Тема 1. Конструируем космические аппараты

Шаг первый: основа аппарата

В качестве основы (корпуса) мне пришлось оставить простую раму, чтобы сидеть на крыше фургона.И з рисунков видно, что я использовал U-образные металлические крючки, чтобы сидеть над краем фургона. На внешней стороне фургона остался кусок дерева, который был ввернут в крюк.

Построить хвост корабля было для меня сложной задачей, так как:

нужно было убедиться, что углы были правильными;
нужно, чтобы он удерживал баланс.

Учитывая, что у меня не было пилы, мне пришлось сделать углы «на глаз», как и последующие разрезы. Чтобы обезопасить острые углы, я использовал несколько исправляющих скобок, которые приобрел в местном хозяйственном магазине. Это сделало корпус крепким.

Теперь мне нужно было установить хвост корабля. Чтобы достичь максимальной прочности, я создал две маленькие вертикальные части, которые закрепил железными скобами.

Что требуется для создания корабля?

При создании звездолета для дочери мне понадобились следующие детали:

Универсальная основа. В моем случае это была старая деревянная основа. Но подойдет и крепкий пластик.
Древесина для рамы (не супер громоздкая).
Металлические соединительные скобки (чтобы соединить куски дерева вместе).
Raspberry Pi 3B (или аналогичное устройство с поддержкой Bluetooth).
Внешняя батарея для RPi.
Динамики с функцией воспроизводства Bluetooth.
Аркадные кнопки — такие, как в игрушках, большие, чтобы ребенку было удобно нажимать и управлять функциями летательного аппарата. Я выбрал от компании от Adafruit.
Много картона. Убедитесь, что у вас есть большие куски, примерно 30-50 см, так как понадобится вырезать много кусков.
Белая, глянцевая аэрозольная краска. В итоге я использовал около 5 банок.
Рулон черной клейкой ленты.
5 светодиодов.
3 черных фломастера или маркера.
Гайки, болты, шайбы.
2 катушки красного и черного провода калибра 20-22. Чем тоньше, тем лучше.
Паяльная лампа.
Черные горшки для цветов. Мне понадобилось 2 штуки.
Контейнер для кнопок и электроники. Я взял за основу пенопласт.
Наклейки с логотипом НАСА или другими изображениями. Можно взять наклейки с любимыми персонажами из мультфильмов: ребенок будет в восторге.

Список кажется огромным, но 90% деталей и материалов вы наверняка найдете у себя в подсобке или гараже. Остальное можно одолжить у соседей или купить в хозяйственном магазине.

Пошаговое описание работы

1. Изготовим первую ступень ракеты-носителя. Она состоит из четырёх частей. В этих боковых блоках находились реактивные двигатели, поднимающие ракету в космос. Они первыми отсоединятся потом от ракеты. Итак, берём 4 картонных квадрата и сворачиваем в кулёчки. Закрепляем липкой лентой и подравниваем срезы. Закрываем дно картонными кружочками.

Из липкой ленты приклеиваем к блокам уголки, чтобы ракета летела ровнее по заданной траектории. Приклеиваем на каждый блок по 4 сопла, потому что двигатели были четырёхкамерными, значит и выходов сгоревшему топливу должно быть по 4. К каждому блоку приделываем по картонному «ушку», с их помощью мы будем соединять первую ступень ракеты-носителя со второй ступенью.

2. Вторая ступень — это центральный блок. Он у нас будет из длинной тубы. Если края немного расслаиваются, закрепляем их липкой лентой. Дно также закрываем картонным кружочком и приклеиваем 4 сопла.

Ведь в центральном блоке тоже есть ещё такой же двигатель. Теперь прикладываем наши боковые блоки и отмечаем места, где «ушки» будут входить в корпус. Прорезаем. Так мы соединили первую и вторую ступени ракеты-носителя.

3. Третью ступень, в которой и находился космический корабль, мы сделаем из короткой тубы и одной ячейки от яичной упаковки. Соединяем их с помощью липкой ленты. Вторая и третья ступени у ракеты соединены огромной прочной решеткой (переходной фермой).

4. Все ступени ракеты-носителя у нас готовы. Мастерим сам космический корабль. Конечно он не такой как в «Звёздных войнах», это же самый первый, настоящий. Он состоит из очень крепкой круглой «кабины» с иллюминатором, она же и спускаемый аппарат, в котором космонавт с огромной скоростью потом упадет на землю.

5. Приступаем к финишной покраске. Мы использовали гуашь, но если у вас есть акриловые краски, лучше использовать их. Вот и всё, наша ракета готова!

Наша ракета-носитель с первым космическим кораблём прошла тестирование детским садом! Теперь будем готовить презентацию на день космонавтики, а ракета станет разборным наглядным пособием. Оказалось, многие даже и не подозревали, как там всё у ракет устроено. Делайте поделки с детьми и расширяйте их кругозор!

Какие еще ракеты есть на нашем сайте:

Карандашница из втулок

Ракета из втулки

Из цветной бумаги в технике оригами

Закладка-фоторамка «Звездолет»

Ракета из пластилина

Из пластиковой бутылки

Плетение из резиночек

И много других фотографий — на странице конкурса «Поделки к Дню Космонавтики».

Понравилось изделие и хотите заказать такое же у автора? Напишите нам здесь.

Чтобы не забыть адрес страницы и поделиться с друзьями, добавьте себе в соцсети:

Еще интересно:

В гостях у наса: изучаем первый зонд, разработанный для защиты земли от опасных астероидов. его запуск запланирован уже на следующий год.

