Проект PlayEnergy. Future «Путешествие к звёздам» (макет...

Проект Проект PlayEnergyPlayEnergy . .FutureFuture

«Путешествие к звёздам»«Путешествие к звёздам»((макет космического лифтамакет космического лифта))

Выполнили: учащиеся 5б класса Выполнили: учащиеся 5б класса МБОУ «СОШ № 17»МБОУ «СОШ № 17»

учитель технологии учитель технологии Энгель Г.В.Энгель Г.В.

п. Рефтинскийп. Рефтинский2013 учебный год2013 учебный год

II. Исследовательский этап. . Исследовательский этап. Осознание проблемыОсознание проблемы

24 сентября 2013 года в нашей школе 24 сентября 2013 года в нашей школе МБОУ «СОШ № 17» был объявлен старт МБОУ «СОШ № 17» был объявлен старт конкурса конкурса PlayEnergyPlayEnergy. .

Мы, ученики Мы, ученики 5б5б класса: класса: Бирюков Влад, Бирюков Влад, Зворыгин Саша, Черепков Влад, Зворыгин Саша, Черепков Влад, Краснокутская ВиолеттаКраснокутская Виолетта и наш и наш классный руководитель классный руководитель Энгель Г.В.Энгель Г.В. решили принять участие в этом решили принять участие в этом познавательном и увлекательном познавательном и увлекательном проекте.проекте.

II. Исследовательский этап. . Исследовательский этап. Постановка задачПостановка задач

1. Изучить методические 1. Изучить методические материалы, предложенные материалы, предложенные координационным центром координационным центром PlayEnergyPlayEnergy, определиться с , определиться с направлением исследования.направлением исследования.

2. Разработать и осуществить 2. Разработать и осуществить этапы проекта этапы проекта

II. Исследовательский этап. . Исследовательский этап. Предыстория выбора темыПредыстория выбора темы

Сегодня человеческая цивилизация Сегодня человеческая цивилизация полностью зависит от ископаемого полностью зависит от ископаемого топлива в виде нефти, природного газа топлива в виде нефти, природного газа и угля.и угля.

В целом мир потребляет около 14 трлн В целом мир потребляет около 14 трлн ватт, из которых 33 % приходится на ватт, из которых 33 % приходится на нефть, 25% – на уголь, 20% – на газ, 7% нефть, 25% – на уголь, 20% – на газ, 7% – на атомную энергию,15% – на – на атомную энергию,15% – на биотопливо и гидроэнергию и лишьбиотопливо и гидроэнергию и лишь

0,5 % - на солнечную энергию0,5 % - на солнечную энергию и другие и другие возобновляемые её виды. возобновляемые её виды.


ЗвёздыЗвёзды – мощные источники световой энергии. – мощные источники световой энергии.

По-мнению, профессора теоретической физики По-мнению, профессора теоретической физики Митио Митио КакуКаку, уже в этом столетии человек обуздает энергию , уже в этом столетии человек обуздает энергию звёзд.звёзд.

В В ближайшей перспективеближайшей перспективе это означает начало эры это означает начало эры солнечной и водородной энергии в противовес энергии солнечной и водородной энергии в противовес энергии сжигания ископаемого топлива. сжигания ископаемого топлива.

В В долгосрочной перспективедолгосрочной перспективе это означает обуздание это означает обуздание энергии ядерного синтеза и получение солнечной энергии ядерного синтеза и получение солнечной энергии с космических электростанций.энергии с космических электростанций.

Дальнейшее развитие физики может привести к Дальнейшее развитие физики может привести к началу началу эры магнетизмаэры магнетизма, когда автомобили, поезда и , когда автомобили, поезда и даже скейтборды будут парить в воздухе на магнитной даже скейтборды будут парить в воздухе на магнитной подушке.подушке.


Интересно, каким же будетИнтересно, каким же будет город будущего?город будущего?

Возможно, к концу текущего века Возможно, к концу текущего века развитие нанотехнологий сделает развитие нанотехнологий сделает доступным доступным космический лифткосмический лифт и люди и люди будут путешествовать к звёздам? будут путешествовать к звёздам?


