Лего полет на луну
Обновлено: 11.05.2024
Тягач доставил ракету «Ангара» на стартовый стол и установил ее в горизонтальном положении. Специальный кран-подъемник соединил ее с мачтой обслуживания и привел в положение для взлета. Лунный модуль был выведен на лунную орбиту и состыкован с кораблем «Федерация». Затем их посадили на поверхность спутника Земли. А кратер неподалеку на всякий случай исследовали на наличие льда.
Это не завязка отечественного блокбастера. Это сценарии проектов для учебного комплекта «Лунная Одиссея», который знакомит учеников 5-9 классов с российской программой покорения ближнего космоса. Причем знакомит не как детишек в песочнице, а через программирование и полную автоматизацию с помощью MINDSTORMS EV3 и кастомных элементов.
В комплект «Лунная Одиссея» входят базовые наборы LEGO MINDSTORMS Education EV3 с зарядными устройствами, тематический и тренировочный маты для проведения проектов, методические пособия с 8 тематическими и 12 учебными миссиями, а также дополнительный набор из 1334 деталей — с его помощью собирается ракета-носитель «Ангара», стартовая площадка для её запуска, корабль «Федерация», луноход, лунный модуль, антенны и даже кратер.
Собрали всю комплектацию на одной из стадий работы. Слева в коробке — MINDSTORMS EV3, в середине собранная ракета «Ангара» и несобранные дополнительные элементы пособия. Справа частично собранная стартовая площадка. В белой коробке много дополнительных деталей, рядом — лунный кратер. Завершает композицию тубус с картами.
Разложили черную коробку. На фото один из модулей EV3 с кучей всего интересного.
Одна из двух карт для проектов
На основе «Лунной Одиссеи» разработан учебный план из 12 миссий и 8 тематических проектов, рассчитанный на 72 академических часа. По ссылкам даны полные версии материалов. В них входят инструкции, интересные исторические, технические описания и даже небольшие тесты — так что на одной сборке все не заканчивается, обучение получается всесторонним. Практически у каждой миссии есть несколько решений — конструктор позволит нескольким командам школьников самостоятельно придумать свой вариант.
Или же можно подключить двигатель, предназначенный для движения колеса робота, напрямую к стартовой площадке и выполнить ту же самую манипуляцию другим способом.
Большинство задач решаются на двух тренировочных картах. Одна из них предназначена для работы с цветовыми полями и моделирования полёта искусственного спутника Земли. На поле размером 120 х 120 см нанесено изображение нашей планеты и градусная шкала.
«Лунная Одиссея» знакомит с историей первого искусственного спутника Земли, первого человека (и вообще живого существа) в космосе, рассказывает о круговой и эллиптической орбите, о спутниковой навигации. В первой учебной миссии нужно будет собрать луноход на основе MINDSTORMS EV3. О нем чуть ниже. Кроме этого, можно собрать еще один, олдскульный луноход — он хорошо позирует на фоне кратеров.
На этом этапе строительства по материалам «Лунной Одиссеи» ученикам рассказывают о значении манипуляторов. Зачем они вообще нужны, чем помогают в космосе, как их использует луноход. Программирование MINDSTORMS EV3 начинается не сразу, но все равно занимает большую часть курса.
«Федерация» — многоразовый пилотируемый космический корабль, который придет на смену «Союзам» и «Прогрессам». По одному из сценариев его нужно будет выводить на орбиту
Основная модель, выполняющая роль лунохода, основана на программируемом модуле MINDSTORMS EV3. Восемь портов позволяют подключить к нему двигатели и разные датчики. Цель первого этапа — собрать луноход: робота, который опирается на два колеса с независимыми моторами и металлический шарик. Такая схема опоры обеспечивает большую мобильность — помимо поворотов и движения, этот луноход может крутиться на месте.
В набор деталей также входят разные сенсоры — гироскоп, сенсор цвета, расстояния и так далее. Они позволяют программировать работу робота по сценариям, зависящим от условий внешней среды. Например, в углах одного тренировочного поля есть цветные квадраты: робота можно запрограммировать на выполнение действий после попадания на каждый из этих квадратов. Датчик определяет зеленый цвет под роботом — робот говорит «Green» — поворачивает направо — едет вперед на три оборота колеса — берет манипулятором кубик LEGO — возвращается на три оборота колеса назад — кладет кубик. Так мы смоделировали орбитальный перелет и вывод на орбиту некоего модуля.
Внешне более замысловатая модель — это стартовая площадка для «Ангары». Вполне собирается за час. Главное — сразу разложить все детали по цветам и типам, чтобы потом не перебирать их в поисках «вот такой вот маленькой синей втулки с крестовиной с одной стороны».
В комплект «Лунная Одиссея» входит множество шестеренок разного размера. С ними можно сделать разные манипуляторы для нашего робота. Причем для разных нагрузок — от нескольких кубиков LEGO до ракеты-носителя «Ангара». Простейший вариант манипулятора собирается за пару минут, но можно изучить тему подробнее и сделать манипулятор с разной силой и скоростью движения.