Лучшее, на что мы можем надеяться для защиты от астероидов-убийц – это белый куб размером со стиральную машину, находящийся в полуразобранном состоянии в чистой комнате в штате Мэриленд. На прошлой неделе я прибыл в Лабораторию прикладной физики университета Джонса Хопкинса, обширный научно-исследовательский центр, где большинство исследователей работают над государственными проектами, о которых они не могут рассказывать.

Тогда у космического корабля отсутствовали две боковые панели, его ионный двигатель очищали, а основная камера лежала в холодильнике в коридоре. Обычно стерильное складское помещение кишело бы техниками в чистых белых защитных костюмах, хлопочущими над кораблём – однако в тот день большинство из них было с другой стороны стекла.

Следующим летом эта же самая антенна, находящаяся в Калифорнии, станет главным связующим звеном с космическим кораблём, который будет стремительно двигаться к первой в своём роде самоубийственной миссии. Цель эксперимента DART (Double Asteroid Redirection Test, испытания перенаправления двойного астероида) – столкнуть куб с небольшим астероидом, движущимся по орбите вокруг большего астероида, расположенного в 11 млн. км. от Земли.

Пока никто точно не знает, что произойдёт после столкновения зонда с целью. Мы точно знаем, что от корабля ничего не останется. При этом он должен суметь изменить орбиту астероида достаточно сильно, чтобы это можно было заметить с Земли, и продемонстрировать тем самым, что подобный удар может отклонить приближающуюся к нам потенциальную угрозу. Ну а всё остальное – из разряда обоснованных предположений. Именно поэтому НАСА и хочет вдарить по астероиду роботом.

По подсчётам астрономов, в нашей Солнечной системе прячется порядка 16 тыс. астероидов диаметром от 140 м до 1 км. Целями DART будут Диморф и Дидим, вокруг которого тот вращается. Первый находится в нижней части этого диапазона, а второй – в верхней.

Столкновение любого из двух c Землёй сулит в месте удара катастрофические разрушения, аналога которым в человеческой истории нет. Уже открыто более тысячи астероидов диаметром больше Дидима и Диморфа вместе взятых, и если любой из них столкнётся с Землёй, это может привести к массовому вымиранию и падению цивилизации.

Плюс в том, что учёные считают возможным отклонить астероид-убийцу, если его обнаружат достаточно рано. Гарантий этому нет – астероиды подкрадываются к Земле с неприятной регулярностью – однако за много лет было сделано достаточно предложений на тему подходов к решению этой проблемы.

Наиболее практичные идеи предлагают устроить взрыв астероида или столкновение с ним. Но чтобы они оказались эффективными, учёным нужно лучше представлять реакцию астероида. Поэтому они построили DART – зонд для глубокого космоса, задачей которого будет самоуничтожиться, чтобы доказать работоспособность идей.

«Все знают, что в астероид можно врезаться», — говорит Джастин Атчисон, проектировщик миссии DART из лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса. «Однако существует большая разница между тем, чтобы сказать, что это возможно, и реально сделать. В процессе учишься довольно многому».

Энди Ривкин, один из двух ведущих исследователей миссии DART, удивительно равнодушно относится к задаче создания космического корабля, способного спасти планету. «Меня вообще не пугает столкновение с астероидами, — говорит он. – Мы неплохо представляем себе шансы на это, и в ближайшее время таких проблем у нас не предвидится.

В типичной миссии НАСА человек в положении Ривкина отвечал бы за управление стайкой учёных, желающих использовать космический корабль для своих исследований. Однако главная миссия DART не научная. Это демонстрация, которая должна продемонстрировать возможность отклонения астероида, заодно проверив некоторые новые технологии.

Как правило, конструкторы космических аппаратов сводят риски к минимуму. Обычно не прибегают к новым технологиям, а используют зарекомендовавшие себя в условиях космоса узлы и детали. Поскольку на вес этих аппаратов накладываются строгие ограничения, инженеры не могут просто взять и добавить кораблю лишних компонентов, чтобы испытать их по ходу дела.

В связи с этим проект DART выглядит ещё более необычным, поскольку многие из его критически важных технологий впервые отправятся в космос. А поскольку главная цель DART – разбиться, а не собрать научные данные, у инженеров есть больше свободы манёвра в плане веса аппарата – поэтому он сможет нести на себе некоторые технологии просто для того, чтобы испытать их в работе.

«Когда я присоединилась к проекту, я сразу заметила, что мы собираем целую гирлянду новых технологий, и сказала: Нет, мы это не потянем», — говорит Елена Адамс, ведущий инженер DART, пришедшая в команду после опыта работы в таких миссиях, как солнечный зонд Паркер и космический аппарат Юнона. «Однако новая технология может доказать свою работоспособность, только отправившись в миссию и показав себя в работе».

Окно запуска DART откроется в следующем июле, перед самым близким подходом астероида к Земле – всего на 11 млн. км. Разгонит зонд, отправив нужным курсом, ракета SpaceX Falcon 9, и он около года будет мчаться по Солнечной системе со скоростью 104 000 км/ч.

Отделившись от ракеты Falcon 9, DART развернёт свои солнечные панели. Панели закреплены на эластичном материале, который натянется между парой балок с двух сторон корабля. По сравнению с обычными солнечными панелями такая системам будет весить в 5 раз меньше.

Механизм развёртывания солнечных панелей испытали на МКС в 2023-м, однако его впервые будут использовать с настоящими солнечными элементами. Подготовив источник энергии, корабль начнёт подводить электричество от панелей к ионному двигателю, также находящемуся на борту.

