background image
C
M
Y
K
четверг
k
55, 20 мая 2010 г.
Выпуск 68
Анна КОЛЕСНИКОВА, 16 лет, МОУ
Гимназия 9, г. Шадринск Курган
ской области
Идеальным вариантом шагающего
планетохода исследователя, считает
автор, будет такой, который одинаково
свободно перемещал бы и грузы, и ап
паратуру по пересечнной местности,
одинаково легко преодолевал бы ка
менные глыбы, крутые подъмы, спус
ки, расщелины и тому подобные пре
пятствия. Наряду с высокой проходи
мостью он должен быть экономичным,
наджным в работе, манвренным, с
самостоятельной системой управления,
то есть быть квазиживым организмом
роботом.
В природе мы встречаем ноги самых
разных конструкций. Одни обеспечи
вают высокую скорость, другие высо
кую проходимость, и сочетаний здесь
великое множество. С бионической точ
ки зрения, наиболее перспективным
вариантом является робот шестиног.
Использование компьютерного моде
лирования позволяет наглядно показать
возможности данной системы, а при
необходимости произвести корректи
ровку и внести поправки. Так, состав
ленная специально для шестиногого
робота программа преодоления ямы,
камня или уступа позволяет пока
зать, что происходит с теми или иными
конечностями, насколько устойчив его
приборный отсек и т.д. Таким образом,
учные гоняют призрачного робота
по призрачным препятствиям, тем
самым отрабатывают и его конструк
цию, и способ передвижения. Когда же
он обретт металлическую плоть и
будет доставлен на одну из планет, то по
команде с Земли покинет космическую
станцию, даст оценку окружающему
пейзажу. Затем учные определят наи
более интересные объекты, планетохо
ду будет отдана команда на их исследо
вание, и он двинется в путь сам, выби
рая себе дорогу.
Следует учитывать и то, что во вре
мена первых планетоходов вс обо
Дмитрий КНЯЗЕВ, 9 й класс МЦДО Эрудит,
г. Геленджик Краснодарского края
Единственный на сегодня способ создать ис
кусственную силу тяжести заключается в том,
что космический корабль или какой то его от
дельный отсек будет раскручиваться с опреде
лнной угловой скоростью вокруг собственной
оси. Как то само собой подразумевается, что с
искусственной силой тяжести во время дли
тельного полта никаких проблем не будет. А
ведь это совсем не очевидно. Необходимо про
верить это заранее. Надо узнать, как она влияет
на живые организмы на протяжении длитель
ного времени, в течение которого сменяется
много поколений организмов. Таких опытов не
проводилось.
Для проведения эксперимента необходимо
взять много различных видов животных и рас
тений, лучше с быстрой сменой поколений, и
разделить на две одинаковые контрольные груп
пы. Первую контрольную группу разместить в
земной лаборатории с естественной гравитаци
ей и с определнными условиями: состав воз
духа, температура, влажность, давление, ис
кусственное освещение, питание. Вторую конт
рольную группу разместить в специальном вра
щающемся отсеке, имитирующем силу тяжес
рудование, рассчитанное на длитель
ную работу в условиях космического
пространства, весило сотни, в луч
шем случае десятки килограммов.
Сегодня ситуация изменилась карди
нально. Самые сложные многопро
цессорные компьютеры, передатчи
ки дальней связи, навигационные
системы и другое оборудование ве
сят всего лишь десятки граммов. А
датчики газового состава выполня
ются размером с молекулу. Соответ
ственно в десятки, сотни и тысячи
раз сократилось энергопотребление,
следовательно, и потребная масса
энергоблоков. Это значит, что с теми
задачами, которые 30 лет назад ре
шали первые планетоходы, сегодня
справятся самодвижущиеся игрушки,
которых можно изготовить значи
тельное количество и отладить с це
лью большей наджности для выпол
нения только определнных задач.
Поэтому, возможно, в недалком бу
дущем роботы лягушки, роботы на
Модель планетохода шагающего типа
секомые, роботы змеи и другие мо
бильные автоматы заселят повер
хности ближайших планет, где будут
проводить детальные исследования,
направленные на нужды землян.
