МБОУ ЛИЦЕЙ № 165 ИМЕНИ 65-ЛЕТИЯ «ГАЗ»

ТЕМА РАБОТЫ:

Моделирование робота-исследователя

Руководитель:

учитель высшей

 квалификационной

 категории

Царькова Наталья

Владимировна

Выполнил:

Трубников Артем 5В

НИЖНИЙ НОВГОРОД
2015г.

Оглавление

Введение         1

Глава 1        3

1.1 Исследование   Марса -----------------------------------------------------------------4

1.2  Сборка робота. Конструктор EV3…   ………………………………..     .12.   ..                      

Глава 2

2.1 Программирование робота        16

Вывод        21

Список литературы------------------------------------------------------------------------22

Введение

Исследования Марса актуальны в преддверии планируемых полётов людей. Они помогут в значительной степени прогнозировать развитие Земли, продвинуться в понимании проблемы происхождения жизни во Вселенной. Мы все живём на одной планете, и она подвержена различным опасностям.

Вопрос о существовании жизни на Марсе волнует человечество уже много веков. В данный момент считается, что она может существовать только в одноклеточной форме. Бактерии, как известно не могут обитать в сильнощелочной среде. Таким образом, чтобы установить или опровергнуть наличие жизни на Марсе, необходимо определить кислотность его поверхности, что и будет делать робот.

Цель работы

Собрать модель робота, способного определять химические свойства горных пород(такие как кислотность и наличие азотистых соединений) и анализировать полученные данные.

Методы исследования

- Сборка модели робота

- Программирование модели робота

- Испытания на местности

Глава 1

1.1 Исследование Марса

Марс - четвёртая по удалённости от Солнца  и седьмая по размерам планета Солнечной системы; масса планеты составляет 10,7 % массы Земли.  Названа в честь Марса — древнеримского бога войны, соответствующего древнегреческому Аресу.  Иногда Марс называют «красной планетой» из-за красноватого оттенка поверхности, придаваемого ей оксидом железа.

Марс — планета земной группы с разреженной атмосферой (давление у поверхности в 160 раз меньше земного).  Особенностями поверхностного рельефа Марса можно считать ударные кратеры наподобие лунных, а также вулканы, долины, пустыни и полярные ледниковые шапки наподобие земных.

С 1960-х годов к Марсу для подробного изучения планеты с орбиты и фотографирования поверхности были направлены несколько автоматических межпланетных станций. Кроме того, продолжалось дистанционное зондирование Марса с Земли в большей части электромагнитного спектра с помощью наземных и орбитальных телескопов, например в инфракрасном для определения состава поверхности, в ультрафиолетовом и субмиллиметровом диапазонах проводились наблюдения за составом атмосферы, и в радиодиапазоне проводились измерения скорости ветра.

К Марсу было запущено много космических аппаратов. Самые известные из них: Викинги, Маринеры, Марс (серия советских космических аппаратов), Марс ГлобалСервейор, марсоходыСоджонер (1997 год), Спирит (с 4 января 2004 года до 22 марта 2010 года), Опортьюнити (с 25 января 2004 года и до сих пор), Кьюриосити (c 6 августа 2012 года и до сих пор) и др.

Первым космическим аппаратом, исследовавшим Марс с пролётной траектории, стал американский Маринер-4. Первым искусственным спутником Марса стал американский Маринер-9. Первым совершил посадку на Марс спускаемый аппарат советской автоматической межпланетной станции Марс-3 в 1971 году. Передача данных с автоматической марсианской станции началась вскоре после её посадки на поверхность Марса, но прекратилась через 14,5 секунд. Попытки мягкой посадки автоматической марсианской станции спускаемыми аппаратами советскихАМС Марс-2 в 1971 году и Марс-6, Марс-7 в 1973 году были неудачными. Первая работающая автоматическая марсианская станция являлась частью американского Викинга-1. Станция после мягкой посадки в 1976 году передала первые снимки с поверхности Марса, провела первые непосредственные исследования атмосферы и грунта.

Исследование Марса космическими аппаратами

Успешные

Программа «Маринер»

 Маринер-4 — 1964 год. Первое исследование с пролётной траектории, первые снимки поверхности.

 Маринер-6 — 1969 год. Исследование с пролётной траектории. Первое исследование состава атмосферы с применением спектроскопических методик и определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения. Получение снимков поверхности.

 Маринер-7 — 1969 год. Исследование с пролётной траектории. Исследование состава атмосферы с применением спектроскопических методик и определение температуры поверхности по измерениям инфракрасного излучения. Получение снимков поверхности.

 Маринер-9 — 1971 год. Первый искусственный спутник Марса, первое картографирование поверхности.