Все блоки LEGO MINDSTORMS EV3 программируются через стандартную среду. Некоторые этапы программирования проверяются с помощью тестовых вопросов в материалах для учеников.
Комплект «Лунная Одиссея» разработан в сотрудничестве с группой московских педагогов, корпорацией «Роскосмос» и ОРКК (Объединенной ракетно-космической корпорацией). Он не только знакомит с российской космической программой и основами робототехники, но также помогает закрепить навыки исследовательской деятельности и работы в команде. И, как мы надеемся, возбуждает у школьников интерес к космосу и робототехнике.
Среди великих событий XX века, одно из главных мест занимает высадка астронавтов на Луну, состоявшаяся 20 июля 1969 года. Впервые в истории, человек не только покинул пределы земли, но и сумел ступить на внеземной космический объект. Свои действия американский астронавт Нил Армстронг, прокомментировал так: «Этот один маленький шаг для человека — один гигантский прыжок для человечества».
В честь 50-летия миссии Apollo 11, в ходе которой Нил Армстронг и Базз Олдрин приземлились на Луну, группа LEGO представил набор Creator 10266 NASA Apollo 11 Lunar Lander.
Надо сказать, что LEGO не первый раз обращается к этой теме.
Первую модель, американского пилотируемого космического корабля серии «Аполлон» прилунившегося к спутнику земли, создали еще в 1975 году (367 Space Module With Astronauts).
Еще один лунный аппарат - 10029 Lunar Lander появился в серии Discovery через 28 лет.
И только в этот раз набор напрямую связан с событием 50-летней давности.
10266 NASA Apollo 11 Lunar Lander состоит из 1087 деталей и естественно более детализирован по сравнению с предыдущими версиями.
Набор включает две мини-фигурки. Прекрасно понятно, что кроме Базза Олдрина и Нила Армстронга никого другого быть не может, но они никаким образом не персонифицируются.
На полках магазинов конструктор появится 1 июня по цене 99,99 долл. США (в России возможная стоимость будет в районе 8500 руб.).
Но не только LEGO отмечает это событие.
Для выполнения задач лунной программы НАСА потребовалось привлечь порядка 400 000 человек. Многие, многие инженеры способствовали тому, что человечеству удалось совершить первую посадку на Луну, и 50 лет спустя история их совместных усилий рассказывается с помощью анимационного фильма LEGO, созданного организацией Hack the Moon.
Видео длится всего минуту и рассказывает о Чарльзе Старке Дрейпере и его команде инженеров, которые в период с 1961 по 1969 год разработали бортовой компьютер Apollo Guidance Computer. Именно он проводил вычисления и контролировал движение, навигацию, и управлял командным и лунным модулями в ходе полёта на Луну.
Организация Hack the Moon была создана Дрейпером с целью предоставления общественности информации о 17 миссиях «Аполлон» и о людях, которые сделали это возможным.
Привет! Сегодня я покажу вам семь новеньких, готовящихся к выходу наборов конструктора LEGO вечной серии «Город», которая нравится и взрослым, и детям и приносит ощутимый доход датской компании. В статье: новая электричка и железнодорожная станция, необычный трейлер, магазин и кое-что абсолютно новое и свежее для серии. Итак, поехали!
60313: Space Ride Amusement Truck / Грузовик для развлечений «Космический полёт»
Первый набор в сегодняшней подборке представляет из себя часть Луна-Парка в городе из конструктора Лего. Тема нужная, и набор получился очень интересный. На что я обратил внимание: прикольные торсы минифигурок, полезная шапочка пришельца в уникальном на данный момент цвете, полезные детали-кактусы на руках аттракциона. Редкий тёмно-фиолетовый цвет тягача классно сочетается с оранжевыми рельсами. А ещё тут есть прикольная деталь-фотография.
К минусам можно отнести большое количество наклеек. Отличный набор для детей, и шикарный донорсий набор для взрослых. Да и как часть ярмарки, или вашего Луна-Парка будет смотреться отлично! Деталей: 433 шт, цена: ?
60335: Train station / Железнодорожная станция
Обычно железнодорожные станции из конструктора представляют из себя скучные наборы сами по себе, которые играют совершенно другими красками, если у вас есть поезд. Тут же ситуация выглядит иначе. Перед нами очень интересный для детей и взрослых коллекционеров «Города» набор. Детям можно моделировать огромное множество сцен: от прибытия на станцию пассажиров, до перевозки туалета (почему всё чаще «сортирная» тема поднимается в конструкторе?) по ж/д путём. Добавьте сюда еще в целом неплохое здание и целый автомобильные переезд и получите прекрасный набор. Абсолютно уверен, что набор будет популярен. Деталей: 907 шт, цена: 100 $.
60337: Passenger Express Train / Пассажирский экспресс-поезд
60347: Supermarket / Супермаркет
Данный набор находится ровно посередине между классическим городом и его фермерской подсерией. Даже на коробке эту грань можно хорошо рассмотреть. В наборе нам впервые представлена новая покупательская тележка, это знаковый молд для конструктора и множество коллекционеров будут скупать эту деталь для своих магазинов. Также тут прилично обесценивают коллекционную минифигурку человека-горошка из 20 серии. Считаю это печальным фактом. Также рекомендую вам внимательно присмотреться к штанам улыбчивого парня в желтой рубашке. Что вы думаете о его ноге? Пишите в комментарии.
