Творческий проект космолет «Марс»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
дополнительного образования детей ЦДТТ№1
ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
Космолет «Марс»
Работу выполнил:
Карев Денис, 9 кл.
п.д.о. Жарина Ю.Г.
г.Ульяновск.
Содержание
Творческий проект «Космолет Марс»»
Введение
Этап 1: Проблема и ее анализ: Пилотируемые полеты к планетам Солнечной
системы и их исследование на наличие жизни и условий необходимых для
жизни человека.
1.1. Жизнь и космос
1.2. Жизнь в Солнечной системе.
Этап 2: Выбор темы: Исследование Марса.
Этап 3: Поиск и разработка творческого проекта « Космолет Марс»
Этап 4: Техническое описание проекта «Космолет Марс»
Этап 5: Технологический этап.
Этап 6: Заключение
Этап 7: Презентация
Литература
Введение
Ученые считают, что исследования Марса очень важны и занимают особое
место в изучении Солнечной системы. По научным данным, в процессе
эволюции Марс и его атмосфера претерпели кардинальные изменения,
поэтому изучение этих изменений имеет огромное значение. В 2004 году
с борта американского марсохода была получена первая цветная панорама
поверхности Марса и обнаружены следы кристаллической соли, а это может
указывать на то, что соль осталась после испарения морской воды.
Марсоходы передали, что температура на Красной планете: днем-+20
градусов, а ночью- - 125 градусов. Европейская космическая станция нашла
на южном полюсе планеты воду, вернее лед. Поиск воды – главная цель всех
аппаратов, занимающихся исследованиями Марса. Ее наличие может
означать, что в прошлом на планете существовала жизнь, кроме того
марсианская вода позволит существенно сократить затраты на
планирующуюся межпланетную экспедицию. Американцы уже говорят о
предстоящей колонизации Марса. Колонизация должна начаться в
ближайшие 10 – 20 лет. Автор считает исследование Красной планеты очень
важным для человечества. Я сделал творческий проект космолета «Марс»
для пилотируемого полета к Марсу с целью исследования планеты
непосредственно человеком.
Творческий проект космолета «Марс».
Этап 1: Проблема и ее анализ: Пилотируемые полеты к
планетам Солнечной системы и их исследование на наличие
жизни, условий необходимых для проживания человека.
1.1: Жизнь и космос.
Человечество всегда мечтало познать тайны Земли, Галактики, Вселенной.
Немало тайн хранят наши соседи – планеты Солнечной системы. Счастливое
будущее немыслимо без победы разума над непознанным и таинственным.
Есть ли жизнь на других планетах Солнечной системы – этот вопрос в
наибольшей степени волнует человечество. Константин Эдуардович
Циолковский верил в существование других цивилизаций, верил в
возможность переселения человечества в космическое пространство, в
заселение космоса. Освоение космического пространства связано со
стремлением проникнуть в тайны Вселенной, познать околоземную среду,
заглянуть в далекое прошлое и будущее Земли. Освоение космоса,
межпланетные полеты проводятся в интересах всего человечества. Я думаю,
что все страны должны объединить свои усилия при освоении космоса.
К.Э.Циолковский говорил, что человечество сначала освоит околоземное
пространство, затем околосолнечное, а потом устремится дальше в
необъятные просторы Вселенной. Для развития жизни необходимы
определенные условия. Академик Опарин считал, что возникновение
Жизни на Земле не случайное, а вполне закономерное событие. В процессе
эволюционного развития возникали все новые, более сложные и богато
дифференцированные формы организации и движения материи. Жизнь одна из таких форм, возникшая в процессе эволюционного развития
углеродистых соединений. Эволюция органических веществ осуществлялась
и осуществляется в Межзвездном пространстве и на многих весьма
разнообразных объектах Вселенной. Вещества сформировались не только до
возникновения живых организмов, но даже до появления самой нашей
планеты, получившей их «в наследство» от космоса уже при своем
образовании. Вначале Земля была безжизненной. Химическая эволюция
постепенно привела к формированию фазовообособленных систем, которые
превратились в предшественников жизни – «пробионтов», а затем в
первичные живые существа. Обязательным условием для реализации такой
эволюционной цепочки является образование космических тел, подобных
нашей планете. Солнечная система не исключение, то на некоторых планетах
могла сформироваться жизнь, подобная земной. Весь путь эволюционного
развития материи разделяется на три основных этапа: неорганический,
биологический и социальный. Для развития жизни необходимы условия:
подходящая температура, наличие воды, атмосферы с наличием кислорода,
нормальное атмосферное давление.