Программа «Викинг»

Космическая программа НАСА по изучению Марса. Программа включала запуск двух идентичных космических аппаратов — «Викинг-1» и «Викинг-2», которые должны были провести исследования с околомарсианской орбиты и на поверхности Марса, в частности, поиск жизни в пробах грунта. Каждый «Викинг» состоял из орбитальной станции — искусственного спутника Марса — и спускаемого аппарата с автоматической марсианской станцией.

Автоматические марсианские станции «Викингов» — первые космические аппараты, успешно работавшие на поверхности Марса. Это одна из наиболее информативных и успешных марсианских программ, хотя ей и не удалось обнаружить жизнь.

Оба аппарата были запущены в 1975 году с мыса Канаверал, штат Флорида. Перед полётом спускаемые аппараты были тщательно стерилизованы для предотвращения заражения Марса земными формами жизни. Время полета заняло немногим меньше года и к Марсу прибыли в 1976 году. Продолжительность работы АМС «Викинг» планировалась в 90 дней после мягкой посадки, но каждый аппарат проработал значительно дольше этого срока. Искусственный спутник Марса «Викинг-1» проработал до 7 августа 1980 года, автоматическая марсианская станция — до 11 ноября 1982 года (Вследствие ошибки оператора при обновлении программного обеспечения направленная антенна опустилась вниз и связь была потеряна). Искусственный спутник Марса «Викинг-2» функционировал до 25 июля 1978 года, автоматическая марсианская станция — до 11 апреля 1980 года.

 Викинг-1. Запущен в 1975 году.

АМС «Викинг-1» включала в себя:

1. Орбитальную станцию «Викинг-1». Искусственный спутник Марса Викинг-1 в первую очередь стал знаменит своим легендарным снимком «Лицо на Марсе», ставшим своего рода самой громкой «мистификацией XX века». Лишь в начале 21 века более совершенные цифровые камеры марсиансих АМС подтвердили гипотезу об удивительной игре света и тени и остудили горячие головы уфологов.

Викинг-2. Запущен в 1975 году.

АМС «Викинг-2» включала в себя:

1. Орбитальную станцию «Викинг-2».

2. Спускаемый аппарат с автоматической марсианской станцией «Викинг-2».

Марс ГлобалСервейор

 «Марс ГлобалСервейор» — с 1996 по 2006 год. Искусственный спутник Марса. Осуществил подробное картографирование планеты, а также прислал ряд снимков с рекордным на тот момент разрешением (включая фотографирование с орбиты посадочных аппаратов). Разрешение камеры позволяло делать снимки с точностью до 1,5 метров на пиксель. Выполнял роль телекоммуникационного спутника для роверов «Спирит» и «Опортьюнити».

Марс Пасфайндер

 «Марс Пасфайндер» — 1996 год. Посадочный аппарат с автоматической марсианской станцией и доставка марсоходаSojourner.

 «Sojourner» — 4 июля 1997 года. Начало выполнения программы марсоходомSojourner. Первые исследования марсианского грунта с марсохода.

 «Спирит» — 2004—2010 годы. Марсоход. Изучение структуры грунта и многое другое.

«Оппортьюнити» — Марсоход с 25 января 2004 года по нынешнее время.

Феникс

 «Феникс» — 2007 год. Автоматическая марсианская станция. Первые исследования в полярном регионе. Анализ грунта и многое другое.

Частично успешные

Программа «Марс»

Советская программа «Марс» включала в себя серию разведывательных комплексных аппаратов, состоящих из двух модулей, предназначенных для изучения планеты Марс как с её орбиты, так и с её поверхности. Так же, в задачи первых разведчиков (Марс-1, Зонд-2, Марс-2, Марс-3) входил сбор данных о «дороге» к Марсу: межпланетного и околомарсианскогопространства. В подавляющем большинстве спускаемые модули советских миссий программы «Марс» не справились с возложенными задачами, в то время как орбитальные модули программы «Марс» в массе своей выполнили все основные поставленные перед ними технические и научные программы. Из-за неудач спускаемых модулей, главная техническая задача всей программы «Марс» — создание на Марсе работающего научного автоматического комплекса — не была решена. Тем не менее, многие научные задачи, такие как получение фотографий поверхности Марса и различные измерения атмосферы, магнитосферы, состава почвы являлись передовыми для своего времени.

