Проект космический мусор детский сад

Обновлено: 05.07.2024

Цель проекта взрослая: организовать условия для развития познавательного интереса и творческого потенциала дошкольников.

Цель проекта детская: узнать о летающих вокруг Земли космических объектах.

Этап 1. Постановка проблемы. Братья-близнецы Даниил и Кирилл эмоционально рассказали в группе об очередном своём открытии: в космосе много мусора, который может упасть и уничтожить на Земле всё живое.

(Наша планета погибнет, и я не стану стоматологом, - загрустил Даниил. - Вырасту, стану космонавтом, и уничтожу весь космический мусор! - сразу решил Кирилл.) Мы предложили уточнить, как он намерен действовать. Мальчик затруднился ответить на вопросы, и тогда дошкольникам предложили поучаствовать в исследовании: собрать информацию о причинах возникновения космического мусора и попытаться найти способы его уничтожения. Дети выразили готовность к исследованию.

После обсуждения новой информации о космосе мы подвели детей к следующим выводам:

у планеты Земля есть естественный спутник Луна, который сопровождает нашу планету в бесконечном космическом путешествии;
в космическом пространстве периодически происходят столкновения естественных небесных тел и появляются их обломки;
в космос людьми запущено много разнообразных искусственных спутников, которые выполняют разные задачи;
одни устройства помогают учёным исследовать звёзды и планеты, чтобы больше узнать о нашей Земле и о том, как сохранить и защитить всё живое на ней от космических опасностей;
исследовательские зонды позволяют наблюдать за ледовой обстановкой арктических морей, отслеживать перемещения судов в океане;
полученные с космических аппаратов изображения дают людям полезную информацию для прогноза погоды и об изменении поверхности Земли;
с помощью спутников работает современная мобильная связь и навигаторы, которые помогают находить нужное направление движения и выбирать наиболее удобный путь следования.
некоторые из созданных людьми исследовательских спутников и космических платформ со временем заканчивают свою работу в космосе и становятся ненужными;
космический мусор – это космические объекты, которые движутся по своим орбитам, но под действием силы притяжения Земли постепенно к ней приближаются.

Дошкольники узнали, что многие падающие космические объекты сгорают, попадая в верхние слои атмосферы, но зафиксированы факты падения на Землю металлических фрагментов отработавших свой срок космических устройств и механизмов, частей метеоритов и астероидов. При отсутствии воздуха, воды и микроорганизмов мусор не может быть разрушен в космосе, как на Земле, и он постепенно накапливается. При неконтролируемом изменении орбиты разные предметы могут столкнуться с действующими спутниками и вывести их из строя, а также упасть на Землю, не успев сгореть. Учёные ещё не придумали способы борьбы с космическим мусором и не изобрели устройства для этого.

Этап 3. Систематизация информации. С помощью взрослых ребята оформили таблицу и разместили в ней:

схемы с рисунками, которые символизируют разный мусор на Земле и в космосе;
пиктограммы, обозначающие причины, по которым возникает этот мусор;
символы, отображающие способы сбора мусора на Земле, и своё представление о том, как его можно собрать в космосе.

В результате анализа содержания таблицы детьми были сделаны следующие выводы: чтобы максимально обезопасить нашу планету, космический мусор нужно утилизировать непосредственно в космосе; для этого нужны специальные аппараты; принцип действия таких аппаратов основан на наблюдениях за сбором мусора на Земле при учёте условий космического пространства.

Создание педагогических условий для совместной творческой работы взрослых и детей.

Вложение	Размер
klubnyy_chas._tsentr_pererabotki_kosmicheskogo_musora.docx	306.19 КБ

Предварительный просмотр:

(в рамках Клубного часа)

Цель: Создание педагогических условий для совместной творческой работы взрослых и детей.

Задачи: - развивать способность к совместному изготовлению гермошлема космонавта;

- формировать умение детей работать по схемам последовательности;

- способствовать активному включению каждого ребенка в деятельность;

- развивать навыки самостоятельной деятельности.

Материалы и оборудование:

схемы последовательного выполнения, столы с различным бросовым материалом, пятилитровые пластиковые бутыли, цветная бумага, картон, фольга, клей, пластилин, скотч, фломастеры, маркеры, стиплер, ножницы и др., музыкальный дизайн.

Самоделкин: Здравствуйте, ребята! Я приветствую вас в Центре переработки космического мусора. Я профессор Самоделкин. Я очень часто путешествую по Космосу, там я увидел и собрал много космического мусора. Посмотрите сколько его! Я задумался, а для чего его можно использовать? Может вы мне подскажете?

(Выслушать ответы детей)

(Предполагаемые ответы детей: из космического мусора)

Самоделкин: Предлагаю рассмотреть все, что лежит на столах. Выберите необходимый материал, вашу схему последовательности работы и можете приступать к изготовлению гермошлема. А в космосе встречаются еще и загадочные пришельцы, если вы желаете, то можете сделать маску пришельца.

(Дети совместно со взрослыми садятся за столы, на которых лежат: заготовки из пластиковых бутылей, стаканчики от йогуртов, капсулы от Киндер-сюрпризов, трубочки от коктейлей, проволока, пластилин, цветная бумага и картон, фломастеры, маркеры, клей, скотч, ножницы, стиплер и другое; изготавливают гермошлемы и маски пришельцев)

Самоделкин: Не забудьте о соблюдении правил техники безопасности во время работы!

(Во время совместной продуктивной деятельности детей и взрослых звучит космическая музыка. Самоделкин помогает советом детям, нуждающимся в помощи. В процессе работы задает вопросы детям: С чего ты думаешь начать свою работу? Какой материал планируешь использовать?)

