Модель Первого искусственного спутника Земли ИСЗ-1 служит наглядным пособием для знакомства с историей развития и становления космической промышленности. Авторы изучили историю создания Первого искусственного спутника Земли и вклад уральских предприятий в создание спутника. В технологиях 3D прототипирования создана модель сфер спутника. Модель оснащена электронным устройством, воспроизводящий сигналы спутника.

В ходе работы над проектом мы выяснили, что общим руководителем создания ИСЗ-1 был Королёв Сергей Павлович. Это советский учёный, конструктор, главный организатор производства ракетно-космической техники и ракетного оружия СССР, и основоположник практической космонавтики. Одним из крупнейших предприятий по созданию систем управления баллистическими ракетами был НИИ 885. Дочерние предприятие СКБ 626 находилось на территории Свердловской области (г. Свердловск), в дальнейшем НПО "Автоматика". Именно здесь в 1957 году для спутника были изготовлены кварцевые резонаторы и собраны радиопередатчики. В ходе посещения музея истории Уралмашзавода мы узнали, что прессформы для полусфер спутника выполнены на Уралмашзаводе, а отштампованы на Каменск-Уральском металлургическом заводе, так как там находился самый большой на то время в Европе пресс. Полусферы изготавливались способом гидровытяжки.

На основе анализа имеющихся схем и чертежей Первого искусственного спутника Земли мы разработали и сконструировали модель сфер спутника в масштабе 1:3.

Для создания проекта была выбрана программа «Autodesk 3DstudioMAX», по причине большой вариативности, и удобства разрезания деталей после масштабирования. Для начала мы выбрали примитив: сфера. Первым делом после создания сферы мы путем разделения ее на две части создали 2 полусферы с размерами: диаметр 140 мм.,70 мм в высоту. После чего мы создали внутренний диаметр полусфер 120 мм, и мы вдавили ее в глубину на 60 мм получив пространство для размещения приборов. Затем мы создали отверстия на стенках полусфер диаметром в 30 мм для их дальнейшего соединения. Так же были созданы крепления для антенн, примитивом которых была трапеция с основаниями 15мм, 20мм в длину и 5мм., 10 мм в ширину, и с высотой 5 мм.

Путем создания трапеции мы получили оптимальную форму для крепления антенн, после чего проделали в них отверстия с помощью цилиндров диаметром 4 мм для антенн.

Печать проводилась методом экструдирования пластика «PLA» на 3D принтере «РrusaI3». Модели были загружены на принтер управляющими программами «Polygon» и «Repitor-Host», в них детали были разбиты на слои для последующей печати.После печати модель была проведена постобработка сфер. 

Первая модель ИСЗ-1 была оснащена передатчик с помощью макетной платы и программируемого микроконтроллера «ARDUINO». Кроме этого нам требовалось создать программу для воспроизведения сигнала. Для начала мы собрали на макетной плате схему нашего передатчика.

Модель ракетного истребителя БИ-1 – это наглядное пособие, в масштабе 1:100 существовавшего во времена Великой Отечественной войны ракетного самолета БИ-1. Модель истребителя является статичной, позволяет познакомиться с внешней формой самолета, а также с материалом, из которого он был сделан, а также узнать историю его появления.
  • 1.В ходе 1 этапа мы собирали информации по теме проекта. Мы выяснили:
  • БИ получил название в честь своих конструкторов Березняк — Исаев. Перехватчик представлял собой цельнодеревянный моноплан с жидкостным ракетным двигателем.
  • Разработка самолета начата в 1941 году.
  • Летные испытания планера проходили в Москве, истребителя - на территории Свердловской области.
  • По информации, полученной из музея «Строганофф» на Билимбаевском чугунолитейном заводе продолжились работы по созданию и испытанию БИ-1.
  • По информации, полученной из музея школы №60 города Кольцово, мы узнали подробности жизни смерти летчика-испытателя БИ-1 Григорий Яковлевич Бахчиванджи. 27 марта 1943 года с Бахчиванджи случилась трагедия (крушение самолета) после которого выпуск БИ-1 прекратился.
  • БИ-1 сыграл важную роль в развитии реактивной авиации. Известны слова Юрия Гагарина: «Без полета Григория Бахчиванджи не было бы 12 апреля 1961 года».

На 2 этапе мы создали чертежи модели БИ-1. Для восстановления чертежей модели БИ-1 нами были использованы компоновочные чертежи, предоставленные музеем Строганофф. Используя программу CorelDRAW, мы перевели изображение в векторное изображение, сохраняя масштаб 1:100. В дальнейшем сопоставляя пропорции, создали необходимые детали для модели.

На 3 этапе выполнили модель. Сохраняя исторический аспект мы решили изготовить модель истребителя БИ-1 цельнодеревянным. При помощи лазерно-гравировального станка получили детали корпуса фюзеляжа, крыльев, хвостового оперения, шасси, кабины. Собрали ее. Перед Вами готовая модель самолета.

  • 2.Модель самолета мы представили музейным работникам, с которыми работали в ходе проекта. По их словам, наша модель похожа на реактивный самолет БИ-1.
  • 3.В дальнейшем мы хотим изготовить действующую модель-копию БИ-1 к соревнованиям по ракетомоделизму в классе ракет S11P (модели-копии ракетопланов и космических кораблей).
  • 4.Согласно предварительно договоренности чертежи, выполненные нами для создания модели необходимы фонду «Строганофф» для создания подарочных моделей БИ-1. 

                                                             V Семихатовские чтения

Авторы: Новгородова Алёна Владимировна, учащаяся 10 класса МАОУ "Школы № 9", г.Ирбит

Галактионов Константин Дмитриевич, учащийся 8 класса МБДОУ "Гимназии №5», г.Екатеринбург

Научный руководитель: Кормильцев Александр Сергеевич

Место выполнения работы: АО "НПО автоматики им. академика Н.А.Семихатова", Свердловская область, г. Екатеринбург

ВВЕДЕНИЕ

В современной космонавтике существует тенденция минимизации космических аппаратов, которая поддерживается развитием электронных средств, технологий, новых материалов. Для этого создаются малые космические аппараты, вывод на орбиту которых обеспечивается относительно дешёвыми ракетами-носителями. Но из-за уменьшения космических кораблей с целью удешевления их запусков уменьшается количество груза, которое можно с помощью них доставить. Тогда возникает вопрос: как запускать большие аппараты? Нашим решением стало создание системы стыковки, которой будут оснащены отдельные части аппарата -модули для доставки и сборки их на орбите. В Космосе каждый модуль будет выполнять свою функцию, при взаимодействии будет получается полноценный робот со своей смысловой нагрузкой. Исходя из этого, мы поставили перед собой цель: создать рабочий прототип модуля, оснащённого системой стыковки.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Первым этапом выполнения работы стало выявление эффективности нашего проекта. Проведя экономический расчёт, было доказано, что запуск модулей в 10 раз дешевле запуска целого аппарата, несмотря на то, что количество этих запусков увеличивается в разы.

Далее мы разработали функциональную схему модуля, которая состоит из ArduinoUno, MotorShield, двух серводвигателей, двух двигателей, ИК приёмника и ИК датчика, лазера и фототранзистора, составили техническое описание:

  • 1.Наведение «модуля 1» на «модуль 2» происходит за счёт ИК датчиков. Их сигнал может передаваться на разной частоте, за счёт этого происходит распознавание правильной стороны.
  • 2.Стыковка модулей происходит при соединении вилочных захватов.
  • 3.Маневрирование модулей в космосе будет происходить с помощью Control Momentum Gyros — CMG, используемой для маневрирования МКС, но в нашем проекте будет присутствовать более упрощенная версия.

