«Универсальная транспортная авиационно - космическая система»
Колобов Сергей Иванович
ЧОУ «Православная школа во имя праведного Иоанна Кронштадтского», 10 класса
Руководитель: Колобова Надежда Николаевна
«Люди будут летать в космос
по профсоюзным путевкам»
С. П. Королев
Целью моего проекта является разработка схемы запуска универсальной транспортной авиационной космической системы. Такая научно-технической проблема перевозки полезной нагрузки (ПН) с поверхности Земли на Низкую Опорную Орбиту возникла давно и на сегодняшний день является актуальной. Ее пытались решить созданием многоразовой авиацонно - космической системы (АКС). Сейчас этот вопрос пытаются решить крупнейшие компании и корпорации мира (Роскосмос, NASA, SpaceX).
Тенденция космической индустрии сводиться к удешевлению запуска полезной нагрузки и доступности космоса. На данный момент стоимость «заброски» на НОО 1 кг груза стоит 3000-10000$ (на Space Shuttle до 26000$). Для Универсальной Транспортной Авиационно- Космической Системы планируется, что стоимость запуска на НОО 1 кг груза, как и для английского «Skylon», будет составлять около 500$.
Мой проект предполагает использование системы «воздушный старт», поскольку использование этого вида старта позволяет стартовую площадку-самолет использовать в любой точке мира, а так же и для других целей (это показал проект Ан-225 «Мрия»).
Итак, рассмотрев аналогичные системы, составим список главных принципов, которыми должен обладать УТАКС:
1. Одноразовые системы требуют организации районов падения использованных ступеней. Решение этих проблем возможно только аппаратами, способные возвращать все элементы.
2. Второе положение - полная многоразовость.
3. Так как многоразовость - это и энергетические потери то система должна быть многоступенчатой, а именно 3 ступенчатой.
На основании просмотренных аналогичных систем и сверхтяжелых самолетов я пришел к выводу, что для реализации запуска легких и средних спутников на НОО до 10-15 тонн, возможно, вполне эффективно использовать специализированную модификацию ПТС Ермак использовать в качестве самолета носителя.
В качестве второй ступени предлагается использовать космоплан. Затем, после расстыковки космоплан будет двигаться по суборбитальной траектории в верхних слоях атмосферы и произведет посадки на запланированный аэродром.
На космоплане могут быть поставлены турборакетно-прямоточные двигатели, .
В качестве третьей ступени предполагается использоватёь КК или спутник с разгонным блоком. В разгонных блоках к 2030 году будут использоваться ионные двигатели.
В результате любого сценария развития космической и авиационной индустрии УТАКС всегда будет актуален и востребован. Будь то транспортировка грузов на другие континенты, на орбиту, исследования стратосферы, ближнего и дальнего космоса, или даже развлечение туристов.
Доказательство космологического принципа с помощью составления собственного каталога далеких радиогалактик с использованием наблюдательных данных РАТАН-600, баз данных CATS, NED и виртуального телескопа SkyView
Глазкова Юлия
МБОУ СОШ №47 г. Краснодара,
11 класс
Научный руководитель: Верходанов О.В., д.ф-м.н., САО РАН
Актуальность: В эпоху точного измерения флуктуаций реликтового излучения и, следовательно, точных значений космологических параметров возникает вопрос, нужно ли проводить новые проверки космологической модели, если космология решена. Во-первых, здесь полезно напомнить, что детали космологической модели (например, связанные с реионизацией или формированием карликовых галактик – спутников) требует дополнительных исследований. Во-вторых, даже когда мы знаем космологическую модель, может оказаться, что существуют пропущенные параметры, определяемые по независимым измерениям, как это случилось с плотностью темной энергии в конце прошлого века. Поэтому мы говорим, что установленная космологическая модель должна быть согласованной.
Цель: Доказать или опровергнуть космологический принцип, либо удостовериться в невозможности прийти к однозначным выводам.
Была изучена суть космологического принципа и его история. Впоследствии, используя штатную программу обработки наблюдений на РАТАН-600 для объектов, базы данных CATS1, NED2 и виртуальный телескоп SkyView3, были получены на заранее подобранном масштабе в разных участках неба объекты, излучающие в радиодиапазоне, составлен первичный список кандидатов в радиогалактики, произведена обработка данных вручную и осуществлен их сравнительный анализ, было сделано оптическое отождествление объектов с изображениями, полученными различными известными телескопами мира, построены континуальные радиоспектры, была проведена селекция в далекие радиогалактики, и составлен вторичный каталог радиогалактик с указанием всех полученных нами данных по каждому объекту. По представленным и обработанным данным был доказан космологический принцип.
Выводы: В процессе исследования был доказан космологический принцип посредством составления собственного каталога радиогалактик с использованием наблюдательных данных РАТАН-600, баз данных CATS1, NED2 и виртуального телескопа SkyView3.