Мы достаточно долго медлили, Мы достаточно долго медлили, оставаясь на берегах космического оставаясь на берегах космического океана. Теперь мы, наконец, готовы океана. Теперь мы, наконец, готовы поднять паруса и отправиться к поднять паруса и отправиться к звёздам. звёздам.

Карл СаганКарл Саган (американский (американский астроном, астрофизик)астроном, астрофизик)

II. Исследовательский этап. . Исследовательский этап. Тема проекта:Тема проекта:

Путешествие к звёздам Путешествие к звёздам

(макет космического лифта(макет космического лифта))

II II этап. Разработка. этап. Разработка. История развития идеи «Космический лифт»История развития идеи «Космический лифт»

В 1895 гВ 1895 г.. русский физик Константин Константин ЦиолковскийЦиолковский, вдохновлённый строительством , вдохновлённый строительством Эйфелевой башни, задал себе вопрос: почему Эйфелевой башни, задал себе вопрос: почему нельзя построить такую башню высотой до нельзя построить такую башню высотой до космоса? космоса?

Если она будет достаточно высока, подсчитал Если она будет достаточно высока, подсчитал он, она, согласно законам физики, никогда не он, она, согласно законам физики, никогда не упадёт. упадёт.

Он назвал такую конструкцию Он назвал такую конструкцию «небесным «небесным дворцом». дворцом».

На протяжении десятилетий идея На протяжении десятилетий идея космического лифта то забывалась, то снова космического лифта то забывалась, то снова обсуждалась. обсуждалась.


В В 1957 г.1957 г. русский учёный русский учёный Юрий АрцутановЮрий Арцутанов предложил свой вариант, по которому строить предложил свой вариант, по которому строить лифт предполагалось не снизу вверх, а сверху лифт предполагалось не снизу вверх, а сверху вниз. вниз.

Предлагалось послать на орбиту космический Предлагалось послать на орбиту космический корабль, который спустит трос; на земле его корабль, который спустит трос; на земле его останется закрепить. останется закрепить.


Профессор Профессор Георгий Иосифович Георгий Иосифович ПокровскийПокровский стал автором стал автором первого первого опубликованного в мировой опубликованного в мировой литературе литературе реального инженерного реального инженерного проекта космического сооружения проекта космического сооружения на Землена Земле - - пневматической башни-пневматической башни-аэростата высотой 160 кмаэростата высотой 160 км. .

В статье "Лифт" в космос", В статье "Лифт" в космос", опубликованной в журнале опубликованной в журнале "Техника молодёжи" N 4 за 1959 "Техника молодёжи" N 4 за 1959 год, Покровский предложил год, Покровский предложил соорудить башню, которая из соорудить башню, которая из условий прочности и устойчивости условий прочности и устойчивости должна была иметь рупоровидную должна была иметь рупоровидную форму, с диаметром у Земли 100 км форму, с диаметром у Земли 100 км и в космосе 390 м. и в космосе 390 м.

Верхняя площадка башни, Верхняя площадка башни, выполненной из полимерного выполненной из полимерного материала и заполненной материала и заполненной водородом, могла бы нести водородом, могла бы нести нагрузку в 260 тыс. т. нагрузку в 260 тыс. т.

Основным назначением такой Основным назначением такой башни Покровский считал установку башни Покровский считал установку астрономических и астрономических и астрофизических приборов за астрофизических приборов за пределами атмосферы.пределами атмосферы.

II II этап. Разработка. этап. Разработка. История развития идеи «Космический лифт»История развития идеи «Космический лифт» А.В. ЛемешкоА.В. Лемешко предложил построить предложил построить

из легких и прочных шаров, из легких и прочных шаров, наполненных Гелием пирамиду, наполненных Гелием пирамиду, которая будет доставать до которая будет доставать до стратосферы. То есть, башня будет стратосферы. То есть, башня будет опираться на воздух, при этом она опираться на воздух, при этом она совершенно не будет давить на совершенно не будет давить на землю. Высота фундамента башни землю. Высота фундамента башни будет приблизительно 30-40 км. будет приблизительно 30-40 км.

Дальше строить тоже из шаров, но Дальше строить тоже из шаров, но не заполнять их Гелием, а наоборот не заполнять их Гелием, а наоборот выкачивать из них воздух. выкачивать из них воздух.

