Проекты

Космическая станция

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Идея» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Моделирование, Инженерия, Автоматика
Авторы работы: ГБПОУ ОК «Юго-Запад»
Предметы: Информатика
Классы: 2 курс СПО
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

Актуальность

Авторы видят огромные перспективы в освоении как ближайшего космоса, так и колонизации планет человеком. Именно это направление наиболее перспективно. И чтобы внести вклад в развитие этого направления, в рамках кружка авторами был создан макет космической станции, способной выращивать растения абсолютно автономно с использованием удаленного управления.

Цель

Создание действующего макета Космической станции с системой жизнеобеспечения, контроля и регулирования основных параметров.

Задачи

  1. Смоделировать аквапонную систему в условиях замкнутого пространства космической станции; провести эксперименты по выращиванию зелени в симбиозе с улитками; разработать рекомендации по применению аквапоники в условиях невесомости; создать систему фильтрации и аэрации воды в аквариуме, которая способна функционировать в условиях высокого атмосферного давления.
  2. Сделать систему поддержания оптимальной температуры внутри станции для создания условий, необходимых для функционирования аквапонной системы.
  3. Создать систему электропривода для воздействия на клапаны пневмобаллона, которая способна функционировать в условиях высокого давления.
  4. Создать автономную систему электропитания.
  5. Создать систему освещения для обеспечения процессов фотосинтеза.
  6. Создать систему пневмопривода для воздействия на клапан баллона с газом.
  7. Создать систему регулирования состава атмосферы и подачи пропана.
  8. Создать систему гидропривода.

Описание работы

Первым этапом создания макета космической станции было изготовление корпуса. Для этого было использовано оборудование ЦМИТ «Территория творчества». Предварительно разработав детали с помощью ПО «Blynk», были изготовлены детали корпуса на лазерном станке MSL-1290, в качестве материала использовано оргстекло 10 мм.

Далее были изготовлен аквариум для аквапонной системы, установлены баллон для сжатого воздуха, система контроля и управления на основе Arduino, система электропривода для воздействия на клапаны пневмобаллона и ёмкости с пропаном, датчики температуры, влажности и атмосферного давления.

На следующем этапе были проложены коммуникации, включающие кабели электропроводки и трубки системы аквапоники, установлены аккумуляторы, подключённые к системе.

Особенностью конструкции корпуса является купольная компоновка. Такая компоновка обеспечивает максимально удобный доступ ко всем системам, что упрощает их обслуживание, при этом обеспечивается достаточная герметичность, необходимая для функционирования систем станции. В процессе изготовления изучались основы электротехники, пневматики и гидравлики, программирования на языке С++.

Результаты

В ходе создания макета космической станции и установки систем жизнеобеспечения были получены следующие результаты: семена травы, посаженные в специальный отсек, проросли на 10 см при атмосферном давлении внутри станции, превышающем атмосферное давление на 10 %. В ходе обсуждения авторы сочли результаты удовлетворительными и свидетельствующими о правильной работе всех систем космической станции, необходимых для выращивания растений.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • Компьютер
  • Лазерный станок MSL-1290
  • D-сканер NextEngine 3D Scanner HD
  • принтер PICASO 3D Designer
  • принтер FORMLABS FORM 2

Награды/достижения

Международный конкурс детских инженерных команд в Санкт-Петербурге – победитель.

Сотрудничество с вузом при создании работы

ГБНОУ «Академия цифровых технологий».

Перспективы развития результатов работы

Создание учебного конструктора для дальнейшего использования в обучении школьников основам электроники, пневматики, гидравлики, программирования.

Особое мнение

«Участие в конференции позволило нам получить высокую оценку экспертов за наш проект и принять решение о развитии данного направления»