"Марс-бросок" за миллион километров от Земли
Архипов Захар
МБОУ лицей "Технический" г.о. Самара, 6 класс
Научные руководители:
Цирова Ирина Семеновна,
доцент кафедры общей и теоретической физики
Самарского национального исследовательского университета,
Архипова Юлия Вячеславовна
Марсианская колония может стать настоящим страховым полисом для человечества, ведь, вероятно, в далеком-далеком будущем людям придется покинуть Землю. Причины могут быть разные: перенаселение, природные катаклизмы или исчерпание запасов полезных ископаемых. Из-за подобных проблем человечество уже рассматривает возможности проживания на других планетах Солнечной системы, именно в этом и состоит актуальность нашего проекта.
Цель проекта: изучить основные условия окружающей среды Марса и исследовать ключевые факторы, препятствующие организации межпланетных экспедиций.
В работе проанализированы условия окружающей среды Марса. У окружающей среды Марса и Земли есть нечто общее, но есть факторы, которые окажутся для землян совершенно непривычными – продолжительность года, размер и состав атмосферы, температурный режим.
Рассмотрены основные траектории полета на Марс и программы освоения красной планеты, определено лучшее время для полета и продолжительность полета. Кроме того, исследованы ключевые факторы, препятствующие организации межпланетных экспедиций – невесомость, меньшее, чем на Земле, значение силы тяжести и радиационное излучение.
Решение данных проблем является первостепенной задачей для ученых в направлении освоения Марса. Может в обозримом будущем человечество все-таки шагнет на поверхность Марса, и мы будем свидетелями этого величайшего события.
"Оценка лучевых скоростей одиночных радиопульсаров"
Шилова Анастасия Михайловна
МБОУ ЛАП №135 г.о.Самара, 10 класс
Научный руководитель:Бирюков Антон Владимирович к.ф-м.н., ГАИШ МГУ
Радиопульсар - нейтронная звезда, космический источник радиоизлучений, приходящих на Землю в виде периодических импульсов. Первый пульсар был открыт в июле 1967 года Джоселин Белл.
Пульсары рождаются в момент взрыва сверхновой. В этот момент пульсары преобредают огромную скорость, их буквально выбрасывает в межзвездное пространство. Поэтому, знание полной пространственной скорости пульсара несет знает о том, как устроен взрыв сверхновой.
Для того, чтобы узнать полную скорость пульсара, нужно знать радиальную составляющую скорости. Именно это и является целью моей работы- определение радиальной составляющей скорости радиопульсара.
"ЛУНА КАК ПЛАЦДАРМ НА ПУТИ К ЗВЁЗДАМ"
Автор работы: Елохин Илья Владимирович, 6 класс
МБОУ лицей «Технический» имени С.П. Королева, г.Самара
Научный руководитель: Пичкасова Елена Владимировна
преподаватель физики МБОУ лицей «Технический» имени С.П. Королева, г.Самара
Целью данной научной работы является обоснование необходимости строительства Лунной базы, на основе расчёта эффективности межпланетных полётов космических ракет со стартом с Лунного космодрома.
|
Цель: Разработать и создать действующий многофункциональный беспилотный летательный аппарат с грузоподъемностью до 6 кг, дальностью полёта до 5 км, с возможностью установки управляемой дистанционно видеокамеры и\или измерительных приборов. Актуальность: Беспилотные летательные аппараты (далее БПЛА) находят применение в научных исследованиях, на производстве, в военных целях, в спасательных операциях, для мониторинга местности. Беспилотные летательные аппараты используются в геодезии: пролетая по заданному маршруту как в автоматическом, так и полуавтоматическом режиме, они получают точные и достоверные фото- и видеоматериалы об особенностях рельефа местности. Область использования БПЛА зависит от задач и ТТХ аппарата. В последнее время БПЛА стали использовать и в кинематографии, что дает возможность перемещать камеру в любых направлениях и получать общие планы с большой высоты без привлечения пилотируемой,тяжелой авиатехники. Для съёмок эпизодов фильмов «Учебно-образовательной киностудии» лицея возникла необходимость в БПЛА с конкретными ТТХ. |
"Анализ траекторий полётов закрученных осесимметричных тел"
Ученик 10-го класса Калиманов Иван, школа №25, п. Ильинский
Научный руководитель: научный сотрудник ФГУП ЦИАМ им. П.И. Баранова Кулешов П.С.
Цель работы: выдать рекомендации по наиболее оптимальному способу создания, с точки зрения практики, подъёмной силы на основе Эффекта Магнуса.
Актуальность: можно указать множество примеров проявления Эффекта Магнуса в природе и технике: уклонение вертикальных вихрей в атмосфере от начальных траекторий; подача закрученного мяча в таких спортивных играх, как футбол, волейбол, теннис; создание тяги на судах вращающимися вертикальными цилиндрами за счет силы ветра вместо парусов.