В наборе ещё и знак парковки есть, красная деталь тыквы и множество аксессуаров. Считаю его таким же как самый первый набор – прекрасно впишется в город, может подарить множество часов игры ребенку и прекрасно подойдёт на ресурсные детали для самодельщиков. Деталей: 404 шт, цена: 60 $.
60353: Animal Rescue Mission / Миссия по спасению животных
А теперь переходим к новому направлению. Нечто такое мы уже видели в этом году в серии «Гарри Поттер», имею в виду сундучок с различной постройкой, видимо проекты таких наборов скоро будут во всех сериях.
Итак, что представляет собой этот набор? Детям предлагают применить творчество и адаптировать джип под любые нужны: добавить ковш, или стрелу, а может крюк? В общем нет предела для творчества.
Я же отмечаю следующее: довольно полезные минифигурки и огромное количество крутых аксессуаров. Но особенно мне нравятся: игрушечный заяц в новом, песочном цвете, новый зверь – заяц (до этого были кролики), малыш-крокодил, а также черный котёнок. Стоит ли из-за этого покупать целый набор? Не думаю, но вот эти предметы очень интересны. А детям точно понравится экспериментировать. Деталей: 246 шт, цена: 30 $.
Сценарий Лего-турнира среди воспитанников старшего дошкольного возраста. С использованием робототехнических конструкторов lego wedo 2.0, и лого робота Bee-Bot "Умная пчела".
| Вложение | Размер |
|---|---|
| stsenariy_kosmos_dlya_sayta.docx | 23.59 КБ |
Предварительный просмотр:
Сценарий Лего-турнира «Космотехники» по лего-конструированию и робототехнике среди воспитанников старшего дошкольного возраста по теме
Ведущий 2: Здравствуйте участники Лего-турнира «Космотехники» по лего-конструированию и робототехнике среди воспитанников старшего дошкольного возраста. А тема нашего сегодняшнего турнира называется «Полет на Луну».
Рады представить вам членов жюри.
Ведущий 1: Сегодня мы с вами отправимся в незабываемое космическое путешествие. Но для начала давайте познакомимся с нашими командами.
Команда «Покорители галактики»
Команда «Звезды Мира»
Команда «Космический патруль»
- И так объявляю первый конкурс «Презентация команды»
Ведущий 2: Команды готовы? Начинаем.
Первая команда «Покорители галактики» прошу представить свою команду.
Вторая команда «Звезды Мира»
Третья команда «Космический патруль»
Четвертая команда «Искатели»
Команды по очереди презентуют свою команду. (Говорят название команды, девиз. Оценивается эмблема, костюм и как представили команду).
Ведущий 1: Спасибо Командам, можете присаживаться на стульчики.
(Заходит ученый и размышляет)
Ученый: Почему в году 12 месяцев? А не 20 и не 25? Почему до неба нету лестницы, Чтоб дойти до звезд и их достать? Ну, а вести звезд учет, мог бы Я – Великий ученый!
Ведущий 1 : Здравствуйте, Великий ученый!
Звездочет Здравствуйте, дорогие ребята и взрослые! А что это вы тут собрались? Что у вас за праздник?
Дети: Всемирный день космонавтки.
(Ученый открывает книгу, смотрит и говорит) - Слайд № 2
Звездочет Ребята, сегодня праздник – 12 апреля – «День космонавтики». 55 лет назад – 12 апреля 1961 года, Советский Союз вывел на орбиту Земли космический корабль «Восток». Длительность полёта составила 1 час 48 минут. На корабле «Восток» Стартовал первый космонавт планеты Земля Юрий Гагарин. Так появилась на Земле профессия космонавт и 12 апреля отмечается Всемирный день авиации и космонавтики.
(Под музыку входит Мила — божья коровка, подруга Лунтика)
Музыка - Для входа Милы (приложение)
Мила. Здравствуйте я пролетала мимо и услышала, что вы в космическое путешествие собрались?
Ведущий 2. Совершенно верно.
Мила. У меня там друг живет. Может вы его знаете? (обращается к зрителям)
Мила . Лунтик живет на луне, мы с ним давно не виделись. Не смогли бы вы мне помочь и понести гостинец и передать ему большой привет от меня?
Ведущий 2 : Ну что ж ребята поможем Миле передать гостинец?
Ведущий 1: Ну тогда держим курс на Луну. (Мила уходят)
Но для начала нам надо построить ракету. Участники приглашаю вас в середину зала, сейчас мы с вами построим ракету.
(Под музыку, дети собирают ракету из мягких кубиков)
Ведущий 1: Ведущий – Ура ракета построена, присаживайтесь на свои места. И приготовьтесь к полету.
