«Малые тела Солнечной системы» Спецкурс по астрономии «Малые тела Солнечной системы» Снеткова Юлия Анатольевна

План доклада 1. Актуальность спецкурса 2. Основные цели и задачи курса 3. Структура и содержание курса 4. Основные положения методики преподавания курса

Актуальность спецкурса Одно из самых бурно развивающихся направлений современной астрономии связано с изучением природы малых тел Солнечной системы. Революционный прорыв в течение последних двух десятилетий в этой области связан с: 1)применением новых наземных и орбитальных телескопов с высокой светосилой; 2)прямыми исследованиями данных объектов с помощью космических аппаратов. Наблюдения с помощью новейших наземных и орбитальных телескопов позволили открыть за последние 15 лет: а) тысячи новых астероидов – представителей Главного пояса астероидов; б) второй астероидный пояс – пояс Койпера и несколько тысяч его крупнейших представителей; в) спутники малых планет (двойные и тройные астероиды), изучить их размеры, форму, пространственное распределение. Кроме того, были открыты очень далекие и очень крупные объекты (например, UB313), размеры которых превышали размеры Плутона, что привело к пересмотру устоявшихся мнений, переопределению ряда основных понятий астрономии и введению новых.

Актуальность спецкурса Все большее внимание занимает острая проблема космической безопасности Земли. Задача ликвидации столкновения Земли с малыми космическими телами является одной из главных для специалистов этой области. Так, Национальное агентство космического пространства и аэронавтики США в конце 2006 г. объявило всемирный конкурс на лучший проект, направленный на решение указанной задачи. В настоящее время существует объективная необходимость в изучении природы комет. Данные объекты основную часть времени существования находятся в отдаленных областях Солнечной системы при низких температурах. В недрах комет сохранилась важнейшая информация о процессах, определивших формирование Солнечной системы. Кроме того, кометы являются уникальными естественными зондами для диагностики межпланетной среды, в частности, для изучения межпланетного магнитного поля и солнечного ветра. К сожалению, наземные наблюдения не позволяют получить исчерпывающую информацию о данных объектах. Именно поэтому с середины 80-х годов 20-го столетия началось прямое исследование вещества и структуры малых тел Солнечной системы с помощью автоматических КА.

Миссия Основные задачи Объект исследования International Comet Explorer (ICE) (NASA) ( ) пролет через плазменный хвост кометы 21P/Giacobini- Zinner исследование кометы 26P/Grigg- Skjelerupp Комета 21P/Giacobini- Zinner

Миссия Основные задачи Объект исследования VEGA-1 VEGA-2 GIOTTO SUISEI SAKEGAKI ICE (1986) пролет через кому и плазменную оболочку кометы 1P/Halley, телевизионная съемка ядра исследование физических характеристик ядра кометы 1P/Halley: строение, размеры, температура, оценки его состава и характеристик поверхностного слоя прямые измерения газопылевых потоков исследование спектра инфракрасного излучения внутренней комы Комета 1P/Halley

Миссия Основные задачи Объект исследования NEAR (США) (1996) изучение астероида 433 Эрос телевизионная съемка поверхности астероида Матильда NEAR – первый космический аппарат, совершивший успешную посадку на астероид. Астероид 433 Эрос

Миссия Основные задачи Объект исследования New Millenium DS-1 (NASA) ( ), 150 млн $ проверка новых технологий исследование астероида 9969 Braille исследование кометы 19P/Borrelly Ядро кометы 19P/Borrelly

Миссия Основные задачи Объект исследования StarDust (NASA) ( ), млн $ исследование астероида 5535 Annefrank (фотосъемка) исследование кометы 81P/Wild 2 (определение размеров и плотностей потоков пылевых частиц комы) сбор кометной и межзвездной пыли + доставка на Землю Ядро кометы 81P/Wild 2

Миссия Основные задачи Объект исследования Hayabusa (Япония) ( ) взять пробу грунта с астероида Itokawa и доставить образцы астероиднойго вещества на Землю Астероид Itokawa

Миссия Основные задачи Объект исследования Deep Impact (NASA) (2005) столкновение с ядром кометы 9P/Tempel 1 изучение процесса образования кратера и его последующей эволюции анализ компонентов внутренней части ядра кометы 9P/Tempel 1 Ядро кометы 9P/Tempel 1

Миссия Основные задачи Объект исследования Contour (NASA) ( ), 154 млн $ встреча с кометами 2P/Encke (2003), 73P/Schwassmann- Wachmann 3 (2006), 6P/d'Arrest (2008) высококачественная фотосъемка ядер комет в различных спектрах сбор кометного газа и пыли Комета 2P/Encke Комета 73P/Schwassmann- Wachmann 3

Миссия Основные задачи Объект исследования DIXI (NASA) (2008) исследование кометы 85P/Boethin определение химического состава ядра, изучение кометной активности Орбита кометы 85P/Boethin

