ГБОУ Гимназия № 1576

Проект

«Мусор в космосе» Выполнили:

Зотова Дарья

Митюшина Анастасия

Слепых Ксения

Иванова Ксения

Газаев Георгий

Научный руководитель:

Ермоленко И. В.

Москва 2017 г

Введение

Проблемы людей с мусором не заканчиваются на Земле — они следуют за нами в

космос. Тысячи тонн брошенных спутников, отработанных ракетных частей и

блуждающих фрагментов мусора теперь кружат вокруг нашей планеты на невероятных

скоростях, и объем космического мусора растет с каждым годом.

Актуальность проблемы

Космический мусор – это мусор, оставленный на орбите в результате деятельности человека.

Может нанести ущерб функционирующим космическим аппаратам. Он представляет огромную

опасность для дальнейшего освоения космоса и экологии Земли.

Поэтому мы предлагаем свою усовершенствованную модель пушки Гаусса для решения

проблемы космического мусора.

Цель и задачи проекта

1. Цели: А) Сборка собственной действующей модели пушки Гаусса

Б) Создание учебного фильма для показа на внеклассных мероприятиях

2. Задачи: А) Выяснить, что такое космический мусор и как он влияет на дальнейшее освоение человеком

космоса и на экологию нашей планеты

Б) Собрать и проанализировать информацию

В) Познакомиться с технологией сборки существующих моделей пушки Гаусса

1. Этапы проекта: А) Чтение и анализ тематической литературы

Б) Рассмотрение иллюстративного материала

В) Изготовление материального продукта

2. Объект проекта А) Пушка Гаусса

Б) Космический мусор

3. Результаты проекта А) Действующая модель пушки Гаусса

Б) Учебный фильм

Объект проекта

Что такое космический мусор?

Под космическим мусором подразумеваются все искусственные объекты и их

фрагменты в космосе, которые уже неисправны, не функционируют и никогда более не

смогут служить никаким полезным целям.

Кому принадлежит космический мусор?

Срок жизни космического мусора

Наше исследование

Первый искусственный спутник Земли

Первый мусор в космосе

В 1958 году в космос был запущен спутник «Авангард-1». Американский спутник стал

четвёртым по счету объектом, запущенным людьми. «Авангард-1» – это не только один из

старейших аппаратов, но также первый космический мусор, который появился на орбите

Земли. После того как он завершил миссию, его так и не утилизировали.

Опасность космического мусора

1. Опасность столкновения космических кораблей с мусором

2. Ступени ракет, несгоревшие в атмосфере, могут упасть на жителей Земли

3. Некоторые спутники не доживают до конца срока эксплуатации

4. Из-за мусорной угрозы приходится несколько раз в год корректировать орбиту

«Спейс-Шаттл» и МКС.

Солнечная батарея станции «Мир»

после множеств столкновений с

частицами космического мусора

Влияние космического мусора на экологию Земли

Среди процессов влияния космического мусора на экологию Земли можно выделить

загрязнение атмосферы, почвы и водного покрова планеты остатками топлива ракет-

носителей, а также загрязнение атмосферы частицами окиси алюминия микронных

размеров.

Падение космического мусора на Землю

Крупные объекты, находящиеся на низких околоземных орбитах постепенно

замедляются и через какое-то время входят в атмосферу. Некоторые их фрагменты

достигают поверхности планеты.

Методы уборки и уничтожения космического мусора

Эффективных практических мер по уничтожению космического мусора на орбитах более

600 км (где не сказывается очищающий эффект от торможения об атмосферу) на

настоящем уровне технического развития человечества не существует.

Роботы могут замедлять

фрагменты мусора и

подталкивать их ближе

к Земле, где они будут

сгорать в атмосфере

Сборка собственной пушки Гаусса

1.Конденсаторы и диоды покупали в радиомагазине.

2.Катушку пришлось мотать самим.

3.Кнопку, соединяющие провода взяты дома

4.Полностью, с нуля собрали пушку за 1 месяц.

5.Изначально зарядка пушки планировалась от батареек, но потом решили, что проще и

быстрее будет сделать с зарядкой от розетки.

Особенности сборки

1. Необходимо подобрать нужную ёмкость конденсатора, индуктивность катушки и размеры

снаряда, чтобы электромагнитное поле катушки перестало действовать ровно в тот момент,

когда снаряд достигнет середины катушки.

2. При сборке высоковольтного контура необходимо использовать провод сечением не менее

миллиметра, для зарядного и управляющего контуров подойдут любые тонкие провода.