В результате нашей научной деятельности был проведен эксперимент, в котором мы выяснили, что ИК датчики, используемые нами, имеют неконтролируемый диапазон. Поэтому было выдвинуто предложение использовать для распознавания лазерную систему наведения, а через ИК канал передавать действия модулей при их взаимодействии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе работы над проектом мы достигли поставленной цели - создали рабочий прототип модуля, оснащённого системой стыковки, рассчитали эффективность нашего проекта, разработали внешний вид, перечислили все составляющие элементы модуля.

В дальнейшем планируем создать смысловую нагрузку модулям, то есть запрограммировать выполнение какой-либо функции при их взаимодействии.

В проекте представлена история создания межконтинентальной крылатой ракеты «Буря». В ходе работы над проектом авторы узнали о вкладе Верхнесалдинского металлургического предприятия в создании титана, из которого изготавливался корпус крылатой ракеты. Авторы в программе 3D’Studio MAX произвели помодульное построение корпусов ускорителей, маршевой ступени и реактивного двигателя модели МКР «Буря». Создали управляющую программу послойной печати для 3D принтера и напечатали модули. На модулях была проведена постпечатная обработка и они собраны в модель.

Для создания проекта была выбрана программа «Autodesk 3DstudioMAX», по причине большой вариативности и удобства дробления деталей после масштабирования.

Вначале нами была создана габаритная коробка с размерами: 20 396 мм в высоту, 12 710 мм в ширину и в длину 6 642 мм.

На нее был наложен чертеж МКР «Буря», взятый из Интернета (см. рис. 6.1, 6.2). Чертеж изменен по ширине для правильного наложения текстуры.

Рис 6.1. Чертеж МКР «Буря»

Рис 6.2. Чертеж МКР «Буря» в программе 3D Studio Max

Для коррекции чертежа были использованы простые примитивы «цилиндр» с размерами Æ1 453 мм и Æ2 200 мм, и в высоту 18 930 мм и 19 980 мм соответственно. В дальнейшем данные цилиндры стали корпусами для ускорителя и маршевой ступени (см. рис. 7).

Рис 7. Создание корпуса ускорителя и маршевой ступени

Путем конвертирования объектов в редактируемую сетку, были изменены вершины цилиндра и, таким образом, получился обтекатель. Используя модификацию «экструдирование» грани по бокам модели были переведены в отрицательное значение, получились швы, которые имитируют сварочные швы на листах металла.

Для создания обтекателя маршевой ступени из цилиндра была вырезана цилиндрическая полость, при помощи логических операций «Boolean». Далее внутрь полости при помощи логических операций был добавлен объект «труба», который имитирует часть системы воздушного прямоточного реактивного двигателя. Вершины «трубы» были изменены через конвертирование в редактируемую сетку.

Стабилизаторы и крылья были сделаны из коробок. Далее они были конвертированы в редактируемую сетку, а вершины были поправлены по изображению на чертеже.

Соединительный элемент для ступеней был сделан из цилиндров и коробки путем объединения их в одну деталь (см. рис. 8).

Рис 8. 3D модель МКР «Буря»

Последним этапом создания модели стало масштабирование объекта до нужных нам размеров и нарезка для печати. Для этого диаметр ускорителя приведен к Æ45 мм, на его основе уменьшена вся модель.

Для распечатывания модели мы разрезали детали на отрезки по 130-140 мм модификатором «Boolean».

МКР «Буря» была напечатана методом послойного экструдирования пластика «FDM» на двух 3D принтерах: «Picasodesignerpro 250» и «Prusai3». Модели загружены на принтер управляющими программами «Polygon» и «Repitor-Host», в них детали были разбиты на слои для последующей печати.

После печати модель была обработана наждачной бумагой для сглаживания граней модели и придания округлости форм.

Следующим этапом стало наложение аэрозольной грунт-эмали для создания мелкодисперсной пленки, которая помогает осуществить покраску модели, в соответствующие цвета: маршевая ступень темно-зелёный, ускорители светло-серый с металлическим отблеском. Окраска осуществлялась акриловыми красками и кисточками.

Финальным этапом стала сборка всей модели. Для склеивания выбран клей «Момент кристалл» по причине отсутствия следов и достаточно прочного соединению.

Рис 9. Готовая 3D модель МКР «Буря»


Выводы и результаты

По результатам проделанной нами работы была изучена история создания МКР «Буря». Одним из интересных фактов в истории мы отметили роль нашей Свердловской области в части оснащения МКР «Буря».

На основе анализа имеющихся схем и чертежей межконтинентальной крылатой ракеты «Буря» мы разработали и сконструировали стендовую модель ракеты, которая также включает в себя компоновку расположения прямоточного воздушно-реактивного двигателя. В программе 3D’StudioMAX произвели помодульное построение корпусов ускорителей, маршевой ступени и реактивного двигателя. Создали управляющую программу послойной печати для 3D принтера.

Таким образом, на основе исторических фактов и чертежей создан стендовый макет МКР «Буря». Цель - достигнута.

Данный проект может служить наглядным пособием для знакомства с историей развития и становления космической промышленности, может применяться в нашем учебном заведении при проведении занятий по программе дополнительного образования «Аэро» (авиа- и ракетомоделирование), а также при проведении аналогичных занятий в других учебных заведениях.

Свердловская область, г. Екатеринбург, МАОУ лицей №110 им. Л. К. Гришиной, класс 8 «Б». Руководитель: Токмакова Наталья Васильевна, Заслуженный учитель России, учитель математики, МАОУ лицей № 110 им. Л.К.Гришиной

Цель проекта состоит в том, чтобы найти оптимальную траекторию поворота для горнолыжника. В работе рассматривается классический слаломный поворот.

Идея создания работы появилась в связи с тем, что я сама достаточно давно занимаюсь горными лыжами и мне стало интересно, существует ли такая «идеальная» траектория поворота, использовав которую, горнолыжник сможет проехать трассу за минимальное время. В этом заключается главная задача спортсмена.

Горнолыжный спорт – это вид лыжного спорта, суть которого заключается в спуске с гор на лыжах по размеченной специальными флажками и воротами трассе. Слалом — спуск с горы на горных лыжах по трассе длиной от 450 до 500 м. Трасса для слалома размечается воротами шириной 3,5-4 метра и расстоянием между ними 0,7-15 метров. Перепад высот между стартом и финишем составляет 60-150 метров. Во время слалома спортсмен обязательно должен проехать через все ворота, за несоблюдение данного правила — дисквалификация.

В работе были взяты несколько траекторий, с помощью разных источников стало ясно, какой из них самый выгодный. Так же в работе рассматривались тактика и техника слаломного поворота.

При написании проекта были использованы различные интернет-ресурсы, выполнен анализ и обобщение полученной информации.

Автор: ученик 9 класса МАОУ Лицей № 88 Дивинский Владимир. Работа посвящена исследованию проблем возникновения клаустрофобии и разработке профилактических мер по предупреждению данного расстройства. В практической части автор предлагает разработку для людей, предрасположенных к клаустрофобии, которая может быть использована как на Земле, так и в космосе. При длительном нахождении в замкнутом пространстве риск возникновения клаустрофобии возрастает, поэтому разработка профилактических мер по предупреждению данного расстройства является актуальной.