Выводы: подъёмную силу Эффекта Магнуса энергетически выгоднее развивать за счёт увеличения частоты вращения, нежели за счёт увеличения поступательной скорости, т.к. линейная скорость затухает быстрее угловой, а сила аэродинамического сопротивления больше силы вязкого трения. Эта рекомендация может послужить для использования в аэро- и гидродинамических исследованиях.
Во Вселенной существует огромное количество загадок, которые нам еще предстоит разгадать. Одна из них – КЛ ПВЭ (космические лучи предельно высоких энергий). Это заряженные частицы, обладающие огромной энергией, превосходящей даже величины, достижимые в современных ускорителях. К сожалению, количество частиц, достигающих Землю очень мало. В связи с трудностью получения достаточного объема статистических данных с наземных детекторов, предлагается разместить детектор на околоземной орбите в составе телескопа, подобрав его оптимальную оптическую систему. Изучением одной из таких оптических систем я занялась в своей исследовательской работе, а именно системы Шмидта.
Автор: Соловьев Борис Юрьевич, ученик 10Б класса Муниципального автономного образовательного учреждения Лицей научно-инженерного профиля.
Научный руководитель: Кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПАО "РКК "Энергия" им. С.П. Королева" Старовойтов Е.И.
Цель: разработать и предложить варианты применения ЛЛС на борту автоматических КА и роботов для исследования Марса.
Задачи: Сбор, систематизация и анализ информационных источников по теме исследования; Определение достоинств и недостатков ЛЛС; Сравнение ЛЛС с аналогичными радиотехническими системами (РТС); Определение преимуществ ЛЛС; Разработка различных вариантов применения ЛЛС на борту автоматических КА и роботов для изучения Марса.
Актуальность: необходимость повышения надежности и увеличения полезной нагрузки автоматических КА и роботов, исследующих Марс, увеличения числа поступающих научных данных.
Лазерная локация – технология получения и обработки информации об удалённых объектах с помощью активных оптических систем, использующих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах. Осуществляется она с помощью лазерного радара (лидара). ЛЛС состоит из нескольких компонентов: источника оптического излучения (лазера, чаще всего используются ТТЛ, ЛД и ВЛ), фотоприемного устройства (ФПУ), а также системы регистрации и обработки результатов зондирования, устройств управления и выдачи результатов измерений. Из сравнения ЛЛС и РТС следует, что преимуществами ЛЛС являются меньшие масса, габариты и энергопотребление, отсутствие крупногабаритных антенн, большие точность и разрешающая способность. Недостатками же ЛЛС являются ограниченная дальность измерений и сложность конструкции, что приводит к меньшей надежности. Поэтому применение ЛЛС на автоматических КА для исследования Марса выглядит достаточно перспективным.
Автор предлагает создать систему орбитальных автоматических КА и роботов – роверов, использующих для навигации и получения информации различные варианты ЛЛС. Система будет состоять из орбитального КА и нескольких марсоходов (роверов) малого размера. На каждый марсоход будет устанавливаться автономная научная аппаратура, исключающая зависимость работы одного марсохода от других. Наличие нескольких марсоходов позволит расширить зону исследования поверхности Марса, а их малый размер может обеспечить запуск нескольких таких роверов одним пуском. Также малый размер марсоходов делает их самих дешевле.
Важным вопросом является связь марсоходов с Землей. Обычно для таких целей используется спутник-ретранслятор. Он получает радиосигнал с поверхности Марса и отправляет его на Землю. Чтобы провести сеанс связи с марсоходом, орбитальному КА нужно сначала его обнаружить. На всех марсианских миссиях для этих целей использовались радиоантенны. Я же предлагаю использовать вместо них лазерные маяки. Лазерный маяк представляет собой навигационное устройство, которое испускает непрерывное или импульсное лазерное излучение, позволяющее определить координаты прибора. Их установка на марсоходы позволит уменьшить массу, габариты и энергопотребление. Чтобы повысить надежность ЛМ, нужно обеспечить их автономным питанием, так как если марсоход выйдет из строя, то можно будет установить его местонахождение и вероятные причины поломки. Чтобы эффективно решать задачи по обнаружению марсохода, ЛМ должны работать в широком диапазоне углов. Этому условию удовлетворяют сканирующие ЛМ с использованием анаморфотной оптики. Конструкция такого маяка состоит из источника лазерного излучения и оптической анаморфотной системы, которые помещены в сканирующий блок, закрепленный в карданном подвесе, и качающегося привода и корпуса (представлен на слайде). Оптическая анаморфотная система обеспечивает расходимость излучения в плоскости, перпендикулярной направлению сканирования, 180°, а в плоскости, совпадающей с направлением сканирования, расходимость порядка собственной расходимости источника (до 1°). Это обеспечивается за счет того, что фокусные расстояния у анаморфотной системы в меридиональной и сагиттальной плоскостях имеют разные значения. В плоскости, перпендикулярной направлению сканирования, объектив представляет собой так называемый «рыбий глаз (оптическую систему с полем зрения 180°), а в плоскости, совпадающей с направлением сканирования, – набор плоскопараллельных пластин. Такой маяк может сканировать пространство.