При этом естественно на шары будет При этом естественно на шары будет действовать сила Архимеда даже в действовать сила Архимеда даже в разряженных воздушных слоях разряженных воздушных слоях стратосферы, что значительно стратосферы, что значительно облегчит их транспортировку к облегчит их транспортировку к месту установки. месту установки.

Чем выше будет находиться слой Чем выше будет находиться слой шаров, тем меньше в них будет шаров, тем меньше в них будет воздуха. А в самых верхних шарах воздуха. А в самых верхних шарах давление будет практически равно давление будет практически равно нулю. нулю.


Самое интересное, что эта башня не будет зависеть от электричества, Самое интересное, что эта башня не будет зависеть от электричества, вырабатываемого на земле. И даже сможет в корне решить вырабатываемого на земле. И даже сможет в корне решить энергетические проблемы государства, построившего эту башню. энергетические проблемы государства, построившего эту башню.

Так специалисты утверждают, что при переработке энергии Солнца в Так специалисты утверждают, что при переработке энергии Солнца в атмосфере теряется около 85% всей солнечной энергии, которую атмосфере теряется около 85% всей солнечной энергии, которую можно было бы использовать. Если же использовать спутник, можно было бы использовать. Если же использовать спутник, обращающийся на орбите высотой не более 500 км, который будет обращающийся на орбите высотой не более 500 км, который будет преобразовывать световую энергию солнца и передавать ее в форме преобразовывать световую энергию солнца и передавать ее в форме микроволн на башню, то башня сможет обеспечить электроэнергией микроволн на башню, то башня сможет обеспечить электроэнергией не только себя, но и избыток передавать на землю. не только себя, но и избыток передавать на землю.

Прямая передача от спутника на землю считается малоэффективной Прямая передача от спутника на землю считается малоэффективной и даже опасной, так как взаимодействие микроволнового излучения с и даже опасной, так как взаимодействие микроволнового излучения с озоновым слоем может разрушить его. озоновым слоем может разрушить его.

В данном случае фотоэлектрические элементы будут размещены В данном случае фотоэлектрические элементы будут размещены непосредственно на спутнике. Они будут производить солнечную непосредственно на спутнике. Они будут производить солнечную энергию эффективнее любого аналогичного наземного устройства. А энергию эффективнее любого аналогичного наземного устройства. А башня обеспечит безопасный прием микроволнового излучения и башня обеспечит безопасный прием микроволнового излучения и эффективную передачу его к потребителям на Земле. эффективную передачу его к потребителям на Земле.


Вот как объясняет концепцию Вот как объясняет концепцию космического лифта доктор космического лифта доктор Брэдли Брэдли ЭдвардсЭдвардс в отчете NIAC (институт в отчете NIAC (институт передовых исследований) передовых исследований) (опубликовано Tiniel в 29 марта, (опубликовано Tiniel в 29 марта, 2007г.): 2007г.):

""КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТКОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, - это лента, один конец которой присоединен к один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой поверхности Земли, а другой находится на находится на геосинхронизированной орбите в геосинхронизированной орбите в космосе (на высоте 100 000 км). космосе (на высоте 100 000 км).

Гравитационное притяжение Гравитационное притяжение нижнего конца ленты нижнего конца ленты компенсируется силой, вызванной компенсируется силой, вызванной центростремительным ускорением центростремительным ускорением верхнего конца. верхнего конца.

Таким образом лента постоянно Таким образом лента постоянно находится в натянутом состоянии. находится в натянутом состоянии.

Изменяя длину ленты, можно Изменяя длину ленты, можно достигать разных орбит. достигать разных орбит.

Космическая капсула, содержащая Космическая капсула, содержащая полезный груз, будет передвигаться полезный груз, будет передвигаться вдоль ленты». вдоль ленты».


Углеродные нанотрубкиУглеродные нанотрубки вновь возродили идею вновь возродили идею создания космического лифта. Они прочнее стали и создания космического лифта. Они прочнее стали и могли бы противостоять нагрузкам, возникающим в могли бы противостоять нагрузкам, возникающим в конструкции космического лифта.конструкции космического лифта.