Введение

Статистика последних пяти лет показывает увеличение случаев обнаружения в России случаев возникновения клаустрофобии. Данные показывают, что данное расстройство наблюдается у 7-ми процентов населения России, к врачу же обращается только 0.3 процента от указанного количества. [2]

http://biopuls.info/bio/pict/2014/03/990-2014-00-01worldmap-depress-2010.jpgПозже область исследования расширилась на другие виды психологических расстройств, такие как стресс, депрессия и психосоматическая аллергия. Статистические данные представленных расстройств также вызывают много вопросов: Например, по данным глобального опроса одного из крупнейших Московских Специализированных журналов, В России стрессом страдает примерно 70% населения, причем треть этого количества находится в состоянии сильного стресса. [1],[3]

Следующим образом выглядит распространение депрессии по миру:

По прогнозам специалистов Института иммунологии ФМБА России половина россиян к 2019 году будет страдать той или иной формой аллергии. Еще десять лет назад аллергией страдала только четверть населения страны, а сегодня — уже треть. [4],[6].

Именно поэтому проект имеет практическое, а также коммерческое значение. «Большим вызовом» является анализ вопроса учащения случаев различных расстройств, а также разработка и совершенствование методов профилактики оных, а также средств первой помощи.

Гипотеза работы:Возможно улучшить условия постоянного нахождения в замкнутом пространстве как на Земле, так и в космосе.

Цель работы: Создать методы улучшения условий при межорбитальных перелетах, атакже вобычной жизни.

Задачи, определяемые целью работы:

  • Изучить необходимую литературу и источники интернета, связанные с данным вопросом.
  • Для оценки рассматриваемой проблемы проанализировать клаустрофобию как вид психической проблемы, рассмотреть вызываемые ей осложнения, а также вопросы по профилактике и предотвращению данного недуга в повседневной жизни обычного человека
  • Продумать комфортные и необходимые условия нахождения на кораблях дальнего следования.
  • Проконсультироваться по всем необходимым вопросам со специалистами.
  • А также разработать актуальный способ профилактики клаустрофобии на Земле для различных категорий потребителя.

    Объект исследования: – Клаустрофобия

    Предмет исследования: – профилактика клаустрофобии в стрессовых ситуациях

    Этапы реализации проекта

    Сроки реализации проекта – июнь 2017 года до 31 марта 2018 года включительно.

    Подготовительный этап

    Во время подготовительного этапа была собрана и проанализирована теоретическая информация о клаустрофобии, позже – о других схожих расстройствах, а также подробно изучена статистика этих болезней – их распространение в различных странах мира, возрастные, социальные категории больных, а также интенсивность заболеваемости.

    Были сделаны первоначальные эскизы различных разработок – как направленных на снижение случаев психических расстройств в космосе, так и на борьбу с различными расстройствами в любых условиях среди различных потребителей на земле.

    Далее была определена группа, над которой проводились предварительные исследования – ученики МАОУ Лицея № 88, проходившие репетиционный устный экзамен по русскому языку.С помощью специальной измерительной аппаратуры было подтверждено резкое повышение уровня стресса при данной работе. После того, как ученикам предложили созерцание личных вещей\ прослушивание музыки\расслабляющую дыхательную гимнастику в течение 10 минут на коротком перерыве, а работа проведена повторно, был зафиксирован более низкий уровень тревоги, стресса, постепенный приход в норму.

    Далее, на основе полученных данных, при сотрудничестве с генеральным директором «РОБОТЕХ системс» Максимом Фурманом было принято решение трансформировать продукт в универсальную личную аптечку с различным наполнением для профилактики повышения тревожности, а также разных психологических расстройств, или же для понижения их отрицательного эффекта.

    Начальный дизайн каюты одного из созданных в будущем межорбитальных кораблей был создан после консультациис психологом Лещинским Ярославом Николаевичем. Данному продукту уделяется меньшее внимание из-за его труднодоступности и непредсказуемости, однако в исследовательской работе был опубликован список рекомендаций к предполагаемому дизайну.

    Описание мероприятия

    По добровольному согласию из числа учеников Лицея № 88 было отобрано 20 человек, участвовавших в репетиционном тестировании по Русскому языку.

    Данные индивиды писали вначалеодну часть заданий, затем уходили на короткий перерыв, где им разрешалось в течение 10 минут,в отличие от обычного экзамена:

    • Прослушивать определенные музыкальные композиции:
    • Созерцать различные личные вещи, вызывающие приятные ассоциации:
    • Проводить одну из предложенных дыхательных гимнастик по предложенной инструкции.

    Затем ученики уходили и писали вторую часть задания. После каждого этапа ученикам измерялся пульс, а также проверялось общее самочувствие.

    Эксперимент показал, что перечисленные выше операции успешно помогли прийти в норму 66% учеников, и написать вторую часть экзамена в абсолютно нормальном или частично восстановленном положительном состоянии. Это говорит о положительном эффекте различных заявленных способов борьбы с тревожностью.

    Заключение

    В заключение данной исследовательской работы следует сделать следующие выводы.

    Для достижения цели, поставленной в начале работы, была проведена работа над поставленными в том же разделе задачами. Для успешного выполнения данной работы были взяты консультации у специалистов в различных областях, изучена литература и источники интернета, проведено анкетирование среди учащихся Лицея № 88, дабы определить более интересный для общественности вектор работы.

    В ходе работы были рассмотрено само понятие клаустрофобии, ее особенности и методы лечения.Также были проанализированы особенности профилактики и ее преимущества перед медикаментозной терапией и последующим лечением в условиях открытого космоса. Была предложена авторская разработка «успокаивающего» футляра и «расслабляющего» интерьера кораблей для дальних космических перелетов.

    Все задачи в ходе работы были выполнены, цель исследовательской работы – достигнута, гипотеза – подтверждена.

    Дальнейшие перспективы данной исследовательской работы распространяются на области внутреннего дизайна кораблей будущего, а также на область технологий, предназначающихся для борьбы с клаустрофобией.

    Список литературы:

    • 1.Лечение фобий. http://fobiya.info/lechenie-fobij[1]
    • 2.https://www.nhs.uk/conditions/phobias/treatment/[2]
    • 3.Лечащий врач – Профессиональное издание, публикующее оптимальные на сегодняшний день алгоритмы диагностики и лечения внутренних болезней, включая ургентные состояния. [3]
    • 4.https://medstudents.ru/2018/01/11/psixoz/[4]
    • 5.Исследовательская работа Дивинского Владимира «Анализ и разработка профилактических мер для борьбы с клаустрофобией: настоящее и будущее «[5]
    • 6.http://www.alkorbio.ru/proallergodiagnostica/ [6]
    Проект посвящен созданию макета устройства, позволящего в будущем детально и без особых затрат изучать океаническое дно: флору, фауну и саму породу.

    Пастухова Дана Александровна, 9 "В" класс МАОУ гимназии №2, руководитель: Симонов Валерий Павлович

    Введение

    В настоящее время океаны нашей родной планеты исследованы намного меньше, чем ближний космос и соседние планеты. 

    Но и на нашей планете есть множество труднодоступных и неизведанных мест, скрытых под толщей воды. Ограниченность современной техники не позволяет проводить исследования ниже определенного уровня. Еще ни один подводный беспилотный аппарат не смог погрузиться более чем на полторы тысячи метров. С моей точки зрения это происходит из-за громоздкости многих исследовательских дронов, а так же дистанционного управления, ограниченного окружающей средой. Вода достаточно слабо пропускает радиосигналы, в отличии от воздуха. Выходом из такой ситуации может стать перевод на автономное управление, своеобразный автопилот, и увеличение обтекаемости корпуса. 

