Астрономическое образование
2014: Олимпиада на Новгородской земле
О.С. УГОЛЬНИКОВ, кандидат физико-математических наук Институт космических исследований РАН, заместитель председателя Центральной предметно-методической комиссии по астрономии Всероссийской олимпиады школьников
Минуло 20 лет с того момента, как в Ярославле состоялась первая Всероссийская олимпиада по астро-
Первое проведение Олимпиады в новом для нее городе часто связано с неожиданными ситуациями и проблемами. Но, как стало понятно уже с первых минут пребывания в Новгороде, текущей Олимпиады это правило не коснется. Олимпиада 2014 г. стала одной из лучших по уровню организации. Ответственная и профессиональная работа коллектива, возглавляемого директором Новгородского института открытого образования Е.Е. Смирновой, сделала Олимпиаду не только главным астрономическим форумом для школьников, но и прекрасным культурным мероприятием, на кото© Угольников О.С.
номии. Эстафету через два десятилетия принял другой древний русский город - Великий Новгород, в котором участники могли отдыхать, общаться друг с другом и наслаждаться красотами весенней новгородской земли.
Параллельно с организационной подготовкой Олимпиады шла разработка заданий, которые предстояло решать участникам. Эту функцию исполняет Центральная предметно-методическая комиссия. Работа началась еще осенью 2013 г., разработано более 200 заданий-кандидатов и подробные решения для публикации и видеопрезентации для разбора после туров. Для каждой из трех возрастных параллелей (9, 10 и 11 классы) было отобрано по 6 задач теоретиче-
ром 7-12 апреля 2014 г. прошел заключительный этап Всероссийской олимпиады по астрономии.
ского тура и по 3 задачи практического тура.
7 апреля 2014 г. прошла церемония открытия XXI Олимпиады в актовом зале Новгородского университета им. Ярослава Мудрого. Многие участники встретились со старыми друзьями из всех уголков России, но были и те, кто приехал на Олимпиаду впервые. Отметим, что новгородская олимпиада собрала рекордное число участников - 167, и это было не единственное абсолютное достижение 2014 г. Теоретический тур Олимпиады состоялся 8 апреля, практический тур - 10 апреля, они продолжались по 5 ч. Чтобы избежать рисков,
связанных с непредсказуемой погодой, практический тур проводился в аудиториях. На нем участники анализировали фотографии, графики и наблюдательные данные. После обеда в дни туров участникам Олимпиады предлагалась культурно-экскурсионная программа, а после ужина члены жюри разбирали задания прошедшего тура. Кроме решений заданий участникам разъяснялась система оценки каждого из них, а также основные ошибки, допущенные участниками. Это было возможно, так как к моменту разбора жюри успевало проверить большинство работ.
В третий и пятый день Олимпиады оглашались личные оценки за решения задач прошедшего тура и участники получали возможность для
апелляции, если, по их мнению, оценка не соответствовала объявленным критериям. Отметим, что апелляция по результатам второго тура проводилась на текущей Олимпиаде впервые. Жюри и Оргкомитет при этом считали важным держать общую таблицу в тайне до закрытия Олимпиады, сохранив ее интригу.
В случае ясной погоды по вечерам участники Олимпиады проводили астрономические наблюдения с помощью биноклей и телескопов, которые привезли с собой в Новгород. Это не входило в соревновательную часть Олимпиады, зато стало ее неотъемлемым культурным событием, в котором участие принимали и члены Оргкомитета и жюри. Олимпиада совпала по времени с противостоянием Мар-
Участники Олимпиады за решением задач. Фото автора.
са, на небе были хорошо видны Юпитер и многие другие объекты.
Торжественное закрытие Олимпиады состоялось 12 апреля, в День космонавтики, в зале областной филармонии, расположенной в сердце города - Новгородском кремле. Результаты, показанные участниками, были под стать духу праздника: превзойдены все предыдущие показатели. Впервые за 21 год жюри выставило абсолютную оценку - 96 баллов из 96 возможных в теоретическом туре. Такой результат показал Алексей Шепелев, ученик 9 класса из г. Жуковского Московской области. Абсолютный уровень
в практическом туре (60 баллов из 60 возможных) достигнут Иваном Утеше-вым, участником из Саранска (Республика Мордовия). Он также стал обладателем нового рекорда общего результата на Олимпиаде - 155 баллов из 156 возможных. Что самое удивительное - Иван учится в 9 классе, а такие результаты показал, выступая в параллели 10 класса! Осенью 2014 г. Иван Уте-шев выступал на Международной олимпиаде по астрономии в старшей возрастной группе и также установил рекорд по количеству набранных баллов.
Награждение победителей XXI Олимпиады. Фото Е.Н. Фадеева.
Столь высокие результаты, показанные самыми молодыми участниками (и не только обладателями рекордов), настраивают организаторов Олимпиады и жюри на оптимистический лад. Значит, у астрономического движения в России хорошее будущее, а уже через несколько лет нам стоит ожидать пополнения рядов ученых-астрономов талантливыми молодыми исследователями Вселенной.
