Методика проведения внеклассного занятия
"История космонавтики"
Цель: формирование знаний об истории космонавтики.
Задачи обучения:
Общеобразовательные: формирование понятий: - о теоретических и практических предпосылках космонавтических исследований;
- о связи космонавтики с естественно-математическими науками и с техникой;
- о практическом применении средств космонавтики в науке, технике, культуре, промышленности и сельском хозяйстве;
- о средствах космонавтики: космических летательных аппаратах (КЛА), ракетоносителях (РН), искусственных спутниках Земли (ИСЗ); космических кораблях (КК), орбитальных станциях (ОС), автоматических межпланетных станциях (АМС);
- об истории космических исследований в России и за рубежом.
Воспитательные: формирование научного мировоззрения учащихся в ходе знакомства с историей человеческого познания. Патриотическое воспитание при ознакомлении с выдающейся ролью российской науки и техники в развитии космонавтики. Политехническое образование и трудовое воспитание при изложении сведений о практическом применении космонавтики.
Развивающие: формирование умений готовить доклады и сообщения, решать задачи на применение законов движения космических тел, формул космических скоростей и формулы Циолковского к описанию движения КЛА.
Ученики должны знать:
- о космонавтике (предмете, задаче и методах космонавтических исследований, связи ее с другими науками, основных этапах истории космонавтики и ученых, внесших наибольший вклад в ее развитие);
- о практическом применении средств космонавтики в науке, технике, культуре, промышленности и сельском хозяйстве;
- о средствах космонавтики: основных типах КЛА, их устройстве и характеристиках;
- об основных типах ракетных двигателей, их устройстве и характеристиках
- формулу Циолковского, формулы и значения I, II, III космических скоростей (для Земли);
- о траекториях полета КЛА и связи между формой их орбит и скоростью движения.
Ученики должны уметь: выступать с докладами и сообщениями, решать задачи на применение формулы Циолковского и законов движения космических тел для расчета движения КЛА.
Наглядные пособия и демонстрации:
Диафильмы: "Советские искусственные спутники Земли"; "Элементы механики космических полетов".
Кинофильмы: "Искусственные спутники Земли"; "Успехи СССР в освоении космоса"; "Космические полеты"; фрагменты видеофильма "Цель – Луна" (США).
Таблицы: "Космические полеты"; "Космические исследования".
Приборы и инструменты: прибор для демонстрации движения ИСЗ.
Задание на дом: повторить материал учебников:
- Б.А. Воронцов-Вельяминова: §§ 8-13;
- Е.П. Левитана: §§ 7-11;
- А.В. Засова, Э.В. Кононовича: §§ 7-11;
подготовиться к контрольной работе. План урока Этапы урокаСодержаниеВремя, мин
1 Актуализация темы занятия3
2 Выступления учащихся с докладами и сообщениями по истории космонавтики25-30
3 Просмотр диа-, кино- и видеофильмов. Обсуждение увиденного30-40
4 Обобщение увиденного и услышанного, подведение итогов урока5-7

Методика изложения материала
Знакомство с теоретическими и практическими основами космонавтики лишь на одном урока и перенесение материала по истории космонавтики на внеклассное занятие обусловлено тем, что современные программы по астрономии средней школы не предусматривает изучения данного материала в объеме, превышающем отдельный раздел отдельного параграфа учебника. Сведения по космонавтике имеют огромное значение для формирования научного мировоззрения и научной картины мира в сознании учащихся и особенно для их патриотического воспитания.
Темы для докладов и сообщений сообщаются учащимся заранее, за неделю или две до проведения мероприятия. Выбор делают сами школьники. Желательно, чтобы доклады на 5-7 минут подготовило не менее 4-5 учеников, и еще столько же приготовили краткие 1-3 минутные сообщения.
Рекомендуемые темы докладов и сообщений:
1. История возникновения и становления советской космонавтики (о работах К.Э. Циолковского, И.В. Мещерского, Н. И. Кибальчича, Ф.А. Цандлера, С.П. Королева, В.П. Глушко, М.К. Тихонравова и других ученых) – доклад.
2. История становления космонавтики за рубежом – сообщение.
3. Первые космические победы (о запусках первых ИСЗ, АМС и КК) Советского Союза и США - 2 доклада или 1 доклад и сообщение.
4. Искусственные спутники Земли (основные классы ИСЗ, устройство, применение, результаты) – доклад.
5. Космические корабли и орбитальные станции (основные классы, назначение, устройство, история пилотируемых полетов) - доклад о советской программе, сообщение об американской.
6. Практическое применение средств космонавтики в науке, технике, культуре, промышленности и сельском хозяйстве – доклад, сообщения.
7. Исследования Луны беспилотными и пилотируемыми КЛА; первые люди на Луне – доклад.
8. Исследование Солнечной системы при помощи АМС – несколько кратких сообщений исторического характера и о последних запусках.
Доклады иллюстрируются рисунками, схемами, фотографиями; можно сочетать доклад с демонстрацией фильма.