1.2: Жизнь в Солнечной системе.
На газовых планетах-гигантах Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне условия
для развития жизни не подходящие. На Меркурии очень высокая
температура – 420 градусов, нет атмосферы и нет воды – условия тоже
неподходящие для развития жизни. Еще не так давно люди считали, что на
Венере условия наиболее подходящие для развития жизни, так как она
расположена ближе к солнцу, чем Земля. Ожидания землян не оправдались –
Венера оказалась огромным парником с температурой около 500 градусов,
кроме того, ее плотная атмосфера содержит пары серной кислоты и мало
кислорода, на Венере очень высокое давление – условия не подходящие для
жизни. Мне кажется, что наиболее подходящие условия для жизни на Марсе.
Этап 2: Выбор темы: Исследование Марса.
Марс – четвертая от Солнца планета Солнечной системы. Видна
невооруженным глазом, как весьма яркая звезда. Его диаметр почти в два
раза меньше земного, а его масса в 10 раз меньше массы нашей планеты и
этого достаточно, чтобы удерживать тонкий слой атмосферы, которая на
Марсе очень разряжена, поэтому поверхность Марса можно наблюдать с
помощью телескопов. На поверхности хорошо различимы темные и светлые
участки, горы, ущелья. А также знаменитые полярные шапки Марса, размер
которых изменяется в течение марсианского года со сменой сезонов.
Основные характеристики:
Средний радиус - 3390км
Плотность
- 3,933г/ куб.см.
Длительность года – 687 земных суток
Орбитальная скорость – 24,1 км/с
Длительность суток – 24,62ч
Диаметр орбиты - 3,946 а.е.
Гравитация: около 2/5 земной
Масса: около 4/5 массы Земли
Средняя температура: - 63 градуса
Спутники: Фобос, Деймос
Снимки, сделанные марсоходами «Спирит» и «Опортьюнити», показали,
что поверхность красной планеты покрыта «песком» и «камнями» краснокоричневого цвета. Фотографии, полученные с орбиты Марса, вызвали
огромный интерес к «Красной планете». На последних из них ученые
отчетливо увидели «пирамиды», подобные египетским, и «лицо»:
изображение горы, поразительно напоминающей лик человека, а вскоре
нашлись «ученые», выдвинувшие гипотезу о связи исчезнувшей марсианской
цивилизации с земной.
Исследование Марса началось, когда в ноябре 1962 года космический
аппарат «Марс-1» первым долетел до Марса. Первые фотографии
поверхности были получены американским «Маринером-4», запущенным два
года спустя. В мае 1971 отправились в полет «Марс» 2;3 и «Маринер-9»,
который был выведен на марсианскую орбиту. Спускаемый аппарат «Марс3» совершил посадку на планету. В 1970-80 гг. к Марсу запускались КА
серии «Марс» с номерами 4,5,6 и 7, «Викинги»-1, а также «Фобосы»-1,2. В
1990-х гг. полеты КА «Марс-Обсервер» и «Марс»-96 закончились неудачей.
В рамках миссии «Марс-Пасфайндер» в июле 1997 на поверхность Марса
был доставлен марсоход «Спирит», а позднее марсоход
«Опортьюнити». В настоящее время исследования Марса продолжаются.
Человечество готовится отправить к Марсу пилотируемые космические
корабли – это дело нашего ближайшего будущего. Я тоже хотел бы внести
свою лепту в исследование Марса.
Этап 3: Поиск и разработка творческого проекта космолета Марс».
Для полета к «Красной планете» и ее исследования я разработал космолет
«Марс».
Цель проекта:
Разработать творческий проект «Космолет Марс». Создать макет и
привлечь к научно – исследовательской и проектной деятельности, как
можно больше детей.