Самоделкин: Какие вы молодцы! Какие необычные гермошлемы и маски у вас получились! Можете примерить свой космический шлем, маску пришельца и сфотографироваться на память.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Научно – исследовательский проект

Долгополова Раиса Григорьевна,

I .Космический мусор на орбите.

1.1 Понятие: космический мусор.

1.2 Причины возникновения космического мусора.

1.3 Космический мусор – угроза для человечества.

1.4 Космический мусор – угроза безопасности космических полётов.

1.5 Возможные способы утилизации мусора.

II . Космический мусор глазами детей.

2.1 Детский рисунок – как отражение реальности.

2.2 Устами ребёнка гласит истина.

Человечество не слишком бережно относится к родной планете, иначе проблема загрязнения окружающей среды не стояла бы сегодня так остро. Но если наша Земля имеет всё же ограниченные размеры, то уж Вселенная-то бесконечна, и её, казалось бы, мусором не завалишь. Как бы не так!

В наше время, наряду с загрязнением воды, воздуха, грунта, приходится ставить вопрос и о засорении околоземного космического пространства. Странно это осознавать, особенно когда всматриваешься в ночное звездное небо.

Предмет исследования – космический мусор.

Цель исследования – выяснить, откуда возник космический мусор, сколько его на орбите Земли, и если это неизбежность, то выяснить возможность сокращения космического мусора и какие меры безопасности полетов предпринимаются при освоении космоса.

Для достижения целей я поставила перед собой следующие задачи:

2) выяснить откуда возник космический мусор и сколько его на орбите Земли;

3) выяснить, в чем состоит угроза космического мусора для землян и возможно ли его сокращение;

4) выяснить какие меры безопасности полетов предпринимаются при освоении космоса.

При написании проекта я использовала следующие методы исследования: изучение научной литературы и информации научных сайтов, опросы, метод поиска, сравнения и анализа.

Предполагаемый результат: итоговая презентация, детские работы, анкетирование ребят и их предложения по решению данной проблемы.

1. Космический мусор на орбите.

1.1. Понятие: космический мусор.

Мусор на орбите Земли – побочный эффект исследований космоса.

1.2. Причины возникновения космического мусора.

Откуда возник космический мусор и сколько его на орбите Земли.

Космический мусор включает в себя широкий спектр объектов от искусственных спутников и космических кораблей. Спутники могут упасть из-за прекращения поставок топлива и электроэнергии, или могут выйти из строя из-за неисправности. Они могут быть уничтожены в ходе противоспутникового испытания ракет (приложение № 1 и № 2).

Космический мусор может также состоять из вещей, оставленных в космическом пространстве во время работы космонавтов на космической станции или при работе за пределами ее. Он может состоять из перчаток, различных камер, зубных щеток, ключей, инструментов, мусорных ящиков и многих других вещей (приложение № 3).

За более чем полвека освоения космоса человеком, мусора накопилось уже очень много, и засорение космоса продолжается и нарастает.

По приблизительным оценкам, сделанным несколько лет назад, рукотворных объектов с размерами более 10 см в космосе было более 8 000 предметов, с размерами 1-10 см – уже десятки тысяч, с размерами менее 1 см – сотни тысяч.

США через свою систему слежения наблюдают за более чем 19 000 предметами, но, по их расчётам, фрагментов размерами более 1 см на орбите может быть до 600 тысяч предметов.

Со своей стороны, Роскосмос информирует, что на конец 2008 года было каталогизировано около 12 500 космических объектов размером более 10 см, из них всего 1 000 предметов, или около 6% - функционирующих. До 40% - аппараты, вышедшие из эксплуатации, а также использованные разгонные блоки и последние ступени ракето-носителей. Остальные же 54% - фрагменты, образовавшиеся в результате взрывов или столкновений космических аппаратов. Более 300 000 фрагментов имеют размер от 1 до 10 см. А общая масса объектов оценивается в более чем 5 тыс. тонн.

При этом ситуация продолжает ухудшаться. На высотах 750-850 км только за последние три года концентрация мусора выросла вдвое.

v 12 058 объектов – третьи ступени ракет, разгонные блоки и обломки космической техники;

v 3 312 объектов – работающие и вышедшие из строя космические аппараты.

Две трети всего мусора, что вполне ожидаемо, приходится на две страны – Россию и США: соответственно 5 770 и 4 821 фрагментов.

v Франция – 469 фрагментов

v Япония – 189 фрагментов

v Индия – 170 фрагментов

v Европейское космическое агентство – 82 фрагмента

v Другие страны и организации – 577 фрагментов

На середину 2010 года число частиц космического мусора размером до 10 см оценивается уже в 200 тысяч предметов, а до 1 см - в десятки миллионов штук.

В основном космический мусор собирается на высотах 850 – 1500 км, также его много на высотах полета космических кораблей (250-350 км) и МКС (около 350 км).

Космический мусор, как и все материальные объекты в мире, подчиняется законам гравитации. Поэтому он постепенно приближается к поверхности Земли и, в итоге, входит в атмосферу (на высотах порядка десятков километров) и сгорает в ней.

1.3.Космический мусор – угроза для человечества.

В чем состоит угроза космического мусора для землян?

Мусор опасен, прежде всего, для космических аппаратов и даже космонавтов, а бороться с ним пока не научились (приложение № 4 и № 5).

Вероятно, всем известно, насколько опасным может быть столкновение самолёта с обычной птицей, в космосе же речь идёт уже о совсем иных скоростях.

Специалисты ФГУП ЦНИИМАШ пишут, что на скорости 10 км/с даже частицы размером 0,5 мм пробивают скафандр.