Учитель должен помочь школьникам с литературой, выбором материала, составлением плана выступления. Во время урока ему следует быть готовым помочь выступающему ученику, акцентировать внимание на отдельных моментах его доклада, исправить ошибки, дополнить. Следует разрешить классу комментировать, исправлять и дополнять сообщения и доклады товарищей.
Справочный материал по истории космонавтики приводится ниже.
Началом космической эры считают 4 октября 1957 года, дату запуска первого в мире советского искусственного спутника Земли.
Мысли и мечты о полетах в космос, о непосредственном посещении человеком других небесных тел встречаются уже в трудах древнегреческих мыслителей. В начале нашей эры в Китае были изобретены порох и созданы первые реактивные устройства - ракеты, применявшиеся для подачи сигналов, праздничных фейерверков и лишь отчасти на войне (пугать конницу противника). Известно имя первого изобретателя реактивного летательного аппарата, крупного ученого и первого летчика-испытателя Ван Гу, совершившего в начале XVI века первую, закончившуюся катастрофой попытку пилотируемого ракетного полета. Аппарат Ван Гу представлял собой два соединенных фермой коробчатых воздушных змея с пилотским креслом посередине и 47 пороховыми РДТТ. Сохранились полулегендарные сведения о "виманах" - древнеиндийских летательных аппаратах, рабочим телом которых служила ртуть.
В течение почти 2 000 лет конструкции и способы применения ракет почти не изменились. Мысль о полете человека в космос (на Луну) на многоступенчатой ракете встречается в книге Сирано де Бержерака (XVП в.); в середине XIX века о межпланетных ракетных полетах писал французский фантаст А. Эро.
Появление новых химических материалов и мощных взрывчатых веществ во второй половине XIX века благоприятствовала развитию военного ракетостроения, но великое будущее РД грезилось лишь немногим ученым. В архивах охранного отделения затерялись бумаги Н. И. Кибальчича (1853-81 гг.) - активного деятеля "Народной Воли", приговоренного к смерти за покушение на царя Александра П. Первый российский проект пилотируемого РЛА был разработан в тюрьме в ожидании казни.
В 90-х годах прошлого века безвестный тогда калужский учитель физики и математики Константин Эдуардович Циолковский (1857-1935 гг.) и незаслуженно забытый ныне физик князь И. В. Мещерский (1859-1935 гг.) заложили основы современной ракетной техники и космонавтики.
Впервые К. Э. Циолковский высказал мысль об использовании РД для межпланетных полетов в 1883 году. В 1903 году была опубликована его книга "Исследование мировых пространств реактивными приборами", в которой К.Э. Циолковский впервые вывел законы движения ракеты с изменяющейся массой в космическом пространстве и свою знаменитую "формулу Циолковского": показывающую, что скорость ракеты прямо пропорциональна скорости истечения реактивной струи (удельной тяге РД), обосновал возможность применения РД "для межпланетных сообщений", определил К.П.Д. ракеты, исследовал влияние силы сопротивления воздуха на движение ракеты и т.д. Константин Эдуардович нашел ряд важных инженерных решений конструкций ракет, впервые в мире дал основы теории ЖРД, исследовал элементы их конструкции и различные виды топлива, проблемы организации межпланетных перелетов и перспективы развития космонавтики.
В 1904 году профессор И.В. Мещерский опубликовал основные уравнения ракетодинамики.
В 1921 году Ф.А. Цандлер (1887-1933 гг.), крупный советский ученый и изобретатель, теоретически исследовал различные вопросы устройства РД, космических кораблей и полетов (его работы легли в основу советских и американских "лунных" проектов 60-х годов), пропагандировал и популяризировал идею космических полетов. Другим основоположником мировой теоретической космонавтики был А.И. Шаргея, живший под псевдонимом Ю.В. Кондратюк (1897-1942 гг.). Профессор Н.И. Тихомиров (1860-1930 гг.) создал в Москве первую отечественную исследовательскую и опытно-конструкторскую лабораторию ракетной техники. В 1927 году она была перебазирована в Ленинград под названием ГДЛ (Гидродинамическая лаборатория). В 1932 году в Москве организована ГИРД (Группа исследования реактивного движения) под руководством С.П. Королева. Первые пуски экспериментальных ракет с ЖРД начались в 1933 году. На базе ГДЛ и ГИРД был создан РНИИ (Реактивный НИИ).
За рубежом работы по исследованию реактивного движения были начаты: в 1907 году в США Р. Годдардом (1882-1945 гг.), построившим в 1927 году первую ракету с ЖРД; во Франции 1912 году Р. Эно-Пельтри (1881-1957 гг.); наиболее интенсивные исследования велись в 20-е годы в Германии Г. Ганевиндтом, Г. Обертом, Р. Небелем, К. Риделем, И. Винклером и В. Гоманном.