Ведущий 1: Объявляю (2) второе конкурсное испытание Самый быстрый маршрут до Луны (Использование лого-робота Bee-Bot «Умная пчела»)
Музыка - Космонавты (приложение)
На игровом поле космос отмечены Земля и Луна. Команды с помощью мини-робота должны проложить маршрут от Земли до Луны. Задача команд найти путь с наименьшими шагами. Время на прохождения испытания дается 3 минут. (таймер на экран)
(дети выполняют упражнение).
Ведущий1 . Время истекло, жюри оценивает работы. Ну а мы приготовимся к страту.
(Включить звездное небо)
И так космическому экипажу к старту приготовиться! Внимание! Внимание! Объявляется трёхминутная готовность! Ключ на старт! Начинаем обратный отчёт времени: 10, 9, 8,7, 6,5,4,3 в звездный космос полети!
Слайд – 4 Отсчет назад.
Слайд – 5 приземление на луну
Выключить свет включить прожекторы.
Ведущий 2. Ребята встали на ножки, подняли ручки покружились закрыли глаза открыли и сели на стулья. Ура мы приземлились на Луну!
Ведущий 1 . Ну, а где же Лунтик?
(Лунтик входит под музыку)
Музыка - Для входа Милы и Лунтика
Лунтик . Привет ребята! Как я по вам соскучился.
Ведущий 2 . Здравствуй Лунтик, а мы к тебе прилетели не с пустыми руками. Нас Мила попросила передать тебе гостинец. Держи это вкусное варенье.
Лунтик . Ой спасибо ребята! Это же моё любимое варенье!
Ребята, скажите, как вы думаете, каким должен быть космонавт? (здоровым, сильным, выносливым, мужественным) . Космонавты очень смелые, сильные, умелые. Они много тренируются и умеют хорошо ориентироваться в пространстве. Сейчас мы проведём небольшую тренировку для космонавтов.
Проводится под космическую музыку. Один ведущий читает текст, дети выполняют упражнения вместе с Лунтиком
Всё готово для полёта,
(Дети поднимают руки сначала вперёд, затем вверх).
Ждут ракеты всех ребят.
(Соединяют пальцы над головой, изображая ракету).
Мало времени для взлёта,
(Маршируют на месте).
Космонавты встали в ряд.
(Встали прыжком – ноги врозь, руки на поясе).
Поклонились вправо, влево,
(Делают наклоны в стороны).
Отдадим земной поклон.
(Делают наклоны вперёд).
Вот ракета полетела.
(Делают прыжки на двух ногах).
Опустел наш космодром.
(Приседают на корточки, затем поднимаются).
Ведущий 1 : Спасибо Лунтик, команды немного размялись, пришла пора отправляться в полет!
Лунтик. Подождите, я бы тоже хотел передать для Милы подарок от меня. Я оставил неподалеку очень необычный и красивый цветок. Называется Лунный. Только пешком вам не дойти.
Ведущий1 . Ребята мы поможем? Дети. Да
Но по луне так просто передвигаться мы не сможем. Для этого нам нужен луноход.
- Звездочет. Третье конкурсное испытание «Матрица».
В матрице содержится информация о количестве, цвете, и форме деталей необходимых для постройки и их местоположении на игровом поле. Во время раскодирования матрицы ребенку необходимо соотнести информацию, расположенную в столбцах и строчках.
Перед вами матрица (закодированная таблица). В первой столбце указана форма и цвет деталей, во втором количество (сколько деталей необходимо для постройки), в третьем столбце расположение этих деталей на плоскости. В третьем столбце так же, закодированы этапы постройки.
Задача команды построить модель, зашифрованную в «Матрице». Поднять флажок по выполнению задания.
- Ведущий 2. Собери луноход и запрограммируй (Использование конструктора LegoWeDo 2.0)
Из данных деталей нужно построить луноход по схеме. Время на сборку модели 5 минут . (Муз сопровождение) Команды готовы?
Молодцы! Теперь нужно запрограммировать луноходы. Помощники раздадут планшеты.
И так слушайте внимательно!
Нужно составить самостоятельно строку программы, которая заставит луноход двигаться вперёд до тех пор, пока он не обнаружит присутствие лунного цветка. Затем он должен остановиться.
Ура молодцы ребята. Мы собрали цветы для Майи давайте попрощаемся с Лунтиком и полетим на Землю.
- Ведущий 1. Найди маршрут домой (Использование лого-робота Bee-Bot «Умная пчела»)
Задача команды вернуться на Землю, не столкнувшись с астероидами.
Нужно проложить маршрут обходя все астероиды, учитывается правильность выполнения команды.
Музыка – Барбарики планеты
Ведущий 2 . Молодцы! Вот и закончилось наше космическое путешествие! Приглашаем жюри подвести итоги.
Ну, а мы пригласим всех героев и станцуем веселый танец. (Флешмоб танец «Если очень захотеть можно в космос полететь»)
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Положение о проведении конкурса чтецов среди воспитанников старшего дошкольного возраста ДОУ "Три сигнала светофора"
положение о проведении конкурса чтецов среди воспитанников старшего дошкольного возраста ДОУ "Три сигнала светофора".