Ионные двигатели не дают большой тяги, однако обладают гораздо большей эффективностью по сравнению с ракетными двигателями, сжигающими топливо. DART будет использовать 12 небольших обычных двигателей на химическом топливе для корректировки курса и смены ориентации, однако параллельно будет испытываеть коммерческий вариант нового ксенонового двигателя от НАСА:

NASA Evolutionary Xenon Thruster, или NEXT-C. Этот двигатель разрабатывают уже почти двадцать лет, но его ещё только предстоит испытать в космосе. Его рабочая мощность втрое превосходит мощность других двигателей, использованных НАСА в миссиях в глубоком космосе, и он примерно в 10 раз эффективнее обычных двигателей на химическом топливе.

По словам Атчисона, реальный потенциал двигателя NEXT-C связан с его способностью варьировать силу тяги в широких пределах – большинство ионных двигателей ограничены узким диапазоном. Так что вместо того, чтобы нести на себе множество двигателей для разных этапов миссии, космический корабль может обходиться одним.

NEXT-C будет использоваться для кратковременных испытаний, и представляет собой запасной вариант основной двигательной системы. Важно доказать работоспособность системы в космосе после таких долгих испытаний в лаборатории. Во время пролёта зонда ионный двигатель будут использовать только для корректировки курса DART или небольших демонстраций, немного изменяющих траекторию зонда, а потом возвращающих её обратно.

Солнечные панели также обеспечат питанием радиоантенну DART, которую тоже впервые будут испытывать в космосе. Поскольку это плоская круговая антенна, её будет проще вывести в космос, чем крупные параболические тарелки, обычно необходимые для того, чтобы космический корабль мог позвонить домой.

Все данные, отправляемые на землю, будут обрабатываться программируемыми пользователем вентильными матрицами, или ППВМ. В отличие от компьютеров общего назначения, эти чипы специально разработаны для эффективного выполнения конкретных задач. Это важно для DART – ему нужно будет вести много точных расчётов для попадания в цель.

На последнем этапе полёта DART перестанет передавать снимки с камеры на Землю лишь за несколько секунд до столкновения. Одновременно другому компьютеру нужно будет обрабатывать эти изображения и подавать на вход специальной автономной навигационной системе корабля, Smart Nav.

Алгоритмический пилот DART частично основан на системах, разработанных для наведения на цель ракет на Земле. Но он был изменён так, чтобы направлять космический корабль в центр астероида. «Smart Nav – наша важнейшая технология для того, чтобы попасть в астероид», — говорит Адамс.

Большую часть путешествия DART, по сути, будет лететь вслепую. Хотя его и обеспечат оборудованием для отслеживания звёзд, по которому он сможет определить своё местонахождение в Солнечной системе по расположению звёзд из нашей галактики, цель свою он увидит, только когда до столкновения останется всего месяц.

«Драко постоянно будет передавать нам изображения, каждую секунду, — говорит Адамс, имея в виду бортовую камеру корабля. – Это будет очень скучное видео из одного пикселя. Удивительно – чтобы нам увидеть этот пиксель, нужно будет увеличивать изображение, но к тому моменту система навигации уже начнёт направлять на него корабль и зафиксируется на нём».

В этот момент уже будет слишком поздно вносить изменения в траекторию из центра управления с Земли. Успех миссии будет зависеть от возможности алгоритмов Smart Nav удерживать крохотный астероид в центре поля зрения и наводить корабль на цель. Команда DART много часов потратила на симуляцию сближения корабля и астероида, обучая алгоритм распознавать и фокусироваться на астероиде, когда его ещё едва видно.

Создание камеры, способной удовлетворить суровым требованиям миссии, заканчивающейся столкновением с астероидом – задача серьёзная. «Драко», в первую очередь, — инструмент навигации, что означает, что её фотографии должны быть чрезвычайно точными. Проблема в том, что оптические устройства крайне чувствительны к изменениям температуры.

«Охлаждаясь, всё начинает сдвигаться», — говорит Зак Флетчер, системный инженер «Драко». Даже мелкое изменение оптической системы Драко – сдвиг основной и вспомогательной камеры на один микрометр относительно друг друга – может расфокусировать картинку и ослепить DART.

После того, как Драко будет полностью собран, Флетчер с командой несколько недель будут подстраивать камеру для подготовки к запуску. Они будут использовать интерферометры — лазерные системы чрезвычайной точности – для измерения микроскопических искажений в оптике Драко, пока та расположиться в камере, воспроизводящей леденящую температуру открытого космоса.

Камеру нужно будет идеально подстроить, чтобы она смогла распознать тусклую систему Дидима с расстояния в миллионы километров. При этом она должна уметь передавать чёткие изображения космических камней обратно на Землю. «Мы хотим попытаться получить как можно больше данных, чтобы увидеть не самые яркие части астероида», — говорит Флетчер.

Одна из уникальнейших особенностей миссии связана с тем, как мало на самом деле её архитекторы знают о цели. Дидим открыли в 1996-м, и астрономы тогда подозревали, что у него может быть спутник, однако подтвердили его существование только в 2003-м. Диаметр Дидима составляет около 800 м, что гораздо больше Диморфа – его диаметр всего около 150 м.

Диморф слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть в телескопы с Земли напрямую, как и основной астероид большую часть времени. Когда в следующем году Дидим подойдёт к нам достаточно близко для возобновления наблюдений, он будет в 100 000 раз менее ярким, чем самая тусклая звезда, которую можно ночью увидеть невооружённым глазом.

То немногое, что мы знаем о Дидиме и Диморфе, получено благодаря наблюдениям с наземных оптических и радиотелескопов. Астрономы догадались о наличии у Дидима спутника только потому, что его яркость падает через регулярные интервалы, что говорит о наличии объекта на его орбите.