В 30-е годы под руководством ученых С.П. Королева, В.П. Глушко, М.К. Тихонравова в РНИИ были созданы образцы мирной и боевой ракетной техники; наиболее известны реактивные установки залпового огня "Катюша" (БМ-13 и др.), авиационные реактивные двигатели и ускорители, крылатые ракеты и ракетопланы, исследовательские ракеты с ЖРД и т.д. К сожалению, почти все ученые РНИИ пострадали в конце 30-х годов от сталинских репрессий, многие из них погибли. Это явилось главной причиной того, что многие из разработанных образцов советской реактивной техники (реактивный истребитель, противотанковые ракеты и т.д.) не успели появиться на фронтах Великой Отечественной войны.
Широкое применение реактивной техники во время II мировой войны побудило многие страны формировать работы по ракетной технике. Создание атомного оружия поставило перед военными и учеными задачу создания надежных средств его доставки к цели. Появилось стремление использовать ракеты в мирных целях: для исследования верхних слоев атмосферы, космических лучей и т.д. К концу 50-х годов Советский Союз располагал 3 космодромами: Байконур в Казахстане, Капустин Яр в Поволжье и Плесецк на севере России. В США космодром располагался на мысе Канаверал во Флориде (позднее часть запусков осуществлялась с базы ВВС Вандерберг).
Ведущими ракетными конструкторами в Советском Союзе стали С.П. Королев, В.П. Глушко, В.Н. Челомей. Ведущим ракетным конструктором США стал бывший штурмбаннфюрер СС, создатель баллистических ракет А-4 ("Фау-2") В. фон Браун, вывезенный американскими спецслужбами из Германии после окончания войны.
4 октября 1957 года двухступенчатая РН "Спутник" - мирный вариант первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, совершившей первый успешный полет 21 августа 1957 года (стартовая масса 267 т, тяга РД I ступени 3904000 Н, РД II ступени - 912000 Н; топливо - керосин и жидкий кислород) - впервые в истории вывела на околоземную орбиту с апогеем 947 км искусственный спутник ПС-1 ("простейший спутник") массой 83,6 кг. В его герметичном 58-см шарообразном корпусе помещался радиопередатчик и некоторые приборы. Передавая радиосигналы, ПС-1 за 92 суток 1400 раз облетел вокруг Земли, пролетев расстояние свыше 60 миллионов километров.
Запуск первого в мире ИСЗ стал эпохальным событием. Он наглядно доказывал высокий уровень развития науки и техники в Советском Союзе. Даже в наши дни российская космонавтика продолжает оставаться самой передовой в мире.
Американское правительство восприняло запуск первого в мире ИСЗ "уничтожающим ударом по престижу Соединенных Штатов": факт отставания США от СССР был очевиден всему миру. Президент США Дж. Кеннеди принял решение: "Наша страна должна взять на себя обязательство ещё до истечения нынешнего десятилетия высадить человека на Луне".
3 ноября 1957 года в Советском Союзе состоялся запуск второго ИСЗ массой 508,3 кг. На борту его находилась научная аппаратура и живое существо - собака Лайка. Третий советский ИСЗ (15.5.1958 г.) стал первой комплексной геофизической лабораторией. На борту спутника массой 1327 кг было установлено 12 приборов: для исследования состава и давления верхних слоев атмосферы, магнитного поля, космических лучей, микрометеоритов и т.д. Этот полет заложил основы новой науки - космической физики.
В последующие годы в нашей стране была создана сеть станций слежения, управления полетами и обработки полученной информации. Для решения многочисленных научных и народнохозяйственных задач были созданы спутники серий "Космос", "Протон", "Электрон", "Прогноз", "Ореол". Аналогичные программы были разработаны в США, Франции, Англии, Китае и других странах.
Первым американским спутником стал запущенный 1 февраля 1958 г. "Эксплорер" массой 4,6 кг. Третьей космической державой стала Франция, запустившая собственным РН "Диамант" ИСЗ "Астерикс" массой 42 кг (26.11.1965 г.); четвертой - Япония (10.02.1970 г.); пятой - Китай (24.04.1970 г.); шестой - Великобритания (28.10.1971 г.); седьмой – Индия (18.07.1980 г.); восьмой – Израиль (19.09.1988 г.). В скором времени в число космических держав войдут Бразилия и КНДР. С 4.10.1957 г. до 1.01.2000 г. 4480 запусками РН в космос выведено свыше 4430 космических аппаратов различного назначения 38 государств мира.
12 декабря 1959 года Генеральная Ассамблея ООН учредила комитет по использованию космического пространства в мирных целях. В 1967 году был подписан Договор о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела. В 1969 году запуском ИСЗ "Интеркосмос-1" началась международная программа космических исследований странами СЭВ. В 1975 году было создано Европейское космическое агентство ЕКА (ЕSА), в которое к 2000 г. вошло 14 государств.