Конкурс чтецов «Люблю тебя, мой край родной!» среди воспитанников старшего дошкольного возраста
Конкурс чтецов «Люблю тебя, мой край родной!» среди воспитанников старшего дошкольного возрастаСоединив леса и горы,Озёра, реки и луга,Раскинулась в своих просторахХанты-мансийская земля!В.
Методическая разработка мероприятия отборочного тура интеллектуального марафона «Умники и Умницы» среди воспитанников старшего дошкольного возраста
Сценарий мероприятия отборочного тура интеллектуального марафона разработан с целью пробуждения интереса детей старшего дошкольного возраста к собственным интеллектуальным возможностям, во.
ПРИКАЗ О проведении шашечного турнира среди воспитанников старшего дошкольного возраста от 21.01.2020г
Ответственный за проведение турнира инструктор по физической культуре Король О.В.
Приказ № 5-п о проведении шашечного турнира среди воспитанников старшего дошкольного возраста. от 16.01.2019г
Ответственная за организацию и проведения соревнований по «Шашечному турниру» в ДОУ среди детей старшего дошкольного возраста.
Положение о проведении "Зимней олимпиады" среди воспитанников старшего дошкольного возраста
Настоящее положение определяет цели, задачи, порядок организации и условия проведения "Зимней Олимпиады" среди детей старшегодошкольного возраста, подведение итогов и награждение победителей.
Методическая разработка на тему: "Лего-конструирование и робототехника для детей старшего дошкольного возраста"
Образовательная робототехника - новое направление, нацеленное на повышение эффективности образования, на активное использование детьми современных технологии, элементов компьютерной грамотности, форми.
Опасно ли жить на Луне? Очень опасно! «Ракета. База. Луноход» - проект для защиты космонавтов на Луне на базе конструктора Lego WeDo 1.0
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цели проектной работы:
- Получить новые знания о Луне, узнать о сложностях в её освоении;
- Построить модель с помощью конструктора LegoWeDo, демонстрирующую возможное безопасное проживание человека на Луне.
Задачи проектной работы:
- Изучить информацию о Луне, как о небесном теле;
- Изучить информацию о прилунении, исследовании поверхности спутника и о первом пребывании космонавтов на Луне;
- Побывать на выставке «Космодрайв» в городе Тюмени;
- Установить основные опасности для жизни космонавта на Луне;
- Рассмотреть современные способы защиты человека в открытом космосе;
- Предложить свой способ защиты космонавта при длительном проживании на поверхности Луны
- Сконструировать модель «Ракета-База-Луноход» на базе конструктора LegoWeDo
- Провести демонстрацию модели «Ракета-База-Луноход»
Глава 1. Ближе всех Луна!
Луна – естественный спутник нашей планеты и является самым близким к нам небесным телом. Она сияет на небе по ночам отраженным светом и будоражит воображение мечтателей и поэтов (Приложение, рисунок 1). Размеры Луны достаточно велики для спутника: ее радиус составляет 1737 километров, а масса равна 7,3477·1022 кг, что составляет 0,0123 земной массы. [5] На Луне есть атмосфера, но по сравнению с земной она очень разрежена, и дышать ею нельзя. Из-за отсутствия атмосферы поверхность Луны постоянно подвергается бомбардировкам крупных и мелких метеоритов, самые крупные из них оказывают существенное влияние на лунный рельеф, образуя достаточно глубокие кратеры и впадины. Разрежённость атмосферы приводит к высокому перепаду температур на поверхности Луны (от −173 °C ночью до +127 °C в подсолнечной точке) [6], в зависимости от освещённости; при этом температура пород, залегающих на глубине 1 м, постоянна и равна −35 °C.
С древних времён люди пытались описать и объяснить движение Луны. Со временем появлялись всё более точные теории. [6] Можно считать, что Луна движется по эллиптической орбите (Приложение, рисунок 2). Действительное движение Луны довольно сложное и при его расчёте необходимо учитывать множество факторов, например, сплюснутость Земли и сильное влияние Солнца, которое притягивает Луну в 2,2 раза сильнее, чем Земля.
Считается, что источником магнитного поля планет является тектоническая активность. Например, у Земли поле создаётся движением расплавленного металла в ядре. Отсутствие однородного магнитного поля на Луне установила в 1959 году Луноход «Луна-1». Однако на раннем этапе существования у Луны было аналогичное земному магнитное поле.
Луна состоит из коры, верхней мантии (астеносферы), средней мантии, нижней мантии и ядра, что дает возможность считать её маленькой планетой. Поверхность Луны можно разделить на два типа: очень старая гористая местность (лунный материк) и относительно гладкие и более молодые лунные моря (темные пятна, Приложение, рисунок 3). Лунные «моря», которые составляют приблизительно 16 % всей поверхности Луны, — это огромные кратеры, возникшие в результате столкновений с небесными телами, которые были позже затоплены жидкой лавой. Большая часть поверхности покрыта реголитом.— смесью тонкой пыли и скалистых обломков, образующихся в результате столкновений метеоритов с лунной поверхностью. Ударно-взрывные процессы, сопровождающие метеоритную бомбардировку, способствуют взрыхлению и перемешиванию грунта, одновременно спекая и уплотняя частицы грунта. Толщина слоя реголита составляет от долей метра до десятков метров.