Космический мусор представляет опасность и для далеких от космоса землян, падая на их головы в прямом смысле этого слова (приложение № 7).

1.4. Космический мусор – угроза безопасности космических полётов.

Возможно ли сокращение космического мусора?

Синдром (Э ффект) Кесслера — гипотетическое развитие событий на околоземной орбите , когда космический мусор , появившийся в результате многочисленных запусков искусственных спутников , приводит к полной непригодности ближнего космоса для практического использования. Впервые такой сценарий детально описал консультант НАСА Дона льд Кесслер.

Пока два космических лидера – США и Россия – способны лишь отслеживать движение мусора и просчитывать его траекторию, чтобы избежать столкновений. Способов уборки мусора ещё нет.

При этом нет и возможности предотвратить его попадание в космос. Последние ступени ракет можно вернуть в атмосферу с помощью тормозного импульса, но при выведении, например, космического аппарата на геостационарную орбиту разгонный блок так и остаётся на ней.

Впрочем, требование вывода спутника с геостационарной орбиты (на так называемую орбиту захоронения, высотой в несколько сотен километров) прописано в международном законодательстве.

1.5. Возможные способы утилизации мусора.

Предлагаются разные способы борьбы с мусором в космосе.

Как считают специалисты, оптимальным решением может стать крупный воздушный шар, закреплённый в сложенном состоянии на борту спутника. Когда последний исчерпает свои возможности, шар должен наполниться гелием (либо другим газом). Большая оболочка создаст измеримое аэродинамическое сопротивление даже в разреженных остатках атмосферы (приложение № 8).

По расчётам инженеров Global Aerospace, такой шар диаметром 37 метров всего за год в состоянии увести зонд массой 1,2 тонны с начальной орбиты, условно принятой за 830 километров, и заставить его сгореть в атмосфере. В естественных условиях процесс торможения может занять не одно столетие.

Специалисты уже рассчитали, что их проект, если он будет запущен прямо сейчас, до 2025 года уменьшит вероятность столкновений для спутников на 40%.

Предположительная общая масса оболочки шара и оборудования, необходимого для надува, – 36 килограммов. Единственным серьёзным недостатком идеи, который признают и сами конструкторы, является то, что она не подходит для геостационарных орбит и будет работать только на высоте менее 1500 километров.

Разработан солнечный уборщик космического мусора (приложение № 8.

Небольшой солнечный парус мог бы не только предоставлять малым спутникам даровую тягу во время выполнения основной миссии, но и сводить с орбиты аппараты, отработавшие свой век. Проверить эту идею на практике призван наноспутник CubeSail, представленный недавно британскими инженерами.

Авторы технологии предполагают, что подобные очень недорогие и лёгкие устройства могут стать стандартным оснащением новых спутников класса до 500 килограммов. Они бы развёртывали парус и работали как тормозная система в конце срока службы, уменьшая тем самым количество мусора в околоземном пространстве.

Более сложные лазерные установки за один рабочий день в состоянии убирать с орбиты до десяти космических обломков (приложение № 9).

На данный момент российскими, американскими и другими учёными разрабатываются, прежде всего, разные способы и системы мониторинга космического мусора.

2. Космический мусор глазами детей.

2.1. Детский рисунок – как отражение реальности

По расчетам через 15-30 лет ближний Космос будет полностью засорен и будет непригоден для полетов. Особенно это касается геостационарных орбит, на которых отработанные спутники практически сохраняются вечно.

Вот такой неутешительный прогноз специалистов. А мы- сами дети – будущее нашей планеты, хотим, чтобы этот прогноз сбылся? Я не хочу и я уверена, что не хотят и мои одноклассники, и все дети Земли!

Продолжая исследование данной проблемы, я предложила своим одноклассникам нарисовать, как они видят космический мусор.

Одиннадцать красочных рисунков ярко демонстрируют, что в космосе действительно масса мусора (приложение № 10).

Мусор такой разнообразный: летает одежда, огрызки фруктов, посуда и многое другое.

Глядя на эти рисунки, понимаешь, что наше поколение одинаково воспринимает мусор на земле и в космосе. Но главное на рисунках, на мой взгляд, не составляющее этого мусора, а его количество. Оно ужасает.

2.2. Устами ребенка гласит истина

Если для моих одноклассников мусор в космосе является фактом, то интересно, что они думают об этой проблеме.

В целях выяснения я провела анкетирование по следующим вопросам:

1. Считаете ли Вы, что космос влияет на экологию Земли?

2. Является ли проблема загрязнения Космоса актуальной?

3. Влияет ли запуск космических кораблей на озоновый слой Земли?

5. Куда деваются сломанные спутники:

- остаются на орбите

- падают на землю или в океан

- полностью сгорают в атмосфере

6. Что нужно делать с отработавшими спутниками:

- собирать их специальными космическими мусоросборниками и возвращать на Землю для переплавки

- затапливать в океане

- взрывать в Космосе

7. Нужно ли продолжать космические исследования, если загрязнение околоземного пространства станет значительным?

- нужно продолжать в любых условиях

- немедленно прекратить до полной очистки Космоса от мусора

- нужно уменьшить количество запускаемых аппаратов

В анкетировании приняли участие 22 ребенка, и ответы подтвердили всю значимость проблемы космического мусора. (приложение № 11).

98 % участников анкетирования согласны с тем, что проблема загрязнения космоса является актуальной и напрямую оказывает негативное влияние на экологию Земли.

14 % считают, что космический мусор остается на орбите и столько же детей считают, что он падает на землю или в океан. При этом 55 % участников уверены, что космический мусор полностью сгорает в атмосфере.