Автором проведены энергетический и тепловой расчеты для определения некоторых характеристик лазерного маяка, используемых марсоходами.
Не менее важным вопросом является навигация марсоходов на поверхности планеты. Её я предлагаю осуществлять с помощью двух систем - ЛЛС с оптико-механическим сканированием, более известных как лазерные сканеры, или с помощью ЛЛС на основе 3D flash ladar-технологии.
Я предлагаю два варианта навигационного оснащения марсохода:
- с помощью трех ЛЛС с оптико-механическим сканирование (лазерные сканеры), при котором марсоход решает задачи локальной и персональной навигации путем формирования трехмерной карты местности и, таким образом, избегает столкновений;
- с помощью ЛЛС на основе 3D flash ladar (вместо лазерных сканеров);
Наконец, во время управляемого спуска в атмосферу Марса капсулы с одним или несколькими марсоходами для измерения высоты можно вместо радиолокационного высотомера (как на посадочных капсулах MER или Кьюриосити) использовать лазерный высотомер, например, как у АМС «Фобос-Грунт».
Выводы:
ОРБИТАЛЬНАЯ ПИЛОТИРУЕМАЯ СТАНЦИЯ "ОБЛАЧНАЯ"
Алексей Юрьевич Соловьев
МАУ ДО "Центр "Гармония"", 7 класс
Научный руководитель: Елена Юрьевна Иванова к.г.н., ПДО "Центр "Гармония", доц. МГОУ
Систематизированы данные по истории развития и конструкциям существующих и существовавших ранее орбитальных станций. Произведено сравнение основных технических характеристик ранее существующих космических аппаратов и систем для выявления их принципиальных отличий. Разработана авторская модель космической орбитальной станции.
Объем и структура работы. Представленная проектная работа состоит из: введения, 3 глав, заключения и списка литературы. Объем работы составляет: 13 страниц, включая 1 рисунок и 1 таблицу. Список информационных источников, использованный в проекте, составляет 8 наименования.
Проект защиты Земли от астероидов.
Старостина Т.В.
МБОУ Гимназия №2
11 класс
Руководитель: Инженер НОЦ-401 Курочкин Д.В.
Исследования, посвещенные вопросам астероидной опасности, охватывают несколько направлений. Прежде всего- это обнаружение. В наши дни имеется несколько национальных программ оптического наблюдения космических тел. Целый ряд исследований и проектов рассматривают меры противодействия небесным телам: изменения их орбиты, разружение на мелкие осколки, которые в дальнейшем сгорят в атмосфере. Актуальность преодоления астероидной опасности в настоящее время не вызывает сомнений и разработка мер по ее предотвращению должна стать одной из выжнейших задач, которые необходимо решать человечеству в 21 столетии.
В работе рассмотренно несколько способов обнаружения, наблюдения и защиты Земли от падения астероида. А так же выявлен самый продуктивный из них.
ВОЗДУШНЫЙ ЗМЕЙ : ДЕТСКАЯ ЗАБАВА ИЛИ ПРАКТИЧЕСКАЯ АЭРОНАВТИКА?
Определение параметров орбиты кометы C/2014 Q2 методом любительской фотографии.
Автор работы: Крылова Наталья Игоревна, ученица 11 «А» класса
МБОУ «Гимназия №13» г. Нижнего Новгорода.
Научный руководитель: Чупрунова Светлана Александровна, учитель физики МБОУ «Гимназия №13» г. Нижнего Новгорода.
Кометы исследуют с разных сторон. Можно исследовать её физические свойства, а можно изучать свойства её орбиты. В данной работе исследуется второе. В то время как профессиональные астрономы рассчитывают траектории комет на суперкомпьютерах, наблюдая за ними долгое время, автор данной работы пробует изучить орбиту кометы, основываясь на измерениях, проведённых лишь во время одной ночи.
Цель работы: Определить параметры орбиты кометы C/2014 Q2 методами любительской астрофотографии.
Задачи работы:
Сагайдак Ярослава Александровна
6 класс МБОУ «Навлинская СОШ №2»
Научный руководитель:
Сагайдак Г.А., к.т.н., учитель физики и математики МБОУ «Навлинская СОШ №2»
Составлены списки эмиссионных и планетарных туманностей, видимых на широте Москвы, по убыванию их звездной величины; даны пояснения по поиску этих туманностей на небе и время наилучшей видимости.
Во многих туманностях происходят интенсивные процессы звездообразования. Наблюдение за этими процессами позволяет нам лучше понять, из чего состоят звезды, как они рождаются, живут и умирают. А это, в свою очередь, помогает понять процессы, происходящие на Солнце, и прогнозировать его поведение в будущем.