«Большую часть информации о системе Дидима мы получили во время наблюдений 2003», — говорит Кристина Томас, астроном из Североаризонского университета, лидер рабочей группы DART по наблюдениям. «Окно наблюдений за системой Дидима открывается раз в два года, и когда появилась идея сделать DART, мы стали следить за ней регулярно».

История DART начинается ещё с проекта «Дон Кихот» – корабля, сталкивающегося с астероидами, предложенного Европейским космическим агентством в начале 2000-х. Идея была в том, чтобы отправить одновременно два корабля, и пока один сталкивается с астероидом, второй должен за этим наблюдать.

Потом предполагалось изучить изменение траектории движения астероида вокруг Солнца после удара. В итоге ЕКА решило, что миссия будет слишком дорогой и отказалось от неё. Через несколько лет Национальные академии науки, инженерного дела и медицины, назначающие приоритеты различным научным дисциплинам, опубликовали отчёт с настойчивой рекомендацией реализовать миссию по столкновению с астероидом. Вопрос был в снижении её стоимости.

Свежая идея о недорогой миссии пришла в голову Энди Чэну, ныне главному научному консультанту лаборатории прикладной физики, одному из главных исследователей мисси DART, когда он однажды утром, вскоре после публикации отчёта, занимался рабочими делами.

Оставалось найти цель. В космосе не так уж много двойных астероидов, и лишь малая их часть проходит достаточно близко к Земле для того, чтобы их было видно в наземные телескопы в момент столкновения с космическим кораблём. Ещё меньшее их количество достаточно малы для того, чтобы корабль смог заметно изменить их орбиту.

К тому времени, как Чэн с командой проредили список возможных целей, у них осталось всего два подходящих варианта, одним из которых был Дидим. «Этот вариант лидировал с большим преимуществом», — говорит Чэн. Поэтому они с небольшой группой коллег составили предложение и прорекламировали эту идею НАСА в 2023-м. Агентство размышляло недолго. К 2023 году DART официально внесли в бюджет.

Выбрав Дидим целью, астрономы начали следить за этой системой во время её подходов к Земле каждые два года. «Мы поняли, что нам нужно максимально хорошо изучить поведение системы до столкновения, перед тем, как мы навсегда изменим её параметры», — говорит Ривкин. Первое наблюдение за Дидимом с 2003 года началось в 2023-м, и с тех пор проводится каждые два года.

На основе предыдущих наблюдений астрономы знают, что Диморф облетает Дидим примерно раз в 12 часов, и имеет диаметр порядка 150 м. Всё остальное остаётся загадкой. Перед тем, как Дидим стал целью DART, смысла наблюдать за ним не было – по крайней мере, в обозримом будущем, он не представляет угрозы для Земли. «Мы вообще не представляем, как выглядит Диморф, — говорит Адамс. – Мы видели только Дидим».

Как же планировать миссию столкновения с астероидом, если даже не знаешь, как он выглядит? При помощи симуляций – множества и множества симуляций. Наиболее важные из неизвестных параметров, которые команда DART должна смоделировать перед запуском – это форма Диморфа и его состав, поскольку эти факторы играют большую роль в определении влияния столкновения на траекторию.

К примеру, астероид в форме собачьей косточки поведёт себя не так, как сферический астероид, а кораблю будет сложнее найти у него центр и попасть в него. Судя по различным свидетельствам, многие астероиды представляют собой не твёрдые тела, а просто кучи обломков, удерживающихся вместе за счёт гравитации.

Моделирование различных возможных форм позволит DART автономно принять решение о том, куда нацелить свой удар. Смоделировав вклад разных форм и составов астероида, учёные смогут сравнить результаты симуляций с реальными данными по столкновению. Команда DART работала с командой планетарной защиты из Ливерморской национальной лаборатории, симулируя различные сценарии столкновений на двух суперкомпьютерах лаборатории.

Такие сценарии лаборатории не в новинку – там симулируют результаты взрыва астероидов при помощи ядерных боеголовок. Изучая то, как обломки разлетаются с астероида, они смогут лучше понять, из чего он состоит, и как его состав влияет на изменение траектории.

Данные по столкновению будет собирать единственный прибор из всех, не предназначенный для наведения корабля на цель или передачу данных на Землю. Это итальянский микроспутник под названием LICIACube, который будет вытолкнут всего за несколько минут до столкновения DART с астероидом.

Вскоре после этого LICIACube пролетит мимо астероида и сделает снимки последствий. Эти снимки помогут учёным подтвердить свои модели. Микроспутник будет находиться довольно далеко от астероида, поэтому его снимки будут не очень чёткими. Однако это будет лучше, чем ничего – а именно ни с чем НАСА могло остаться, когда ЕКА отказалось от этой миссии в 2023-м.

Хотя изначально DART должен был быть отдельным проектом НАСА, Чэн и разработчики миссии вскоре заключили партнёрское соглашение с ЕКА на проведение совместной миссии – оценки столкновения и отклонения астероида (Asteroid Impact and Deflection Assessment).

Несмотря на активную поддержку миссии AIM со стороны членов ЕКА, в 2023 году всё развалилось, когда они не выделили на эту программу бюджет на голосовании. «Есть длинный список миссий, которые начинались в виде партнёрства НАСА и ЕКА, а потом разваливались, потому что одна из сторон не могла выполнить свои обязанности по разным причинам, — говорит Чэн.

Вплоть до 2023 года казалось, что DART всё будет делать в одиночку. Затем итальянское космическое агентство сделало НАСА предложение взять с собой один из изготовленных им микроспутников. Руководителям НАСА идея понравилась, и LICIACube добавили к миссии.