73 % детей предлагают космический мусор собирать специальными космическими мусоросборниками и возвращать на Землю для переплавки. Такая позиция моих современников вселяет в меня надежду на то, что в недалеком будущем наше поколение целенаправленно будет решать эту глобальную проблему.

36 % участников категорически предлагают немедленно прекратить космические исследования до полной очистки Космоса от мусора. Такая решительность говорит только о том, что уж очень хочется навести порядок в Космосе.

23 % детей разумно понимают значимость космических исследований, ведь без прогресса нет будущего, и 27 % детей также разумно мыслят о необходимости освоения космоса путем уменьшения количества запускаемых аппаратов.

В процессе работы я пришла к выводу, что освоение космоса – это неизбежно и необходимо. И кто знает, может, именно мы будем летать на другие планеты, путешествовать, как это делают наши родители, отдыхая на пляжах Турции и Греции.

Проделав данную проектно-исследовательскую работу, я пополнила свой словарный запас космическими терминами, свои знания о проблеме загрязнения космоса и отчетливо поняла, какая это глобальная проблема, проблема всего человечества.

Исследовав проблему загрязнения космоса, я сделала следующие выводы:

1) Мусор на орбите Земли – это побочный эффект исследований космоса.

2) Космический мусор включает в себя широкий спектр объектов от искусственных спутников и космических кораблей. Космический мусор может также состоять из вещей, оставленных в космическом пространстве во время работы космонавтов на космической станции или при работе за пределами ее.

3) Мусор опасен, прежде всего, для космических аппаратов и даже космонавтов, а бороться с ним пока не научились.

4) Чем больше мусора на орбите, тем чаще спутники выходят из строя и тем больше требуется новых спутников, что приводит к увеличению количества мусора на орбите.

Результатом моей работы стала презентация, выставка детских рисунков.

Я подготовила материал, который имеет большое практическое значение и может быть использован на уроках окружающего мира, во внеурочной деятельности.

И самое главное, я поняла, что мои одноклассники тоже неравнодушно относятся к проблеме космического мусора. А значит в наших руках будущее нашей планеты Земля.

Человечество начало осваивать космос сравнительно недавно. В 1957 году в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли, открывший космическую эру в истории изучения Вселенной. Менее чем через 4 года, в 1961 Ю. А. Гагарин стал первым человеком, побывавшим в космосе. Первый луноход и первая женщина-космонавт, изучение других планет и выход за пределы космического корабля, так начиналась эпоха покорения Вселенной, в результате которой проводились сложнейшие эксперименты, научные открытия, исследования.

В настоящее время большое количество развитых стран мира борются за звание быть космическими державами, поэтому новые технологии в этой отрасли внедряются быстрыми темпами.

Но так ли безвредны последствия запусков космических аппаратов для околоземного пространства?

Космический мусор - вот что является на данный момент проблемой, которую нужно решать незамедлительно, наряду с исследованиями и внедрением новых технологий в изучении космоса. Сейчас уже можно сказать, что вокруг Земли скопились миллионы обломков, которые мешают запуску искусственных спутников Земли, а в некоторых случаях представляют собой реальную угрозу экипажам космических аппаратов и даже людям на земле.

2. Цель, задачи, гипотеза, методы проекта

Цель проекта: Изучить проблему загрязнения околоземного пространства космическим мусором, систематизировать и предложить наиболее оптимальные пути защиты и методы его утилизации .

Задачи проекта:

По информационным источникам изучить проблему космического мусора, причинах его появления;

Выявить влияние обломков на безопасность космических полетов околоземного и космического пространства;

Рассмотреть пути решения утилизации различного рода обломков, выявить наиболее оптимальный вариант защиты околоземного и космического пространства от космического мусора;

Представить данную информацию в виде экологического буклета, для ознакомления обучающихся и учителей нашей школы.

Гипотеза: Космический мусор угрожает околоземной орбите своим огромным количеством. Возможно ли собрать и утилизировать его и какие технологии будут наиболее приемлемыми.

Методы исследования:

-анализ и систематизация информационных источников о причинах появления космических обломков различного происхождения и размера, а также путей решения этой проблемы;

-социологический опрос обучающихся и учителей школы;

-практическое решение данной проблемы и представление собственного пути утилизации космического мусора;

-обобщение результатов проекта и создание экологического буклета.

II . Обоснование проекта

В нашем понимании космос, Вселенная - это необъятное пространство, которое вмещает множество галактик, планет, звезд и других космических объектов. Космический мусор, который накопился на околоземной орбите за последние 60-70 лет исследований различных стран нам кажется малой каплей в этом огромном вселенском океане. Безопасность, и еще раз безопасность космических кораблей, вот, что является главной причиной беспокойства многих ученых, которые решают эту проблему. Современные космические корабли защищены от попаданий микрометеоритов диаметром до 1 см. Но множество обломков различных размеров движущиеся по орбитам с огромной скоростью являются опасными, так как способны разрушить борт корабля подобно снарядам, а значит может спровоцировать катастрофу и гибель космонавтов. Движение обломков контролируются специалистами с Земли, чтобы исключить опасные столкновения, удача, если такая ситуация не произойдет. Данная программа требует финансовых затрат и постоянный мониторинг космического пространства. Уже есть случаи, когда не удалось избежать таких встреч с космическим мусором. Некоторые страны понесли от них убытки.

В настоящее время решение проблемы космического мусора является сложной, поскольку окончательно еще нет ответа на вопрос какой из методов будет экономичным, рациональным и самое главное действенным.