Пока такие планетоходы остаются
фантастикой, автор предлагает тех
нологическую разработку модели
игрушки планетохода шагающего
типа.
Аслан САБАНЧИЕВ, 10 й класс, ГОУ
ДОД РЦНТТУ, г. Нальчик, Кабардино
Балкария
В работе сделана попытка обоснова
ния возможности прямой утилизации
солнечной энергии с помощью косми
ческого аппарата (КА), оснащнного
зеркалом жсткой конструкции с за
данной кривизной сравнительно не
большого размера. КА располагается
на геостационарной орбите и направ
ляет отражнный солнечный свет на
ночную сторону как для освещения,
так и для дальнейшей утилизации в
другие виды энергии.
Известна серия экспериментов Зна
мя, подготовленных в РКК Энергия.
Их общий недостаток в том, что при
работе на относительно низких орби
тах в каждый момент времени актив
ными являются не более 10 15 КА, а
остальные 80% не задействованы. Да
лее, даже когда орбиты сравнительно
низкие, при характерных дальностях
отражнного луча около 2 тыс. км раз
меры светового пятна на земной по
верхности оказываются значительны
ми (15 20 км), что предопределено
сильной естественной расходимостью
солнечного излучения (30 угловых
мин.), вызванной неточностью Солн
ца. И потому для получения даже уме
ренной освещнности требуется зна
чительная мощность отражнного луча
(на уровне сотен МВт), что в свою оче
редь приводит к увеличению размеров
зеркал и соответственно массы. Дру
гой проблемой является низкая отра
жающая способность алюминизиро
ванной плнки в проекте Знамя 2.
Для преодоления указанных недо
статков предлагается проект КА Ор
битальное зеркало, схема которого
видна на макете.
Особенностью предложенного про
екта является применение зеркала ж
сткой конструкции с заданной кри
визной, выполненного по фацетной
схеме с использованием композитных
материалов (10 кг/м
2
), что позволит
удобно доставить на орбиту фрагмен
ты зеркала, а также легко заменять
поврежднные участки зеркала.
Предполагаемый размер фраг
ментов определяется габарита
ми грузовых отсеков, используе
мых КА (до 3 м).
Зеркало жсткой конструкции
с заданной кривизной предназна
чено для ночного освещения под
спутниковой зоны диаметром не
более 5 км на поверхности Земли.
Отражающая способность зер
кальной поверхности не менее 0,9.
Необходимость кривизны зерка
ла диктуется естественной расхо
димостью солнечного излучения
в 30 угловых минут. Задавая оп
ределнную кривизну зеркала,
можно подобрать нужный размер
светового пятна с освещнностью
порядка 1 3 Лк.
Чтобы довести освещнность
до приемлемого значения (1
10 Лк), нужно уменьшить площадь
подспутниковой зоны примерно в
тысячу раз (диаметр светового
пятна ~ 5 км). Технически эта за
дача решается с помощью реф
лектора заданной кривизны, ко
торая компенсирует естественное уг
ловое расхождение солнечных лучей и
регулирует размер подспутниковой
зоны. Необходимую кривизну рефлек
тора R можно оценить из соотношения
1/R, где R ~ Н (36 000 км).
Выбор геостационарной орбиты ре
шает проблему избыточной численно
сти группировки КА, имеющей место
при работе на относительно низких
двухчасовых (1,5 4 тыс. км) орбитах
спутников с зеркалами.
Возможность прямой утилизации солнечной энергии
с помощью космического аппарата Орбитальное зеркало
Александр РАДИНСКИЙ, 6 й класс, МОУ
Лицей ФМИ 40 при УлГУ, ЭТГ Соля
рис, г. Ульяновск
Значение исследования данного во про
са заключается в том, что, если скорость
вращения пятен отличается от скорости
вращения Солнца, это может означать, что
пятна относительно независимы от сол
нечного вещества и в значительной степе
ни связаны с магнитным полем Солнца.
Фактической основой моих исследо
ваний были, в основном, данные, полученные со спутника SOНО. Я также исполь
зовал данные с аппаратуры ТЕСИС российского спутника КОРОНАС ФОТОН.