Список литературы
В данной работе представлено теоретическое обоснование выбора оптимального топлива. Данная проблема представляет закономерный интерес учёных для разработок нового вида топлива для космических аппаратов.
Гипотезами исследования стали предположения о существовании оптимального по всем параметрам топлива, о возможности изготовления топлива в школьной лаборатории, о вхождение в состав топлива только органических веществ и о пригодности для межпланетных перелётов на небольшие расстояния химических ракетных топлив.
Структура работы обусловлена предметом, целью, и задачами исследования. Состоит работа из введения, основной части (поисково-теоретическая часть и практическая часть), выводов и практических рекомендаций.
Анализ существующих и распространенных ракетных топлив, а также изучение вопроса существования оптимального ракетного топлива в научных источниках позволило автору выдвинуть 4 гипотезы в проекте.
В процессе работы были использованы данные методы: анализ существующих ракетных топлив и их сравнение, математический расчет удельного импульса, проведение химических экспериментов.
Данную работу можно использовать для ознакомления с распространенными видами ракетного топлива, и предложением оптимального топлива, подходящего по всем параметрам, по мнению автора.
В современном мире идет активное внедрение беспилотных технологий. Этому способствует высокий уровень развития науки и техники, разнообразие языков программирования, большие перспективы и постановка новых целей применения беспилотников. Большая часть беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) работает на электродвигателях, но конструкторы постоянно работают над поиском других источников питания. Одним из таких источников является топливная ячейка. Она имеет ряд преимуществ перед другими источниками питания БПЛА и решает одну из основных проблем - увеличивает время полета.
Однако, для более полноценного управления полетом БПЛА на топливных элементах немало важно контролировать еще и подачу водорода на топливную ячейку, ее температуру и следить за состоянием баллона во время полета.
Цель работы: разработать схему и собрать действующую модель устройства для эффективного управления топливной ячейкой на водороде.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: изучить принцип работы топливной ячейки; познакомиться с видами топливных модулей; изучить способы получения водорода; провести эксперименты по получению водорода методом электролиза; экспериментальным путем исследовать технические характеристики топливных ячеек малой мощности; рассмотреть существующие источники питания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА); разработать схему интеграции платформы управления с БПЛА.
Гипотеза исследования: собранная модель платформы управления может быть использована в БПЛА.
Методы и приемы: изучена научная литература по теме исследования, проанализированы существующие виды топливных модулей, устройство БПЛА и источники его питания, разработана схема и собрано устройство для управления работой топливной ячейки, проведены эксперименты по получению водорода методом электролиза, экспериментальным путем исследованы технические характеристики топливных ячеек малой мощности.
Основные выводы: изучен принцип работы топливных ячеек; рассмотрены виды топливных модулей; изучены способы получения водорода; проведены эксперименты по получению водорода методом электролиза; экспериментальным путем исследованы технические характеристики топливных ячеек малой мощности; разработана схема и собрана действующая модель устройства для управления работой топливной ячейки; рассмотрены существующие источники питания беспилотных летательных аппаратов (БПЛА); разработана схема интеграции платформы управления с БПЛА; гипотеза исследования подтвердилась: собранная модель платформы управления может быть использована в БПЛА.
Автор: Фадеев Денис Вадимович, МОУ многопрофильная гимназия №12, г. Тверь.
Научный руководитель: Андреева Ольга Николаевна, учитель физики МОУ гимназия №12, г. Тверь.
Цель работы определить периоды обращения Галилеевых спутников Юпитера методом визуального наблюдения в телескоп.
Актуальность исследования. Юпитер самая большая планета нашей Солнечной системы. Эта яркая точка на небосклоне многие века привлекала человека своей загадочностью. Древние греки приравнивали Юпитер к богу. Многие века люди с помощью Юпитера составляли гороскопы. В 1610 году великий итальянский учёный Галилео Галилей взглянул на него через телескоп.
Что же он там увидел? Галилей увидел яркий крупный шар с полосами, вокруг которого двигались четыре ярких точки. Галилею стало интересно, что это такое? Он наблюдал за ними часами, зарисовывал их положение. С помощью этих записей он понял, что это спутники. Каждому спутнику он дал своё имя: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.
Другие ученые так же наблюдали за Юпитером и его спутниками и делали свои выводы. Но до сих пор Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы, а наблюдения за ним очень актуальны.
Содержание работы. В первой части работы описывается методика проведения наблюдений с помощью телескопа. Все результаты заносились в дневник наблюдений. Схемы расположения Галилеевых спутников относительно Юпитера были сделаны визуально в масштабе относительно диаметра окуляра. На основе наблюдений было определено положение всех спутников. Проведенная проверка в программе Stellarium, показала полное совпадение полученных результатов.