На вопрос, знают ли они о проблеме комического мусора, большинство учителей (72%) ответили, что знают и читали об этом. Ученики нашей школы только 23% слышали о космическом мусоре. Большая часть опрошенных могли ответить на вопрос, что является космическим мусором (94%), так как они представляют масштаб исследований, которые осуществляются космической отраслью разных стран мира. Небольшое количество учителей (11%) могли ответить на вопрос, какие методы они знают для уничтожения обломков, а дети не смогли ответить на него и только предполагали каким образом можно избавить околоземную орбиту от космического мусора. В результате опроса я понял, что данную проблему нужно осветить на школьной конференции и познакомить и учителей, и учеников нашей школы с проблемой утилизации всего того, что накопилось на орбите за время космических полетов.

Анкета и результаты социологического опроса. (Приложение 1)

Своим проектом я хочу оценить различные варианты удаления космического мусора с околоземной орбиты, их положительные стороны и недостатки.

Предложить более рациональные методы, с моей точки зрения, которые возможно, будут приняты во внимание и лягут в основу применимых способов утилизации различных космических обломков.

III . Пути реализации проекта

1. Поисково-теоретический этап

Что такое – космический мусор? Источники загрязнения

Космическая орбита и космический мусор. ( Приложение 2. Фотография 1)

Почему опасен мусор

Характеристика фрагментов и методы их обнаружения

Обломки состоят в основном из металла (сталь, алюминий, различные сплавы). есть фрагменты из пластика, частицы краски, упаковки, пищевые отходы. Доля частиц космического мусора из других материалов незначительна.

Условно весь космический мусор можно разделить на:

-крупные – это отработавшие свой срок спутники и последние ступени ракет- носителей;

-средние – это космические зонды и эксплуатационный мусор;

-мелкие объекты – это частицы краски и защитные оболочки.

Различают также наблюдаемый и ненаблюдаемый космический мусор.

С помощью различных методов контролируют наблюдаемый мусор, и исследуют его обломки с помощью дистанционного зондирования, используя радиолокационные измерения на низкой околоземной орбите и оптические измерения на высокой околоземной орбите. Космический мусор можно обнаружить не только с помощью радиолокационных станций, но и с помощью телескопа на фоне темного неба, освещенного солнцем, при ясной погоде. Можно обнаружить обломки и с использованием космических средств, но они являются более затратными в экономическом отношении, чем наземные. Число ненаблюдаемых объектов, которые имеют размеры в несколько сантиметров неизвестно, но факт, что такая частица даже размером в 0,5 мм способна пробить скафандр космонавта, изготовленного из многослойного материала, работающего в открытом космосе является тому подтверждением. Скорость ее движения огромна, поэтому ее можно сравнить со снарядом, летящим из орудия. Уже подсчитано, что при таком темпе запуска космических аппаратов в космос, количество мусора будет увеличиваться на 5 % в год. А через 10 лет?

Назрела необходимость систематизировать данные обломки, осуществлять их мониторинг. На основе измерения и отслеживания к настоящему времени существуют два каталога двух стран: России и США, где собраны сведения о засоренности орбит и собраны базы данных, которые постоянно обновляются.

Известные и отслеживаемые спутники и обломки (на ноябрь 2013). (Приложение 2. Фотография 5)

2. Пути решения проблемы космического мусора

Оборонительная тактика

Сравнительно небольшие затраты ресурсов.

Даже самая совершенная защитная система не сможет противостоять средним и крупным фрагментам космического мусора;

Количество космического мусора не уменьшается, защита может являться лишь временной мерой.

Тактика избегания

Один из путей решения проблемы космического мусора. Делится на несколько этапов:

Расчет траектории движения фрагментов космического мусора;

Корректировка траектории запускаемого аппарата во время полета.

Преимущества тактики избегания:

Экономические затраты малы;

Не требует никаких дополнительных сооружений и приспособлений.

Не решается основная проблема: мусор остается на орбите, накапливается, пока не достигает критической точки (когда невозможно построить маршрут без столкновений), поэтому тактика избегания является лишь временной мерой;

Невозможно учесть все фрагменты космического мусора: мелкие (в несколько сантиметров) обломки остаются незамеченными, но при этом несут огромную опасность для запускаемых аппаратов.

Вывод на орбиту захоронения и затопление космических аппаратов

в Мировом океане

Орбита захоронения – орбита, на которую выводятся отработавшие спутники. Расположена на 235км выше, чем геостационарная орбита, что не дает им столкнуться с еще работающими искусственными спутниками Земли.

Преимущества вывода на орбиту захоронения:

Достаточно простой метод, не требующий ничего кроме предварительных расчетов и топлива для вывода на орбиту;

Метод надежен и применялся неоднократно. Шанс сбоя в работе мал.

Уже существующие обломки невозможно вывести на орбиту захоронения, из-за чего количество космического мусора на околоземной орбите не уменьшается

В результате таких действий через определенное время на орбите захоронения может возникнуть дефицит места, что заставит нас выводить спутники дальше, на следующую орбиту захоронения. Затраты энергии для этого увеличатся, а значит метод станет менее экономически выгодным

Существует и другой путь решения проблемы космического мусора, который похож на предыдущий, но отличается тем, что отработавшие ИСЗ не выводятся на орбиту захоронения, а затопляются в Мировом океане (в основном в Тихом океане). Однако, такой метод очень опасен для живых организмов, обитающих там, где будет затоплен спутник из-за появления в воде различного рода загрязнений:

В результате чего организмы, живущие близко к месту падения обломков, могут получить ряд заболеваний, что в итоге может привести к их смерти. Данный метод несет большую опасность для экологии океана (особенно, если данный метод использовать для всех отработавших ИСЗ)

Лазерное воздействие

С помощью мощных лазеров можно уничтожать различного размера обломки. При этом такое оборудование может устанавливаться и на спутнике, и на земной поверхности. Благодаря воздействию на космический мусор высокочастотным лазером происходит световое давление, которое способствует изменению траектории движения более крупных обломков, и замедлению скорости их движения, а значит ускорению падения данных объектов на Землю. А более мелкие – будут сгорать под воздействием лазерного луча.