Скачивал фотографии Солнца с сайтов этих спутников за декабрь 2009 го, январь
и февраль 2010 года и следил за движением групп пятен 1039, 1041, 1042, 1043.
Также я наблюдал и фотографировал Солнце через школьный телескоп.
Фотографии Солнца я располагал в системе координат, как показано на рисунке.
Таким образом, я получал координаты пятен. Далее я вычислил и занс в
таблицу время снимков, выраженное в минутах и отсчитываемое от момента
прохождения пятна через центральный солнечный меридиан. Затем я вычислил
гелиографическую широту пятна в момент прохождения его через центральный
солнечный меридиан.
Я отслеживал движение этого пятна по Солнцу до тех пор, пока оно не возвра
щалось вновь в центральный солнечный меридиан. Определив время этого воз
вращения, я тем самым определял синодический период обращения пятна по
Солнцу. Далее я сравнивал этот период с вычисленным периодом вращения
Солнца на данной гелиографической широте.
Для групп пятен 1042 и 1043 (в северном полушарии Солнца) я определил, что
период обращения этих групп меньше периода обращения Солнца на 25,8%, это
значит, что пятна вращаются быстрее Солнца более чем на четверть.
Для групп пятен 1039 и 1041 (в южном полушарии Солнца) я определил, что
период обращения данных групп меньше периода обращения Солнца на 6,8%, то
есть пятна вращаются быстрее Солнца более чем на одну пятнадцатую.
Итак, исследованные группы солнечных пятен вращались быстрее, чем Солнце:
на 25,8% в северном полушарии (широта 2547'),
на 6,8% в южном полушарии (широта 2944'),
то есть пятна (особенно в северном полушарии) движутся быстрее Солнца. Это
может говорить о том, что пятна относительно независимы от солнечного веще
ства и в значительной степени связаны с процессами в магнитном поле Солнца.
ти, на нынешней МКС. В этом отсеке создать
для подопытных животных точно такие же ус
ловия, что и в первой контрольной группе. От
личие в жизни контрольных групп только одно:
у земной группы естественная гравитация, у
космической искусственная.
На рисунке показано возможное космическое
поселение с искусственной гравитацией. В соста
ве поселения находятся:
1. Причальный модуль для космических ко
раблей (не вращается). 2. Центральный узел
конструкции (ступица). 3. Узел конструкции,
используемый как штаб квартира строитель
ства поселения (не вращается). 4. Спицы между
тором и ступицей. 5. Окна с тройным остекле
нием. 6. Жилая зона в форме автопокрышки. 7.
Разрез конструкции, показывающий внутрен
ний вид. 8. Основание для зеркал. 9. Тепловой
радиатор (не вращается). 10. Устройство трой
ного остекления окон главной зоны в разрезе.
11. Зеркальное устройство для солнечного ос
вещения сельскохозяйственных зон. 12. Окна
для внутреннего освещения поселения. 13. Пу
стотелые строительные блоки с проходящими в
каналах натянутыми тросами обвязки конст
рукции. 14. Оборудование во внутренней сек
ции стен. 15. Балконы, с которых открывается
О необходимости изучения
искусственной силы тяжести
вид на озра с рыбой и сады
с деревьями, цветами, птицами. 16.
Главная четырехэтажная жилая зона с
кафе и магазинами на первом этаже.
17. Аварийные убежища. 18. Промыш
ленная зона. 19. Основные комму
никации. 20. Склады. 21. Оборудо
вание для систем управления, а
также муниципальных, коммер
ческих и научных нужд во внут
ренней полости корпуса. 22. Ис
кусственное освещение. 23. Веер
ные своды. 24. Крыша, располо
женная на высоте 113 м от зем
ли, ограничивает искусственную
среду поселения, лишенную загряз
нений, воздух в которой очищается и
восполняется живыми растениями. 25.
Сельскохозяйственная зона.
Исследование движения
солнечных пятен
Проекта Аслана Сабанчиева,
Кабардино Балкария.
Анна Колесникова, Курганская область.
Проект Дмитрия
Князева,
Краснодарский край.