo una propuesta similar al mismo tiempo. Sin embargo, Tsiolkovsky logró publicar una descripción de su proyecto en la revista "Scientific Review" y así asegurar la prioridad de esta invención. Después de la aeronave, Tsiolkovsky se dedicó al estudio de la aerodinámica de aeronaves. Estudió en detalle la influencia de la forma del ala en la cantidad de sustentación y dedujo la relación entre la resistencia del aire y la potencia requerida del motor de la aeronave. Estos trabajos fueron utilizados por Zhukovsky para crear la teoría del cálculo del ala. Posteriormente, los intereses de Tsiolkovsky cambiaron a la exploración espacial. En 1903, publicó el libro "Investigations of the World Spaces by Jet Instruments", donde demostró por primera vez que el único aparato capaz de realizar un vuelo espacial es un cohete. Es cierto que Tsiolkovsky carecía de conocimientos matemáticos y no podía dar cálculos detallados de su diseño. Sin embargo, el científico presentó una serie de ideas importantes e interesantes. Aquellos primeros trabajos del científico pasaron casi desapercibidos. La doctrina de una nave espacial a reacción se notó solo cuando comenzó a imprimirse por segunda vez, en 1911-1912, en la conocida revista metropolitana ampliamente difundida y ricamente publicada "Boletín de Aeronáutica". Entonces muchos científicos e ingenieros en el extranjero declararon su prioridad. Pero gracias a los primeros trabajos de Tsiolkovsky, se demostró su prioridad. En este artículo y sus posteriores continuaciones (1911 y 1914), sentó las bases de la teoría de los cohetes y un motor de cohete líquido. Fue el primero en resolver el problema de aterrizar una nave espacial en la superficie de planetas desprovistos de atmósfera. En 1926-1929, Tsiolkovsky resuelve una cuestión práctica: cuánto combustible debe llevarse a un cohete para obtener una velocidad de despegue y abandonar la Tierra. I A. Minasyan: "Tsiolkovsky derivó una fórmula que le permite calcular la velocidad máxima que puede desarrollar un cohete. Esta velocidad máxima alcanzable depende principalmente, por supuesto, de la velocidad de salida de los gases de la tobera del cohete. Y la velocidad de los gases, a su vez, depende principalmente del tipo de combustible y de la temperatura del chorro de gas. A mayor temperatura, mayor velocidad. Esto significa que para un cohete es necesario seleccionar el combustible más alto en calorías que, cuando se quema, genera la mayor cantidad de calor. Pero la velocidad máxima de un cohete depende no sólo de la velocidad de salida de los gases de la boquilla. De la fórmula se deduce que también depende de la masa inicial y final del cohete, es decir, de qué parte de su peso cae sobre el combustible y qué parte, sobre estructuras inútiles (en términos de velocidad de vuelo): cuerpo, mecanismos de control, timones. e incluso la propia cámara de combustión y la boquilla. Esta fórmula de Tsiolkovsky es la base sobre la que se basa todo el cálculo de los cohetes modernos. La relación entre la masa inicial total del avión y su peso al final de la operación del motor (es decir, esencialmente al peso de un cohete vacío ) recibe el nombre de número Tsiolkovsky en honor al gran científico. La principal conclusión de esta fórmula es que en el espacio sin aire el cohete se desarrollará cuanto mayor sea la velocidad, mayor la velocidad de salida de los gases y mayor la relación entre la masa inicial del cohete y su masa final, es decir, mayor el número de Tsiolkovski. Habiendo establecido que el límite de velocidad de un cohete depende de la calidad del combustible y la proporción de masa útil e "inútil", Tsiolkovsky investigó el potencial calorífico de los combustibles en polvo. Sus cálculos mostraron que estos combustibles no podrían proporcionar la temperatura de combustión requerida y, por lo tanto, la velocidad de escape necesaria para vencer la gravedad terrestre. Además, la pólvora suelta ocupa un gran volumen, es necesario aumentar el cuerpo y, en consecuencia, la masa final del cohete. El cálculo muestra que para que un cohete de propulsante líquido con personas desarrolle una velocidad de despegue y realice un vuelo interplanetario, debe consumir combustible cien veces más que el peso del cuerpo del cohete, el motor, los mecanismos, los instrumentos. y pasajeros combinados. De nuevo un obstáculo muy serio. El científico encontró una salida original: un tren cohete, una nave interplanetaria de varias etapas. Se compone de muchos misiles interconectados. En el cohete delantero, además del combustible, hay pasajeros y equipo. Los cohetes funcionan a su vez, dispersando todo el tren. Cuando el combustible de un cohete se agota, se descarga, mientras que los tanques vacíos se retiran y todo el tren se vuelve más liviano. Entonces el segundo cohete comienza a funcionar, y así sucesivamente El cohete delantero, como en una carrera de relevos, recibe la velocidad ganada por todos los cohetes anteriores. Puede parecer que es más rentable hacer tantas etapas de cohetes como sea posible. Sin embargo, los cálculos demuestran de manera convincente que este no es el caso: la velocidad máxima aumenta notablemente hasta tres o cuatro pasos, y luego apenas crece. La velocidad del cohete después de seis etapas permanece prácticamente constante. Es curioso que, al no tener prácticamente instrumentos, Tsiolkovsky calculó que la altura óptima para un vuelo alrededor de la Tierra es un intervalo de trescientos a ochocientos kilómetros sobre la Tierra. Es a estas altitudes donde se realizan los vuelos espaciales modernos. Muchos años antes que sus contemporáneos, el gran científico, utilizando el lenguaje exacto de las matemáticas, mostró por primera vez los caminos del dominio del hombre sobre el espacio exterior e indicó los caminos reales por los que debería ir la técnica de las comunicaciones interplanetarias. Al enterarse de los trabajos de Tsiolkovsky, el científico alemán Hermann Oberth le escribió: "Conociendo su excelente trabajo, podría prescindir de muchos trabajos vanos y hoy habría avanzado mucho más". En 1911, Konstantin Eduardovich pronunció palabras proféticas: "La humanidad no permanecerá para siempre en la Tierra, pero, en la búsqueda de la luz y el espacio, primero penetrará tímidamente más allá de la atmósfera y luego conquistará todo el espacio circunsolar". Hoy todos somos testigos del cumplimiento de esta gran predicción. Autor: Samin D.K.
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