Вскоре после этого ЕКА вышло с преемником AIM – аппаратом Гера. Идея состояла в том, чтобы отправить небольшой корабль с двумя микроспутниками на орбиту вокруг системы Дидима, чтобы понаблюдать за последствиями миссии DART. Хотя новый зонд от ЕКА не успеет к главному событию, поскольку не будет готов к запуску до 2024 года, когда он всё же прибудет, он сможет измерить кратер, оставленный DART, и провести подробные измерения Диморфа, чтобы понять, как удар повлиял на него.

Тем временем сеть телескопов будет следить за системой Дидима с Земли. Они начнут наблюдения за много месяцев до того, как DART долетит до цели, и их наблюдения будут критически важными для определения местоположения спутника астероида. Команде совершенно не нужно, чтобы Диморф оказался на другой стороне Дидима, когда к нему подлетит корабль – тогда последний просто столкнётся не с тем астероидом.

К тому времени, как DART подлетит достаточно близко для того, чтобы самостоятельно определить параметры орбиты спутника, будет уже поздно жать на тормоза. Ривкин говорит, что итоговой наблюдательной кампании перед запуском, которую начнут весной, будет достаточно для того, чтобы с нужной точностью определить параметры орбиты, и гарантировать, что Диморф окажется в нужном месте в нужное время.

Томас говорит, что есть даже шансы на то, что наземные телескопы смогут увидеть само столкновение. «Если у нас будет такая возможность, она, скорее всего, будет выглядеть, как вспышка света, — говорит она. – Это будет здорово».

Но даже если телескопы не зафиксируют вспышку от столкновения, у них всё равно будет важная роль в наблюдениях последствий. Ведь весь смысл операции – определить, как космический корабль может изменить траекторию астероида, столкнувшись с ним. Столкновение DART добавит всего порядка 10 минут к 12-часовой орбите вокруг Дидима.

Однако этого будет достаточно для того, чтобы Томас с командой астрономов смогли увидеть разницу, наблюдая за изменением яркости астероида, вокруг которого вращается Диморф. Эти данные, как и изображения с LICIACube, помогут учёным уточнить модели столкновения с астероидом, пока Гера не соберёт дополнительных данных.

Миссией DART руководит НАСА, но защита планеты по своей природе – задача глобальная. В 2023 году НАСА организовало координационную службу планетарной защиты со штаб-квартирой в Вашингтоне, чтобы совместно работать со смежными программами мировых космических агентств.

Пока что большая часть работы по защите планеты заключалась в координации кампании по наблюдению во всём мире за потенциально опасными астероидами и постройке их траекторий. «Люди продолжают искать астероиды потому, что чем раньше что-то обнаружишь, тем больше времени у тебя будет на то, чтобы что-то с этим сделать», — говорит Ривкин.

После того, как в конце 1980-х мы едва разминулись с астероидом, способным уничтожить цивилизацию, Конгресс США озадачил НАСА расчётами того, насколько серьёзно астероиды угрожают жизни на Земле. В официальном отчёте агентства была нарисована жуткая картинка, и было внесено предложение выделить бюджет для решения этой проблемы – начиная со скрупулёзных поисков всех потенциально опасных астероидов в Солнечной системе.

«Хотя вероятность встречи Земли с крупным астероидом или кометой в течение года чрезвычайно мала, — отмечалось в отчёте, — последствия такого столкновения выглядят настолько катастрофическими, что кажется разумным оценить природу угрозы и приготовиться к её отражению».

Два года спустя Конгресс США поручил НАСА найти 90% астероидов в Солнечной системе диаметром более 1 км. Подобные астероиды почти наверняка вызовут массовое вымирание после столкновения с нами. В 1998-м агентство официально начало поиски, и к 2023-му выполнило поставленную задачу.

Однако астероиды диаметром менее 1 км тоже могут причинить серьёзные локальные разрушения. Поэтому в 2005 году Конгресс США расширил полномочия НАСА и поставил задачу найти к концу 2023-го 90% астероидов диаметром больше 140 м (это сравнимо с высотой гостиницы «Ленинградская» на Комсомольской площади в Москве).

Но, даже если агентство выполнит и эту задачу, в оставшиеся 10% могут войти сотни незамеченных астероидов. Кроме того, найти смертельный космический камень в Солнечной системе – это половина дела. Хотя НАСА нашла почти их все, на расчёт их орбит могут уйти годы.

В случае реальной астероидной тревоги критически важным фактором, определяющим успех такой миссии по спасению мира, как DART, будет то, насколько заранее мы обнаружим этот астероид. Это важно по нескольким причинам. Во-первых, для поготовки космического корабля к запуску требуется много времени.

Переход от концепции до почти достроенного корабля занял у DART почти десять лет. Адамс говорит, что этот процесс можно ускорить, если бы в нашу сторону действительно направлялся астероид, способный стереть с лица планеты страну. «Если вы пытаетесь защитить Землю, вы не будете отправлять в полёт столько новых технологий, — говорит она. – Мы узнали уже столько всего, что, как мне кажется, в следующий раз мы управимся быстрее».

Ещё один фактор связан с тем, насколько реально корабль может изменить орбиту астероида. Диморф – не такой уж большой по сравнению с другими астероидами, однако и DART — не самый большой корабль. Даже столкнувшись с астероидом на скорости 6 км/с, он его едва сдвинет – его орбита изменится не более, чем на миллиметр в секунду.

Команде из лаборатории осталось ещё многое доделать перед тем, как корабль будет готов к запуску следующим летом. После того, как команда подтвердит, что DART может отправлять и получать данные посредством сети дальней космической связи НАСА, нужно будет тщательно проработать процедуру запуска при помощи компьютерных симуляций. Будут отработаны такие вещи, как разрядка аккумуляторов перед запуском и отслеживание развёртывания солнечных панелей.

