Проект Модель «Планетоход Sensei Wu»
проект (4 класс)

Муниципальное бюджетное учреждение

дополнительного образования

«Станция юных техников»

Муниципальный этап областного конкурса «Космонавтика»

Направление: «Космические аппараты и ракеты-носители»

Тема: «Планетоход Sensei Wu»

                              Выполнила:

Солонченко Мария

МБОУ СОШ №14, 5 кл.

объединение «Затейники»

                               Руководитель:

Гноевая Любовь Николаевна педагог дополнительного образования

г. Каменск-Шахтинский

2019 г.

Содержание

1. Введение. Актуальность проекта                                                        

2. Цели и задачи проекта                                                

        3. Приемы и методы реализации проекта

4. История планетоходов                                                                

5. Изготовление модели  планетохода                                                

6. Заключение                                                                                

7. Список используемых интернет источников и литературы                        

Введение. Актуальность проекта

История изучения и освоения космического пространства знает уже сегодня и будет знать в будущем много смелых решений и блестящих открытий, но все они были бы невозможны без запуска искусственного спутника, первого практического шага на пути человечества к звездам. В ознаменование первого в мире полета человека в космос Указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 апреля 1962 года эта дата ежегодно отмечается как День космонавтики.

Что же дало нам освоение космоса? Стоило ли оно усилий тысяч людей?

Сейчас космонавтика стала настолько обыденной, что порой мы не отдаем себе отчета, что смотрим телевизионные программы благодаря спутниковым антеннам, ведем через спутники телефонные переговоры, слушаем составленные на основе данных из космоса прогнозы погоды, получаем со спутников фотографии о распространении лесных пожаров и других стихийных бедствий. Космические системы позиционирования используются самолётами, морскими судами, автомобилями и туристами. И это только практические результаты. К началу XXI-го века сотни людей побывали в космосе; человек высадился на Луне, автоматические аппараты побывали на многих планетах Солнечной системы, астероидах и кометах. Автоматический зонд Вояджер-1 пролетел более 14 миллиардов километров и приближается к границе Солнечной системы. В изучении космоса уже активно используются современные роботы, а также искусственный интеллект, хотя ему пока редко доверяют дорогие аппараты. В последние годы были найдены десятки планет, сверхмощные телескопы заглянули в глубины космоса более чем на 10 млрд световых лет. Человечество уже выросло из своей колыбели – без космоса наша жизнь уже немыслима.

Актуальность проекта: современные условия жизни человека на Земле требуют знаний об освоении космоса и практическом использовании достижений космонавтики.

Объект исследования: луноходы, марсоходы.

Предмет исследования: устройство, оснащение планетоходов

Гипотеза: если продолжать исследования космоса, то мы получим возможность применить знания для развития народного хозяйства.

Актуальность проекта

Школьный возраст  важный период в жизни человека. Именно в этом возрасте закладываются основы будущей личности, формируется умственное, нравственное и физическое развитие. Проект направлен на развитие кругозора детей, формирование познавательной активности. Дети учатся добывать информацию из различных источников, систематизировать полученные знания, применять их в практической деятельности.

В настоящее время, с введением требований ФГОС изменяется подход к обучению, происходит внедрение в педагогическую практику современных образовательных технологий, позволяющих рационально моделировать учебный процесс.

Система дополнительного образования обладает большим потенциалом для развития ребенка и формирования универсальных учебных действий в процессе обучения.

Размышляя над проблемой, как помочь учащимся максимально раскрыть способности и творческую индивидуальность, пришла к выводу, что именно применение проектных технологий позволит разрешить ее наиболее успешно. Так как содержание и проблематика проектов учитывают индивидуальность ребёнка, что дает возможность наиболее полно раскрыть его интересы и творческие потребности, учитывается индивидуальный стиль деятельности ученика, создаются условия для развития регулятивно - оценочных действий, осуществляется вариативное построение творческой деятельности и управления ею.

Кроме того, применение проектных технологий в процессе обучения позволяет формировать целый комплекс различных умений: развиваются, исследовательские умения (самостоятельно находить недостающую информацию, выдвигать гипотезы, устанавливать причинно-следственные связи, синтезировать и обобщать информацию из разных источников). Метод проектов формирует умения принимать решение, прогнозировать последствия, анализировать текущую ситуацию. И, конечно, дети получают прекрасную возможность проведения общественной презентации своих достижений. У детей развиваются умение интегрировать знания из разных областей, усиливается учебная мотивация.