3. Для сборки катушки индуктивности нужно взять кусок трубки диаметром где-то 30 мм и

две большие шайбы (пластмассовые или картонные), собрать из них бобину с помощью

винта и гайки.

4. Наматывать на трубку эмалированный провод аккуратно, виток к витку. Всего нужно

намотать хотя бы 3 слоя, но лучше - больше.

5. Можно разобрать бобину, снять шайбы и надеть катушку на ствол. Один конец ствола

следует заглушить.

6. Готовую катушку легко проверить, подключив ее к 9- вольтовой батарейке: если она удержит

на весу канцелярскую скрепку, значит, катушка собрана правильно.

Испытание пушки

Выстрел осуществляется следующим образом:

1)Заряжаем пушку от розетки, ток проходит через диодный мост, скапливается

на конденсаторах. Всего на зарядку уходит около 15 сек.

2)Для выстрела нажимаем на кнопку, которая замыкает главную цепь.

3)Ток идет на катушку, превращая ее в магнит на доли секунды. Она

притягивает снаряд, и отпускает, дальше снаряд летит по инерции.

4)Происходит выстрел. Понятно, что все это происходит очень быстро.

Результаты выстрелов

Работая над созданием пушки Гаусса, мы также установили, что на

эффективность выстрела влияют: 1 масса пули;

2 начальное напряжение батареи конденсаторов;

3 сопротивление и индуктивность катушки;

4 материал пули.

Первая модель пушки Гаусса Усовершенствованная модель пушки Гаусса

Наша модель пушки Гаусса

Отличие от предыдущей модели:

1. зарядка от батареи

2. многоступенчатая система

3. микроконтроллер управляет катушками

4. мощность конденсатора увеличена

Преимущества в качестве оружия

1.отсутствие гильз;

2.неограниченность в выборе начальной скорости и энергии боеприпаса;

3.возможность бесшумного выстрела (если скорость достаточно обтекаемого снаряда не

превышает скорости звука) в том числе без смены ствола и боеприпаса;

4.относительно малая отдача (равная импульсу вылетевшего снаряда;

5.нет дополнительного импульса от пороховых газов или движущихся частей);

6.теоретически, больша́я надежность и теоретически износостойкость;

7.возможность работы в любых условиях, в том числе в космическом пространстве.

Историческое значение орбитального мусора

Историки науки указывают на то, что некоторые объекты на орбите, рассматриваемые

как мусор, вероятно будут представлять интерес для космических археологов будущего

и поэтому должны быть сохранены. В то же время, на космологических масштабах

времени, большая часть этого мусора сравнительно быстро (за тысячи лет) покинет

орбиту планеты.

Заключение

На сегодняшний день у пушки Гаусса нет перспектив в качестве оружия.

Она значительно уступает другим видам стрелкового оружия.

Перспективы возможны в будущем, если будут созданы компактные и мощные источники

электрического тока и высокотемпературные сверхпроводники (200—300К).

Установка, подобная пушке Гаусса, может использоваться в космическом пространстве, так как

в условиях вакуума и невесомости многие недостатки подобных установок уменьшаются.

Наш фильм о космическом мусоре

Чтобы заинтересовать население в проблемах, вызванных космическим мусором, мы

создали собственный учебный фильм.

Для просмотра фильма кликните на картинку ниже.

Практическая значимость проекта

1. Создание учебного фильма

2. Создание макетов, демонстрирующих прирост космического мусора за 60 лет

3. Сборка собственной модели пушки Гаусса

Использованные ресурсы

1. Гаусс К.Ф. Сборник статей под ред. Виноградова. - М.: АН, 1956. - C.71-96.

2. Жданов Л.С., Жданов Г. Л. Физика для средних специальных учебных заведений: Учебник. — 4-е.

изд., испр. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. — 512с

3. Интересные факты о космическом мусоре [URL]: http://kartinkinaden.ru/nauka/kosmos/1100-interesnye-

fakty-o-kosmicheskom-musore.html

4. Как очистить планету от космического мусора? [URL]: https://hi-news.ru/space/kak-ochistit-orbitu-ot-

kosmicheskogo-musora.html

5. Космический мусор [URL]: https://ru.wikipedia.org/wiki/Космический_мусор

6. Теоретические основы электротехники. / Под ред. доктора технических наук Каплянского А.Е. - М.:

ГИФМЛ, 1963

7. Человеческий след в космосе [URL]: http://www.the-dialogue.com/ru7-chelovecheskij-sled-v-kosmose/

8. Чунихин А.А. Электрические аппараты. Общий курс. - М.: Энергоатомиздат, 1988

Спасибо за внимание!