Цель – получить базовые параметры работы космического корабля перед тем, как подвергать испытаниям по взаимодействию с окружением. Этот процесс инженеры называют shake and bake [«потрясти и запечь»; также это бренд панировочных сухарей / прим. перев.].

DART будут трясти на большой вибрационной платформе до 3000 раз в секунду для симуляции стартовых нагрузок, а также периодически подвергать воздействию высоких температур в камере, симулирующей воздействие космического вакуума. Когда DART пройдёт все испытания, команда сделает ещё один прогон всего оборудования, чтобы убедиться, что оно работает правильно.

Инженеры космических кораблей часто привязываются к своим детищам; ведь часто они работают над одним и тем же проектом годами, а некоторые ещё несколько лет будут изучать данные, которые корабль передаст на Землю. Но все члены команды DART, с кем я беседовал, с энтузиазмом относятся к идее уничтожить своего бесстрашного робота.

«Часть меня всегда ликует, когда удаётся что-нибудь разбить или взорвать», — говорит Чэн. Флетчер соглашается: «У меня бывают кошмары, в которых корабль долетает до астероида, и с ним ничего не происходит. Это был бы провал. Не могу дождаться, когда его уже уничтожат».

Примечательно, что команда сумела сохранить график подготовки к запуску во время пандемии, но Адамс говорит, что они быстро нашли способы обойти новые ограничения. Люди, которым нужно было собирать корабль в мастерской, работали посменно небольшими группами, а остальные совместно работали над симуляциями удалённо.

Риск столкновения с астероидом, как и риск пандемии, кажется маловероятным и абстрактным – до тех пор, пока не случится. Главное тут – знать, как быстро и решительно отреагировать на это даже перед лицом неблагоприятных обстоятельств. Именно с этим связана миссия DART. «Нас не остановит ни коронавирус, ни что-либо ещё, — говорит Адамс. – У нас есть одна цель, и мы её достигнем».

Космический корабль | страна мастеров

Наши юные друзья!!!! Сегодня мы вместе с вами будем строить наш космический корабль, который поможет нам совершить удивительное путешествие по просторам Галактики, приблизит нас к звёздам и позволит спускаться на разные планеты.Итак, начнём. Желаю всем творческих успехов!

Для работы нам понадобиться клей ПВА либо клей «Титан», гофрированные полоски шириной 1 см (их можно нарезать из гофрированного картона или найти готовые), но длина полоски может быть от 29 см и до 50 см, это зависит от длины гофрированного картона или длины готовых гофрированных полос, а также нам понадобиться клеевой горячий пистолет, клеевые патроны к пистолету, шашлычная шпажка или зубочистка и немного терпения!!! Готовы?

Далее, скручиваем полоски в таблеточки, как на фото. Старайтесь крутить их туго, что бы они не раскрутились, конец приклеивайте клеем. 10 таблеток готовы! Вот так должно получиться!Можно их склеить одна на другую, как башенку. Если ты умеешь пользоваться горячим пистолетом, то приклеивай при помощи его, если нет, то на клей ПВА или клей «ТИТАН».

Теперь приступаем к изготовлению носовой части нашего корабля. Для этого склей между собой по три гофрополоски в следующей последовательности.Для носовой части я взяла и склеила жёлтую, синюю и снова жёлтую полоски. Скрутила в таблетку.

В нижней части корабля находятся двигательные установки. Для большого двигателя я взяла и склеила синюю, жёлтую и снова синюю полоски. Скрутила в таблетку.

Обхватываем таблетку пальчиками, а большие пальцы заводим внутрь таблетки и начинаем аккуратно выдвигать таблетку по спирали. Не спеши, таблетка может распуститься, тогда придётся заново её скручивать. Не старайся вытягивать конец острым. Он должен быть тупой. Смотри ниже на фото.

А вот носовая часть корабля, наоборот, должна быть острой, но помни, нельзя спешить. Делай всё аккуратно!!!Лучше всего начать выдвигать таблетку для носа мизинчиком. Как показано на фото. Придерживай таблеточку, что бы она не выскочила из рук.

Вот так постепенно у тебя выдвинется нос корабля!

Посмотри, это сопло главного двигателя, через него будет вырываться огонь во время работы двигателя. Его конец тупой. А основание должно быть устойчивым, чтобы держать наш корабль в вертикальном положении.

А вот и носовая часть корабля. Он, как ты видишь, более острый, чем хвост!!!Обрати внимание на то, что если не проклеить детали внутри, сделав лучики клеем, то таблетка может собраться обратно в исходное положение, или распуститься. Поэтому её обязательно внутри зафиксируй густым ПВА или горячим клеем. Если не сможешь сам, попроси о помощи взрослых.

Теперь сделаем ещё четыре сопла дополнительных двигателей корабля. Берём две полоски красного цвета и четыре жёлтого цвета. Разрезаем их пополам. Склеиваем между собой три половинки полосок жёлтого и красного цвета. Я склеивала полоски в следующей последовательности: жёлтая половинка, далее красная и снова жёлтая.Потом скрутила в таблетку. Вот так должна получиться таблетка! Таких таблеток должно быть четыре.

Вот они разрезанные полоски пополам!

Когда четыре таблетки будут готовы, их необходимо выдвинуть, как нос корабля.. Они тоже должны быть острыми вверху. Поэтому выдвигай таблеточку из серединки мизинцем и всё получится. Все детали внутри необходимо зафиксировать ПВА или горячим клеем, нарисовав лучики. Главное, не спешить!Это готовые детали! Их можно приклеить к основанию.