Глава 2. Полеты на Луну.
Доставка человека на Луну – это чрезвычайно сложная и чрезвычайно ответственная миссия. Ведь земной корабль так должен сесть на Луну, чтобы не получить никаких повреждений. [7] Это значит, что скорость посадки должна быть минимальной, надо за какое-то определенное время погасить стремительный бег космического аппарата, затормозить его. Вдумайтесь, как трудно сделать это, да еще в условиях, когда нет атмосферы, которая послужила бы естественным тормозом и позволила бы к тому же применить парашюты. Ведь незаторможенный корабль врежется в луну со скоростью порядка 2500 м/сек. А чтобы мягко прилуниться, ее надо снизить до нескольких метров в секунду! И только один путь — погасить скорость за счет работы реактивных двигателей, за счет дополнительных запасов горючего.
Прилунение — посадка космического аппарата на Луну. [8] Является частью миссии по исследованию Луны и может осуществляться в трёх вариантах:
Жёсткая посадка — попадание на лунную поверхность без средств уменьшения скорости;
Жёсткая посадка на Луну используется на ранних стадиях развития космической техники для отработки носителей, космических аппаратов и проверки расчётов, а также в качестве завершающего этапа некоторых миссий.
Мягкая посадка — прилунение с использованием средств уменьшения скорости для сохранения целостности аппарата и его приборов;
Мягкие посадки на Луну (всего 14) осуществлялись с целью панорамного фотографирования; проведения экспериментов на поверхности; извлечения, анализа, отправки на землю лунного грунта; для доставки передвижных автоматических аппаратов (луноходов).
Первая автоматическая межпланетная станция, которая успешно доставила первый луноход - это Луна-17. Она благополучно прилунилась 7 ноября 1970 года в Море Дождей и Луноход-1 (Приложение, рисунок 4, рисунок 5) съехал на лунный грунт. [9] Масса планетохода составила 756кг, длина с открытой солнечной батареей— 4,42м, ширина— 2,15м, высота— 1,92м. Диаметр колёс— 510мм, ширина— 200мм, колёсная база— 1700мм, ширина колеи— 1600мм. За время нахождения на поверхности Луны «Луноход-1» проехал 10 540 м, передал на Землю 211 лунных панорам и 25 тысяч фотографий. Более чем в 500 точках по трассе движения изучались физико-механические свойства поверхностного слоя грунта, а в 25 точках проведён анализ его химического состава. Луноход проработал на Луне в три раза больше своего первоначально рассчитанного ресурса.
Затем были доставлены на Луну Луноход 2 (1973 г.) и Луноход 3 (1977 г.). Каждый луноход имел свою колесную базу, солнечные батареи, комплект информационно-измерительной аппаратуры, видеокамеры, несколько антенн для связи и передачи информации.
Пилотируемая миссия — доставка на Луну человека.
Единственно возможная посадка для корабля с человеком на борту – это мягкая посадка! По состоянию на 1 декабря 2017 года единственной страной, осуществившей доставку человека на Луну, являются Соединённые Штаты Америки. В рамках программы « Аполлон» мягкую посадку осуществили шесть лунных модулей.
Програ́мма «Аполло́н» — программа пилотируемых космических полётов космического агентства [10] США НАСА, принятая в 1961 году с целью осуществления первой пилотируемой высадки на Луну и завершённая в 1975 году. Всего по программе «Аполлон» были совершены 6 успешных высадок астронавтов на Луну (последняя — в 1972 году). Программа «Аполлон» и высадка на Луну часто упоминаются как одни из величайших достижений в истории человечества
16 июля 1969 года стартовал «Аполлон-11». 20 июля в 20 часов 17 минут 42 секунды по Гринвичу лунный модуль прилунился в Море Спокойствия. Нил Армстронг спустился на поверхность Луны 21 июля 1969 года в 02 часа 56 минут 20 секунд по Гринвичу, совершив первую в истории человечества высадку на Луну (Приложение, рисунок 6).
Все 6 успешных пилотируемых миссий на Луну включали в себя доставку человека на Луну, высадку на незначительное количество времени и возвращение на Землю. Почему космонавты не могут остаться жить на Луне и исследовать её поверхность, исследовать космос прямо со спутника, как на МКС, например? Опасно ли жить на Луне?
Глава 3. Опасности для человека на Луне
Мы узнали главные особенности нашего спутника Луны и посетили выставку «Космодрайв» в городе Тюмени 16 ноября 2018 года (Приложение, рисунок 7). На выставке мы узнали более подробно о главных опасностях на Луне для человека – это лунная пыль и радиация. О них нам рассказал экскурсовод – учитель физики и астрофизики Дмитрий Николаевич.