Чтобы ускорить начало исследований в области Чтобы ускорить начало исследований в области космических лифтов, космических лифтов, NASANASA (Национа́льное управле́ние (Национа́льное управле́ние по воздухопла́ванию и иссле́дованию косми́ческого по воздухопла́ванию и иссле́дованию косми́ческого простра́нства США) простра́нства США) объявила конкурсыобъявила конкурсы..

На Гонках космических лифтов разыгрываются На Гонках космических лифтов разыгрываются призы призы на сумму 2 млн долларов. на сумму 2 млн долларов.

По правилам, чтобы выиграть конкурс лифтов, По правилам, чтобы выиграть конкурс лифтов, работающих за счёт переданной по лучу энергии, работающих за счёт переданной по лучу энергии, следует построить следует построить устройство массой не более 50 кг, устройство массой не более 50 кг, способное забраться по тросу на высоту 1 км со способное забраться по тросу на высоту 1 км со скоростью 2 м/с.скоростью 2 м/с. Сложность в том, что устройство не Сложность в том, что устройство не должно иметь топлива, батарей или электрического должно иметь топлива, батарей или электрического кабеля. кабеля. Энергия для его движения должна Энергия для его движения должна передаваться с Земли по лучупередаваться с Земли по лучу..


К 2050 годуК 2050 году совершить поездку совершить поездку в космос можно будет при в космос можно будет при помощи космического лифта. помощи космического лифта. Так считают в Так считают в японской японской компании Obayashi Corpкомпании Obayashi Corp. .

Инженеры компании Инженеры компании представили проект лифта, представили проект лифта, способного поднимать людей способного поднимать людей на высоту на высоту 36 тыс. км над 36 тыс. км над Землей. Землей.

Лифт сможет перевозить до 30 Лифт сможет перевозить до 30 человек за раз со человек за раз со скоростью скоростью 200 км/час200 км/час. С такой скоростью . С такой скоростью кабина достигнет станции кабина достигнет станции почти через 7 дней. Рядом со почти через 7 дней. Рядом со станцией будут располагаться станцией будут располагаться солнечные батареи, которые солнечные батареи, которые будут не только обеспечивать будут не только обеспечивать электроэнергией саму станцию, электроэнергией саму станцию, но и передавать энергию на но и передавать энергию на землю.землю.

II II этап. Разработка. этап. Разработка. Идея: создать макет космического лифтаИдея: создать макет космического лифта

Мы решили сделать макет, который имитирует Мы решили сделать макет, который имитирует следующий принцип действия космического следующий принцип действия космического лифта:лифта: использовать спутник, обращающийся использовать спутник, обращающийся на орбите высотой не более 500 км, который на орбите высотой не более 500 км, который будет преобразовывать световую энергию будет преобразовывать световую энергию солнца и передавать ее в форме микроволн на солнца и передавать ее в форме микроволн на башню. А башня обеспечит безопасный прием башню. А башня обеспечит безопасный прием микроволнового излучения и эффективную микроволнового излучения и эффективную передачу его к потребителям на Земле. передачу его к потребителям на Земле.

Электричество поступает на двигатель, и Электричество поступает на двигатель, и кабинка лифта медленно ползёт вверх по кабинка лифта медленно ползёт вверх по тросу. Кабинке с электродвигателем не нужно тросу. Кабинке с электродвигателем не нужно тащить за собой электрический кабель. тащить за собой электрический кабель. Достаточно направить на неё лазерный луч с Достаточно направить на неё лазерный луч с земли и лифт сам поползёт по тросу.земли и лифт сам поползёт по тросу.

II II этап. Разработка идеи.этап. Разработка идеи.Алгоритм действийАлгоритм действий при создании макета при создании макета

«Космический лифт»«Космический лифт»1.1. Разработать схему подъёма Разработать схему подъёма

кабинки лифта.кабинки лифта.2.2. Выбрать материалы, Выбрать материалы,

инструменты, приспособления инструменты, приспособления для изготовления макета.для изготовления макета.

3.3. Изготовить лифт, башню.Изготовить лифт, башню.4.4. Соединить все элементы Соединить все элементы

конструкции лифта.конструкции лифта.5.5. Декорировать упаковку.Декорировать упаковку.