Наш корабль при посадке на планету должен уметь планировать, как самолёт. Поэтому я оснастила его крыльями. Я сделала их не очень большие. При необходимости они могут складываться внутрь или выдвигаться шире.Для этого я взяла по одной полоске жёлтого и синего цвета. Склеила их между собой и скрутила в таблетку. Таких таблетки должно быть две!

Теперь необходимо придать форму крыльям! Берём таблетку пальцами одной руки до середины, а большим и указательным пальцами второй руки зажимаем или вытягиваем таблетку. Похоже на капельку.

А теперь берём таблетку-капельку за острый вытянутый носик и начинаем прищипывать с двух сторон таблетки-капельки углы. Вот так!

Посмотри, что должно получиться. Если не хватает силы придать таблетке нужную форму, скорей зови на помощь маму или папу, а можно и бабушку с дедушкой! Я думаю, вместе у вас всё получится.

Вот такие крылья у нас получились. Смазываем стороны крыла горячим клеем или клеем ПВА и приклеиваем к корпусу.У тебя обязательно всё получится, не спеши. Наш корабль почти готов!

Осталось только сделать иллюминатор. Я разрезала четыре жёлтые и красные полоски пополам. Далее пополам разрезала их вдоль полосок. Вот такая тонкая получилась у меня соломка из гофрированных полосок! Каждую такую узкую полоску я накручивала на шашлычную шпажку, рёбрышками полоски внутрь.

А это получились вот такие завитушки. Они будут изображать огонь, вырывающийся при работе двигателей. Красиво!!!

Потом их склеила.

И эти завитушки приклеила во внутрь каждого сопла двигателей. Получилось ощущение горящего топлива, пламени!

А это корабль планирует с выключенными двигателями.

Поделка — ракета из бумаги и втулки

Для этого пригодились:

цилиндрик из-под туалетной бумаги,
цветная бумага,
клей.

И еще мы сделали иллюминатор из маленького кусочка упаковочного ПВХ.

В цилиндре вырезали круглое отверстие — иллюминатор и приклеили поверх него кусочек ПВХ.

Для купола ракеты вырезали полукруг из серебристой бумаги.

Свернули его конусом, склеили, края надрезали и приклеили на «ракету». В серебристой бумаге тоже вырезали отверстие размером с иллюминатор и обклеили ею корпус.

Затем вырезали три квадратика:

Каждый квадрат сложили по диагонали и отогнули края вот так:

Приклеили их к корпусу. Космический корабль к полету готов! Космонавты — игрушки из лего и киндер-яиц.

Поехали!

Мастер-класс по карандашнице из бумаги в виде ракеты можно посмотреть здесь.

Приглашаем принять участие в нашем конкурсе «Космос»

Понравилось изделие и хотите заказать такое же у автора? Напишите нам здесь.

Чтобы не забыть адрес страницы и поделиться с друзьями, добавьте себе в соцсети:

Еще интересно:

Процесс изготовления

Начинаем делать макет космического корабля своими руками:

Необходимо взять 2 полоски и склеить вместе при помощи клея ПВА. В итоге нужно сделать 10 шт.
Каждую из полученных полосок необходимо завернуть в плотную спираль, конец которой нужно приклеить. В итоге у вас должно получиться 10 «шайб». Их необходимо склеить в один цилиндр. Кстати, если у вас нет полосок, то цилиндр можно сделать из листа гофрированного картона.
Приступаем к носовой части. Чтобы она получилась красивой, рекомендуется брать полоски разного цвета, их нужно 3 шт. Склейте их между собой и скрутите в спираль, как и предыдущие. Такую же «шайбу» нужно сделать и для двигателя.
Теперь необходимо взять спираль, завести палец внутрь и выдавить «шайбу», так, чтобы она приобрела форму конуса, также вы можете взять для выдавливания ручку или спицу. Только не делайте резких движений, иначе бумага раскрутится, и нужно будет делать все с самого начала. В итоге, носовая часть должна получиться у вас с острым концом, а двигатель с тупым, чтобы он имел возможность удерживать космический корабль в вертикальном положении. Чтобы полученные конусы не распустились, внутри промажьте их густым слоем клея.
Теперь необходимо сделать дополнительные сопла. Для этого возьмите 2 полоски, к примеру, красного цвета и 4 зеленого. Их необходимо разрезать пополам в длину и ширину. Затем стоит их склеить по 3 штуки в 4 полоски. Их опять нужно закрутить в плотные спирали и так же выдвинуть, как и нос корабля.
К цилиндру прикрепляем двигатель острым концом, а вокруг приклеиваем маленькие сопла. Сверху крепим нос будущего космического корабля.
Теперь нужно сделать крылья нашей поделке. Для этого необходимо взять 2 полоски разных цветов, склеить их и свернуть в плотную спираль. Затем вам стоит придать будущим крыльям форму. Для этого вам необходимо сдавить полученную «шайбу» в треугольник. Готовые крылья крепим к центру цилиндра с двух сторон на одинаковом расстоянии.
Теперь по такому же принципу делаем 2 круглых иллюминатора, но только они должны быть небольшими.

Сделать такие космические корабли своими руками можно вместе с детьми. Такое изделие будет смотреться не хуже дорогой игрушки из магазина.

Разборная ракета-носитель «восток» с кораблём

День космонавтики 12 апреля в нашей стране — особенный праздник. Именно с территории нашей Родины был совершен первый пилотируемый полёт в космос. Именно с наших космодромов запущенны практически все искусственные спутники Земли, без которых многие блага цивилизации были бы недоступны.

Спутники обеспечивают нас связью, следят за атмосферными явлениями, вовремя предупреждая об опасных изменениях погоды, мощная оптика спутников способна разыскать нужного человека даже в любой точке земного шара. На наших исследовательских космических станциях работают астронавты со всего мира и делают массу очень полезных для человека открытий.