 Марс-1. Запущен 1 ноября 1962 года. В ходе полёта впервые получены и проанализированы данные о физических свойствах космических пространств между орбитами планет Земля и Марс. 21 марта 1963 года радиоконтакт с автоматической межпланетной станцией был потерян. В этот момент «Марс-1» находился в 108 миллионах километров от Земли, но успел передать важную информацию о межпланетном пространстве на большом расстоянии от нашей планеты. Исходя из баллистических данных, можно предполагать, что 19 июня 1963 года «Марс-1» осуществил первый (хоть и неуправляемый) пролёт Марса на расстоянии примерно 200 тыс. км от него и продолжил свой полёт вокруг Солнца.

 Марс-2. Запущен 19 мая 1971 года в 19:26 МСК.

Миссия АМС «Марс-2» включала в себя:

1. Орбитальный модуль АМС «Марс-2». Успешно выполнил все основные этапы своей программы и свыше 8 месяцев проводил исследования Марса с орбиты, вплоть до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации (23 августа 1972 года).

2. Спускаемый модуль АМС «Марс-2». По прибытии на марсианскую орбиту в ноябре 1971 года на поверхность Марса был отправлен спускаемый модуль. Аппарат предпринял попытку мягкой посадки, закончившеюся неудачей. Спускаемый модуль разбился, став первым рукотворным объектом, доставленным на Марс 27 ноября 1971 года.

3. Марсоход АМС «Марс-2» «ПрОП-М». В состав спускаемого модуля АМС «Марс-2» входил марсоход «ПрОП-М», который был утерян вследствие аварии спускаемого модуля.

 Марс-3. Запущен 28 мая 1971 года в 20:22 МСК.

Миссия АМС «Марс-3» включала в себя:

1. Орбитальный модуль АМС «Марс-3». Успешно выполнил все основные этапы своей программы и свыше 8 месяцев проводил исследования Марса с орбиты, вплоть до исчерпания азота в системе ориентации и стабилизации (23 августа 1972 года).

2. Спускаемый модуль АМС «Марс-3». По прибытии на марсианскую орбиту в декабре 1971 года на поверхность Марса был отправлен спускаемый модуль. 2 декабря 1971 года была произведена первая в истории успешная мягкая посадка на поверхность Марса. Вскоре после посадки аппарат начал передачу панорамы окружающей поверхности, но полученная часть панорамы представляла собой серый фон без единой детали. Через 14,5 секунд сигнал пропал. (По воспоминаниям академика М. Я. Марова сигнал пропал через 20 секунд).

3. Марсоход АМС «Марс-3» «ПрОП-М». В состав спускаемого модуля АМС «Марс-3» входил марсоход «ПрОП-М», который был утерян вследствие потери связи со спускаемым модулем.

 Марс-4. Запущен 21 июля 1973 года. Аппарат успешно добрался до Марса, но ему не удалось выйти на его орбиту. С пролётной траектории было получено 12 фотографий поверхности планеты, произведено двухчастотное радиопросвечивание атмосферы, получены фотометрические профили атмосферы у лимба планеты в недоступной для наземных наблюдений области спектра и другие научные измерения. В отличии от предыдущих миссий программы «Марс», АМС Марс-4 и Марс-5 не имели на борту спускаемые модули. Первоочерёдными задачами космических аппаратов «Марс-4» и «Марс-5» (модификация М-73С), являлись выход на орбиту Марса и обеспечение связи с будущими «наземными» (спускаемыми) модулями, которые по плану должны были быть доставлены миссиями «Марс-6» и «Марс-7» (модификация М-73П). К сожалению, эта техническая задача не была достигнута АМС «Марс-4», по причине невозможности выхода на марсианскую орбиту (отказ корректирующих двигателей). Аппарат прошёл мимо Марса по пролётной траектории.         

 Марс-5. Запущен 25 июля 1973 года. Аппарат успешно добрался до Марса и благополучно вышел на марсианскую орбиту. Всего с АМС «Марс-5» было получено 43 снимка нормального качества, в том числе 15 с помощью короткофокусной «Вега-3МСА» и 28 — длиннофокусной «Зуфар-2СА». Помимо прочих научных данных, было измерено содержание водяного пара в атмосфере Марса и обнаружено наличие озона в его атмосфере. Последний сеанс связи был осуществлён 28 февраля 1974 года. Первоочерёдными задачами космических аппаратов «Марс-4» и «Марс-5» (модификация М-73С), являлись выход на орбиту Марса и обеспечение связи с будущими «наземными» (спускаемыми) модулями, которые по плану должны были быть доставлены миссиями «Марс-6» и «Марс-7» (модификация М-73П). К сожалению, эта техническая задача не была достигнута АМС «Марс-5», по причине разгерметизации приборного отсека, аппарат проработал на орбите Марса всего 14 дней.

Марс-6. Запущен 5 августа 1973 года.