Вторая часть работы посвящена нахождению периодов обращения спутников вокруг Юпитера по результатам наблюдений. Используя зависимость угла поворота от времени, при равномерном вращательном движении путем преобразований была выведена расчетная зависимость. Полученное уравнение имеет равенство двух функций в зависимости от искомого периода. Для его определения уравнение решалось графически с применением таблицы Excel.
Подстановкой результатов наблюдений в расчетную зависимость были найдены периоды обращений спутников Каллисто и Ганимеда. Анализ результатов показал, что величина ошибки не превышает 5%.
Научная новизна исследования состоит в том, что в нем предложена и апробирована методика определения периодов обращения спутников Юпитера по результатам визуальных наблюдений в телескоп.
Итоги исследования. В результате проведенного исследования все поставленные цели и задачи в работе были выполнены:
- предлагаемая методика определения положения спутников относительно Юпитера по результатам визуальных наблюдений была подтверждена на практике;
- предлагаемый метод для определения периода обращения спутников Юпитера на основе визуальных наблюдений в телескоп является достаточно точным (максимальная погрешность не превышает 5%) и может быть применен на практике астрономами-
-любителями.
"Верхние границы масс звезд: оценка"
Голдовский Виталий Сергеевич
МОУ СОШ №1
Научный руководитель: Тихомирова Екатерина Николаевна, заведующий отделом ГАУК ЯО «Центр имени В.В.Терешковой»
Интерес в данной области представляет определение экстремальных значений масс звезд: нормальных, белых карликов, нейтронных, черных дыр. Методы решения основаны на исследованиях теоретических моделей звезд, знаниях полученных из учебной литературы и решении соответствующих уравнений физики. В результате проделанной работы были получены численные оценки предельных масс звезд на основе уравнений школьной физики, приближенно соответствующие результатам других авторов.
Цель работы: Провести сравнительный анализ космического излучения в периоды различной солнечной активности.
Задачи:
Анализ экспериментальных данных, полученных в опытах с искусственным излучением, показывает, что с помощью нашего счетчика мы регистрируем не все частицы, а только частицы с высокой энергией.
В результате исследования нами были получены данные о среднем значении космического излучения при различных условиях. (Таблица 2 Приложения) Среднее значение интенсивности ионизирующих частиц в периоды различной солнечной активности разное, однако нам не удалось заметить определенной зависимости от состояния магнитосферы Солнца. Оказалось, что погодные условия оказывают влияние на результат: наибольшие показания среднего значения интенсивности зафиксированы во время пасмурной погоды, дождя.
В работе показана программная реализация математической модели Маккоя для создания баллистического калькулятора. Создана полностью работоспособная схема прицела, включающая в себя дальномер и встроенный баллистический калькулятор. Правильность показаний системы проверена на практике путем сравнения расчетных данных баллистического калькулятора и полученных при практической стрельбе. Из проведенного исследования видно, что баллистический калькулятор показывает хорошее совпадение с данными реальных отстрелов. Сделан фотоотчет о создании прицела и отстрелах пуль. Предложенная схема может быть реализована как в военных, так и гражданских прицелах для увеличения точности стрельбы и уменьшения времени подготовки к стрельбе, что особо актуально для быстроменяющейся обстановки.
Невесомость отрицательно воздействует на здоровье человека: происходит атрофия мышц, сенсорные, двигательные и вегетативные расстройства, развивается детренированность сердечнососудистой системы, кости теряют кальций и постепенно разрушаются; также многое, обычное в мире на дне гравитационного колодца, выглядит в невесомости совершенно иначе: жидкость нельзя хранить в открытых ёмкостях, а отсутствие конвекции делает банальное кипячение воды намного более сложным технически процессом и т. д. и т. п. Отказаться от работы в космосе мы не можем, значит, необходимо создать условия, сходные с земной гравитацией на космическом корабле.
Новизна заключается в идее поддержания постоянного вращения: рассмотрим элементарный случай. Пусть у нас есть карусель, которая неподвижна. Тогда, если мы закрепим n число однополярных электромагнитов по краю карусели так, чтобы сила их взаимодействия была максимальной, получим следующее: если мы включим электромагнит № 1 так, что он будет действовать на электромагнит № 2 с силой, в x раз больше, чем второй действует на первый, то, согласно III закону Ньютона, сила действия электромагнита № 1 на № 2 со стороны №2 будет скомпенсирована силой реакции опоры карусели, что выведет карусель из состояния покоя. Теперь выключим № 1, поднимем силу № 2 до № 1 и включим № 3 с силой, равной № 2 на предыдущем этапе, и, если продолжать данную процедуру, то добьемся вращения карусели. Применив данный способ к космической станции, мы получим решение проблемы создания постоянного вращения для искусственной гравитации
Изо всех вариантов самым реальным выглядит именно вращающаяся конструкция, в которой сила, направленная «вниз», обеспечивается центростремительным ускорением. Создать же искусственную гравитацию на корабле с плоскими параллельными конструкциями вроде палуб, учитывая наше современные понимание законов физики, невозможно. Радиус вращающегося корабля должен быть достаточным, чтобы эффект Кориолиса был незначительным для человека. Для управления такими кораблями нужно построить цилиндр О’Нила — две «бочки», вращающиеся в разном направлении для обеспечения нулевого суммарного момента импульса для системы. Это позволит адекватно управлять кораблем — вполне реальный рецепт обеспечения космонавтов комфортными гравитационными условиями. А пока мы не решим все проблемы, связанные с созданием целого корабля, можно создавать и посылать на МКС модули с центрифугами, в которых космонавты будут получать необходимую им суточную дозу гравитации.
