Аукціон ідей

  • thumb_41780tjhaf9.jpg

    Станція для забезпечення енергією дослідників Місяця

    Рік: 2010
    Наукове відділення: Технічна творчість та винахідництво

    Павленко Олександр Сергійович,
    учень 8-М класу Полтавської гімназії № 6, вихованець наукового астрономо-космічного товариства «Персей» Полтавського центру науково-технічної творчості учнівської молоді

    Науковий керівник: Анатолій Гаврилович Драчинський, керівник наукового астрономо-космічного товариства «Персей»Полтавського центру науково-технічної творчості учнівської молоді.

    Місяць завжди був і залишається дуже привабливим об’єктом для наукових досліджень. Його вивчення за допомогою космічних апаратів розпочалися у 1959 р. з першого обльоту радянською автоматичною станцією «Луна-3» природного супутника Землі і фотографування його зворотного боку. До того часу за Місяцем, як і за рештою космічних об’єктів, земляни спостерігали тільки в телескоп, винайдений Галілео Галілеєм у 1609 р. Сам великий італієць використав власний винахід для спостережень гір і кратерів місячної поверхні.

    У липні 1969 року на Місяць ступила перша людина. Чим більше жителі Землі дізнавалися про супутник, тим більше він цікавив їх. Нині Місяць становить інтерес для людства насамперед як джерело цінних порід і мінералів. Також ідеться про величезний простір, який може бути пристосований до поселень землян, а також про можливість поширення цивілізації за межами Землі та про шанс на створення такого її різновиду, який буде менш уразливим перед природними або соціальними катастрофами. Запасне середовище необхідне людям для того, щоб застрахувати землян від можливих наслідків космічних катаклізмів.

    Найближчим часом NASA планує заснувати на супутнику космічну базу, тому енергозабезпечення такої автономної станції є першочерговим завданням. Тож учень полтавського товариства «Персей» зробив спробу показати в дії космічний апарат для дослідження Місяця, який здатен забезпечити себе енергією.

    Складністю проектування космічної електроустановки, на думку юного конструктора, є необхідність періодично забезпечувати потужність, значно більшу, ніж звичайні середні споживчі навантаження – так звані пікові навантаження, які можуть перевищувати номінальні у два-три рази. Якщо на борту космічної станції (КС) мати установку з постійним використанням електроенергії, яка забезпечуватиме пікове навантаження, то більшу частину часу вона працюватиме із суттєвим навантаженням. Це, відповідно, істотно збільшить її вагу, оскільки цей показник завжди пропорційний потужності енергетичної установки.

    Ще одна складність – для такого польоту необхідно створити систему життєзабезпечення замкнутого циклу. І якщо зараз на орбіту за допомогою вантажних кораблів доправляють необхідний запас води і продуктів харчування, то у тривалому польоті кораблю, що вийшов за межі земної орбіти, доведеться розраховувати тільки на власні ресурси.

    Забезпечення діяльності космічних станцій на Місяці потребує підвищених витрат енергії. На Місяці найефективніше використовувати сонячну енергію. На поверхню площею 1 м2 перпендикулярно сонячним променям щосекунди надходить сонячна енергія у 1400 Дж.

    Основною формою використання сонячної енергії на Місяці буде, як вважає школяр, її перетворення на електричну. Сучасні кремнієві фотоелементи, які застосовуються у сонячних батареях на космічних літальних апаратах, мають ККД у межах 10–13%. Фізики сподіваються, що найближчим часом ККД сонячних батарей можна буде довести до 30%.

    Електростанція КС має бути повністю автоматизованою і надзвичайно надійною при довготривалій безперервній експлуатації. Також необхідно, щоб джерело енергії не реагувало на специфічні фактори космічного польоту (радіація, невагомість, метеорна небезпека).

    Основні споживачі струму – це науково-дослідницьке і спеціальне технічне устаткування, система забезпечення життєдіяльності екіпажу, радіоапаратура зв’язку із Землею чи будь-якими космічними об’єктами, а також різноманітні допоміжні установки, наприклад, для визначення орієнтації станції, корекції та зміни її орбіти.

    Найбільш продуктивним варіантом енергозабезпечення місячної бази є ядерний реактор чи радіоізотопний генератор із тепловим перетворювачем отриманої енергії на електричну. А тому типи космічних електростанцій, які використовують для КС, можуть мати різні потужності та ресурси.

    Розроблена Олександром станція призначена для роботи на Місяці. Вона виготовлена у вигляді планетоходу (місяцеходу) і має таку форму для того, щоб можна було рухатися поверхнею супутника.

    Її енергозабезпечення відбувається за рахунок сонячних батарей, за допомогою яких енергія накопичується у спеціальному відділенні з акумуляторами. Світлові табло демонструють, що заряд діє, крім того, на станції встановлені передавальні прилади лазерів – їхні промені обстежують космічний простір і планети, якими мандрує апарат. Така станція має стати найпродуктивнішим варіантом енергозабезпечення космічного апарата для дослідження Місяця.

    Діюча модель космічної станції може бути використана у навчальному процесі у школах та інших освітніх закладах. 

Адреси розташування веб-сайтів:

Волинське територіальне відділення МАН

Рівненське територіальне відділення МАН

Житомирське територіальне відділення МАН

Київське обласне територіальне відділення МАН

Київське територіальне відділення МАН

Чернігівське територіальне відділення МАН

Сумське територіальне відділення МАН

Львівське територіальне відділення МАН

Тернопільске територіальне відділення МАН

Хмельницьке територіальне відділення МАН

Вінницьке територіальне відділення МАН

Черкаське територіальне відділення МАН

Полтавське територіальне відділення МАН

Харківське територіальне відділення МАН

Луганське територіальне відділення МАН

Закарпатське територіальне відділення МАН

Івано-Франківське територіальне відділення МАН

Чернівецьке територіальне відділення МАН

Кіровоградське територіальне відділення МАН

Дніпропетровське територіальне відділення МАН

Донецьке територіальне відділення МАН

Одеське територіальне відділення МАН

Миколаївське територіальне відділення МАН

Херсонське територіальне відділення МАН

Запорізьке територіальне відділення МАН

Кримське територіальне відділення МАН

Севастопольське територіальне відділення МАН

Севастопольське територіальне відділення МАН Київське територіальне відділення МАН Івано-Франківське територіальне відділення МАН