Задачи:
 Провести анализ возможности возникновения и наличия жизни в
космосе.
 Исследовать планеты Солнечной системы на наличие жизни и
условий, необходимых для проживания человека, пользуясь
различными литературными источниками и Интернетом.
 Освоение и исследование одного из ближайших космических соседей
- Марса
 Для полета к Марсу и его исследования разработать проект космолета
«Марс». Сделать техническое описание космолета.
Сделать эскиз или схему сборки, начертить чертежи деталей
космолета.
 Собрать из готовых чертежей модель космолета, чтобы проследить
технологию изготовления космолета
Актуальность: В нашем объединении «Астрофизик» мы получаем знания
по астрономии, техническому моделировании, которые позволяют самому
сконструировать модель. В школе астрономия и техническое моделирование
не изучаются. На выставках наши проекты и модели вызывают несомненный
интерес. Планируются пилотируемые полеты к Луне, Марсу и я считаю, что
мой проект актуален.
Новизна: предлагаемый проект позволяет по- новому взглянуть на
Вселенную, на наше место в ней.
Дополнительность: Приобретаются новые знания при работе с научной,
справочной и технической литературой.
Значимость: В объединении «Астрофизик» проектной и научной
деятельностью мы занимаемся давно. Ежегодно в Неделю космонавтики все
желающие со своими проектами выступают на защите проектов «Сегодня
фантазия, а завтра реальность». С 2014 года научно – исследовательская и
проектная деятельность вышла за рамки нашего объединения – все
желающие нашего ЦДТТ№1 со своими проектами выступают на защите
проектов «Шаг за шагом» и число участников ежегодно значительно
увеличивается. Кроме этого выпускники нашего объединения ежегодно
защищают свои проекты при выпуске. Ежегодно наши простые модели в
Неделю Космонавтики используются на городских конкурсах по
космонавтике, что позволяет каждой команде, участнице конкурса, сделать
модель космической техники. Наш педагог Жарина Юлия Гавриловна
использует наши проектные модели при проведении городских и областных
мастер – классов для преподавателей, которые затем делают наши модели со
своими детьми.
Этап 4: Техническое описание творческого проекта космолета «Марс»
Мой космолет на определенную расчетную высоту должен по проекту
выносить самолет типа Ан – 225 «Мрия». Ракетные двигатели давно уже
применяются при старте самолетов. На космолете установлены двигатели
малой тяги в сочетании с ракетными двигателями, обеспечивающими
космолету взлет и посадку. Когда космолет будет вдали от Земли, включатся
ионные двигатели малой тяги. Принцип действия ионных двигателей: в
ионных двигателях разгон рабочего тела производится «холодным»
способом. Рабочее тело – облако ионов. Пары цезия или рубидия поступают
в ионизатор, где атомы, теряя электроны, превращаются в ионы. Ионы
разгоняются электрическим полем до колоссальных скоростей в специальном
электростатическом ускорителе, затем поступают в нейтрализатор, который
нейтрализует поток ионов потоком отделенных от атома электронов и из
сопла ионного двигателя выбрасывается электрически нейтральная струя. Но
я все же предпочитаю на космолете установить плазменные двигатели малой
тяги, так как они уже были проверены в космическом полете. Запущенная в
1964 году к Марсу космическая межпланетная автоматическая станция
«Зонд-2» имела 6 небольших плазменных двигателей. Плазма – газ,
состоящий из электронов и ионов. В каждом двигателе такого типа должен
быть генератор плазмы: электрическая дуга между электродами которой при
разряде образуется плазма, а затем эту струю плазмы разогнать магнитными
или электрическими полями до высоких скоростей истечения из сопла.
Двигатели малой тяги экономны и «благоразумны» - они расходуют меньше
веществ и могут действовать непрерывно многие месяцы. Через два месяца
после старта космолет разгоняется до скорости 50 км/с. Этот расчет
показывает, что с двигателями малой тяги можно преодолеть огромные
расстояния. Прилетев на марсианскую орбиту звездолет может остаться на
орбите, а на Марс осуществит посадку спускаемый аппарат с космонавтами,
небольшим марсоходом, приборами для исследования и всем необходимым
для жизни на Марсе. Сам космолет может совершить посадку после первых
исследований.