Первая в мире автоматическая межпланетная станция "Луна-1" - "Мечта", была запущена 2 января 1959 г. Она впервые развила II космическую скорость, прошла в 6000 км от Луны и стала первым искусственным планетным телом Солнечной системы. "Луна-3" (4.10.1959 г.) впервые сфотографировала невидимую с Земли сторону Луны - так на карте Луны появились море Москвы, море Мечты, кратер Циолковский и другие русские названия и имена.
Почти одновременно с исследованиями Луны советские АМС начали исследования Венеры и Марса: 12.02.1961 г. была запущена АМС "Венера-1" (643 кг); 1.11.1962 г. - АМС "Марс-1" (893,5 кг). Спускаемый аппарат АМС "Венера-3" 1.03.1966 г. совершил посадку на поверхность Венеры. В 1962 году к изучению Венеры присоединились американцы (АМС "Маринер-2").
12 апреля 1961 года в 9 часов 07 минут стартовавшая с космодрома Байконур трехступенчатая ракета-носитель "Восток" вывела на орбиту космический корабль "Восток-1" массой 4725 кг с первым космонавтом Земли Юрием Алексеевичем Гагариным. Во время полета Ю.А. Гагарин проводил научные исследования, наблюдал Землю с высоты 328 км. Совершив виток вокруг Земли, "Восток-1" совершил благополучную посадку... Это был триумф России и всего человечества!
Ввиду малой мощности американских РН, первые полеты американских астронавтов - А. Шепарда (5.06.1961 г.) и В. Гриссома (21.7.1961 г.) были суборбитальными: корабли летели по баллистической траектории и находились в космосе до 15 минут. Первый орбитальный полет КК "Меркурий-Френдшип-7" массой 1,4 т совершил 20 февраля 1962 г. полковник Дж. Гленн.
Стартовавший 6 августа 1961 г. КК "Восток-2" с летчиком-космонавтом Г.С. Титовым в течение суток сделал 17 оборотов вокруг Земли. В августе 1962 года был совершен первый групповой полет П.Р. Поповича и А.Г. Николаева на КК "Восток-3" и "Восток-4". "Восток-6" (июнь 1963 г.) пилотировала первая в мире женщина-космонавт В.В. Терешкова. Программа "Восток" явилась фундаментом космических исследований России: каждый из 6 полетов кораблей "Восток" приносил открытия в науке и технике - астрономии, физике, биологии, медицине. РН "Восток" до сих пор используются для запусков ИСЗ России и других стран.
Дальнейшее развитие космических программ СССР связано с полетами КК "Восход". Модернизированный трехступенчатые РН "Восход" были мощнее и совершеннее РН "Восток". Экипаж "Восхода-1" состоял из 3 космонавтов: пилота В.Н. Комарова, ученого К.П. Федосеева и врача Б.Б. Егорова. Впервые была испытана система мягкой посадки, позволяющая советским кораблям приземляться в любых условиях, на суше и на море (до 80-х годов американские КК могли совершать посадку только на воду). 18 марта 1965 года во время полета КК "Восход-2" летчик-космонавт Алексей Архипович Леонов впервые вышел в открытый космос.
До 1962 года советская космическая программа не выделяла идею пилотируемого полета к Луне из общей программы исследований. Запуск 24 советских АМС серии "Луна" и 8 АМС "Зонд" позволил существенным образом углубить и расширить знания о природе Луны. "Луна-9" (3.02.1966 г.) впервые осуществила мягкую посадку на лунную поверхность. Первыми живыми существами на борту АМС "Зонд-5" в 1968 году облетели Луну черепахи. Образцы лунного грунта были доставлены на Землю АМС "Луна-16", "Луна-20" и "Луна-24" в 1970-76 гг. 17 ноября 1970 г. к научной работе на поверхности Луны приступил управляемый с Земли самоходный аппарат "Луноход-1", проводивший в течении 300 суток подробные научные исследования лунной поверхности на расстоянии свыше 10,5 км. 8 января 1973 г. приступил к работе "Луноход-2": на протяжение 37 км были проведены многочисленные эксперименты, получено свыше 20000 фотографий и т.д.
В США за 6 пилотируемыми полетами "Меркуриев" с 1964 года последовала серия запусков двухместных кораблей "Джемини" массой до 3,5 т. Американские астронавты осваивали полеты на околоземной орбите, совершили выход в открытый космос, отрабатывали сближение и стыковку с автоматической станцией "Аджена". В начале 60-х годов стартовали первые РН серии "Сатурн", разработанные специально для лунной программы США. Первый пилотируемый полет КК "Аполлон" состоялся в октябре 1968 года. Первый удачный запуск американской АМС "Рейнджер-7" к Луне состоялся в 1964 году. В декабре 1968 г. "Аполлон-8" облетел Луну. В ходе полетов КК "Аполлон-9" и "Аполлон-10" астронавты провели "генеральную репетицию" лунной экспедиции. РН "Сатурн-5" была самой мощной из американских: длина её составляла 110 м, стартовая масса 3000 т (из низ 2840 т топлива); она выводила на околоземную орбиту груз до 140 т или 50 т на трассу полета к Луне. Космический корабль "Аполлон" имел длину 17,7 м, массу 43,6 т и состоял из двигателя, баков с топливом, энергетических батарей и небольшого конусообразного спускаемого аппарата, в котором во время полета помещались 3 астронавта. К нему был пристыкован 2-местный лунный экспедиционный модуль (ЛЭМ) - аппарат для высадки экспедиции на Луну.
