Просто космос: Задачи о межпланетных путешествиях - Владимир Георгиевич Сурдин

Не удивляйтесь, это действительно очень простые задачи. И если вы не сможете сразу дать ответ, значит, азы астрономии вам еще предстоит изучить. Следующие главы в этом помогут. А пока давайте поговорим о самой астрономии.

Астрономия – катализатор любознательности

В отличие от животных с развитым мозгом и лишь зачатками интеллекта, человек обладает повышенной любознательностью. Под словом «любознательность» подразумевается не мотивированное материальной выгодой желание узнать и понять что-то новое, то есть любовь к знанию как таковому. Не выделяясь среди других существ ни физической силой, ни высоким развитием органов чувств, ни механизмами адаптации, человек стал безусловным лидером и полновластным хозяином планеты именно благодаря своей гипертрофированной любознательности.

Именно она порой побуждает нас к рискованным поступкам: кругосветным путешествиям, покорению горных вершин и морских глубин, биологическим и медицинским экспериментам на себе, работе с ядовитыми и радиоактивными веществами, космическим полетам и разведке глубоких пещер. Несмотря на то что это бывает смертельно опасно для самих исследователей, их тяга к неизведанному движет цивилизацию вперед.

В детские годы любознательность присуща каждому, но по мере взросления ее вытесняет привычка. В зрелом возрасте далеко не у всех сохраняется потребность узнавать новое об окружающем мире. В авангарде любознательной части человечества идут ученые. Однако современная наука стала узкоспециализированной. Как ни странно, это подавляет любознательность исследователя, нередко превращая научную работу в рутину. Как же быть? Что в нашу эпоху может поддержать интерес к творческому исследованию природы? Я уверен: большую роль в этом способна сыграть астрономия.

В детстве любой человек приобретает первоначальные астрономические знания. Но с систематическим изучением этой науки в школе в нашей стране происходят странные перемены. В СССР астрономия как самостоятельный предмет школьной программы существовала с 1932 г. Она завершала курс естественных наук и была призвана сформировать целостный материалистический взгляд на природу, противоположный религиозному.

Однако с 1993 г. астрономия стала исчезать из школьной программы, сохранившись лишь в качестве предмета по выбору или факультатива. Причины этого достаточно очевидны: школа искала часы для более «полезных» предметов экономического, юридического и патриотического толка. Не последнюю роль сыграла и конкуренция атеистического и религиозного взглядов на природу, поскольку идеология нашей страны переориентировалась с коммунистической на церковную.

В течение четверти века астрономия отсутствовала в числе обязательных школьных предметов, но в 2017 г. ее реабилитировали и восстановили в правах. О причинах этого прямо не говорили, но можно догадываться, что на решение повлияли возникший в стране дефицит инженеров и перепроизводство юристов и банкиров. А о наших проблемах в космонавтике мне даже неудобно напоминать.

На несколько лет астрономия вновь стала обязательной школьной дисциплиной (сравнительно небольшого объема – 35 учебных часов), равноправной с другими естественно-научными предметами: физикой, химией, биологией, географией и математикой. Это было отрадно, поскольку во всех развитых странах знание астрономии считается непременной частью культуры современного человека. Тем более это важно для престижа нашей страны – родины космонавтики.

Но после «возрождения» у школьной астрономии оставалось много проблем: устаревшие учебники, слабая подготовка учителей, отсутствие необходимых пособий. Часть из них была быстро решена энтузиастами – преподавателями вузов и сильными школьными учителями. Но в массе своей учителя физики – а именно на них обычно возлагалась задача преподавания астрономии – не проявили заметного желания вновь изучать давно позабытый ими предмет. Поэтому через несколько лет астрономия в школе начала «уходить в подполье». Отведенное на нее время учителя стали использовать для натаскивания учеников на сдачу ЕГЭ по физике. Фактически астрономия остается самостоятельным предметом только в сильных школах и лицеях, где трудятся учителя высокой квалификации.

Официально астрономия перестала быть отдельным предметом в соответствии с приказом Министерства просвещения России от 12 августа 2022 г. № 732, в котором сформулирован новый стандарт среднего общего образования. В целом этот приказ ориентирует школу на развитие патриотизма, а элементы астрономических знаний вводятся в курс физики.

Важно, что и настроение самих учеников в выпускном, 11-м классе не способствует изучению астрономии. К моменту окончания школы интересы ребят уже сформированы. Есть естественники, технари и гуманитарии, и все без исключения озабочены подготовкой к поступлению в вуз. Многие занимаются с репетиторами, в роли которых зачастую выступают сами школьные учителя. И у педагогов, и у их учеников чисто экономический расчет вытесняет абстрактное желание знакомиться с устройством Вселенной.

Опытные учителя и здравомыслящие родители согласны в том, что основы астрономии нужно преподавать раньше – в возрасте любознательности, когда формируется кругозор ребенка. Ведь астрономия – это наука не только о звездах, но и обо всей Вселенной. Поэтому недавно были изданы пособия по основам астрономии для учеников 3–7-х классов, с благодарностью принятые в продвинутых школах (см. Литературу). А более сложные разделы этой науки, тесно связанные с математикой и физикой, нашли свое место в современных учебниках физики.

Ясно, что в любом деле нужен баланс. С одной стороны, «специалист подобен флюсу», с другой – «никто не обнимет необъятного» (Козьма Прутков). С появлением интернета особенно актуальным стало качество информации. Мозг неподготовленного человека переполняется информационным мусором, который отнимает время и не приносит новых знаний. Как сказал все тот же великий мыслитель, «всякая человеческая голова подобна желудку: одна переваривает входящую в оную пищу, а другая от нее засоряется». Вот почему важно с юных лет уметь отсеивать важное от ненужного. Культурного человека отличают широкий кругозор и неуемная любознательность, желание узнать истинное устройство окружающего мира. И астрономия служит для этого мощным катализатором!

Задачи

1.1. Полярная звезда

Где должен находиться наблюдатель – у земного экватора, Северного или Южного полюса, – чтобы видеть Полярную звезду вблизи горизонта?

Рис. 1. Может ли Полярная звезда быть у горизонта?

1.2. Гори, гори, моя звезда!

Какая звезда ярче – Сириус или Вега?

1.3. Сколько звезд на небе?

Сколько звезд видно на всем небе невооруженным глазом?

1.4. Вместе с Марсом

Сколько естественных спутников у Марса?

1.5. Затмения

Если бы орбита Луны лежала в плоскости эклиптики, то солнечные и лунные затмения происходили бы реже или чаще?

1.6. Пропал день

В первую кругосветную морскую экспедицию корабли Фернана Магеллана вышли 20 сентября 1519 г. из испанского порта Санлукар-де-Баррамеда, лежащего в устье реки Гвадалквивир. Вернувшись в порт отплытия 6 сентября 1522 г., моряки (сам Магеллан к тому моменту погиб) обнаружили, что их календарь расходится с портовым календарем на один день. Какой из календарей был впереди – корабельный или портовый – и почему?

1.7. Сатурн растолстел?

Почему Сатурн на фотографиях выглядит сплюснутым?

Рис. 2. Сатурн. Снимок получен космическим зондом «Кассини» в июле 2008 г.

1.8. Фаза Луны

Если лунный серп похож