III. III. Технологический этапТехнологический этап.. Изготовление макетаИзготовление макета

Материалы:Материалы: пластиковые пластиковые

бутылки;бутылки; изоляционная лента;изоляционная лента; коробка;коробка; электрические электрические

провода;провода; детали конструктора детали конструктора

Лего;Лего; детали игрушечной детали игрушечной

машины;машины; цветная бумага;цветная бумага; краски, клейкраски, клей

III.III.Технологический этап.Технологический этап.Изготовление макетаИзготовление макета

Инструменты и Инструменты и приспособленияприспособления

Dremel StylusDremel Stylus;; отвёртка;отвёртка; канцелярский нож;канцелярский нож; ножницы;ножницы; мебельный степлер;мебельный степлер; фигурный степлер;фигурный степлер; трафареты;трафареты; кисти.кисти.

IIIIII. Технологический этап.. Технологический этап.Изготовление макетаИзготовление макета




IIIIII. Технологический этап.. Технологический этап.Макет «Космический лифт» готовМакет «Космический лифт» готов

IV. IV. Заключительный этап.Заключительный этап.Испытание макета. Принцип действия.Испытание макета. Принцип действия.

Спутник, обращающийся Спутник, обращающийся на орбите высотой не на орбите высотой не более 500 км, более 500 км, преобразовывает преобразовывает световую энергию световую энергию солнца и передаёт ее в солнца и передаёт ее в форме микроволн на форме микроволн на башню (углеродную башню (углеродную нанотрубку, длиной в нанотрубку, длиной в тысячи км).тысячи км).

Башня обеспечивает Башня обеспечивает безопасный прием безопасный прием микроволнового микроволнового излучения и излучения и эффективную передачу эффективную передачу его к потребителям на его к потребителям на Земле.Земле.

Микроволновой луч Микроволновой луч поступает на поступает на двигатель, идвигатель, и

IV. IV. Заключительный этап.Заключительный этап.Испытание макета. Принцип Испытание макета. Принцип

действия.действия.

V. V. Заключительный этап.Заключительный этап.Испытание макета. Принцип действия.Испытание макета. Принцип действия.

кабинка лифта кабинка лифта медленно ползёт медленно ползёт вверх по тросу...вверх по тросу...

IV. IV. Заключительный этап.Заключительный этап.Испытание макета.Испытание макета.

Космический лифтКосмический лифт – чисто, безопасно, никакой суеты. – чисто, безопасно, никакой суеты. Входя в лифт, вы видите оператора, который нажимает Входя в лифт, вы видите оператора, который нажимает кнопку «вверх». Лифт разгоняется и взмывает вверх. кнопку «вверх». Лифт разгоняется и взмывает вверх. Кабинка стремительно поднимается всё выше и выше, вы Кабинка стремительно поднимается всё выше и выше, вы чувствуете небольшое дополнительное ускорение. На чувствуете небольшое дополнительное ускорение. На указателе сменяются цифры: 10 км, 20 км, 30 км…указателе сменяются цифры: 10 км, 20 км, 30 км…

Вид снаружи меняется от секунды к секунде. Вот вы Вид снаружи меняется от секунды к секунде. Вот вы смотрите сверху на бесконечный ковёр пухлых облаков, это смотрите сверху на бесконечный ковёр пухлых облаков, это ещё атмосфера. Вот небо из голубого становится серым, а ещё атмосфера. Вот небо из голубого становится серым, а затем и чёрным; наконец вокруг появляются звёзды во всём затем и чёрным; наконец вокруг появляются звёзды во всём их великолепии. Вы пытаетесь различить знакомые их великолепии. Вы пытаетесь различить знакомые созвездия, но выглядят они непривычно, в таком ракурсе вы созвездия, но выглядят они непривычно, в таком ракурсе вы их никогда прежде не видели.их никогда прежде не видели.

Лифт медленно останавливается примерно в 160 км от Лифт медленно останавливается примерно в 160 км от поверхности Земли. Вы смотрите вниз и внезапно видите поверхности Земли. Вы смотрите вниз и внезапно видите Землю в совершенно новом свете. Вы видите океаны, Землю в совершенно новом свете. Вы видите океаны, материки и огни мегаполисов. Отсюда, сверху, Земля материки и огни мегаполисов. Отсюда, сверху, Земля кажется такой спокойной, такой умиротворённой.кажется такой спокойной, такой умиротворённой.