Миссия АМС «Марс-6» включала в себя:

1. Орбитальный модуль АМС «Марс-6». После завершения работы с автоматическим спускаемым модулем, аппарат продолжил полет по гелиоцентрической орбите.

2. Спускаемый модуль АМС «Марс-6». Была потеряна связь перед посадкой, в непосредственной близости от поверхности Марса. Тем не менее, спускаемый аппарат «Марса-6» совершил посадку на планету, впервые передав на Землю данные о параметрах марсианской атмосферы, полученные во время снижения.

 Марс-7. Запущен 9 августа 1973 года.

Миссия АМС «Марс-7» включала в себя:

1. Орбитальный модуль АМС «Марс-7». С пролётной траектории орбитального модуля были проведены ряд научных измерений и экспериментов. С пролетным аппаратом «Марса-7» связь поддерживалась до 25 марта 1974 года.

2. Спускаемый модуль АМС «Марс-7». Вследствие нарушения в работе одной из бортовых систем спускаемый аппарат АМС «Марс-7» прошёл на расстоянии 1400 км от поверхности планеты и ушёл в открытый космос[138].

Программа «Фобос»

Серия советских автоматических межпланетных станций, предназначенных для исследования Марса и его спутника Фобоса.

Проект под руководством академика Сагдеева был начат на волне успешного сотрудничества с западными научными организациями в рамках проекта АМС «Вега».

«Фобосы» являлись широкопрофильными аппаратами — они были разработаны как унифицированный проект для проведения многоцелевых и разноплановых экспедиций с целью изучения планет и других небесных тел (кометы, астероиды, спутники планет) Солнечной системы. Аппараты были спроектированы так, что их конструкция и состав систем служебного модуля должны были оставаться практически неизменными при смене в выборе любого объекта для изучения — Солнца, Марса, Венеры, Луны. Переоснащение, связанное с изменением цели научной программы экспедиции, касались в основном запасов топлива, состава исследовательских приборов и научной аппаратуры.

«Фобос-1», несмотря на провал марсианской миссии, 2 месяца находился в полёте и вёл всё это время научные измерения в межпланетном пространстве с траектории к Марсу. Наиболее значимыми открытиями в научной программе «Фобоса-1» стали результаты исследований, проведённых при помощи солнечного телескопа под названием «Терек».

 АМС «Фобос-1». Запущен 7 июля 1988 в 20:38:04.306 UTC. 2 сентября 1988 года при попытке провести запланированный сеанс с «Фобосом-1» аппарат не вышел на связь[139].

 АМС «Фобос-2». Запущен 12 июля 1988 года в 20:01:43.185 UTC. Успешно добрался до Марса и вышел на его орбиту, получены снимки поверхности Марса, Фобоса и многие другие научные данные. Вскоре после сближения с Фобосом утеряна связь.

«Марс-экспресс»

 «Марс-экспресс» — 2003 год.

АМС «Марс-экспресс» включала в себя:

1. Спускаемый аппарат с автоматической марсианской станцией «Бигль-2». Станция «Бигль-2» не вышла на связь после посадки.

2. Орбитальную станцию «Марс-экспресс». Искусственный спутник Марса выполнил программу полёта и работает, проводя дополнительные исследования, по сей день (с 25 декабря 2003 года).

Текущие

На поверхности планеты работают марсоходы:

 «Оппортьюнити» (с 25 января 2004 года) в рамках программы «MarsExplorationRover»

 «Кьюриосити» (с 6 августа 2012 года) в рамках программы «MarsScienceLaboratory»

На орбитах искусственных спутников Марса находятся три работающие АМС:

 «Марс Одиссей» (с 24 октября 2001года)

 «Марс-экспресс» (с 25 декабря 2003 года)

 «Марсианский разведывательный спутник» (с 10 марта 2006 года)

На пути к Марсу находятся:

Mangalyaan — индийская автоматическая межпланетная станция, запущена 5 ноября 2013 года. Предназначена для исследования Марса с орбиты искусственного спутника.

 «МАВЕН» — космический аппарат НАСА, запущен 18 ноября 2013 года, для изучения атмосферы с орбиты искусственного спутника.

Планируемые

Марсианский научный орбитальный аппарат — запуск в январе 2016 года.

 В 2018 году на поверхность Марса должен совершить мягкую посадку марсоход европейского космического агентства, который, в частности, займётся бурением и анализом горных пород.

 «Фобос-Грунт 2» — вторая планируемая российская автоматическая межпланетная станция (АМС), предназначенная для доставки образцов грунта Фобоса на Землю.

В провинции Рио-Тинто на юге Испании в «красных холмах» из ярозита проводятся испытания прототипов европейских марсоходов (Eurobot) и