Цели и задачи проекта

Цели

- формирование представлений о роли человека в изучении планет Солнечной системы, элементарных знаний по теме «Космос»;

- знакомство с историей создания транспортных средств, приспособленных для работы на поверхности планет и других небесных тел;

 - знание о значении космических исследований для жизни людей на Земле.

Задачи

- приобщение к истории человечества по изучению, исследованию и освоению космоса;

- привлечение детей к проектной деятельности по космической тематике;

- развитие у обучающихся умений и навыков исследования, проектирования, моделирования, конструирования.

Приемы и методы реализации проекта

1. Сбор информации о планетоходах – работа с литературой, поиск информации в сети интернет;
2. Беседы: « Луноход - 1 », «Планеты Солнечной системы»               (использование иллюстраций, презентаций);
3. анализ собранной информации по данной теме;
4. обобщение;
5. Подбор материалов для модели;
6. Творческая деятельность - создание модели.

История создания планетоходов

Планетоход — транспортное средство, приспособленное для работы на поверхности планет и других небесных тел в различных климатических условиях при гравитации, отличной от земной.

В качестве транспортных средств, доставляющих планетоходы к месту работы, используются космические корабли.

К конструкции планетохода предъявляются следующие требования: высокая стойкость к вибрационным, ударным и линейным перегрузкам, по мере необходимости оборудование планетохода устройствами конвертирования ходовой части и спуска на поверхность исследуемого небесного тела. Планетоходы разрабатывались для проведения новых экспериментов уже на поверхности планет Солнечной системы, к тому же изучение некоторых небесных тел довольно трудно проводить с помощью орбитальных аппаратов либо вообще невозможно. Ярким примером может послужить непрозрачная атмосфера Венеры. Главным источником, дающим хоть какие-то сведения о поверхности Венеры, являются радиолокационные методы.

 Задачи, которые предстоит решать аппаратам, во многом схожи с задачами орбитальных исследовательских станций. Это получение, обработка информации о поверхности планеты, ее недрах и условиях окружающей среды и последующая передача результатов на Землю.

Наиболее эффективными могут считаться необитаемые планетоходы с автоматическим или дистанционным управлением, либо для выполнения специальных исследовательских программ обитаемые планетоходы, которые должны снабжаться специальной герметичной кабиной, позволяющей создать нормальные климатические условия, пригодные для работы человека в течение длительного времени.
Основным преимуществом необитаемых планетоходов является отсутствие опасности для человеческого организма на начальных стадиях исследования планет.

Очень важным в конструкции планетохода является выбор типа движителя, которым будет оснащаться планетоход.

Из всех типов движителей большим вниманием пользуются колесное и гусеничное исполнение движителя. Колесные планетоходы, в свою очередь, имеют небольшое преимущество перед гусеничными. Они могут использоваться в более широком диапазоне грунтов, обеспечивают возможность создания тягового усилия и в ведущем, и в тормозном режиме работы, имеют более высокий КПД за счет возможности
регулировать электроприводом режимы работы и добиваться большей эффективности и, кроме всего перечисленного, имеют большую проходимость и увеличенный срок службы.

Гусеничные имеют большее преимущество при использовании в условиях слабонесущих грунтов: высокий запас силы тяги на слабонесущих грунтах и более низкое удельное давление на поверхность.

 Родоначальником направления шагающих движителей является П. Л. Чебышев с его стопоходящей машиной. Для этого класса движителей характерны такие недостатки, как отсутствие управления высотой машины, отсутствие возможности выбора точки опоры. В поисках наиболее эффективного варианта многие конструкторы создавали гибридные образцы. Попытки сочетать в одном механизме принципы качения и шагания привели к созданию американской фирмой «Вагнер» опытного образца колесно-шагающего движителя типа Годевиль. Колеса, установленные на продольных рычагах подвески, могли поворачиваться на 360°. Громоздкость — вот основной недостаток движителя такого типа.

В зависимости от несущего элемента планетоходы делятся на рамные и планетоходы с кузовом в качестве несущего элемента. Применение рамного планетохода оправданно, если необходимо снизить металлоемкость конструкции или упростить ее. Кузовное исполнение можно использовать при создании планетохода с герметичной кабиной или крупным контейнером.