Миссия Основные задачи Объект исследования Rosetta (ESA) ( ), 1 млрд $ определение динамических свойств, морфологии поверхности и состава астероидов Steins и Lutetia глобальное исследование ядра кометы 67P/Churyumov- Gerasimenko, определение его динамических свойств, морфологии его поверхности определение хим. и изотоп. составов ядра, изучение кометной активности и процессов взаимодействия пыли и газа прямое измерение массовой плотности ядра Сближение Rosetta с 67P/Churyumov- Gerasimenko

Очевидно, что создание спецкурса по астрономии «Малые тела Солнечной системы» является объективной необходимостью, диктуемой как уровнем развития астрономии науки, так и стремлением повышения уровня астрономического образования в школе.

Основные цели курса 1. Развитие представлений школьников о физической картине мира, расширение, углубление и обобщение знаний о природе изучаемых объектов. 2. Предоставление учащимся возможности удовлетворить индивидуальный интерес к изучению астрономии в процессе познавательной и творческой деятельности при проведении самостоятельных экспериментов и исследований. 3. Создание условий для развития: а) творческого мышления школьников; б) познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей; в) умения ими самостоятельно пополнять и применять свои знания через содержание курса.

Основные задачи курса Общеобразовательные: 1. Формирование систематических знаний по разделу «Малые тела Солнечной системы» 2. Формирование у учащихся умений и навыков 3. Расширение кругозора и формирование научного мировоззрения учащихся

Воспитательные: 1. Воспитание интереса учащихся к объектам изучения астрономии, ее современным проблемам и задачам 2. Патриотическое воспитание при ознакомлении учеников с ролью российской науки и техники в исследовании малых тел средствами астрономии и космонавтики 3. Помощь учащимся в обоснованном выборе профиля дальнейшего обучения и в подготовке к поступлению в ВУЗы

Развивающие: 1. Формирование умений самостоятельно анализировать информацию, выявлять ее логическую структуру, делать выводы и давать собственные прогнозы 2. Развитие навыков у учеников не только решать задачи, предложенные учителем, но и самостоятельно выявлять новые противоречия, ставить задачи, искать возможные пути их решения 3. Развитие познавательных потребностей, памяти, воображения

Структура и содержание курса Современные представления о строении и составе Солнечной системы a)Введение основных понятий физики Солнечной системы; b)краткий обзор основных семейств тел, составляющих Солнечную систему; c)современная классификация тел Солнечной системы, в частности, малых тел, их основные отличительные особенности и общие фундаментальные признаки.

Элементы космогонии Солнечной системы a)Наиболее известные гипотезы образования Солнечной системы - Канта, Лапласа, Джинса, Шмидта - с указанием их основных преимуществ и недостатков; b)современные представления об образовании Солнечной системы.

Астероиды – малые планеты a)Главный пояс астероидов b)Троянцы c)Пояс Койпера

d)Околоземные объекты и потенциально опасные астероиды e)Спутники малых планет f)Химический состав и физические свойства астероидов

Кометы a)Классификация комет, подробное рассмотрение представителей каждого класса, их отличительных особенностей; b)физические и химические свойства кометы и ее составляющих.

c) Потенциально опасные кометы d)Конечная стадия существования комет и их превращение в астероиды

Метеороиды a)Особое внимание уделяется вопросам их происхождения, основным источникам и методам регистрации взаимосвязь астероидов, комет и метеороидов b)Метеорные потоки

c)Болиды. Метеориты

Объекты промежуточного класса a)Краткий обзор основных особенностей тел данного класса Связь между различными классами малых тел Солнечной системы a)Подробный сравнительный анализ основных свойств тел различных классов, установление общих особенностей и закономерностей в развитии; b)построение целостной картины о малых телах каждого класса с учетом многообразия их связей и взаимопревращений. Исследование малых тел Солнечной системы с помощью космических аппаратов

Основные положения методики преподавания курса Комплексный подход при изучении малых тел Солнечной системы: построение подробной картины природы данных тел, установление многообразных связей между отдельными классами тел, выявление общих фундаментальных признаков и индивидуальных особенностей представителей классов Сравнительно-эволюционная направленность курса: историческая хронология событий в развитии малых тел и всей Солнечной системы в целом, установление причинно-следственных связей отдельных событий, построение подробной картины эволюции малых тел

Основные положения методики преподавания курса Использование современных данных о строении, химическом составе и движении малых тел Солнечной системы Учет историко-патриотического акцента при изучении астрономии: достижения отечественных специалистов, многие из которых внесли исключительный вклад в развитие астрономии Рассмотрение современного состояния проблемы астероидной-кометной опасности Использование большого объема практических и лекционных занятий

Спасибо за внимание!