Перед экипажем "Аполлона-11" Н. Армстронгом. Э. Олдрином и М. Коллинзом стояла главная цель американской космической программы. Старт состоялся 16 июля 1969 года, через 102 часа ЛЭМ "Орел" совершил посадку на Луну в районе Моря Спокойствия. Н. Армстронг и Э. Олдрин ступили на поверхность Луны: "Это небольшой шаг для человека, но огромный скачок для всего человечества" и провели на ней 22 часа за различными исследованиями, установкой научных приборов, сбором образцов грунта и фото- и телесъемкой. Затем "Орел" стартовал, состыковался на орбите с КК "Аполлон", где их ожидал М. Коллинз и благополучно возвратился на Землю.
За период с 16.7.1969 г. по 7.12.1972 г. США осуществили 6 благополучных экспедиций к Луне на КК "Аполлон 12 - 17" (во время полета "Аполлона-13" на его борту произошел взрыв энергетической установки и астронавты лишь чудом вернулись живыми). Во время полетов и на Луне астронавты провели многочисленные научные эксперименты и доставили на Землю около 400 кг лунного грунта. Из-за финансовых трудностей (программа обошлась США в 26 млрд. долларов) и войны во Вьетнаме количество полетов было сокращено.
Работы над советской лунной программой начались лишь в 1964 году в 2 конструкторских бюро С.П. Королева и В.П. Глушко, одновременно разрабатывавших 3 различный проекта ракетоносителей: сверхмощную РН "Н-1", способную выводить на орбиту до 100 т полезного груза, и широко применяемые в наши дни РН "Протон", РН и КК "Союз". Лунная программа "Заря" во многом походила на американскую и предусматривала вначале беспилотный облет Луны, выполненный в 1968-70 гг. КК "Зонд", затем - пилотируемый, и посадку на Луне одноместного ЛЭМ. Была полностью реализована часть программы, предусматривающая предварительные исследования Луны с помощью АМС, созданы и испытаны все технические системы, в том числе лунный модуль, вездеход для космонавтов, лунный скафандр (на 20 кг легче американского). Приступил к тренировкам отряд космонавтов во главе с А.А. Леоновым.
Смерть генерального конструктора С.П. Королева и приход к власти в стране Л.И. Брежнева оборвали развитие многих интереснейших космических программ, первой из которых стала наша лунная программа.
Универсальный, многоцелевой транспортный КК "Союз" предназначался не только для участия в лунной программе, но и для доставки космонавтов на борт орбитальных станций. "Союз" имел массу около 6,6 т, длину до 7,95 м и состоял из орбитального отсека для проведения научных исследований и отдыха космонавтов, спускаемого аппарата с пультом управления, креслами космонавтов, системой жизнеобеспечения и другим оборудованием, и приборно-агрегатного отсека с двигательной установкой. Корабль выводился на орбиту трехступенчатой РН "Союз" длиной 39,3 м массой 310 т (в настоящее время РН "Союз" модернизирована, после чего ее грузоподъемность увеличилась на 1 т).
Первый полет "Союза" состоялся в апреле 1967 г., последний 40-й в 1981 году. В 1979 г. на базе "Союза" был создан усовершенствованный КК "Союз-Т" с усиленной конструкцией корпуса, новыми двигателями и бортовыми системами управления, и запущен первый автоматический вариант "Союза" - грузовой корабль "Прогресс", способный доставлять на орбитальные станции до 2,3 т полезного груза: научную аппаратуру, топливо, запасы воздуха, воды и пищи. К настоящему времени состоялось свыше 50 запусков КК "Прогресс" и "Прогресс-М". Корабли "Союз-Т" совершили 15 полетов. В 1987 году на смену им пришел более совершенный "Союз-ТМ". При его создании особое внимание уделяли повышению надежности корабля и совершивший к нашему времени свыше 40 полетов "Союз-ТМ" признан лучшим в мире транспортным космическим кораблем для обслуживания как российских, так и международных орбитальных станций и в качестве международного спасательного корабля. В начале XXI века их заменит новый модернизированный "Союз ТМА".
60-е годы стали временем начала активного изучения планет Солнечной системы средствами космонавтики: до середины 80-х годов в СССР было запущено 58 АМС. Подробные исследования строения, химического состава, динамики атмосферы и поверхности Венеры с картографированием, изучением химического состава и физико-механических свойств грунта были проведены серией из 16 АМС "Венера" и 4 американскими АМС "Маринер" и "Пионер-Венера". АМС "Вега-1" и "Вега-2" (1986 г.) доставили к Венере посадочные аппараты и аэростатные зонды, изучавшие её атмосферу на высоте 54 км до 46 ч., а затем вместе с АМС ЕСА "Джотто" и АМС Японии "Суйсей" исследовали с пролетной траектории газопылевую оболочку и ядро кометы Галлея.