Преимущества лазерного воздействия:

Данный метод эффективен при уничтожении мелких металлических обломков, так как в условиях невесомости капли металла (любой жидкости) при нагревании разрушаются быстро. Лазер испаряет фрагмент полностью, что делает его наиболее эффективным средством борьбы с космическим мусором. Главное решить задачу обеспечения условий полного испарения материала;

Лазер также может использоваться для защиты от столкновения космического корабля и сбора мусора;

С помощью лазерного воздействия производят торможение движения обломков, перевод их на более низкую и безопасную орбиту для ускорения их падения. Так как время нахождения на орбите зависит от высоты этой орбиты. Чем она ниже, тем меньше срок жизни этих объектов.

При падении обломков после воздействия лазером необходимо отслеживать траекторию их падения, для предотвращения столкновений с объектами на Земле;

Под воздействием лазера крупные объекты могут дробиться на более мелкие;

Большое количество энергии, выделяемое лазерными установками может отрицательно повлиять на окружающую среду.

Способы сбора

Итак, на сегодняшний день нам известно 3 основных способа избегания столкновения с космическим мусором запускаемых аппаратов. Но ни один из них не решает основной проблемы - не устраняет уже существующие обломки. Далее представлены наиболее эффективные способы их сбора.

В конце 2016 года японскими инженерами была сконструирована сеть, которая позволяет собрать крупные и средние обломки. Они использовали 700-метровый электродинамический фал из нержавеющей стали с грузом на конце, камерой и геомагнитным датчиком для управления процессом. К одному из обломков крепился утяжеленный конец троса и с помощью электрического тока замедляется его движение, оттесняя на более низкую орбиту. Мусор должен входить в более плотные атмосферные слои Земли и постепенно сгорать.

Испытание сети провалилось, а метод на практике оказался неэффективным.

Ловушка для мелких частиц.

Ловушка для мелких частиц была изобретена и запатентована российскими инженерами. Представляет собой цилиндр, состоящий из нескольких слоев материалов, уменьшающих скорость частицы, после чего она остается в специальной емкости внутри цилиндра. Когда цилиндр заполняется обломками, он замедляет свою скорость, сходит с орбиты, сгорая в атмосфере. Для очистки от мусора необходимо большое количество таких аппаратов, но, к сожалению, на данный момент не построено ни одного опытного образца.

По внешнему виду она сходна с предыдущей, но работает по иному принципу. Большинство обломков металлические, поэтому учеными из разных стран были предложены сходные по принципу действия аппараты, создающие вокруг себя магнитное поле, притягивающее металлические частицы, которые бы собирались в аппарате, а затем сгорали бы в атмосфере. Европейским космическим агентством была представлена модель спутника, цель которого за счет магнитного поля изменить направление и скорость крупного обломка, в результате чего фрагмент космического мусора сгорел бы в атмосфере.

Выстраивание стратегии по очистке околоземного космического пространства от космического мусора.

После того, как мы выяснили основные преимущества и недостатки различных методов борьбы с космическим мусором, можно выстроить наиболее эффективную систему действий.

Шаг 1. Прекращение дальнейшего загрязнения околоземного космического пространства.

Самый эффективный способ – увод отработавших спутников на орбиту захоронения, где они не представляют опасности ни для работающих спутников, ни для Земли.

Шаг 2. Уничтожение уже существующего мусора.

Лазерные установки в этом случае решат проблему быстрее и качественнее, чем другие изобретения, так как будут воздействовать на широкий спектр фрагментов (от крупных, которые будут сбиваться лазерным лучом с орбиты с дальнейшим сгоранием в атмосфере, до мельчайших, которые будут полностью им испаряться).

При этом необходимо обеспечить безопасность от чрезвычайных ситуаций, вызванных лазерным воздействием лазера на крупные объекты. Важно обеспечить защиту наземных объектов и населения от падающих обломков. Для этого нужно рассчитать оптимальную траекторию, а также время падения сталкиваемого объекта.

Шаг 3. Последующий контроль над ситуацией.

После того, как проблема космического мусора будет решена, необходимо предотвратить повторное загрязнение околоземного пространства, что потребует создания международной организации по обеспечению экологической безопасности космоса.

Экономические и экологические риски.

Нагрузки на бюджеты стран, которые будут принимать участие в борьбе с космическим мусором: высокие, из-за применения лазерных установок. При этом предполагается, что некоторые из них будут установлены на спутниках, из-за чего затраты увеличатся в несколько раз. Отказ от спутниковых лазеров может привести к снижению качества работы. Экономическую поддержку могут обеспечить политические партии, придерживающиеся зеленой политики.

Экологические риски: низкие, т.к. лишь небольшое количество обломков достигнет Земли, в результате чего последствия их приземления будут заметными.

IV . Заключение

Основные выводы

Цель проектной работы можно считать достигнутой, так как высказанная гипотеза, что космический мусор угрожает околоземной орбите своим огромным количеством подтверждена , существуют неопровержимые доказательства, в виде:

-фотографий со спутников и космических станций;

-эпизодов столкновения космических кораблей с различного рода и размера космическим мусором;

-исследований с Земли за наблюдаемым космическим мусором;

-наличие каталогов, где собраны сведения о засоренности орбит и собраны базы данных, которые постоянно обновляются.

