Астрономия на службе человеку

Солнечная энергетика

Астрономия — одна из старейших наук, которая возникла из практических потребностей человечества.

Определение географи­ческих координат мест на поверхности Земли

Определение географических координат необходимо для того, чтобы составить географи­ческую карту. Как кораблю плыть в открытом море по намеченному курсу? Только благодаря знанию координат. Знание координат позволяет найти любой объект на земной поверхности или нанести его на карту или глобус.

Географические координаты (широта и долгота) — величины угловые и измеряются в градусах, они определяют положение точки на поверхности Земли относительно экватора и начального меридиана.

Сфера географических координат

Широта — угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данной точке. Широту параллели обозначают на рамках географических карт, а на глобусе — у пересечений параллелей с меридианами 0° и 180°. Широты изменяются от 0 до 90°. В северном полушарии они называются северными, а в южном — южными.

Долгота — угол, составленный плоскостью начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки. Долготы, отсчитываемые на восток от Гринвичского меридиана, называются восточными, а долготы, отсчитываемые на запад, — западными. Долгота может иметь значения от 0° до 180°. На картах и глобусах долготы чаще всего обозначают у пересечения меридианов с экватором.

Вследствие смещения полюсов смещается и экватор Земли, так как ось вращения перпен­дикулярна к плоскости экватора. Изменяется также и меридиан любого места наблюдения. Эти смещения вызывают изменение координат, т. е. широт и долгот. И хоть такие изменения очень малы, их надо учитывать и исправлять коор­динаты применительно к движению полюса. Значения астрономических и геодезических координат одних и тех же точек отличаются незначительно — в среднем на 60—90 м. На топографических картах линии параллелей и меридианов служат внутренними рамками листов; их широты и долготы подписываются в углах каждого листа. На листах карт на западное полушарие в северо-западном углу рамки помещается надпись: «К западу от Гринвича».

Поправки координат местностей на Земле, учитывающие движение полюсов, получаются из наблюдений на многих обсерваториях зем­ного шара, проводимых специальной органи­зацией, которая называется Службой движе­ния полюсов. Эти поправки нужны также геоде­зии, геофизике, картографии и другим наукам.

Точное время

Время

Во всей нашей земной деятельности большое значение имеет точное время. Вычисление времени восходов и заходов Солнца, продолжительно­сти дня имеет большое практическое значение. Данные о продолжительности дня и сумерек для разных широт нужны при подсчете электро­энергии, необходимой для предприятий, улич­ного освещения и для других целей.

Вычисление приливов и отливов

Правильно вычисленное время приливов и отливов имеет большое значение для обеспечения безопасности мореплава­ния, производства всевозможных строительных работ на побережьях, проведения различных исследований моря и для других целей - нужно знать высоту прилива в данном месте на каж­дый час суток. Эту задачу можно решить астрономи­ческими способами.

Приливы и отливы

Приливы и отливы, периодические колебания уровня воды (подъемы и спады) в акваториях на Земле, обусловлены гравитационным притяжением Луны и Солнца, действующим на вращающуюся Землю. Все крупные акватории, включая океаны, моря и озера, в той или иной степени подвержены приливам и отливам, хотя на озерах они невелики.

Использование энергии солнечных лучей

Есть разные способы использования энергии солнечных лучей.  Солнечная энергетика – это неисчерпаемый источник энергии, она экологически чиста, то есть не производит вредных отходов.

Использование солнечной энергии

Существует много способов получения электричества и тепла из солнечного излучения:

  • фотовольтаика — получение электроэнергии с помощью фотоэлементов;
  • гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах). В качестве особого вида станций гелиотермальной энергетики принято выделять солнечные системы концентрирующего типа. В этих установках энергия солнечных лучей с помощью системы линз и зеркал фокусируется в концентрированный луч солнца. Этот луч солнца используется как источник тепловой энергии для нагрева рабочей жидкости, которая расходуется для электрогенерации по аналогии с обычными ТЭЦ или накапливается для сохранения энергии. Преобразование солнечной энергии в электричество осуществляется с помощью тепловых машин:
    • паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан-бутан, фреоны;
    • двигатель Стирлинга;
  • термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).
  • солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием). Преимущество — запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду.

Использование методов астрономии в различных областях

Иногда чисто теоретические и астрономические исследования при дальней­шем их развитии приобретают важное практи­ческое значение. Характерным примером этому может служить спектральный анализ. Он применяется в криминалистике для расследования улик, найденных на месте преступления. При помощи спектрального анализа были открыты новые элементы: рубидий, цезий и др. При помощи спектрального анализа узнали химический состав Солнца и звезд. Оказалось, что звезды состоят из тех же самых химических элементов, которые имеются и на Земле. Гелий первоначально открыли на Солнце и лишь затем нашли в атмосфере Земли. Название этого элемента напоминает об истории его открытия: слово гелий означает в переводе «солнечный». Благодаря сравнительной простоте и универсальности спектральный анализ является основным методом контроля состава вещества в металлургии, машиностроении, атомной индустрии.   С   помощью спектрального анализа определяют химический состав руд и минералов.

Комплекс для спектрального анализа

Широко используется спектральный анализ и в медицине: для диагностирования, например, для определения инородного вещества в организме человека, для определения процента кислорода в крови больного. Химики используют спектральный анализ для определения состава полимеров и т.д.

Разработка теории космических полетов

Теория космических полетов вытекает из теории движения небесных тел. Для полетов используются астрономические способы ориентировки и расчета. Но человечество стремится побывать на других планетах, поэтому должна быть хорошо известна обстановка, в которой они окажутся. Выяснение всех вопросов, связанных с физической природой других планет — задача астрономов.

Прилунение

Как видно, астрономия на самом деле служит человеку.