Марс исследовался 7 советскими АМС "Марс" и 4 американскими АМС "Маринер"; первую мягкую посадку на его поверхность совершил запущенный в 1971 г. аппарат "Марс-2" (4650 кг), но не удалось провести эксперимент с управляемым с Земли марсоходом; наиболее интересные результаты дали экспедиции АМС США "Викинг-1... -2", проведенные в 1976 году. Марс - самая трудная для исследований планета (лишь 50 % запусков и экспериментов с АМС завершаются удачно, тогда как для всех других планет Солнечной системы эта величина составляет 90 %).
В 1973 году к Юпитеру и Сатурну были запущена АМС США "Пионер-11", исследовавшая эти планеты в 1974 и 1979 гг. - первый аппарат, покинувший пределы Солнечной системы.
В 1974-75 гг. АМС США "Маринер-10" исследовал Меркурий.
В 1977 году начался "Большой Тур" - программа исследований планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна АМС США "Вояджер-1" и "Вояджер-2".
История создания орбитальных станций началась в 1971 году, когда РН "Протон" вывела на орбиту станцию "Салют" (один из блоков корабля для пилотируемого облета Марса, намечавшегося С.П. Королевым на середину 70-х годов). Станция "Салют" имела массу около 18,9 т и состояла из рабочего отсека, в котором размещалась система жизнеобеспечения, пульт управления и научная аппаратура; переходного отсека, к которому пристыковывался КК "Союз", и агрегатного отсека с двигателями и запасами топлива. Энергоснабжение обеспечивали солнечные батареи площадью 42 м2 и аккумуляторы. В жилых помещениях поддерживались нормальный состав, давление, температура и влажность атмосферы (американские астронавты дышат почти чистым кислородом при пониженном давлении).
Создание обитаемых орбитальных станций (ОС) было признано одним из приоритетных направлений советской космической программы. В 1973 г. на орбиту был выведен "Салют-2" (он же ОС "Алмаз" оборонно-хозяйственного назначения), в 1974 г. - "Салют-3" и "Салют-4", в 1975 г. - "Салют-5". Самой известной станцией стала запущенная в 1977 году ОС "Салют-6", за 5 лет на ней проработало 27 космонавтов 16 экспедиций, в том числе международных (Чехословакии, Польши, ГДР, Болгарии, Венгрии, Вьетнама, Кубы, Монголии и Румынии). В 1977-78 гг. космонавты Ю.В. Романенко и Г.М. Гречко проработали на ней 96 суток; в 1980 году Л.И. Попов и В.В. Рюмин прожили на ней 185 суток. В апреле 1982 г. на орбите появилась усовершенствованная станция "Салют-7": до 1986 г. на ней проработало 10 экспедиций, 22 космонавта, включая представителей Франции и Индии.
С начала 80-х гг. на орбиту выводятся не имеющие мировых аналогов тяжелые советские ИСЗ с ядерной энергетической установкой.
Кризис американской космической программы был порожден её ограниченностью: единственной целью пилотируемых полетов была Луна, а разработанные специально для этой программы РН "Сатурн" и КК "Аполлон" были мало пригодны для исследования и освоения околоземного космического пространства. США имели лишь одну ОС "Скайлэб", выведенную в космос в 1973 году; КК "Аполлон" доставили на неё 3 экспедиции из 3 астронавтов; наибольшая продолжительность полета составила 84 сутки. В июле 1975 года состоялся совместный советско-американский полет кораблей "Союз-19" и "Аполлон" (программа ЭПАС) и в течение последующих 6 лет - до 1981 года ввода в строй многоразового транспортного космического корабля (МТКК) "Спейс Шаттл" ("Космический Челнок") в США не было ни одного пилотируемого полета.
Разработка МТКК началась почти одновременно в США и СССР в начале 60-х годов. Были разработаны различные модели ракетопланов и "орбитальных самолетов"; некоторые из них - Х-15 и "Хотол" в США; "Буря" и "Спираль" в СССР были испытаны при полетах в верхних слоях атмосферы; спуск с орбиты в автоматическом режиме совершил беспилотный аэрокосмический самолет "Бор-4" ("Космос-1374", 1982 г.). Советский МТКК "Буран" и "Спейс Шаттл" внешне очень похожи друг на друга. Они стартуют в вертикальном положении, короткие крылья служат для посадки. Американский "Челнок" использует собственный двигатель с подачей топлива из навесного бака и 2 навесных ускорителя с РДТТ. "Буран" выводится на орбиту РН "Энергия". Длина "челноков" составляет около 40 м, они способны выводить на околоземные орбиты до 30 т полезного груза и находиться в космосе до 2 недель. Состав экипажа до 7 человек. США имеют в настоящее время 4 МТКК, совершивших в космос в общей сложности свыше 90 полетов.