Разработка напланетной робототехнической платформы.
Автор: Алтынов Алексей Александрович.
МБОУ СОШ №6 г.Новочеркасска.
Актуальность. На данный момент роботизированные платформы являются основными инструментами исследования планет, спутников и других объектов Солнечной системы. Несмотря на продвинутые технологии разработки и конструирования напланетных комплексов, они имеют ряд недостатков, препятствующих их эффективной работе.
Цель работы. Исследовательская работа направлена на выявление недостатков существующих роботизированных платформ и соответствующее исправление этих недостатков в собственной роботизированной платформе.
Выводы работы. Предложена собственная модульная конструкция с возможностью автономного ремонта. Разработана схема привода движения и навигации. Приведен расчет возможных энерго-затрат, а также реализация плафтормы в разных условиях (грунта, гравитации и рельфа).
Я решил совместить самолет и «-коптер». Было решено начать разработку самолета с вертикальным взлетом. Так как он максимально удобен для таких работ возможность выбора скорости задачи , возможность полета на высоких скоростях.За основу было решено взять форму «Экранолета».
В данном проекте был создан БПЛА для сельского хозяйства. Он уникален тем, что это первый дрон для сельского хозяйства с функцией полета в 2-ух режимах: режим "самолета" и "дрон". Он может обрабатывать поля больших размеров и так же маленьких. Функция съемки в реальном времени, транпортировка небольших грузов. Так же есть возможность дальнейшего усовершенствования дрона.
Автор работы: Парагульгов Дауд Ахмедович, ученик 11 "ф-м" класса
Гимназии №1 г.Назрань , контактные данные : 89280957753, d.a.paragulgov@mail.ru
Науч.руководитель: Барахоев Ильяс Мехтиевич , руководитель «ШМИТа» (Школьная мастерская инновационного творчества), ГАОУ «Гимназии №1» г.Назрань, контактные данные : 89280958841
Серебристые облака - самые высокие образования в земной коре , образующиеся на высотах 70-95 км. Их также называют полярными мезосферными облаками. Несмотря на обилие данных ,полученных к настоящему времени, по-прежнему остается проблема природы серебристых облаков. Именно это и будет рассматриваться в этой работе
В данной работе автором спроектирован и изготовлен самоходный роботизированный комплекс на гусиничном ходу. Он оснащен светодиодной фарой и видеокамерой, что обеспечивает легкость дистанционного управления роботом в условиях полного отсутствия освещения. Кроме того у робота подключен дополнительный электродвигатель для монтажа руки - манипулятора с возможностью поворота на 360 градусов. Внутри корпуса робота установлен измерительный дозиметрический прибор Atom Fast, позволяющий выполнить измерения и расчеты эффективной дозы облучения в месте разведки. Дозиметр работает совместно с приложением на смартфоне/планшете и имеет два основных режима работы - поисковый и измерительный. Актуальность данной разработки школьника не вызывает сомнения. Этот комплекс при условии его применения для разведки радиационной обстановки при авариях на АЭС и выводе их из эксплуатации будет востребован. Особенностью его является простота конструкции, надежность и применение серийных деталей и узлов при его изготовлении, что существенно снижает его стоимость.
"Выделение скоплений галактик по каталогу SDSS"
Костина Полина Владимировна
ГБОУ школа №1533, 11 класс
Руководитель: Репин Сергей Викторович
Данный проект является приложением Microsoft Windows Forms, основной целью которого является выделение скоплений галактик по их описаниям. Проект может использоваться для создания каталога скоплений галактик и облегчения дальнейшего изучения закономерностей их расположения.
В данной работе мы исследовали аэрокосмические технологии. Мы считаем, что данная работа имеет огромное значение и актуальна:
1) Исследование и освоение космоса;
2) Востребованность инженерной профессии;
3) Решение экологической проблемы.
Целью нашей работы было проведение исследования в области аэро-космической инженерии для того чтобы доказать эффективность созданной модели.
Задачи:
В ходе исследования и изучения научно-популярной литературы по данной теме была создана модель ракеты в программе OpenRocket 15.03., проведен ряд экспериментов с полетом. В ходе работы проект был представлен на уроках в ГБОУ Школе №283.