Основная цель исследования Марса – наличие каких – либо форм жизни на
Марсе и условий для постоянного проживания людей на этой планете, если
условия проживания будут не пригодны для экспедиции, то космолет может
вернуться на Землю. По проекту космолет «Марс» должен быть изготовлен
из самых прочных и легких материалов, используемых в современной
авиации и космонавтике для изготовления космической и авиационной
техники. На своем борту он несет все необходимое для длительной работы
первой экспедиции человека на Марс, в том числе на борту обязательно
должен быть спускаемый аппарат, какой- либо летательный аппарат и
небольшой вездеход для путешествия людей по Марсу. Сам космолет может
обеспечивать вертикальный взлет и посадку за счет системы соосных
винтов, расположенных в нижней части космолета. Космолет может
перемещаться по планете, исследуя ее. Специальное устройство,
находящееся впереди космолета по ходу его перемещения по планете может
забирать грунт для исследования, а камеры и антенны, расположенные сзади
обозревают и ведут съемку всего, что есть в окружающем пространстве. Для
более полного представления о творческом проекте «Космолет «Марс»
необходимо по схеме сборки собрать макет модели космолета «Марс».
Технологический этап можно проследить, собирая модель космолета «Марс».
Этап 5: Технологический этап.
5,1: Сборка модели космолета «Марс»
 Выполнить эскиз или схему сборки модели космолета «Марс»
 Начертить чертежи деталей космолета, пронумеровав их.
 Оформить чертежи деталей самоклеящейся бумагой, предварительно
покрасив космолет гуашью и серебрянкой.
 Вырезать детали космолета, перегнуть по линиям сгиба и отогнуть
клапаны.
 Склеить модель космолета «Марс».
 Окончательно оформить модель.
5,2: Пояснительная записка.
Для изготовления модели необходимо иметь ватман, клей ПВА или клей
«Момент», ножницы, карандаши, гуашевые краски, краску серебрянку,
самоклеящуюся бумагу. Склеивать аккуратно, чертежи деталей делаем в 2-х
экземплярах: для изготовления модели и для документации проекта.
5,3: Окончательное оформление творческого проекта:
 Оформить титульный лист.
 Подшить листы документации и чертежи модели.
Этап 6: Презентация модели или ее защита
Заключение
Я разработал проект космолета «Марс», выяснил может ли возникнуть жизнь
в космосе и на планетах Солнечной системы и пришел к выводу, что условия
наиболее подходящие для жизни человека на Марсе. Я сделал эскиз (схему
сборки), чертежи и техническое описание моего звездолета. Чтобы
проследить технологический процесс изготовления звездолета я собрал
модель звездолета из чертежей деталей и оформил модель. По моим
чертежам каждый может сделать такую же модель звездолета.
Пилотируемые полеты на Марс возможны уже в ближайшее время.
Российские ученые считают, что для успешного полета на Марс у них все
есть, кроме государственного финансирования. Еще в Советском Союзе
были разработаны проекты пилотируемой экспедиции на Марс.
Спектрометры, работающие сегодня на американских марсоходах, были
созданы в советское время. Для их спуска на поверхность Марса
использовались методы, разработанные нашими учеными. В России
разработан эскизный проект корабля многоразового использования,
способного доставить людей на Марс и вернуть их на Землю и если удастся
решить проблему финансирования - найти 15 миллиардов долларов, то
первыми на Марсе могут оказаться русские. Я думаю, что пилотируемые
полеты человека к Марсу, дело нашего ближайшего будущего.
Литература:





В.Д. Захарченко «Наперегонки со временем». Детская литература.
Ф.Ю. Зигель «Города на орбитах».
Энциклопедия для детей. Т.8. Астрономия. Аванта. 1999г.
Энциклопедия для детей. Т. 25. Космонавтика. Аванта 2005г.
Стивен П. Маран Астрономия для чайников. 2008г.
Приложение 1
Модель космолёта
Приложение 2
Чертежи
53
52
51
50
49
47
46
48
45
43
44
42