Угроза "звездных войн" со стороны США заставила создать в Советском Союзе не только орбитальный военный комплекс "Алмаз", но и спроектировать в 80-е годы военный вариант ОС "Мир", укомплектованный орбитальными истребителями с лазерным и ракетным вооружением.
Первый старт самой мощной в мире РН "Энергия", способной выводить на орбиту полезную нагрузку до 100 т, состоялся в 1987 году. "Буран" совершил пока единственный беспилотный полет. Созданные в эпоху "холодной войны" "челноки", несмотря на перспективное будущее МТКК, являются пока дорогостоящими, неэкономичными и ненадежными космическими аппаратами в сравнении с одноразовыми советскими ракетоносителями и не нашли пока применения в российской космонавтике, а США не имеет пока других космических кораблей. Стоимость РН "Протон" составляет около 5 000 000 $, а запуск обходится в 20 миллионов долларов.
История космонавтики знает не только победы. В неё навечно вписаны имена тех, кто не вышел на орбиту, кто не вернулся из полета. 23.3.1961 года во время наземных тренировок погиб В.В. Бондаренко; 27.1.1967 года во время наземных испытания КК "Аполлон" погибли В. Гриссом, Э. Уайт, Р. Чаффи. Смерть помешала совершить полет В. Щеглову, О. Кононенко, Л. Иванову, А. Щукину. В результате неисправности парашютной системы при возвращении на Землю погиб пилотировавший "Союз-1" В.М. Комаров. Разгерметизация спускаемого отсека КК "Союз-11" унесла жизни первого экипажа станции "Салют" Г.Т. Добровольского, В.Н. Волкова, В.И. Пацаева. 28.1.1986 года на 73 секунде полета на высоте 14 км взорвался МТКК "Челленджер": погибли 7 астронавтов, в их числе женщины: исследователь Дж. Резник и учитель К. Маколифф.
В 1986 году началось строительство орбитальной станции "Мир" - базового блока для постройки многоцелевого, действующего свыше 12 лет, пилотируемого комплекса, в состав которого входят специализированные модули "Квант", "Квант-2", "Кристалл", "Спектр" и "Природа". Размеры ОС "Мир" составляли 33´ 29 м, общая масса с двумя пристыкованными КК около 136,5 т (с МТКК "Дискавери" – 248 т). На станции "Мир" до 2000 г. на протяжении 27 длительных экспедиций работали 103 космонавта. Поставлен ряд рекордов по продолжительности полета: космонавт В.В. Поляков проработал на станции 438 суток (8.01.1994 – 22.03. 1995); С.В. Авдеев проработал на ней в течении 3 полетов в общей сложности 748 суток. Из женщин самые длительные полеты совершили Е. Кондакова (169 суток) и Ш. Люсид (188 суток). Было совершено свыше 50 выходов в открытый космос общей продолжительностью свыше 250 ч. Одновременно с основными на станции до месяца работали экипажи 17 международных экипажей: Сирии, Болгарии, Афганистана, Франции, Японии, Великобритании, Австрии, Германии, ЕСА, США, Канады и других государств.
В России близ Владивостока строится новый российский космодром Свободный. Созданы новые РД-0124, усовершенствован РД-180 (закуплены для использования РН США) и не имеющие мировых аналогов ядерный РД-0410 (предназначенный для корабля марсианской экспедиции) и ядерная энергетическая установка "Топаз-М"; РН нового поколения "Союз-2" (до 8,2 т полезной нагрузки), модульных РН серии "Ангара" с ЖРД РД-191М и РД-0120 (полезная нагрузка РН "Ангара-1/2 составляет 2-3,4 т; "Ангара-5" - 21 т; "Ангара-4" - 30-31 т); "Протон-М" (свыше 20 т полезной нагрузки), "Зенит", "Рокот"; конверсионных РН ""Рикша", "Рокот", "Волна", "Штиль", "Стрела"; серия разгонных блоков для АМС (КВРБ и др.); возвращаемая (многоразовая) I ступень универсальной РН "Байкал"; два новых МТКК. Многоцелевая авиационно-космическая система "МАКС" включает в себя самолет-носитель Ан-225 грузоподъемностью 275 т (или, в ближайшей перспективе двухфюзеляжный триплан "Геракл" грузоподъемностью 450 т) и воздушно-космический самолет (ВКС) с внешним топливным баком с массой выводимой полезной нагрузки до 10 т (стоимость выведения ниже 750 $ за 1 кг) и может запускаться с любого крупного аэродрома. Система МАКС может эксплуатироваться в 3 вариантах: с пилотируемым ВКС и внешним топливным баком "МАКС-ОС", грузовым беспилотным кораблем и одноразовым блоком выведения "МАКС-Т" и ВКС многоразового использования "МАКС-М".