    В данной статье, я опишу некоторые мои эксперименты по выращиванию растений. А также попытаюсь убедить читателя в том, что дома можно вырастить почти любое растение, без особых усилий.

     Растениеводство- по мнению многих, является чем то устаревшим и зачастую такой род деятельности относят к XV-XVI векам когда люди только начинали учится такому ремеслу как земледелие, но я считаю иначе, и попытаюсь доказать свою точку зрения в этой статье.

    Увлекаться жизнью растений я стал не так давно и в эту область науки я попал по воле судьбы.

    Расскажу небольшую предысторию, порядка 4-х лет назад, я вдруг решил попробовать вырастить дома морковь, для этого, я изготовил мини парничок каркас я сделал из алюминиевого профиля, для того чтобы не было сквозняка, я обтянул его «тепличным» полиэтиленом и поставил на подоконник. Тогда мне казалось, что это было моим лучшим творением. Я высадил семена и ждал, ждал долго, примерно неделю. Через неделю после посадки появились первые всходы. Ещё через неделю ростки были порядка 10-15 см, в то время я ещё не знал, что основную роль в растениеводстве играет не высота в "сантиметрах", а развитость. Спустя месяц, вся рассада погибла, причиной этому послужил тот факт, что у растения высотой 25 см, ножка была толщиной 2-3 мм, так быть не должно...Ещё примерно раза 2-3 я пробовал вырастить хоть что нибудь, но всегда получал тот же самый результат.

    В июне 2017 года я попал на проектную практику для студентов (тогда я учился в 10 классе), по условию конкурса необходимо было сделать проект за 4 недели. Скажу сразу, я не справился. В качестве проектного продукта я выбрал изготовление "системы вертикального озеленения", даже сейчас спустя столько времени я считаю, что это слишком сложно, сделать подобного рода установку одному и полностью вручную. Но я нисколько не сожалею, что потратил столько сил и времени на достаточно простую "штуковину".

    В августе 2017, я поехал на проектную смену в ЗЦ "Таватуй", к тому времени, растения меня всерьез заинтересовали и проектом я выбрал "Изучение способов ускорения роста растений"  для того, что бы изучать растения я изготовил мини "лабораторию" состоящую из 9 секций в каждой из которых осуществлялся свой режим освещения, но температура удерживалась постоянной,  для того, чтобы выявить как именно влияет длина светового дня на растения, для опытов использовалась редиска.

    И вот, последние 9 месяцев, я занимаюсь изучением влияния изменения физических параметров на жизнедеятельность растений. 

    Авторы: ученики 11 класса МАОУ Лицей № 88 Розанов Алексей Павлович, Матафонов Денис Сергеевич. Некоторые люди считают, что сегодня человечеству стоит сделтаь акцент на изучении природы черных дыр и кротовых нор и возможности их использования, ведь для того, чтобы преодолевать в космосе огромные расстояния, нужно развить скорость близкую к скорости света, чего мы сделать не можем.Так ли это?

    Солнце – ближайшая к Земле звезда, которую, в отличие от всех остальных объектов, мы отчетливо видим ясным днем. В ночное же время становятся доступны для наблюдения остальные светила бескрайнего космоса. Количество звезд, наполняющих Вселенную, подсчитать невозможно. Но ближайшие небесные тела, находящиеся в радиусе 16 световых лет, ученые обозначили и составили список. В него вошли 57 звездных систем. Некоторые из них – это не одинокие светила, а двойные и тройные звезды, поэтому общее количество небесных тел достигает 64. В перечень внесли и 13 коричневых карликов( субзвёздные объекты с массами в диапазоне от 0,012 до 0,0767 массы Солнца, или, соответственно, от 12,57 до 80,35 массы Юпитера). Как и в звёздах, в них идут термоядерные реакции ядерного синтеза на ядрах лёгких элементов (дейтерия, лития, бериллия, бора), но, в отличие от звёзд главной последовательности, вклад в тепловыделение таких звёзд ядерной реакции слияния ядер водорода незначителен, и, после исчерпания запасов ядер лёгких элементов, термоядерные реакции в их недрах прекращаются, после чего они относительно быстро остывают, превращаясь в планетоподобные объекты, ощутимо уступающие остальным объектам по массе. Только 7 звезд из списка мы можем рассмотреть без помощи оптического усиления – Сириус, Альфа Центавра, Эпсилон Эридана, Процион, Эпсилон Индейца, Тау Кита, 61 Лебедя.

    Наименьшее расстояние – 4,22 световых года(39 900 000 000 000 километров) – отделяет нашу планету от Проксима Центавра, одного из трех элементов звездной системы Альфа Центавра. По своим характеристикам самая близкая к Земле звезда (исключая Солнце) существенно отличается от соседок. Это светило принадлежит к спектральному классу M (красный карлик), а его масса и радиус не превышают 0,1 солнечного. Из-за невысокой температуры – 3042 K – она излучает мало энергии и не обнаруживается невооруженным глазом. Была открыта в 1915 году. Периодические и активные вспышки усиливают светимость звезды. Проксима Центавра и остальную часть родной для нее системы разделяет значительное расстояние, равное 0,21 светового года, поэтому находится ли она на ее орбите, достоверно не выяснено. Если докажут, что Проксима кружится вокруг двойной звезды, тогда ее полный период превышает 500 тыс. лет. Поиски возможных экзопланет около светила были безуспешны, ученые исключают присутствие крупных планет на его орбите.

    Два остальные составляющие системы – Альфа Центавра A и Альфа Центавра B – тесно взаимодействуют друг с другом. С Земли они наблюдаются как одна звезда. Расстояние до системы составляет 4,36 световых лет. Объекты причисляются к спектральным классам G и K – это желтый и оранжевый карлики. По своим характеристикам и температуре они схожи с Солнцем, но старше его по возрасту, который достигает 6 млрд. лет. Компонент Центавра A крупнее соседнего, его масса – 1,1, а диаметр – 1,2 солнечных. Показатели Центавра B – 0,9 и 0,86 соответственно. Звезда Барнарда – это красный карлик, который находится в созвездии Змееносца. Расстояние до Земли 5,96 световых лет. Звезда имеет слабую звездную величину(17% массы Солнца), из-за чего ее не видно с Земли невооруженным глазом. Звезду Барнарда можно наблюдать только при помощи оптических приборов – телескопов. Собственно, при помощи телескопа в 1916 году известный английский астроном Эдвард Эмерсон Барнард и открыл это небесное светило.

    Изучение доплеровского сдвига спектральных линий в спектре этой звезды показало, что звезда Барнарда медленно, но уверенно приближается к нам. Вполне вероятно, что через несколько тысяч лет эта звезда станет ближайшей нашей соседкой, обогнав звезды системы Альфа Центавра. У этой звезды нет экзопланет. Луман 16 – звездная система, которая была открыта относительно недавно – в 2013 году. Открыл ее известный американский астроном Кевин Луман при помощи телескопа WISE.Луман 16 представляет собой двойную звездную систему, которая состоит из двух коричневых карликов, которые удалены друг от друга на три астрономических единицы и вращаются вокруг общего центра масс с периодом 20 лет. Визуальная яркость первого компонента звездной системы Луман 16 А равна 23,25, а второго Луман 16 В – 24,07. Яркость первого компонента время от времени изменяется, что может свидетельствовать о периодическом изменении погодных условий на коричневом карлике. Масса первого компонента системы Луман 16 равна 30 массам планеты Юпитер. Масса второго компонента равняется 50. Изучение данной звездной системы, а также астрономические подсчеты показали, что у системы Луман 16 нет экзопланет. Других тел, вращающихся вокруг этой звездной системы, также не обнаружено.

    Четыре автоматические межпланетные станции — Пионер-10, Пионер-11, Вояджер-1, Вояджер-2 — достигли третьей космической скорости и покинули Солнечную систему; теперь с их помощью изучают межзвёздное пространство.

    Аппаратов, прямым назначением которых был бы полёт до ближайших звёзд, на начало XXI века не создано. Во второй половине XX века существовали проекты разработки пилотируемых межзвёздных кораблей «Орион» и «Дедал» на ядерной тяге. Их продолжением стали современные проекты ядерных звездолётов Longshot и «Икар». В 2011 году DARPA совместно с НАСА объявили о начале концептуального проекта «Через 100 лет к звёздам», целью которого является осуществление пилотируемого полёта к другим звёздным системам. По словам Поля Ерёменко, координатора проекта в DARPA, целью данного проекта является не постройка космического корабля, а стимулирование нескольких поколений учёных на исследования в различных дисциплинах и создание прорывных технологий. По словам директора Исследовательского центра Эймса (НАСА) Симона П. Уордена, проект двигателя для полётов в дальний космос может быть разработан в течение 15-20 лет. В 2016 году инициирован частный проект Breakthrough Starshot по созданию сверхмалых автоматических межзвёздных аппаратов, использующих световой парус и разгон сверхмощной лазерной установкой, для посылки к звездной системе Альфа Центавра, удаленной на 4,37 световых лет от Земли, со скоростью до 20% скорости света и временем полёта около 20 лет.

    Рассмотрим предполагаемый полёт к звёздной системе Альфа Центавра, удалённой от Земли на расстояние в 4,3 световых года. Если время измеряется в годах, а расстояния в световых годах, то скорость света С{\displaystyle \textstyle c} равна единице, а единичное ускорение а св.год/год² близко к ускорению свободного падения и примерно равно 9,5 м/c².

    Пусть половину пути космический корабль двигается с единичным ускорением, а вторую половину — с таким же ускорением тормозит . Затем корабль разворачивается и повторяет этапы разгона и торможения. В этой ситуации время полёта в земной системе отсчёта составит примерно 12 лет, тогда как по часам на корабле пройдёт 7,3 года. Максимальная скорость корабля достигнет 0,95 от скорости света.

    За 40 лет собственного времени такой космический корабль побывает в центре Галактики, за 52 года собственного времени космический корабль с единичным ускорением потенциально может совершить путешествие (вернувшись на Землю) к галактике Андромеды, удалённой на 2,5 млн св. лет. На Земле за время такого полёта пройдёт около 5 млн лет. Развивая вдвое большее ускорение (к которому тренированный человек вполне может привыкнуть при соблюдении ряда условий и использования ряда приспособлений, например, анабиоза), можно подумать даже об экспедиции к видимому краю Вселенной (около 14 млрд св. лет), которая займёт у космонавтов порядка 50 лет; правда, возвратившись из такой экспедиции (через 28 млрд лет по земным часам), её участники рискуют не застать в живых не то что Землю и Солнце, но даже нашу Галактику. Исходя из этих расчётов, чтобы космонавты избежали футурошока по возвращении на Землю, разумный радиус доступности для межзвёздных экспедиций с возвратом не должен превышать нескольких десятков световых лет, если, конечно, не будут открыты какие-либо принципиально новые физические принципы перемещения в пространстве-времени. Впрочем, обнаружение многочисленных экзопланет даёт основания полагать, что планетные системы встречаются у достаточно большой доли звёзд, поэтому космонавтам будет что исследовать и в этом радиусе.

    . К настоящему моменту времени у человечества есть много идей двигателя корабля, способного осуществить пилотируемое межзвездное путешествие.

    Солнечный (световой) парус считается самым перспективным и реалистичным на сегодняшний день вариантом межзвёздного аппарата, который может быть реализован на имеющихся сегодняшних технологиях. Преимуществом парусника является отсутствие топлива на борту. Его недостатком является невозможность использования паруса для торможения или путешествия назад к Земле, поэтому он хорош для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но малопригоден для пилотируемых полётов с возвратом.

    Прямоточные двигатели на межзвёздном водороде. Основная составляющая массы современных ракет — это масса топлива, требуемого ракете для разгона. Если удастся каким-нибудь образом использовать в качестве рабочего тела и топлива окружающую среду, можно значительно уменьшить массу межзвёздного аппарата и достичь за счёт этого больших скоростей движения даже при использовании топливно-ракетного двигателя.

    В 1960-ые годы была предложена конструкция межзвёздного прямоточного реактивного двигателя (МПРД). Она схожа с конструкцией воздушно-реактивных двигателей. Межзвёздная среда состоит в основном из водорода. Этот водород может быть захвачен и использован в качестве рабочего тела. Кроме того, он может быть использован в качестве топлива для управляемой термоядерной реакции, служащей источником энергии для создания ускоряющего ракету реактивного потока.

    Поскольку межзвёздная среда является крайне разреженной (порядка 1 атома водорода на кубический сантиметр пространства), предлагается использовать для сбора вещества магнитные поля.

    Ещё одним недостатком термоядерного прямоточного двигателя является ограниченность скорости, которой может достичь оснащённый им корабль (не более 0,119c = 35,7 тыс. км/с). Это связано с тем, что при улавливании каждого атома водорода корабль теряет определённый импульс, который удастся компенсировать тягой двигателя только, если скорость не превышает некоторый предел. Для преодоления этого ограничения необходима как можно более полная утилизация кинетической энергии улавливаемых атомов, что представляется достаточно трудной задачей.

    Электроракетный двигатель с ядерным реактором имеет малую тягу, большой вес необходимого для преобразования ядерной энергии в электрическую оборудования и как следствие небольшое ускорение, поэтому потребуются столетия для достижения нужной скорости, что позволяет использовать его только в кораблях поколений. Термические ядерные двигателитипа NERVA имеют достаточную величину тяги, но низкую скорость истечения рабочей массы (порядка 10 км/сек), поэтому для разгона до нужной скорости потребуется огромное количество топлива.

    Так же нельзя не сказать об ионных двигателях, фотонных, а так же варп-двигателях. Последние существуют на данный момент только в научной фантастике.

    Еще в начале 20-го века была сформулирована теория относительности. Говорят, что к Альберту Эйнштейну, ее создателю, прозрение пришло в один миг. Ученый будто бы ехал на трамвае по швейцарскому Берну. Он посмотрел на уличные часы и вдруг осознал, что эти часы остановятся, если трамвай разгонится до скорости света. В этом случае времени бы не стало. Время в теории относительности играет очень важную роль. Один из постулатов, сформулированных Эйнштейном, – разные наблюдатели воспринимают действительность по-разному. Это относится в частности ко времени и расстоянию. В тот день Альберт понял, что, выражаясь языком науки, описание любого физического явления или события зависит от того, в какой системе отсчета находится наблюдатель. К примеру, если какая-нибудь пассажирка трамвая уронит очки, они упадут по отношению к ней вертикально вниз. Если же посмотреть с позиции стоящего на улице пешехода, то траектория их падения будет соответствовать параболе, так как трамвай движется и одновременно падают очки. Таким образом, система отсчета у каждого своя. Если описание событий всегда зависит от того, кто их наблюдает, то это не относится к законам природы. Они являются, как принято выражаться на научном языке, инвариантными. Вот в этом и состоит принцип относительности.

    Специальная теория относительности.

    Мы живем в четырехмерном пространстве.

    Пространство и время – это проявления одной и той же сущности под названием «пространственно-временной континуум». Это и есть 4-мерное пространство-время с осями координат x, y, z и t. Мы, люди, не в состоянии воспринимать 4 измерения одинаково. По сути, мы видим только проекции настоящего четырехмерного объекта на пространство и время. Что интересно, теория относительности не утверждает, что тела изменяются при движении. 4-мерные объекты всегда остаются неизменными, но при относительном движении их проекции могут меняться. И мы это воспринимаем как замедление времени, сокращение размеров и т. д.

    Специальная теория относительности (СТО) накладывает жёсткие ограничения на возможность сверхсветового движения тел:

    1.если для разгона тела с ненулевой массой покоя затрачена конечная энергия, то тело не сможет достичь сверхсветовой скорости.

    2.объект, скорость которого начнёт приближаться к скорости света, из-за резкого роста напряжённости полей внутри самого объекта, начнёт терять состояние внутренней атомно-молекулярной устойчивости молекул вещества, из которого сам объект состоит.

    Давайте начнем с того, как общая теория относительности решает вопрос о природе гравитации. Закон всемирного тяготения Ньютона утверждает, что между двумя любыми массивными телами во Вселенной действует сила взаимного притяжения. По причине такого гравитационного притяжения Земля обращается вокруг Солнца. Общая теория относительности заставляет нас взглянуть на систему Солнце—Земля иначе. Согласно этой теории в присутствии столь массивного небесного тела, как Солнце, пространство-время как бы проминается под его тяжестью, и равномерность его ткани нарушается. Представьте себе эластичный батут, на котором лежит тяжелый шар (например, от боулинга). Натянутая ткань прогибается под его весом, создавая вокруг разрежение. Таким же образом Солнце продавливает пространство-время вокруг себя.
    Согласно этой картине Земля просто катается вокруг образовавшейся воронки (за исключением того, что маленький шарик, катающийся вокруг тяжелого на батуте неизбежно будет терять скорость и по спирали приближаться к большому). И то, что мы привычно воспринимаем как силу земного притяжения в нашей повседневной жизни, также есть ни что иное, как изменение геометрии пространства-времени, а не сила в ньютоновском понимании. На сегодня более удачного объяснения природы гравитации, чем дает нам общая теория относительности, не придумано.
    А теперь представьте, что произойдет, если мы будем — в рамках предложенной картины — увеличивать и увеличивать массу тяжелого шара, не увеличивая при этом его физических размеров? Будучи абсолютно эластичной, воронка будет углубляться до тех пор, пока ее верхние края не сойдутся где-то высоко над совсем потяжелевшим шаром, и тогда он просто перестанет существовать при взгляде с поверхности. В реальной Вселенной, накопив достаточную массу и плотность материи, объект захлопывает вокруг себя пространственно-временную ловушку, ткань пространства-времени смыкается, и он теряет связь с остальной Вселенной, становясь невидимым для нее. Так возникает черная дыра.

    Черной дырой именуется определенная область пространства во Вселенной, гравитация которого настолько велика, что любое тело находящееся рядом не сможет покинуть пределы черной дыры, преодолев гравитацию. Даже со скоростью света.

    На любую звезду действуют силы гравитации, которые пытаются сжать газ, из которого состоят звезды, при этом существуют силы, которые им противостоят – внутреннее давление, которое возникает в результате термоядерных реакций. После того, как запасы энергии внутри звезды заканчиваются, внутренние силы перестают оказывать сопротивление внешним. Плотность небесного тела возрастает, соответственно растет и гравитация. Если звезда сжимается до гравитационного радиуса(радиус Шварцшильда), то ее плотность достигнет отметки плотности черной дыры. Чтобы Солнце стало черной дырой, его нужно сжать до шара, диаметром 6 км, Землю до размера вишни. Существует ограничение на массу звезды, после которого звезда начинает необратимо сжиматься. Расчеты показывают, что это происходит, если масса звезды превышает две-три массы Солнца.
    В результате сжатия получается крайне небольшой объект, бесконечно высокой плотностью и огромной массой. Это называется сингулярностью.

    По современным представлениям, есть три сценария образования чёрной дыры:

    1. Гравитационный коллапс (катастрофическое сжатие) достаточно массивной звезды (более чем 3,6 масс Солнца) на конечном этапе её эволюции. Звезда, масса которой превышает две-три массы Солнца, в конце своей жизни сжимается в белый карлик. Если его масса велика, сжатие продолжается и белый карлик превращается в нейтронную звезду, которая коллапсирует до черной дыры либо сразу, либо после остывания. Массы нейтронной звезды может не хватить для коллапса, и тогда он начнется после того, как звезда всосет в себя достаточное количество межзвездного вещества.

    2. Коллапс центральной части галактики. Современные представления помещают огромную чёрную дыру в центр многих, если не всех, спиральных и эллиптических галактик. Например в центре нашей Галактики находится чёрная дыра Стрелец A* массой 4,31х106 М, вокруг которой вращается меньшая чёрная дыра.

    3. Формирование чёрных дыр в момент Большого Взрыва в результате флуктуаций гравитационного поля и/или материи. Такие чёрные дыры называются первичными.

    Как увидеть невидимое:

    Черные дыры ничего не излучают, даже свет. Однако астрономы научились видеть их, вернее - находить "кандидатов" на эту роль. Есть три способа обнаружить черную дыру.

    1. Нужно проследить за обращением звезд в скоплениях вокруг некоего центра гравитации. Если окажется, что в этом центре ничего нет, и звезды крутятся как бы вокруг пустого места, можно достаточно уверенно сказать: в этой "пустоте" находится черная дыра. Именно по этому признаку предположили наличие черной дыры в центре нашей Галактики и оценили ее массу.

    2. Черная дыра активно всасывает в себя материю из окружающего пространства. Межзвездная пыль, газ, вещество ближайших звезд падают на нее по спирали, образуя так называемый аккреционный диск, подобный кольцу Сатурна. (Именно это и пугало в брукхевенском эксперименте: черная мини-дыра, возникшая в ускорителе, начнет всасывать в себя Землю, причем процесс этот никакими силами остановить было бы нельзя.) Приближаясь к сфере Шварцшильда, частицы испытывают ускорение и начинают излучать в рентгеновском диапазоне. Это излучение имеет характерный спектр, подобный хорошо изученному излучению частиц, ускоренных в синхротроне. И если из какой-то области Вселенной приходит такое излучение, можно с уверенностью сказать - там должна быть черная дыра.

    3. При слиянии двух черных дыр возникает гравитационное излучение. Подсчитано, что если масса каждой составляет около десяти масс Солнца, то при их слиянии за считанные часы в виде гравитационных волн выделится энергия, эквивалентная 1% их суммарной массы. Это в тысячу раз больше той световой, тепловой и прочей энергии, которую излучило Солнце за все время своего существования - пять миллиардов лет. Обнаружить гравитаци онное излучение надеются с помощью гравитационно-волновых обсерваторий LIGO и других.

    В центре нашего Млечного Пути и других галактик располагается невероятно массивная черная дыра в миллионы раз тяжелее Солнца. Эти сверхмассивные черные дыры (такое название они получили) были обнаружены по наблюдениям за характером движения межзвездного газа вблизи центров галактик. Газы, судя по наблюдениям, вращаются на близком удалении от сверхмассивного объекта, и простые расчеты с использованием законов механики Ньютона показывают, что объект, притягивающий их, при мизерном диаметре обладает чудовищной массой. Так закрутить межзвездный газ в центре галактики может только черная дыра. Фактически астрофизики нашли уже десятки таких массивных черных дыр в центрах соседних с нашей галактик, и сильно подозревают, что центр любой галактики — суть черная дыра.

    Многие ученые до сих пор ломают голову над тем, можно или нет использовать черную дыру для путешествия во времени. Никто не знает, что находится по ту сторону этой космической воронки. В 1935 году Энштейном и Роузеном была выдвинута гипотеза о том, что небольшой разрез в одной черной дыре вполне может быть соединен с другим разрезом другой черной дыры, образуя таким образом узкий тоннель через пространство и время. На основе данной теории астрофизик Кип Торн изобрел алгоритм, который с помощью строгих математических формул описывает принцип работы и физику машины времени. Однако для построения временного портала современного технологического уровня, увы, недостаточно. В тоже время авторитетный британский космолог Стивен Хокинг считает, что объект, попавший в черную дыру, не исчезает бесследно – энергия его массы возвращается во вселенную в виде информации. В свое время, первоначальная теория черных дыр С. Хокинга стала настоящим прорывом в области астрофизики. Теперь же, согласно новой теории, черные дыры подчиняются законам квантовой физики. Новая теория, предложенная С. Хокингом, делает невозможным использование черных дыр для временных путешествий или перемещений в пространстве.

    В основе гипотезы  положены пять ключевых идей.

    • üТеория суперструн предсказывает, что все объекты нашего мира состоят из вибрирующих нитей и мембран энергии.
    • üОна пытается совместить общую теорию относительности (гравитации) с квантовой физикой.
    • üТеория суперструн позволит объединить все фундаментальные силы вселенной.
    • üЭта гипотеза предсказывает новую связь, суперсимметрию, между двумя принципиально различными типами частиц, бозонами и фермионами.
    • üКонцепция описывает ряд дополнительных, обычно ненаблюдаемых измерений Вселенной.

    Когда теория возникла в 1970 годы, нити энергии в ней считались 1-мерными объектами – струнами. Слово «одномерный» говорит о том, что струна имеет только 1 измерение, длину, в отличие от, например, квадрата, который имеет длину и высоту.

    Эти суперструны теория делит на два вида – замкнутые и открытые. Открытая струна имеет концы, которые не соприкасаются друг с другом, в то время как замкнутая струна является петлей без открытых концов. В итоге было установлено, что эти струны, называемые струнами первого типа, подвержены 5 основным типам взаимодействий. Взаимодействия основаны на способности струны соединять и разделять свои концы. Поскольку концы открытых струн могут объединиться, чтобы образовывать замкнутые, нельзя построить теорию суперструн, не включающую закольцованные струны. Это оказалось важным, так как замкнутые струны обладают свойствами, как полагают физики, которые могли бы описать гравитацию. Другими словами, ученые поняли, что теория суперструн вместо объяснения частиц материи может описывать их поведение и силу тяжести. Через многие годы было обнаружено, что, кроме струн, теории необходимы и другие элементы. Их можно рассматривать как листы, или браны. Струны могут крепиться к их одной или обеим сторонам.

    Современная физика имеет два основных научных закона: общую теорию относительности (ОТО) и квантовую. Они представляют совершенно разные области науки. Квантовая физика изучает мельчайшие природные частицы, а ОТО, как правило, описывает природу в масштабах планет, галактик и вселенной в целом. Гипотезы, которые пытаются объединить их, называются теориями квантовой гравитации. Наиболее перспективной из них сегодня является струнная. Замкнутые нити соответствуют поведению силы тяжести. В частности, они обладают свойствами гравитона, частицы, переносящей гравитацию между объектами.

    Теория струн пытается объединить четыре силы – электромагнитную, сильные и слабые ядерные взаимодействия, и гравитацию – в одну.

    Математическим следствием теории струн является то, что она имеет смысл в мире, число измерений которого больше трех. В настоящее время этому существует два объяснения:

    • üДополнительные измерения (шесть из них) свернулись, или, в терминологии теории струн, компактифицировались до невероятно малых размеров, воспринять которые никогда не удастся.
    • üМы застряли в 3-мерной бране, а другие измерения простираются вне ее и для нас недоступны.

    Важным направлением исследований среди теоретиков является математическое моделирование того, как эти дополнительные координаты могут быть связаны с нашими. Последние результаты предсказывают, что ученые в скором времени смогут обнаружить эти дополнительные измерения (если они существуют) в предстоящих экспериментах, так как они могут быть больше, чем ожидалось ранее.

    Цель, к которой стремятся ученые, исследуя суперструны – «теория всего», т. е. единая физическая гипотеза, которая на фундаментальном уровне описывает всю физическую реальность. В случае успеха она могла бы прояснить многие вопросы строения нашей вселенной.

    После суперструнной революции 1984 г., разработки велись с лихорадочной быстротой. В итоге вместо одной концепции получилось пять, названных тип I, IIA, IIB, HO, HE, каждая из которых почти полностью описывала наш мир, но не до конца. Физики, перебирая версии теории струн в надежде найти универсальную истинную формулу, создали 5 разных самодостаточных варианта. Какие-то их свойства отражали физическую реальность мира, другие не соответствовали действительности.

    На конференции в 1995 году физик Эдвард Виттен предложил смелое решение проблемы пяти гипотез. Основываясь на недавно обнаруженой дуальности, все они стали частными случаями единой всеобъемлющей концепции, названной Виттеном М-теория суперструн. Одним из ключевых ее понятий стали браны (сокращение от мембраны), фундаментальные объекты, обладающие более чем 1 измерением. Хотя автор не предложил полную версию, которой нет до сих пор, М-теория суперструн кратко состоит из таких черт:

    • ü11-мерность (10 пространственных плюс 1 временное измерение);
    • üдвойственности, которые приводят к пяти теориям, объясняющих ту же физическую реальность;
    • üбраны – струны, с более чем 1 измерением.

    В результате вместо одного возникло 10500 решений. Для некоторых физиков это стало причиной кризиса, другие же приняли антропный принцип, объясняющий свойства вселенной нашим присутствием в ней. Остается ожидать, когда теоретики найдут другой способ ориентирования в теории суперструн. Некоторые интерпретации говорят о том, что наш мир не единственный. Наиболее радикальные версии позволяют существование бесконечного числа вселенных, некоторые из которых содержат точные копии нашей. Теория Эйнштейна предсказывает существование свернутого пространства, которое называют червоточиной или мостом Эйнштейна-Розена. В этом случае два отдаленных участка связаны коротким проходом. Теория суперструн позволяет не только это, но и соединение отдаленных точек параллельных миров. Возможен даже переход между вселенными с разными законами физики. Однако вероятен вариант, когда квантовая теория гравитации сделает их существование невозможным. Некоторые полагают, что теория суперструн позволяет множественность измерений времени, следствием чего может быть путешествие через них. 

    Множество других теорий тяготения, которых существует сегодня целые сотни, в деталях отличается от ОТО. Однако все эти астрономические гипотезы сохраняют основное – идею кривизны. Если пространство кривое, то можно предположить, что оно могло принять, например, форму трубы, соединяющей области, которые разделены множеством световых лет. А возможно, даже эпохи, далекие друг от друга. Ведь мы ведем речь не о пространстве, привычном нам, а о пространстве-времени, когда рассматриваем космос. Дыра в нем может появиться лишь при определенных условиях.