Мечты о космических путешествиях, как правило, рождаются в детстве, и возможно поэтому с таким удовольствием и интересом мастерятся поделки с детьми на День Авиации и Космонавтики — день, когда звёзды стали ближе! Предлагаем вам присоединиться к нам и смастерить своими руками ракету, точнее ракету-носитель с космическим кораблём «Восток», на которой 12 апреля 1961 года совершил первый в мире полёт за пределы Земли космонавт Юрий Гагарин. А попутно узнаем немного о её конструкции.

Итак, друзья, сегодня у вас очень ответственное задание. Вам нужно сконструировать космический аппарат. Какие они бывают? Вы уже узнали об этом, посетив Виртуальную экскурсию «Космические аппараты».

В Третьем полёте наша команда Мастеров приготовила для вас сразу несколько мастер-классов по созданию космических летательных аппаратов, реальных и фантастических, из разных материалов, с использованием разных техник. Вы можете создать космический корабль, используя эти примеры, а можете придумать свой способ конструирования корабля или аппарата. Это значит, что тренировочный и свободный полёт объединяются. Итак, в путь!

Ракета-носитель. Конструирование из готовых форм.

Мастер-класс проводит АРИША-67.

Космический корабль

Его вас научит мастерить Ларисочка. Техника — квиллинг из гофрированного картона.

Другой вариант корабля из гофрокартона вам предложит Елен[email protected]

Космический корабль «Союз» также выполнен из гофрокартона.

Подробности изготовления расскажет вам Елен[email protected]

Космическая станция «Звезда».

Её собрала Ларисочка также в технике квиллинга из гофрокартона.

Космический летательный аппарат. Техника — модульное оригами.

Елен[email protected] проведёт подробный мастер-класс для тех, кому нравится конструировать из треугольных модулей оригами.

Она также предлагает вам вариант вот такого модульного Звездолёта.

Ракета-носитель «Союз». Моделирование из пластилина на каркасе.

Вовсе не обязательно делать корабль из специально купленных материалов. Можно приспособить старые и ненужные. Как в этом мастер-классе, который проводит Фиолия.

Космические корабли будущего

Такие корабли из различных бросовых материалов предлагает вам сконструировать Наталья.М.

Орбитальная станция, а также другие космические аппараты могут быть сконструированы из деталей, сложенных в технике оригами. Об этом расскажет Лена-Лена.

Неопознанный летающий объект (НЛО) или летающая тарелка.

Техника: криволинейное складывание и бумагопластика. Показывает Елен[email protected]

Хорошая новость для любителей шитья и вязания. Космический летательный аппарат можно выполнить и в этих техниках, как сделали наши Мастера.

Летающая тарелка. Шитьё. Выполнила Галина К.

А эта Летающая тарелка от ЛиЛеКа связана крючком.

Ракету-носитель «Усть-Цильма» с национальным орнаментом ЛиЛеКа связала на спицах.

Корабль «Вьюжинка» от Леночки связан крючком.

А теперь — вам слово, ребята!

Шаг третий: сборка и покраска

Теперь самое интересное: вырезать картон и добавить снаряжение, чтобы он действительно выглядел, как космический аппарат! Этот процесс относительно прост, но занимает много времени.

Первое: деревянная рама на фургоне не была прикреплена. Я мог теоретически поднять всю раму (картон) и положить его на землю, чтобы распылить краску, а затем, когда она высохнет, поместите ее обратно в вагон.

Это был тот подход, который использовался в ссылке, по которой я спроектировал свой аппарат. Но оказалось, что легче удерживать каркас на вагоне, чтобы покрасить вырезанный картон и прикрепить его к дереву.

Существуют различные способы, как оформить ваш картон, вырезать его и прикрепить. Я поделюсь с вами советом от моего тестя, который я нахожу очень интересным. Он посоветовал мне не делать слишком много вырезок из картона, потому что после будет трудно соединить их вместе.

Вместо этого тесть сказал, что, как только три куска будут нарезаны до нужных мне размеров, сложить их вместе на большом куске картона, и обвести вокруг набора, чтобы я вырезал один длинный кусок. Это облегчает крепление деталей и покраску.

В итоге я использовал 5 банок белой, глянцевой аэрозольной краски. Рекомендую использовать глянцевую или экстра-глянцевую краску: смотрится очень эффектно.

Электроника: детали и инструкция

Когда я начал подключаться, я использовал:

3 аркадные кнопки;
5 светодиодов (2 для фар, 3 для двигателей).

В гараже лежали светодиоды, которые мне подарил друг три года назад. Для ламп я просто просверлил небольшое отверстие, привязал провод к огням, а затем протянул его через отверстие и прикрепил к корпусу корабля. Затем я снял с провода — красный/черный провод, — припаял один конец к светильникам, протянул другой стороной до самого конца, где будет звучать RPi.

Фары я прикрепил по тому же принципу, расположив их на маленькой полке, которую я для них приготовил. Наконец, мне пришлось подключить кнопки.Я использовал:

2 розетки (питание/заземление) для светодиодов в самих кнопках;
2 контакта (питание/заземление) для подачи высокого (или низкого) напряжения при нажатии.

Чтобы облегчить себе жизнь, я спаял все провода питания светодиодов и провода заземления светодиодов вместе и подключил его к порту VCC и GND на RPi соответственно. Я нашел расположение портов RPi онлайн. Я использовал старый контейнер из пенопласта для размещения кнопок, RPi и батареи.

Тема 1. Конструируем космические аппараты | Страна Мастеров