Путешествие к звёздам заканчивается, возвращаемся домой.Путешествие к звёздам заканчивается, возвращаемся домой.

Видеоролик

V. V. Заключительный этап.Заключительный этап.Экономическое обоснованиеЭкономическое обоснование

Для изготовления макета нам не Для изготовления макета нам не пришлось ничего покупать, так пришлось ничего покупать, так как мы как мы использовали вторично бытовые отходы; свои детские игрушки, а инструменты, приспособления и нужные материалы нашлись в кабинете технологии (наша классная комната).

V. V. Заключительный этап.Заключительный этап.СамооценкаСамооценка

Ни один час мы провели в нашем Ни один час мы провели в нашем «конструкторском бюро». Узнали «конструкторском бюро». Узнали много захватывающего и много захватывающего и необычного. Проект «необычного. Проект «FutureFuture. . Путешествие к звёздам» Путешествие к звёздам» завершён. Яркий, действующий завершён. Яркий, действующий макет «Космический лифт» готов. макет «Космический лифт» готов. Получилось всё, что мы задумалиПолучилось всё, что мы задумали. .

V. V. Заключительный этап.Заключительный этап.РекламаРеклама

Благодаря проекту Благодаря проекту PlayEnergyPlayEnergy, мы , мы смогли реализовать свой творческий смогли реализовать свой творческий потенциал и ощутить вдохновение.потенциал и ощутить вдохновение.

ВДОХНОВЕНИЕВДОХНОВЕНИЕ – это творческий – это творческий подъём, приподнятое настроение, подъём, приподнятое настроение, чудодейственная чудодейственная ЭНЕРГИЯ СОЗИДАНИЯ.ЭНЕРГИЯ СОЗИДАНИЯ.

Вдохновение = Энергия х Действие

V. V. Заключительный этап.Заключительный этап.РекламаРеклама

Одним из механизмов повышения Одним из механизмов повышения энергии жизни человека являются энергии жизни человека являются праздники.праздники.

Для усиления праздничного Для усиления праздничного настроения наши предки настроения наши предки привлекали привлекали энергию космоса, энергию космоса, Вселенной, энергию СолнцаВселенной, энергию Солнца..

ИсточникиИсточники1.1. Каку, М. Физика будущего. / Митио Каку; Пер. с англ. Каку, М. Физика будущего. / Митио Каку; Пер. с англ.

М.:Альпина нонфикшн, 2012. – 584 с.М.:Альпина нонфикшн, 2012. – 584 с.2.В США испытали космический лифт 2.В США испытали космический лифт http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/05/09/30_008.htm 3. У архитекторов есть проекты зданий высотой три-четыре . У архитекторов есть проекты зданий высотой три-четыре

километракилометра

http://goldenboard.ru/nauka-i-obrazovanie/interesnye-fakty/u-arhitektorov-est-proekty-zdanij-vysotoj-tri-chetyrekilometra.html?page=2

4. 4. http://www.radioman.ru/news/solar_space.php 5.Космический лифт и нанотехнологии 5.Космический лифт и нанотехнологии

http://old.nanonewsnet.ru/index.php?module=Pagesetter&func=viewpub&tid=9&pid=12

6. Космический лифт. Материал из Википедии - свободной 6. Космический лифт. Материал из Википедии - свободной энциклопедии энциклопедии

http://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_лифт http://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_лифт 7. Звездолеты. Космический лифт. 7. Звездолеты. Космический лифт. http://quantum-tech.ru/kosmicheskiy_lift.htm http://quantum-tech.ru/kosmicheskiy_lift.htm

http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/05/09/30_008.htm%203

http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/05/09/30_008.htm%203




http://www.radioman.ru/news/solar_space.php



Date post:	08-Apr-2017
Category:	Education
Upload:	maltzewa
View:	235 times
Download:	5 times

Проект PlayEnergy. Future «Путешествие к звёздам» (макет...

Education