Таким образом, мы выделили следующие опасности для жизни человека на Луне:
Днем очень холодно ( −173 °C ), а ночью очень жарко ( +127 °C ). На Земле критическими для жизни человека являются отметки : -40°С и +35°С. Комфортной температуры для человека на Луне практически нет.
Опасная лунная пыль – реголит (Приложение, рисунок 8).
Прежде всего, эта пыль, в значительной степени, состоит из необычайно мелких (несколько микрон) частиц, легко проникающих в мельчайшие поры легких. [11] При этом частицы эти обладают острыми гранями - так как на Луне нет ветра и воды, чтобы эрозией сгладить их. Кроме этой пыли в состав лунного грунта входят очень мелкие осколки стекол или, скажем, минерал агглютинат, маленькие частички которого имеют мельчайшие острые выступы и иногда даже "крючки. Их воздействие на человека пока не изучено.
На Луне отсутствует магнитное поле и практически отсутствует атмосфера, поэтому нет защиты от вредных невидимых солнечных и космических лучей. Эти лучи проникают глубоко в клетки тканей человека и ведут к серьезным заболеваниям кровеносной системы и нервной системы.
На сегодня единственная защита космонавта на Луне – это скафандр. Скафа́ндр — специальное снаряжение, предназначенное для изоляции человека от внешней среды (Приложение, рисунок 9) [12] Космические скафандры предназначены для осуществления безопасного пребывания и работы космонавта в космическом корабле и в открытом космосе. Скафандр защищает от перепада температур, от радиации.
Но такая защита временная – не более 10 часов. Даже в скафандре человек на защищен на 100%. Та же пыль, кстати, способна, при долгом воздействии, выводить из строя детали скафандров, царапать их стекла. [11] Пылевую коррозию своих костюмов заметили даже астронавты, которые провели на Луне всего-то несколько часов.
Глава 4. Создание проекта на базе конструктора Lego WeDo 1.0: формулировка задач и определение этапов сборки.
Перед началом конструирования нашего проекта, мы поставили перед собой следующие задачи;
Размер проекта ограничить размерами большой серой пластины Lego (38 см × 38 см);
Конструкцию ракеты сделать максимально округлой формы [2];
Учесть размер планетохода при конструировании нижнего отсека ракеты;
Разместить на планетоходе все необходимые элементы: видеокамера, антенна, солнечные батареи, манипулятор, колесный ход [2];
Учесть большой вес ракеты с планетоходом при выборе механизма для поднятия и опускания ракеты;
Использовать в проекте только детали Lego /
Для более точной и согласованной работы по созданию нашего проекта, мы распределили все этапы на каждого из нашей команды и конструировали одновременно, каждый раз проверяя размеры и совместимость всех элементов модели. Всего получилось 5 этапов сборки:
4.1 Прилунение. Иванов Максим
Согласно изученной ранее информации,единственно возможная посадка для корабля с человеком на борту – это мягкая посадка. Значит, движение ракеты по направлению к лунной поверхности (сверху вниз) должно быть медленным и ровным.
4.2. База и иллюминаторы. Зуев Павел
Космонавт должен быть всегда под защитой при длительном пребывании на Луне. Так как скафандр – это единственная разработанная защита для космонавта на сегодняшний день, и он защищает не на 100% и не долго (не более 10 часов), то мы разработали специальную базу наверху ракеты. База обеспечит полную защиту космонавту на протяжении долгого проживания на Луне, а также позволит производить наблюдения за поверхностью Луны в безопасные часы.
На базе установлены иллюминаторы, которые опускаются когда очень холодно или очень жарко и поднимаются в промежуточное время: при восходе и закате Солнца на Луне. Всего на нашей базе установлено двое иллюминаторов. Они поворачиваются вверх (открываются) и вниз (закрываются) от одного мотора с помощью понижающей зубчатой передачи, что обеспечивает более точное движение (Приложение, рисунок 11). [1, 3]
4.3 Люк ракеты. Мараков Никита
Космонавту нежелательно покидать базу, поэтому всю работу по исследованию поверхности Луны может проводить высокоточный роботизированный луноход. Для его транспортировки с Земли был определен нижний отсек ракеты. Чтобы Луноход выехал на поверхность Луны, мы сконструировали высокий откидной люк. Именно по поверхности люка луноход проезжает первые несколько метров и затем продолжает движение по Луне.
Люк тяжелый и высокий, поэтому, для более точного опускания и поднимания люка мы установили понижающую зубчатую передачу (Приложение, рисунок 12). [1, 3] Мотор встроили в дно ракеты.
4.4 Ходовая часть лунохода. Цаур Роман
Конструкция лунохода ограничена размерами ракеты. Поэтому, мы постарались сделать луноход максимально компактным (Приложение, рисунок 13). Обычно у лунохода 8 колес (4 пары), у нашего лунохода 6 колос (3 пары). Движение на передние колеса передается от мотора через зубчатую передачу под углом 90°, для этого мы использовали коронную шестерню. [1, 3] Мотор встроен в нижнюю часть (дно) лунохода.
