Муниципальный этап областного конкурса «Космонавтика» Направление: «Космические аппараты и ракеты-носители» Тема: «Миссия OSIRIS - REX»
проект (4 класс)

Муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования

«Станция юных техников»

Муниципальный этап областного конкурса «Космонавтика»

Направление: «Космические аппараты и ракеты-носители»

Тема: «Миссия OSIRIS - REX»

                              Выполнила:

Волкова Анастасия

МБОУ СОШ №7, 3 кл.

объединение «Затейники»

                               Руководитель:

Гноевая Любовь Николаевна педагог дополнительного образования

г. Каменск-Шахтинский

2018г.

Содержание

1.Введение. Актуальность проекта                                                        3

2.Цели и задачи проекта                                                                4

3. План работы над проектом                                                        5

4.Космические аппараты                                                                6        

5.Миссия OSIRIS-REx                                                                8

6.Изготовление макета космического аппарата OSIRIS-REx                         12

7.Заключение                                                                                14

8.Список используемых интернет источников и литературы                        15

Введение. Актуальность проекта

«Космонавтика имеет безграничное будущее,

и ее перспективы беспредельны,

 как сама Вселенная» 

Сергей Королев

Загадочный мир звезд и планет с давних времен притягивал к себе внимание людей. Но ближе и доступнее он стал только с проникновением человека в космическое пространство. Современные спутники широко используются в народном хозяйстве. Они позволяют уточнить прогноз погоды, помогают морским штурманам определять местонахождение кораблей в океане, обеспечивают космическую радио- и телевизионную связь и многое другое. Современные условия жизни человека на Земле требуют знаний об освоении космоса и практическом использовании достижений космонавтики. Космос – самая активно развивающаяся часть науки и технологий. Хотелось бы упомянуть, что именно советские космонавты впервые произвели сварку в космическом пространстве. Но на этом развитие не остановилось, и поэтому в 2015 году было принято решение об объединении Военно-воздушных сил и Войск воздушно-космической обороны в Воздушно-космические силы Российской Федерации, главной задачей которых является защита воздушно-космического пространства.

 Коротко рассказать о большом космосе невозможно! Увлекаясь каким-либо фактом, каждого захватывают, словно на космическом корабле, приключения на далекие и неизведанные планеты солнечной системы. Именно поэтому при формировании представлений о космосе у детей была выбрана проектная методика. Система работы по теме «Космос» предполагает личностно-ориентированный подход к развитию ребёнка. Деятельность направлена на развитие умственных, познавательных, коммуникативных способностей, которые осуществляется через различные виды детской деятельности. Содержание образовательной деятельности доступно возрасту, даёт детям способность выразить свои эмоциональные переживания и освоенные знания о космосе.

Цели проекта

•  формирование представлений о роли человека в изучении космического пространства, элементарных знаний по теме «Космос»;
• стимулирование интереса обучающихся к углубленному изучению проблем развития космонавтики;
• развитие интереса у учащихся к изучению истории этих отраслей, инженерно-техническим и исследовательским направлениям;
•  формирование нравственно-патриотических чувств в процессе реализации проекта;
• развитие личностного, интеллектуального и творческого потенциала детей;
• воспитание чувства уважения к космонавтам и людям, влияющим на развитие космонавтики в России.

Задачи проекта

• выявление и поддержка одарённых детей;
• приобщение  к истории человечества по изучению, исследованию и освоению космоса;
•  пропаганда достижений отечественной и мировой космонавтики;
• патриотическое воспитание детей;
• изучение истории и перспектив развития космонавтики, ракетной техники и авиации;
• развитие творческих способностей, практических навыков и обмена опытом в поисковой и научной работе в области космонавтики и различных летательных аппаратов
• привлечение детей к проектной деятельности по космической  тематике;
• развитие у обучающихся умений и навыков исследования, моделирования, конструирования.

План работы над проектом

Объект исследования: миссия OSIRIS-REx, её цели и задачи

Цель работы:

• создать авторскую модель космического аппарата из доступных материалов;
• расширить свои знания о перспективных направлениях современной космонавтики;
• узнать больше об исследовании астероидов на примере миссии OSIRIS-REx.

Задачи:

1. Изучить литературу по теме «Космические аппараты», «Исследование астероидов»
2. Провести анализ собранной информации о космических аппаратах и их использовании человеком для исследования космического пространства.
3. Составить план по разработке и созданию авторской модели космического аппарата. Выбор материала.
4. Создать модель космического аппарата из подручных средств.
5. Сделать вывод о результатах проведенной работы по созданию модели космического аппарата.

Методы исследования:

1. анализ литературы, сбор информации по теме «Космические аппараты»;
2. анализ собранной информации по данной теме;
3. обобщение.