Существуют различные способы и методы утилизации космического мусора, так как страны, которые обеспокоены этой проблемой разрабатывают программы по его сбору.

Наиболее оптимальных путей защиты и методы его утилизации на данный момент не существует. Есть некоторые успехи в том, чтобы количество мусора не увеличивалось.

По информационным источникам были систематизированы данные о:

-проблеме космического мусора, его опасности для полетов;

-источниках и причинах его появления на околоземной орбите;

-характеристике фрагментов и методах их обнаружения .

Были выявлены пути решения проблемы космического мусора, их преимущества и недостатки. Проведен анализ способов сбора космического мусора. Некоторые из них не решают проблемы утилизации мусора, а только защищают космические корабли и спутники.

Поэтому наиболее эффективным я считаю, необходимость использования совокупности методов: лазерного воздействия для уничтожения мелких частиц и больших по размеру объектов с выводом их на более низкую орбиту и дальнейшего сбора .

Очень важно, чтобы проблема космического мусора решалась быстро и экономично, необходимо:

- международное сотрудничество между странами, ведь нет засорения национального околоземного космического пространства, есть засорение космического пространства Земли, одинаково негативно влияющее на все страны;

-на этапе проектирования спутников необходимо предусматривать методы и средства их вывода с околоземной орбиты;

-результаты данного проекта представлены в виде экологического буклета, для ознакомления обучающихся и учителей нашей школы

Чисто не там, где убирают, а там, где не мусорят. Поэтому мы не просто должны, а обязаны содержать не только планету на ее поверхности в порядке, но и за ее пределами.

Рекомендации

Для того, чтобы исследования и разработка методов по уничтожению космического мусора была эффективной нужно выстроить наиболее оптимальную систему действий:

-прекращение дальнейшего загрязнения околоземного космического пространства;

-уничтожение уже существующего мусора;

-необходимость контроля и владение ситуацией для обеспечения дальнейших исследований космоса.

Полный сценарий интерактивного занятия от Культурного кота.
Проводите дома как тематическую вечеринку на день рождения, в школе в классный час, делитесь впечатлениями и фото!

Введение

Удобно рассядьтесь на подушечках, включите звуки открытого космоса и поговорите. Мы приводим текст ведущего, опирайтесь на него, но не забывайте задавать вопросы и внимательно слушать ответы, курировать обсуждения и поощрять дискуссии по теме. Слайды? Да, можно смотреть картинки или листать атлас.

Кто из вас хотел бы быть космонавтом, смело поднимайте руки! Ну, ну! А вот 55 лет назад рук было бы ещё больше. В середине прошлого века люди просто грезили далекими неизведанными планетами. В спутники помещались различные живые организмы, бактерии и грибки, и благодаря испытаниям на них люди смогли усовершенствовать космические корабли.

Человек впервые оказался на орбите Земли 12 апреля 1961 года. Как его звали? Конечно, имя Юрия Гагарина вы слышали. За его полетом, который длился всего лишь 108 минут, тогда следила вся страна, да что там, всё население планеты. Уже через 4 года был совершен первый выход в открытый космос, это сделал Алексей Леонов в специально разработанном герметичном скафандре.

В космос отправляют пилотируемые космические корабли (то есть с космонавтами внутри) или автоматизированные космические аппараты, способные собирать данные и передавать их на Землю для исследований. Грунт с Луны был передан на Землю еще в 1970 году, также были получены снимки обратной, невидимой стороны Луны. Конечно, люди пока забираются не слишком далеко, но искусственные спутники уже долетели до таких планет как Марс, Меркурий, Венера, Юпитер и Сатурн, а значит ученые могут наблюдать за ними.

А в позапрошлом году астрономы обнаружили систему из семи планет размером с Землю, расположенную на расстоянии 39 световых лет от нас. Там есть твердый грунт и скорее всего даже вода!. Но вот только долететь до TRAPPIST-1 (так называется система) на доступных нам скоростях можно лишь за несколько тысяч лет. Мы с вами точно не успеем, но тем не менее это очень важное открытие — значит, однажды человечество сможет жить где-то ещё, не только на Земле.

Попробуем проверить, насколько хорошо мы знакомы с космической реальностью. Если проявим себя как знающий и сплоченный отряд, заработаем очень полезные вещицы!

Викторина

Веселее, конечно, играть по командам и записывая счет. За верные ответы участники зарабатывают: звезды (круто, если светящиеся, но можно и картонные), луну, элементы скафандра (реальные или декоративные), шлем (можно большой аквариум), небольшую картонную ракету, швабру.

Вопросы для викторины (верные выделены жирно):