4.5 Главные составные части Лунохода. Пахаруков Константин
Мы изучили комплектацию нескольких луноходов и решили установить на нашем луноходе самое основное:
Они необходимы как источник энергии. Для компактной транспортировки солнечные батареи внутри ракеты находятся в сложенном состоянии. После выезда лунохода на поверхность Луны, солнечные батареи раскрываются и обеспечивают энергией луноход. Открытие солнечных батарей осуществляется с помощью мотора через понижающую передачу (Приложение, рисунок 14). [1, 3]
Его установка обеспечит забор лунного грунта для проведения исследований на базе, а также манипулятор может понадобиться для возможных установок, перемещений и других задач на поверхности Луны.
Она необходима для связи лунохода с базой в ракете и с базой на Земле и передачи фото и видео съемки.
Космонавт находится в базе на Луне и может в любой момент наблюдать за поверхностью Луны по фото и видео изображениям, полученным с лунохода.
Чертежи основных элементов проекта «Ракета! База! Луноход!» представлены на рисунке 15 Приложения.
Глава 5. Демонстрация проекта «Ракета. База. Луноход»
Проект запускается с помощью программы LegoWeDo . Все механические передачи приводятся в движение шестью моторами, которые подключены к 3 коммутаторам. Программа запускается от нажатия одной кнопки «0» на клавиатуре (Приложение, рисунок 16). Постепенное выполнение команд каждым мотором осуществляется с помощью передачи писем: как только ракета прилунится (сработают моторы №5 и №6), письмо №1 отправится второй программе, она запустит мотор №1, отвечающий за движения ставень. После открытия иллюминаторов, письмо №2 отправляется третьей программе и открывается люк, затем по письму №3 включается 3 мотор – ходовая часть лунохода. Как только луноход выедет, отправляется письмо №4 и поступает команда мотору №4 открыть солнечные батареи. [4] Для возврата в исходное положение мы создали дополнительные подпрограммы для каждого элемента нашей модели: ракета вверх, ставни вниз, люк поднять, солнечные батареи закрыть.
Демонстрация
Исходное положение ракеты: над поверхностью Луны на расстоянии примерно 5-7 см. «Поехали!» - говорит капитан команды и ракета начинает прилунение – включаются два мотора, которые медленно отпускают трос 4 лебедок с помощью червячной передачи. Как только ракета установилась на поверхность Луны, открываются иллюминаторы на базе, затем опускается люк. По люку выезжает луноход, после остановки луноход открывает солнечные батареи (Приложение, рисунок 17). Таким образом, космонавт, находясь на базе в полной безопасности, готов к проведению исследований лунной поверхности с помощью лунохода и наблюдениям через иллюминаторы.
В ходе решения задач мы узнали о вращения Луны вокруг Земли по своей орбите, изучили информацию о Луне как о маленькой планете, у которой практически нет атмосферы и нет магнитного поля – главного защитника от радиации. Узнали о вредной лунной пыли (реголит) и её опасном влиянии на здоровье человека. Таким образом, выделили главные опасности для человека на Луне: ночью очень холодно (до -173°С), днём очень жарко (до +127°С), сильная радиация, вредная лунная пыль, скафандр защищает не более чем на 10 часов.
Кроме этого мы узнали, что луноходы первыми исследовали поверхность Луны, каждый из которых обязательно был оснащен солнечными батареями, видеокамерой, манипулятором, антенной для передачи информации, все луноходы – это вездеходы на колесном ходу, конструкция колес позволяла двигаться по любой поверхности: твердой, рыхлой, песчаной. Луноходы доставлялись на поверхность Луны с орбиты на специальных станциях. Прилунение космических кораблей очень сложный и точный процесс, который происходит поэтапно с постепенным снижением скорости.
На Луне жить опасно, космонавт всегда нуждается в защите. Мы нашли решение «Ракета-База-Луноход» позволяет космонавту не выходить на поверхность Луны, а исследования проводить с помощью высокоточного роботизированного планетохода, все наблюдения проводить непосредственно с базы на ракете. Изучив особенности прилунения ракеты и строение лунохода, мы сконструировали наш проект и успешно его продемонстрировали: ракета прилуняется, открываются иллюминаторы на базе, затем опускается люк, по люку выезжает луноход, после остановки луноход открывает солнечные батареи. Таким образом начинается безопасное для космонавта изучение лунной поверхности и космоса непосредственно на Луне на базе.
На изучение космоса человечество тратит огромное количество и времени и денег. Для экономии этих ресурсов и более быстрого освоения космического пространства, космонавту нужно жить в космосе, для этого лучше всего подходит наш близкий спутник Луна. Мы разработали проект для длительного проживания космонавта на Луне и изучения поверхности спутника в полной безопасности для своего здоровья.
Список используемой литературы:
LEGO Книга идей: новая жизнь старых деталей: 181 удивительный механизм и устройство; [пер. с англ. А. Аревшатян]. – Москва, Издательство «Эсмо», 2015. - 200 с.;
Корягин А.В, Образовательная робототехника Lego WeDo. Сборник методических рекомендаций и практикумов – ДМК-Пресс, 2016. – 252 с.;
Читайте также: