Солнечный парус

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 32
С УГЛУБЛЕННЫМ ИЗУЧЕНИЕМ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА»
Озерск Челябинская область
ТВОРЧЕСКИЙ ПРОЕКТ
ЕВРОПА
Рано или поздно мы все будем жить в Европе …
Цели проекта:
1)
Образовательные

получить
представление
о
перспективах
исследования
космического пространства;

получить представление о возможности использования роботов в
качестве помощников при проведении научных и технических работ,
направленных на исследование и освоение космоса;

совершенствовать свои знания и умения конструирования роботов,
предназначенных помогать человечеству в решении различных задач в космосе;

совершенствовать умение разработки программ и их отладки;
2)
Воспитательные

формировать активную гражданскую позицию по отношению к
будущему человечества;

совершенствовать навыки работы в группе;

формировать чувство ответственности за свою работу и терпимости
к мнению товарищей.
3)
Развивающие

развивать творческую сторону мышления;

развивать навыки познавательной, учебно-исследовательской и
проектной деятельности, навыки разрешения проблем;

развивать способность и готовность к самостоятельному поиску
методов решения практических задач, применению различных методов
познания;

развивать
готовность и способность к самостоятельной
информационно-познавательной
деятельности,
включая
умение
ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и
интерпретировать информацию.
Предполагаемый результат:
Разработка и создание системы взаимодействующих роботов,
направленных на помощь человечеству в освоении новых планет в Космосе.
Обоснование выбора объекта:
Учёные продолжают искать планету, на которую земляне смогут
эвакуироваться
в
случае
катаклизма на Земле. Больше всего
для этого, по их мнению, нам
подходит спутник Юпитера –
Европа.
Европа действительно даёт
нам возможность искать жизнь в
океане, который есть сегодня и
был там на протяжении большей
части
истории
Солнечной
системы.
Исследователи из Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене,
Калифорния, разрабатывают концепцию миссии, которая может стартовать в
2020 году и доставить спускаемые аппараты на Европу. «Европа, как я полагаю,
это первое место, где может быть жизнь», – считает астроном Кевин Хэнд. Он
изложил свои предложения по отправке миссии 8 декабря 2011 года, на
ежегодной зимней встрече Американского геофизического союза. Миссия
будет представлять собой двух роботов, оснащённых спектрометрами,
сейсмографами и камерами для изучения ландшафта посадки. Массспектрометр сможет обнаружить различные формы органических соединений.
Проект предполагается начать в 2020 году и обойдётся он примерно в $4,7
млрд. Прибытие роботов на поверхность Европы запланировано на 2026 год.
Однако до Европы
нужно еще долететь.
Солнечный парус самый перспективный и
реалистичный на сегодня
вариант
звездолёта.
Преимуществом
солнечного
парусника
является
отсутствие
топлива на борту, что позволит увеличить полезную нагрузку по сравнению с
космическим кораблём на реактивном движении.
Проект представлен:
1.
Тремя моделями
Робот «Солнечный парус»
Робот «Космическая станция»
Робот «Ледоход - исследователь»
Размеры занимаемого пространства
Количество используемых моделей
Количество использованных микрокомпьютеров NXT
Количество использованных датчиков касания NXT
Количество использованных датчиков освещённости
NXT
Количество использованных сервомоторов NXT
Количество использованных моторов RCX
Количество использованных датчиков звука NXT
Количество использованных датчиков температуры NXT
Количество использованных датчиков цвета NXT
Количество использованных датчиков компас NXT
Количество использованных датчиков гироскоп NXT
Количество использованных датчиков инфракрасного
излучения NXT
2.
Дополнительные детали и материалы:

Ноутбук

Иллюстрированное поле Европы (1005*620)

Фонарики

Штатив

Малярный скотч

Клей

Подкрашенная вода

Снег

Липкая плёнка (текстура ледника поверхности)