Какой предмет НЕ был случайно потерян космонавтами и поэтому не летает сейчас по орбите? (якорь, перчатка, зубная щетка, гаечный ключ)
С чем по разрушительной силе можно сравнить горошину, летящую по орбите? (с горошиной, ведь её вес в космосе не изменился, с пулей винтовки, с гантелей на 5 кг., с сейфом весом 180 кг)
Как называется орбита, на которую уводят использованные космические объекты? (орбита сопротивления, орбита захоронения, черная дыра, пояс уборки)
Летящий осколок какой длины недавно едва не пробил насквозь 10-ти сантиметровый бронированный иллюминатор МКС? (15 см., 10 см., 2 см., 2 мм.)
Что нужно сделать, чтобы выпить воды из бутылки на космическом корабле? (просто открыть бутылку, открыть бутылку и постучать по донышку, вода хранится в тюбиках и выдавливается прямо в рот, вода передается по шлангам, так что нужно открутить его и попить)
Представьте, что можете перемещаться между планетами нашей солнечной системы и взвешиваться на весах на каждой из них. На какой планете вы будете тяжелее всего? (Земля, Марс, Юпитер, Плутон) (вес нашего тела (да и вообще любого) будет тем больше, чем больше сила притяжения на планете, а она напрямую зависит от массы планеты, так что чем тяжелее планета, тем тяжелее мы на ней)
Космонавт Джон Янг получил выговор по возвращении на Землю за то, что пронес на орбиту… (игровую приставку, любимого хомячка, сэндвич с говядиной, черный кофе)
Сколько стоит прокормить одного астронавта на МКС в течение дня? (500 рублей, 2 000 рублей, 5 000 рублей, 20 000 рублей)
Какая страна не преуспела в освоении космоса, хотя тоже старалась? (Япония, Великобритания, Россия, США)
Что Илон Маск запустил в космос на самой большой ракете в феврале 2018 года? (аквариум с рыбами, автомобиль Tesla, робота-андроида, свою фотографию в рамке)

Фотосессия в невесомости

Мы заработали предметы, с помощью которых сможем сделать себе на память фотографии в невесомости. Заполняйте наш импровизированный космос звездами, придумывайте оригинальную позу, в которой вы могли бы оказаться, только выйдя в скафандре со станции. Не забудьте, что вы привязаны тросом!

Чтобы получились отличные снимки достаточно расстелить на полу большой кусок черной ткани и фотографировать лежащих участников со стремянки или табурета. Делаем фотографии, ведущий подсказывает смешные позы, для второго фото выдает всем швабру, но пока не говорит зачем.

Теория: загрязнение космоса

Заметили один необычный элемент в нашей фотосессии? Каждый взял с собой на орбиту швабру.

Не удивляйтесь слишком сильно, хотя нет, можно. Вопрос космического мусора поднимается крайне редко и знают об этой проблеме только специалисты. Давайте в честь года экологии тоже познакомимся с вопросом и может быть даже придумаем, чем помочь родной галактике?)

Сколько лет прошло с момента начала освоения человеком космоса? Чуть больше 50-ти. Человек успел добраться до Луны и высадиться на неё, не раз обогнуть планету Земля, взять образцы грунта на Марсе, открыть несколько планет земного типа.

Для этого требовались сотни космических аппаратов. Помните, как взлетает ракета, что происходит при этом? Отделяются ступени, и самая верхняя часть ракеты отправляется по своим делам с благородной миссией. А куда деваются ступени? Первые падают на Землю, а вторые остаются летать в космосе.

У нас с вами есть спутниковая связь, позволяющая следить за погодой, делать удобные карты навигации, вызывать ближайшее к дому такси нажатием пары кнопок, все ваши мобильные телефоны работают только потому, что вышки сотовой связи синхронизируются по спутникам.

Если они ломаются или устаревают, мы запускаем новые, вот только старые не забираем… Выходит, Землю в буквальном смысле окутывают тонны космических отходов, состоящие главным образом из обломков спутников и отработанных ступеней ракет-носителей.

Посмотрите на эту карту и угадайте, что означают точки разного цвета:

Выслушайте версии детей и дайте покрутить схему, удивиться, осознать масштаб катастрофы. Ответ: зеленые точки это активные сейчас спутники, серые — неактивные, но не поврежденные спутники, красные — именно космический мусор, обломки, которые получились при столкновении или намеренном уничтожении ненужного оборудования.

Сейчас космический мусор начинает угрожать безопасности жизни космонавтов и целостности космических кораблей. Известно, что десятисантиметрового куска достаточно, чтобы разбить космический спутник, а сантиметровый кусок может пробить щит МКС. Они движутся очень быстро, как пуля, ещё быстрее… Осколочек размером со скрепку движется в 20 раз быстрее скорости звука! Представьте, какие разрушения можно нанести при такой скорости. А ведь осколки проносятся мимо действующих космических объектов на расстоянии всего 8 километров и происходит это до тысячи раз в день!

Хорошо, мы с вами поняли, как много в космосе всякого мусора и наверное хотели бы решить эту проблему? (ответы детей) Ведь мы прибираемся в комнатах, на своих дачных участках, и иногда даже ходим на субботники в парки, чтобы убрать мусор вокруг загрязненных водоемов… Жаль, что на орбите всё не так легко. Чем, как вы думаете, можно собрать мусор и уничтожить его?

(предположения детей, ведущий реагирует и провоцирует на креативные варианты)

Наверное многим приходила в голову идея с огромным магнитом! Увы, фрагменты спутников и ракет-носителей практически не магнитятся.

В декабре 2016 года специально разработанный японский космический мусорщик должен был растянуть металлический трос, общая длина которого составляет 700 метров, затем пустить по нему электричество. Японские инженеры были уверены, что с помощью тока трос будет притягивать к себе мусор и обломки, сдвигая их в сторону Земли для того, чтобы они начали падать и сгорели в атмосфере. Крупные обломки, не успевшие исчезнуть при падении, должны были утонуть в Тихом океане.

Наши российские ученые предложили использовать блок под названием “Фрегат”, наполненный роботизированными механизмами. Они должны распознавать, что объект является именно мусором, захватывать его и закреплять мусора на борту уборщика, потом сдвигать всю конструкцию ближе к Земле, и сбрасывать в атмосферу. Да, роботы уборщики неплохая идея! Но проект еще не реализован.

Проектов по очистке околоземного пространства много, но ни один не доработан настолько, чтоб его можно было начать безопасно и эффективно использовать. Это творческая задача, у каждого из вас есть шанс решить эту глобальную проблему.

Читайте также: