На данный момент на низких околоземных орбитах находится около 300 тыс. едениц космического мусора. Цель данного проекта - создание функционирующего манипулятора, являющегося прототипом аппарата для захвата космического мусора.

АППАРАТ ДЛЯ СБОРА КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА

Выполнили:

И.В. Костенков, МАОУ Гимназия №9,

А.О. Стреляева, МАОУ «Гимназия» г.Новоуральск,

Д.А. Фирстов, МАОУ Гимназия №18 г.Нижний Тагил ,

Д.А. Янченко, Школа-интернат №13 ОАО «РЖД»

Руководитель:

Радостев Артем Андреевич

1.Введение

Актуальность:

На данный момент на низких околоземных орбитах находится около 300 тыс. едениц(по данным ООН, на 2009). На основе статистических оценок делаются выводы, что общее число подобных объектов поперечником более 1 см может достигать 60 000—100 000. Лишь около 10% из них были обнаружены и внесены в каталоги.

  • Цель:Создание функционирующего манипулятора, являющегося прототипом аппарата для захвата космического мусора.


2.Основная часть:

Проблема:

Несмотря н потенциальную опасность космического мусора размерами до 10см, существующие методы его сборки предназначены только для крупных фрагментов, занесённых в каталоги

  • Задачи:
  • 1.Анализ рынка и существующих способов решения
  • 2.Разработка востребованного и перспективного метода решения
  • 3.Создание 3D модели
  • 4.Подготовка материалов и заготовок
  • 5.Сборка аппарата
  • 6.Оптимизация работы робота
  • 7.Подключение видеокамеры, акселерометра и гироскопа.
  • 8.Визуализация данных, получаемых с робота
  • 9.Запуск макета и пуск-наладочной работы.

Методы решения:

o Сеть

o Гарпун

o Магнит

o Манипулятор

Нами была создана сравнительная таблица для выбора наиболее подходящего варианта (таблица 1).

Таблица 1. Сравнительная характеристика перспективных методов.

Критерии оценки Сеть Гарпун Магнит Манипулятор
Возможность сборки мелкого некаталогизированного мусора - - + +
Надежность конструкции + + + -
Безопасность использования + - - +
Возможность использования свето- и радио- локационных датчиков + + + +
Наличие аналогов + + - -

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что наиболее оптимальным решением является способ сбора мусора манипулятором. Это решение принципиально новое и имеет ряд преимуществ, относительно существующих проектов (их можно отследить в таблице).

  • Итог

В результате работы удалось выполнить поставленные цель и задачи. Мы создали 3D модель данного робота в программе «КОМПАС-3D» .Позже мы вырезали детали из оргстекла на лазерном станке, а захватывающий механизм и сам каркас напечатали на 3D принтере. После сборки самого аппарата, мы приступили к крепежу на нем видеокамеры, а также акселерометра и гироскопа. С помощью «processing» мы сделали визуализацию для них. Также был создан джойстик для управления аппаратом.

Характеристики аппарата такие как, масса собираемого мусора, объем топлива и общая масса всего аппарата зависит от выбранного спутника на котором будет установлен наш робот. Например, скорость можно рассчитать по формуле Циолковского, в зависимости от двигателя .

Также в отличии от аналогов он сможет засечь и поймать некаталогизированный мусор размерами до 10 см в поперечнике.

Параметрические данные аппарата:

oШирина 0,6 м

oВысота 1,2 м

oГлубина 0,45 м

oМасса до 100 кг

3. Заключение.

В результате работы был создан рабочий прототип аппарата для сбора мелкого космического мусора .

Все поставленные задачи были выполнены даже в большей мере, чем планировалось.

Зоны ответственности участников команды:

Илья – программирование

Данил – моделирование

Дима – конструирование

Ангелина - аналитика

0
Объявления

Я – Радиоинженер

Молодежный проектный центр радиоэлектронных систем

Партнеры:

ИнФО УрФУ – Генеральный партнер в проведении проектной практики

Роботология – Российское оборудование для программирования и конструирования роботов

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

Архив событий:

проектный практикум 3 курса

проектный практикум 4 курса

Молодежный космический форум – 2019 (VI Семихатовские чтения)О Форуме-2019 Новое

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

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