Строительная пена (текстура ледника поверхности)
1005×620
3
4
1
3
7
1
1
1
1
1
1
1
3.
4.
5.
6.
7.
Электронный вариант плаката.
Видеоролик проекта.
Описание проекта в бумажном виде.
Плакат проекта (бумажный вариант 1005*620)
Буклеты с описанием проекта.
Фото ребят и проекта.
Робот «Солнечный парус»
1.
2.
3.
4.
5.
Микрокомпьютер NXT
Сервомотор NXT
Датчик освещённости NXT
Фонарь
Зеркальный парус
2 шт.
4шт.
2 шт.
2 шт.
2 шт.
Назначение:
Солнечный парус доставляет роботов на Европу.
Принцип действия:
Солнечный парус (также называемый световым парусом или фотонным
парусом) - приспособление, использующее давление солнечного света или
лазера на зеркальную поверхность для приведения в движение космического
аппарата.
Идея полетов в космосе с использованием солнечного паруса возникла в
1920-е годы в России и принадлежит одному из пионеров ракетостроения
Фридриху Цандеру, исходившему из того, что частицы солнечного света фотоны - имеют импульс и передают его любой освещаемой поверхности,
создавая давление. Величину давления солнечного света впервые измерил
русский физик Пётр Лебедев в 1900 году.
Давление солнечного света чрезвычайно мало. Однако солнечный парус
совсем не требует ракетного топлива, и может действовать в течение почти
неограниченного периода времени, поэтому в некоторых случаях его
использование может быть привлекательно. На сегодня еще ни один из
космических аппаратов не использовал солнечный парус в качестве основного
двигателя.
Программа робота:
Фото робота
Робот «Космическая станция»
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Модуль EV3
Средний мотор EV3
Датчик цвета EV3
Инфракрасный датчик EV3
Датчик освещённости NXT
Удаленный инфракрасный маяк
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
1 шт.
Назначение:
Робот «Космическая станция» представляет собой стационарную
лабораторию для приема и передачи измеренных данных от ледохода. Станция
обладает автономным источником электрической энергии, получаемой из
энергии ветра и солнечной энергии.
Принцип действия
Робот использует датчик цвета для приема от Ледохода – исследователя
проб воды. Синий цвет говорит о наличии воды в пробоотборнике. Тогда робот
подает сигнал «Обнаружил объект».
В светлое время суток стация должна осуществлять преобразование
энергии света в электрическую, в темное время суток преобразования не
происходит. Для различения дня и ночи и запуска ветряка станция использует
датчик освещенности. Информация выводится на дисплей модуля.
Инфракрасный
датчик
позволяет
автоматически
отслеживать
приближение к станции теплокровных объектов. Сообщает расстояние,
используя значения от «очень близко» до «далеко». Станция обнаруживает
объекта на удалении до 70 см, в зависимости от размера и формы объекта.
Программа робота
Фото робота
Робот – « Ледоход – исследователь»
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Микрокомпьютер NXT
Сервомотор NXT
Датчик температуры NXT
Датчик касания NXT
Отбрасывающийся мост
Насос для забора проб
1 шт
3 шт
1 шт
1 шт
1 шт
1 шт
Назначение:
Поверхность планеты Европа в основном состоит изо льда - внутри океан.
Поверхность неровная, с разными препятствиями, такие как: ямы и овраги и
недоступна для обычного транспорта. Поэтому мы создали робот Ледоход исследователь.
Он едет по любой поверхности, преодолевая любые препятствия. С
помощью специального моста ледоход может проехать через ямы любого типа.
Также на ледоходе установлен специальный механизм забора воды для
взятия проб жидкости. Робот определяет воду с помощью датчика цвета. Также
с помощью датчика температуры ледоход определяет температуру жидкости и
посылает данные на космическую станцию. Данные обрабатываются и если
есть жизнь в жидкости, то станция посылает сигнал на землю.
Программа робота:
Фото робота:
Заключение
Учёные продолжают искать планету, на которую человечество сможет
эвакуироваться в случае катаклизма на Земле. Больше всего для этого, по их
мнению, нам подходит спутник Юпитера – Европа.
Целями нашего проекта были
- разработка и создание системы
взаимодействующих роботов, направленных на помощь человечеству в
освоении новых планет в Космосе.
Мы считаем, что поставленные нами цели достигнуты. В процессе
проектирования мы решили следующие технические задачи:
 доставка астронавтов и оборудования производится с помощью
самой современной технологии космических полетов – солнечного
паруса;
 подготовка места для строительства космической станции,
обнаружение и устранение угроз со стороны местных форм жизни
осуществляется системой роботов, разработанных младшей
группой конструкторов (см. Проект «Ugol`ok & Veter`ok»);
 робот - космическая станция является автономным источником
энергии и лабораторией одновременно, а также отслеживает
приближение теплокровных объектов;
 робот – ледоход – исследователь способен преодолевать
неровности планетарного рельефа, брать пробы воды, определять ее
температуру и доставлять пробы на космическую станцию.
В процессе проектирования мы решили следующие образовательные
задачи:
 проанализировали условия, необходимые для существования жизни
на планете и выбрали такую, которая удовлетворяет большинству
этих условий;
 разобрались с принципом действия солнечного паруса;
 выделили первоочередные задачи, которые необходимо решать
астронавтам для переселения на космический объект.
Таким образом, все поставленные задачи нами успешно решены. Но на
достигнутом результате мы не планируем останавливаться. У нас есть идея
создания робота, изменяющего грунт Европы так, чтобы на нем могли
прижиться земные растения. Это позволит создать на новой планете биосферу.