В заключении была доказана эффективность данной модели, ее экологическая составляющая и сделан вывод о эффективность использования модели и безопасности ее использования для окружающей среды, что является необходимым в условиях современной обстановки в мире.
Система мониторинга и уничтожения космического мусора на околоземных орбитах путём фокусирования солнечного излучения.
Руководитель:Орлов Илья Олегович,преподаватель Большого Новосибирского Планетария
Авторы:Эрлих Татьяна Вячеславовна,Красноярск, школа №145
Карван Родион Алексеевич,Новосибирск, школа №210
Актуальность: Проблема космического мусора-одна из приоритетных проблем космонавтики в наше время.В настоящее время существует несколько принципиально разных способов уничтожения космического мусора. Изучив их, мы пришли к выводу, что основным недостатком большинства из них является ограниченный ресурс работы систем, который напрямую связан с запасом расходных материалов и энергии.Таким образом,на данный момент, проблема засорения околозенмых орбит окончательно не решена.
Цель работы: Разработка системы,позволяющей эффективно уничтожать космический мусор,имеющей высокий ресурс работы.
Выводы работы: Результатом работы стал проект орбитального аппарата, уничтожающего космический мусор, в особенности объекты, имеющие небольшие линейные размеры.
В своем исследовании я рассмотрела одну из важных тем космонавтики-навигационная система летательных аппаратов .Изучила методы управления ЛА , а так же их плюсы и минусы.
Цели работы:
Исследование влияния различных положений силовой установки на аэродинамические характеристики профильного отсека крыла.
Задачи работы:
Насколько велик риск столкновения Земли с астероидом и к каким последствиям такое столкновение может привести? Ответы на эти вопросы интересуют и специалистов, и простых жителей планеты. Существуют национальные программы по мониторингу астероидов и разработки средств защиты от возможной гибели цивилизации. В Российской Федерации этими вопросами занимаются Российская академия наук совместно с Роскосмосом, Министерством обороны РФ и другими заинтересованными ведомствами.
Определения и термины: астероиды, кратеры, энергия взрыва, мощность взрыва, Противокосмическая оборона от астероидов, «Царь-бомба".
Цель работы: найти наиболее оптимальный способ борьбы с астероидами.
Задачи: проанализировать историю столкновений, выяснить что такое астероиды и насколько они опасны. Проанализировать существующие способы предотвращения падения астероидов, предложить свой.
Методы исследования: анализ, обобщение, моделирование, классификация, мысленный эксперимент.
Основные результаты: на основании проведенной работы можно сделать вывод, что человечество на сегодняшний день не обладает достаточными ресурсами и технологиями для надежной защиты своей планеты от «непрошенных космических гостей», однако при объединении усилий всего научного сообщества эту проблему возможно решить в ближайшие десятилетия. Также была решена поставленная задача взрыва астероида в общем виде и разобрана на примере астероида «Апофис»
Задача: создать устройство, заменяющее космонавту многократные возвращения на МКС за инструментами, способное стабилизировать, поддержать и вернуть его на МКС в случае экстренной ситуации.
В ходе работы была поставлена и выполнена задача создания робота-помощника. На данный момент он ищет «космонавта», следит за его движением и движется, соблюдая дистанцию. Данные действия происходят на аэростоле (имитация движения в космосе).
Работа посвящена актуальной проблеме – исследованию принципа реактивного движения ракет. История освоения космического пространства, место и роль человека в этом процессе, составляют основу для понимания целей и задач космонавтики. Но, чтобы получить верное представление о ней, нужно помнить и о главном звене, связывающем человека и космос, – космической технике. Она была и остается воплощением наиболее ярких и смелых идей человеческого разума.
Целью работы является исследование принципов движения, конструирования и запуска ракет.
Практическая значимость: Изучение принципов реактивного движения позволит понять особенности реактивного движения и на основе полученных знаний в будущем разработать новые виды ракет, развивающих более высокие скорости. Разработанные макеты ракет могут использоваться в школьной программе для демонстрации ученикам принципа реактивного движения.
ФУНКЦИИ АСТЕРОИДОВ В РАЗВИТИИ МЕЖПЛАНЕТНОЙ ЦИВИЛИЗАЦИИ
Автор: Пархоменко Владислав Александрович, ученик 10 класса ГБОУ СОШ №18 г. Санкт-Петербурга
Научный руководитель: Жоховская Елена Владимировна, учитель физики ГБОУ СОШ №18 г. Санкт-Петербурга
Человечество развивается и ему необходимы новые источники и ресурсы, источником которых могут стать астероиды. Их разработка позволит нам долгие годы не затрагивать ресурсы Земли. Так же в этой работе мы попытались рассмотреть астероиды и с другой стороны. Они могут стать полноценной базой для развития новых отрослей в космической индустрии. Интеграция такого ресурса как астероиды маштабно изменит повседневную жизнь человека.