    Мысли об искривлении появились сразу же после того, как была опубликована ОТО. Л. Фламм, австрийский физик, уже в 1916 году говорил о том, что пространственная геометрия может существовать в виде некоей норы, которая соединяет два мира. Математик Н. Розен и А. Эйнштейн в 1935 году заметили, что простейшие решения уравнений в рамках ОТО, описывающие изолированные электрически заряженные или нейтральные источники, создающие гравитационное поля, обладают пространственной структурой "моста". То есть они соединяют две вселенные, два почти плоских и одинаковых пространства-времени.

    Позднее эти пространственные структуры стали именоваться "кротовыми норами", что является довольно вольным переводом с английского языка слова wormhole. Более близкий его перевод – "червоточина" (в космосе). Розен и Эйнштейн даже не исключали возможности использования этих "мостов" для описания с их помощью элементарных частиц. Действительно, в этом случае частица является сугубо пространственным образованием. Следовательно, необходимости моделировать источник заряда или массы специально не появится. А удаленный внешний наблюдатель в случае, если кротовая нора имеет микроскопические размеры, видит лишь точечный источник с зарядом и массой при нахождении в одном из этих пространств.

    Главной проблемой обнаружения является то, что по природе своей Кротовая нора всасывает в себя абсолютно все, в том числе и излучение. И не «выпускает» ничего наружу. Единственное, что может подсказать местонахождение «моста», это газ, который при попадании в Кротовую нору продолжает испускать рентгеновское излучение, в отличии от попадания его в Черную дыру. Подобное поведение газа недавно было обнаружено у некоего объекта Стрелец А, что наталкивает ученых на мысль об существовании в его окрестностях Кротовой норы.

    население России испытывает гиповитаминоз На прилавках магазинов зелень не самого лучшего качества. Люди, ведущие ЗОЖ сталкиваются со сложностями при выращивание зелени. Системы гидропоники очень дорого стоят, некоторые люди ,желающие разводить растения на гидропонной системе не могут себе этого позволить. Не все люди могут постоянно следить за системой .

    Цель: Создать универсальную гидропонную систему с автоматическим, удаленным управлением.

    Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

    1.Изучить литературные источники по избранной теме исследования.

    2.Сконструировать систему.

    3.Написать программное обеспечение для системы.

    4.Подобрать наилучшую культуру для выращивания.

    5.Подобрать стимулятор роста, безопасный для людей.

    6.Создать эффективный гидропонный раствор.

    7.Разработать инструкцию по применению системы.

    На сегодняшний день гидропоника в России только начинает набирать свою популярность.

    Системы, которые сейчас используется обладают некоторыми недостатками, выделю 3 основных:

    1. Большая цена. От 6000 рублей.

    2. Сложность в использовании.

    3. Низкая автономность, при отключении электричества растения погибнут.

    В результате работы будет сконструирована система с удаленным управлением  и мониторингом, полностью автоматической работой. Так же разработаем раствор для выращивания рукколы, листового и кресс-салата. Ещё был подобран стимулятор роста, безопасный для людей, которые будут употреблять зелень, плоды. Для удобства использования системы была составлена  инструкция, в которой рассказано, как использовать систему, какие растения лучше использовать.

    Описание конструкции системы, и ее узлы.

    1. Корпус. Он состоит из алюминиевого каркаса, обтянутого пленкой. Поверх система покрыта фольгой, для более рационального использования освещения.

    2.Гидропоника. Состоит из труб диаметром 110, 50, 32 мм. Система снабжена насосом и компрессорами. В случае отказа насоса в системе остаётся жидкость , растения не погибают.

    3. Освещение.  Лама ДНАТ, совместно со светодиодами создаёт нужный, красно-синий спектр.

    4. Автоматика. Основой стал контроллер Ардуино. В системе имеется: датчик температуры и влажности, датчик освещённости, модуль реле. К Ардуино подключена система удаленного видео мониторинга и управления.

    5. Обеззараживание. Уф кварцевая лампа в защитно кожухе позволит не бояться гнилостных и грибковых  заболеваний, вредители то же не устоят.

    Эти узлы  позволят управлять системой из лукой точки мира, настройка температуры, влажности и освещения ,регуляция уровня воды поможет подобрать индивидуальные условия , для каждого пользователя и его растений.

    Поиск стимулятора роста.

    Для более простого решения этой задачи я подобрал критерии , на которые должен отвечать стимулятор роста.

    1. Ускорение роста и корнеоброзования.

    2. Низкая цена.

    3. Безопасность использования.

    4. Совместимость с составляющими питательного раствора.

    Под эти критерии подошёл гетероауксин.

    + этого стимулятора роста:

    1. Этот стимулятор вызывает растяжению клеточных мембран, в случае разрыва начинается активное деление клеток, следовательно ускоряет и рост растения. 

    2. Цена весьма низкая. Всего 15 рублей за упаковку.

    3. Это вещество безопасно для людей и животных.

    4. Гетероауксин инертнен к составляющим раствора.

    В гидропонный раствор нужно добавить всего 1 таблетку на 10 литров.

    Таблица 1. Подбор стимулятора роста.

    ускорение ростаценабезопасность использованияСовместимость с составляющими питательного раствора.
    корневин-+++
    гетероауксин++++
    гуминовые препараты+- ( на поздних стадиях развития растения)-++- (раствор темнеет и цветет)
    циркон +++- (разлагается под УФ)

    По результатам сравнения подошел гетероауксин.

    Таблица 2 .Подбор питательного раствора.

    на 10 литровраствор 1раствор 2раствор 3
    NH4NO30.20.10.5
    KNO30.50.30.7
    Ca(H2PO4)20.70.41.4
    MgSO40.40.20.8
    Fe2(SO4)30.060.020.1
    H3BO30.010.0090.08
    MnSO40.00450.00250.043
    ZnSO40.00020.000020.002
    CoSO40.00010.000020.001
    CuSO40.00020.000020.001
    вытяжка из ламинарии1.514
    РезультатРастения быстро набирают массу. Гнили растений и цветения раствора замечено не было.Растения растут медленно. Не гниют, раствор не зацвел.Растения на 3 день пожелтели, а раствор зацвел.

    Наилучшим  стал раствор под номером 1.

    Вытяжка была получена на аппарате Сокслекта.

    В результате работы была сконструирована гидропонная система, которая способна функционировать автономно, так же возможно удаленное управление.

    Был подобран оптимальный состав раствора для выращивания салата.

    Найден наилучший стимулятор роста- гетероауксин.

    Были подобраны наилучшие культуры: кресс салат и руккола.

    Объявления
    Начинается проектный практикум для студентов УрФУ

    проектный практикум 2 курса

    проектный практикум 3 курса

    проектный практикум 4 курса

    Молодежный космический форум - 2018 (V Семихатовские чтения)О Форуме-2018 Новое

    Школа наставников - 2018 “Как создать проект в новом технологическом укладе” Актуальное

    Партнеры:

    ИнФО УрФУ - Генеральный партнер в проведении проектной практики в июне-июле 2017 года

    Роботология - Российское оборудование для программирования и конструирования роботов

    Уральский клуб нового образования - общественная организация, которая разрабатывает и реализует социально-образовательные проекты

    Архив событий:

    Проектная практика для студентов Института фундаментального образования УрФУСобытие

    Молодежный космический форум - 2017 (Четвертые Семихатовские чтения)Конкурс

    Выбор темы работы для участия в IV Семихатовских чтенияхО Форуме-2017

    Подписка на новости
    Контакты

    Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

    Тел.: +7 (343) 355-93-88

    info@cosmoport.club