Космические аппараты

Космический аппарат (КА) — общее название технических устройств, используемых для выполнения разнообразных задач в космическом пространстве, а также проведения исследовательских и иного рода работ на поверхности небесных тел. Средствами доставки космических аппаратов на орбиту служат ракеты-носители или самолёты. Космические аппараты во всем своем многообразии - одновременно гордость и забота человечества. Их созданию предшествовала многовековая история развития науки и техники. Космическая эра, позволившая людям со стороны взглянуть на мир, в котором они живут, вознесла нас на новую ступень развития. Ракета в космосе сегодня – это не мечта, а предмет забот высококлассных специалистов, перед которыми стоят задачи по усовершенствованию существующих технологий.

Есть несколько вариантов классификации космических аппаратов. В самом простом случае выделяют космические аппараты пилотируемые и автоматические. Первые, в свою очередь, подразделяются на космические корабли и станции. Различные по своим возможностям и назначению, они сходны во многом по строению и используемому оборудованию.

 Космический аппарат, одной из основных задач которого является транспортировка людей или оборудования в верхней части земной атмосферы — так называемом, ближнем космосе, называют космическим кораблём (КК) или космическим летательным аппаратом (КЛА).

Области использования космических аппаратов обуславливают их разделение по следующим группам:

• суборбитальные;
• околоземные орбитальные, движущиеся по геоцентрическим орбитам искусственных спутников Земли;
• межпланетные (экспедиционные);
• напланетные.

Принято различать автоматические спутники (ИСЗ) Земли и пилотируемые космические аппараты.

По наличию функции возвращения:

• Возвращаемые — предусматривают возвращения людей и материалов на Землю, осуществляя мягкую либо жёсткую посадку
• Невозвращаемые — при выработке ресурса обычно сходят с орбиты и сгорают в атмосфере, либо переводятся на орбиту захоронения.

По выполняемым функциям выделяют следующие классы:

• метеорологические
• навигационные
• спутники связи, телевещания, телекоммуникационные спутники
• научно-исследовательские
• геофизические
• геодезические
• астрономические
• дистанционного зондирования Земли
• разведывательные и военные спутники
• другие

Многие космические аппараты выполняют сразу несколько функций.

Миссия OSIRIS-REx

Изучая тему космоса, мы натолкнулись на множество направлений работы различных стран по его исследованию.

8 действующих космических миссий

Самые впечатляющие программы по исследованию внешних планет:

                                                                                                                                                                                         Из всех возможных вариантов, нам показалась интересной тема исследования астероидов американскими учеными и их миссия OSIRIS-REx.

Какова цель изучения астероидов? Они являются источником полезных ископаемых,  могут дать новую информацию о ранних этапах жизни Солнечной системы, а также осуществляется проверка «астероидной опасности».

 Почему же ученых так заинтересовал астероид 101955 Бенну?

Во-первых, он относится к углеродистым астероидам, вещество которых состоит из очень древней материи, которая может помочь ученым многое узнать об истории нашей Солнечной системы. Во-вторых, он относится к группе астероидов, орбита которых пересекается с Земной и даже какое-то время находится внутри нее. То есть на него удобно лететь. А, в-третьих, именно из-за этой близости орбиты есть шанс столкновения Бенну с Землей. По последним расчетам он составляет 1 к 4 тысячам. Это, конечно, ничтожная величина. Но на данный момент NASA объявило этот астероид главным потенциально опасным для Земли. Ведь если этот камешек примерно полкилометра в диаметре врежется в Землю, то ей грозят планетарные катаклизмы, которые угрожают самой жизни на Земле! Это может произойти между 2169 и 2199 годами. И сейчас главная задача заключается в том, чтобы как следует изучить этот астероид, учесть все факторы и решить, как с ним дальше поступать. Для этого и была организована миссия OSIRIS-REx, которая стартовала 8 сентября 2016 года.

Задачей данной миссии является подлететь к астероиду, провести различные исследования, взять прямо на лету, без посадки, пробы грунта. После чего контейнер с грунтом будет привезен на Землю, сброшен на нее с орбиты, а сам аппарат еще некоторое время будет продолжать полет в космосе до тех пор, пока будет хватать мощности батарей.

OSIRIS-REx доставит образцы астероида для последующего их анализа, что позволит возможно даже ответить на вопрос о происхождении жизни, воды и планет. Результаты могут быть искажены случайным микроорганизмом или спорой с Земли. Именно поэтому ученые уделяли особенное внимание стерилизации космического аппарата. Ученые полагают, что именно астероиды стали теми объектами, которые доставили элементы жизни на Землю. Они в первую очередь будут искать аминокислоты – элементарные звенья протеинов – простые и сложные органические соединения и другие вещества на астероиде Bennu.

Изготовление макета космического аппарата

Изучив  космический аппарат OSIRIS-REx и его предназначение, мы решили изготовить макет своего космического  аппарата и назвали его OSIRIS-3D. В связи с тем, что результаты анализа образцов астероида могут быть искажены случайным микроорганизмом или спорой с Земли, следует организовать мини лабораторию прямо на борту космического аппарата. Для этого космический аппарат нужно усовершенствовать, установив на его борту автономный 3D-принтер с механическим приводом и механические компьютеры, собранные из 3D-печатных деталей. Оборудование для лаборатории будет изготавливаться на 3D-принтере. Результаты анализов немедленно будут передаваться на Землю.   