Победители XXI Всероссийской олимпиады по астрономии (обладатели золотых медалей):
Шепелев Алексей Сергеевич, 9 класс, МОУ лицей № 14 городского округа Жуковский, Московская область; Ткачёв Максим Сергеевич, 9 класс, МБОУ лицей № 9 г. Белгоро-
да, Белгородская область;
Утешев Иван Александрович, 9 класс (выступал за 10 класс), ГБОУ "Республиканский лицей для одаренных детей" г. Саранска, Республика Мордовия;
Федотова Алёна Дмитриевна, 10 класс, СОШ № 179 Московского института открытого образования, Москва;
Гришин Кирилл Алексеевич, 10 класс, МБОУ лицей № 57 городского округа Тольятти, Самарская область;
Желтоухов Сергей Геннадьевич, 10 класс, мОу "Лицей" г. Дедов-ска, Истринский муниципальный район, Московская область;
Батраков Александр Алексеевич, 10 класс, МБОУ "Кингисеппская средняя общеобразо-
вательная школа № 1", Ленинградская область;
Иванов Дмитрий Максимович, 10 класс, МОУ "Лицей № 1" г. Подольска, Московская область;
Вахлов Даниил Григорьевич, 11 класс, ГБНОУ "Университетская Ломоносовская гимназия", Архангельская область;
Сушко Вадим Александрович, 11 класс, МОУ гимназия № 1 городского округа Жуковский, Московская область;
Агапов Семён Петрович, 11 класс, МОУ СОШ № 1 с углубленным изучением отдельных предметов городского округа Фрязино, Московская область;
Васильев Константин Игоревич, 11 класс, ГБОУ г. Москвы СОШ № 444 с углубленным изучением математики, информатики и физики, Москва; Андреев Арсений Алексеевич, 11 класс, ГБОУ Московская гимназия на Юго-Западе № 1543, Москва.
ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОЛИМПИАДЫ С РЕШЕНИЯМИ
9-10 классы, практический тур
1. Земля в небе Луны.
Перед Вами фотография Земли над лунным горизонтом, полученная космическим аппаратом. Определите Всемирное время, в которое она получена, и фазу Луны, видимую в этот момент на Земле. На прилагаемой
Диск Земли над поверхностью Луны. К задаче 'Земля в небе Луны".
карте видимого полушария Луны отметьте точку поверхности Луны, над которой сделана фотография. Считать высоту космического аппарата над Луной малой, либра-циями Луны пренебречь.
Решение. По фотографии мы можем определить фазу Земли - около 0,8, а также угол у, определяющий положение оси терминатора по отношению к лунному горизонту, он равен 1З°.
К Луне повернуты дневное и вечернее полушария Земли. По снимку мы можем приблизительно определить точку на Земле, в которой Солнце расположено в зените. Очевидно, в ней в этот момент полдень. На фотографии видны материки на Земле, указанная точка попадает на западное экваториальное побережье Африки. Ее географическая долгота около 0° (точнее, 10° в.д.). Поэтому можно сделать вывод, что фотография сделана около 12 ч по Всемирному времени (точнее, 11 ч 20 мин). Для того чтобы ответить на другие вопросы, изобразим картину в той же проекции, но мысленно переместимся назад от плоскости рисунка, удалившись от Земли. Так как Солнце находится от точки наблюдения намного дальше и Земли, и Луны, фазы обо-
Карта Луны. К задаче 'Земля в небе Луны".
их тел будут одинаковы (0,8). На рисунок попадает все обратное полушарие Луны, Земля находится позади нее. Фаза Луны при наблюдении с Земли составит 0,2. Это растущая Луна, так как она видна с вечернего полушария Земли. Фото сделано над освещенной поверхностью Луны, где Солнце располагается над горизонтом.
Лунный экватор практически не наклонен к плоскости орбиты Луны, точки пересечения лимба и терминатора - это полюса Луны. Полюс слева - южный, так как с этой же стороны у Земли видно Южное полушарие. Точка съемки также показана на снимке, она располагается в 13° южнее экватора. Долгота ее близка к +90° (так как лунными либрациями мы пренебрегаем). С Земли эта точка будет видна на правом краю растущего серпа Луны.
10 класс, теоретический тур
2. Распад звездного скопления.
Фазы Земли и угол у - положение оси терминатора по отношению к лунному горизонту. К задаче "Земля в небе Луны".
4. Земля и Вселенная, № 3
Небольшое рассеянное звездное скопление радиусом 1 пк состоит из не группирующихся в пары 100 одинаковых звезд. Через какое-то время скопление распа-
дается, две его звезды образуют двойную систему, а остальные по отдельности покидают область скопления. Оцените расстояние между звездами в двойной си-
Земля
Горизонт
81
Земля
Расположение Земли и Луны. К задаче 'Земля в небе Луны".
стеме. Начальные скорости звезд и их скорости после вылета из скопления считать малыми.
Решение. Мы пренебрегаем начальными скоростями звезд скопления, поэтому можно сразу сказать, что оно гравитационно связано, его полная энергия отрицательна. В некоторый момент времени его покидает одна из звезд. Для этого ей необходимо выйти из "потенциальной ямы" с энергией
О (N -1) М2 Е1 = —-, здесь
1 я
N - число звезд в скоплении, М - масса одной звезды, Я - характерное расстояние между звездами, которое можно считать равным радиусу скопления, О - гравитационная постоянная. Данная энергия есть потенциальная энергия взаимодействия покидающей скопление звезды
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.