Одной из сложнейших технических проблем является обеспечение электроэнергией планетохода в течение длительной космической экспедиции. В настоящее время в космических аппаратах используются следующие источники энергии: аккумуляторные и солнечные батареи, их комбинации и радиоизотопные термоэлектрические генераторы.

Неотъемлемой частью любого планетохода является система управления движением, которая предназначена для изменения положений аппарата, находящегося в условиях неупорядоченной внешней среды. Эта система должна выполнять функции по сбору внешней информации, ее дальнейшей оценки и после выработки решения выдать команды на исполнение решения.

Системы управления делятся на интерактивные (человек участвует в работе системы управления) и автономные. Первые, в свою очередь, подразделяются на дистанционные, программные и автоматизированные, которые работают при непосредственном контроле человека. Автономные делятся на программные, работающие по типовым программам, оптимальные и адаптивные.

Более целесообразно применять комплекс, включающий в себя несколько различных систем управления. Например, наличие дистанционной системы управления, которая реализует управление аппаратом по радиоканалу дальней связи, пригодится в случае неполадок автоматической системы управления.

.

Изготовление модели  планетохода

1. Изучив устройство и предназначение планетоходов, достоинства и недостатки предыдущих  внедорожников, мы приступили к изготовлению авторской модели планетохода «Sensei Wu». 
2. Проанализировав собранную информацию, о том, что обычные марсоходы не могут вскарабкаться на горы, а спутники достаточно трудно различают детали,
    было принято решение,  что изучение Марса значительно облегчило бы нахождение небольших дронов на них, которые могут собирать информацию и возвращаться на «станцию» для подзарядки и передачи добытого материала. Но так как дорого доставить на Марс или другую удаленную от Земли планету большое количество техники, и из-за сложной поверхности она часто может ломаться, пришло решение, что мини дроны должны быть сборные, доставляться в разобранном виде и на месте легко собираться по принципу конструктора «Лего» - «Лего-Дроны». Плюс таких дронов в том, что в случае поломки какой-либо детали, ее легко можно заменить запасной. А если несколько дронов сильно пострадают, то из уцелевших деталей можно собрать новый. Таким образом, это позволяет продлить срок миссии и сделать больше открытий.
3. Для изготовления моделей дронов, были использованы детали конструктора «Лего», корпус модели планетохода «Sensei Wu» изготовлен из корпуса старого пылесоса, использованы колеса и часть крестовины от компьютерного стула, которые являются моделью колес на свободной подвеске с вращением на 360 гр. Для имитации солнечных батарей использована поликарбонатная основа и распечатка. Площадка для дронов изготовлена из пластиковой крышки от DVD-диска, манометр от сломанного компрессора имитирует анализатор состава воздуха. Фонари имитируют видеокамеры с подсветкой, которые создают картографию поверхности планеты. Элемент водопроводной пластиковой трубы с элементом слива имитирует панорамную камеру. Спектрометр для анализа состава почвы изготовлен из части медицинского магнитного прибора, который располагается на задней части планетохода. Расстояние, пройденное планетоходом фиксируется с помощью счетчика (деталь от электросчетчика). Корпус от компрессора имитирует аккумулятор, который подзаряжается от солнечных батарей.

Манипулятор собран из деталей конструктора «Лего».

Оснащение планетохода очень продумано и несет в себе перспективу больших открытий  для человечества. На создание некоторых деталей, вдохновила идея конструктора «Лего», поэтому название пришло само собой «Sensei Wu» - легендарный герой одного из мультфильмов серии Лего – мудрый учитель.

Заключение: Мы даже не можем представить себе сколько "великих" умов задействовано в создании высокотехнологичных устройств для изучения далеких планет и поиска инопланетных форм жизни. Мечта о далеких бескрайних просторах Вселенной будоражит сознание обычных людей и стимулирует ученых к рождению новых идей и разработок в космической индустрии. Вера, опыт и огромные знания, приобретаемые с каждым днем, заставляют человечество идти к намеченной цели. Неопознанное и необъяснимое ежесекундно становиться все ближе и ближе, а неограниченные возможности человеческого мозга постепенно открывают новые горизонты для познания космоса. Планетоходы - это лишь инструмент "в руках" людей для будущих открытий. Мы побывали на Луне, не за горами покорение Марса, и кто знает где мы окажемся через десятки, сотни, а может тысячи лет.