Для  изготовления макета космического аппарата OSIRIS-3D нам понадобятся:

1. обрезки МДФ;
2. картон, цветной картон;
3. пенопласт;
4. обрезок картонной трубки от пневматической хлопушки;
5. проволока;
6. распечатка солнечных батарей;
7. пластмассовые крышечки, контейнеры от киндер-сюрпризов;
8. теннисный мячик;
9. скотч двухсторонний, клей и ножницы;
10.  акриловая краска, краска в баллончиках, бумага самоклеящаяся;
11. магнит;
12. фломастеры.

Ход работы

Было решено на  макете не устанавливать одну стенку, чтобы была возможность разглядеть те приборы, которые находятся внутри.

1. Из обрезка картонной трубки от использованной пневматической хлопушки сделали цилиндрический модуль управления и обеспечения в центре аппарата;
2. На него установили  перегородки из МДФ  несущей рамы зонда. Собранное шасси зонда покрашено серебристой краской. Модуль управления декорирован самоклейкой золотого цвета;
3. Фермы крепления солнечных панелей сделаны из обрезков МДФ;
4. Для слежения за звездами  изготовлена бинокулярная система. Так как в космосе GPS нет,  позиционироваться приходится по звездам и по прогнозам собственного положения, основанным на математических расчетах. Основа вырезана из пенопласта, а имитация объективов мини-телескопов из колесиков от поломанной игрушки;
5. Солнечные батареи – уловка, элемент макета, очень похожий на реальное устройство. Панели распечатаны на цветном принтере, наклеены на МДФ двусторонним скотчем и «заламинированы» простым скотчем. Крепления солнечных батарей – уголки.
6. Синий баллон с гелием изготовлен из цилиндрической баночки от таблеток и двух шляпок из коробочки от конфет. Баллон установлен на кронштейн из пенопласта и задекорирован кусочком пластика;
7. Штанги манипулятора изготовлены из спиц велосипедного колеса. Шарниры – из болтов. А рабочий инструмент для забора грунта – из сломавшегося зонтика.
8. Приборы на верхней панели – коробочки и трубочки из золотистого дизайнерского картона. Для плоских объектов используется плитка для потолка. Пластиковые пластинки  вырезаны ножом и обработаны наждачной шкуркой, чтобы сгладить острые углы. Конический объект - капсула, в которой проба грунта будет доставлена на Землю, изготовлен из пластмассовой баночки от крема и конуса из чертежной бумаги.
9. Силовая установка –  картонная трубочка, теннисного мячика и крышечка от шарикового дезодоранта.

Заключение

Космические исследования — это не только новый этап в развитии науки о космосе, это эпоха в развитии науки вообще, эпоха значительных успехов многих областей науки и техники.

Космические исследования все глубже входят в жизнь всего человечества, начинают играть все большую роль в экономике, оказывают большое влияние на повышение благосостояния народов всех стран.

Начало изучения космоса стало началом новой эры в науке. До этого времени в ряде областей науки о космосе доминировали очень смелые, но экспериментально не подтвержденные теории. Многие дисциплины получили возможность перейти к новым методам исследований, которые ранее были просто невозможны или казались нереальными.

Космонавтика с ее небывало высокими требованиями к надежности систем и аппаратуры побуждает сегодня промышленность подтягиваться до такого уровня, который не был ей свойствен вчера, заставляет использовать новейшие достижения науки и техники, улучшать и модернизировать производство. Уровень современной ракетно-космической техники сопряжен с внедрением новейших достижений научно-технической революции в производство, причем каждое из них, в свою очередь, обогащается в результате использования достижений науки в изучении процессов и явлений, происходящих в космическом пространстве.

Мы уверены, что в ближайшем будущем нас ожидают новые открытия, которые приблизят нас к более полному познанию тайн природы. Уместно вспомнить слова В. И. Ленина: «В теории познания, как и во всех других областях науки, следует рассуждать диалектически, т. е. не предполагать готовым и неизменным лишь познание, а разбирать, каким образом из незнания является знание, каким образом неполное, неточное знание становится более полным и более точным»*.

*В. И. Ленин, Полн. собр. соч., т. 18, стр. 102.

Интернет источники

1.http://v-kosmose.com/asteroidyi-i-kometyi/issledovanie

2.http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/the-plan-for-the-transformation-of-asteroids-in-autonomous-space-vehic

3. http://v-kosmose.com/asteroidyi-i-kometyi/issledovanie/

4.http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/the-plan-for-the-transformation-of-asteroids-in-autonomous-space-vehic

5.http://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/the-first-3d-printer-on-the-iss-is-ready-to-accept-orders-from-the-gro/

6. https://aboutspacejornal.net/2016/01/30/%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D1%8F-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%82-%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%BC%D0%BE%D0%B6%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B8%D0%B7%D1%83%D1%87%D0%B5/ Журнал « Все о космосе»

7. http://www.tavika.ru/2014/03/osiris-rex.html