Китай планирует в 2001 г. запуск 4-местного пилотируемого китайского КК "Шенчжоу" ("Волшебный корабль" массой 7,6 т, внешне напоминающего КК "Союз") РН "Чанчжен–2F".
Во Франции разработан тяжелый РН "Ариан-5" (полезная нагрузка до 20 т); новые РН и МТТК разрабатываются ЕСА, Францией, Германией, Японией, США ("Дельта-3" с полезной нагрузкой 8,3 т; "Дельта-4" с нагрузкой до 14 т; "Венчестар") и Китаем. Ряд коммерческих фирм в США планирует с 2001 г. проведение "туристических" суборбитальных полетов в космос на борту малых МТКК нового поколения (стоимость билета 100000$); подобные проекты разрабатываются и в России. До 2020 года планируется разработать гибридные РД (жидкий кислород + твердое топливо), создать воздушно-космические самолеты - проекты Х-30 (США), "Хотол" (Великобритания), "Гермес" (Германия), тросовые системы и ударные пушки.
Возобновились исследования Солнечной системы. В 1989 году АМС США "Магеллан" завершил картографирование Венеры, начатое АМС "Венера-15 и -16". В 1990 году для исследования полярных областей Солнца с пролетной траектории с выходом за пределы плоскости эклиптики запущена АМС США "Улисс"; запущенная в 1995 г. АМС США "SONO" исследует Солнце из точки либрации в системы Солнце-Земля. Поверхность Луны исследовалась в 1994 г. АМС США "Клементина" и в 1998 г. - "Лунар Проспектор". К Марсу в 1988 году были запущены АМС СССР "Фобос"; в 1992 году - АМС США "Марс-Обсервер"; в 1996 году - АМС России "Марс-96" - их полеты оказались неудачными, с потерей аппаратов вследствие аварий. В июле 1997 г. на поверхности Марса работал посадочный аппарат АМС США "Марс Пасфайндер"; на орбиту искусственного спутника выведен аппарат "Марс Глобал Сервейер"; в 1998 г. запущена АМС Японии "Нодзоми". Однако следующие запуски американских АМС к Марсу были неудачными: в 1999 году при попытке посадки на поверхность Марса погибли спускаемые аппараты "Марс Клаймит Орбитер" и "Марс Поуле Лэндер". В начале ХХI века Россия, США и ЕSА планируют совместные исследования с доставкой марсианского грунта. С 1990 года исследует Юпитер и его спутники АМС США "Галилей", изучавший с пролетной траектории астероиды Гаспра и Ида в 1991-93 гг. В 1997 году запущен к Сатурну АМС США "Гюйгенс" со спускаемым аппаратом "Кассини" для исследования атмосферы и поверхности Титана (достигнет цели в 2004 г.); АМС США "NEAR" исследовал астероид Эрос. Программы ЕSА "Евромун 2000" и SMART предусматривает новые исследования Луны в 2000-2002 гг. с доставкой образцов лунного грунта; до 2005 г. к исследованиям Луны при помощи собственных АМС планируют присоединиться Япония и Индия. Марсианская программа ЕSА предусматривает в 2003 г. запуск российской РН "Союз" с разгонным блоком "Фрегат" АМС "Марс Экспресс" со спускаемым аппаратом "Бигль-2". Планируется запуск АМС Японии "Muses-C" для доставки на Землю вещества астероида. Программа KRAF США предусматривает подробные исследования кометных ядер. В России разработана программа исследования Плутона. Российско-германская АМС "Интергелиос" будет изучать Солнце с круговой полярной околосолнечной орбиты с расстояния до 20 млн. км.
Однако в настоящее время не только российская, но и мировая космонавтика переживает кризис по причинам не столько экономического, сколько политического характера. Отменен запуск АМС США "Плутон-Койпер Экспресс", запланированный на 2004 год. В 2001 г. в США были закрыты проекты МТКК Х-33, Х-34 и Х-38 - "спасательной шлюпки" для МКС. Реализация проектов национальных ОС - "Мир-2" (Россия) и "Фридом" (США) отодвинута на неопределенное время. Дальнейшее развитие долговременных пилотируемых полетов связано с созданием Международной космической станции "Альфа". Базовый функционально-грузовой блок "Заря" (РФ) и узловой блок "Юнити" (США) выведены на орбиту в конце 1998 году; в 2000 г. с ними состыковался служебный модуль "Звезда" (РФ) и была установлена ферма каркаса Z1. К 2004 г. на МКС массой 470 т будет работать международный экипаж из 7 человек.
С 12.04.1961 г. до 1.01. 2000 г. проведено 230 пилотируемых космических экспедиций: 90 – СССР/РФ и 140 – США. Космический полет совершили свыше 393 человек: 91 российских космонавтов, 247 американских, 55 – из 28 других государств, в том числе 36 женщин. Выполнено 169 выходов в открытый космос: 89 российскими и 80 – американскими космонавтами. А.Я. Соловьев во время 5 экспедиций на ОС "Мир" совершил 16 выходов в открытый космос общей продолжительн