Презентація .Урок симуляція:"Планування бюджету на Марс"

Урок-симуляція: «Планування бюджету на Марс» Уміло поєднати математику з астрономією. Учні працюють у групах як логісти космічної місії.

Тема: Відсотки, пропорції, великі числа. Завдання: Розрахувати необхідну кількість палива, їжі та кисню для польоту, враховуючи обмежений бюджет та масу корабля.

Етап 1: Вступ та постановка завдання (10-15 хв)Мотивація: Вчитель розповідає про реальні плани освоєння Марса та виклики, які стоять перед людством (наприклад, потреба в ресурсах, транспорті, житлі). Формування команд: Учні діляться на «космічні агенції» (4-5 осіб у команді). Завдання: Кожна команда має спланувати бюджет першої пілотованої місії на Марс. Встановлюється фіксований стартовий бюджет (наприклад, $10 мільярдів) та термін місії (наприклад, 2 роки). Визначення цілей: Команди мають використати метод SMART-цілей (Specific, Measurable, Achievable, Relevant, Time-bound) для визначення пріоритетів своєї місії (наприклад, наукові дослідження, видобуток води, будівництво бази). 

Реальні плани освоєння Марса зосереджені на довгострокових цілях, які передбачають використання як роботизованих місій, так і, зрештою, пілотованих польотів для створення постійної присутності.  Плани освоєння Марса. Державні агенції: NASA планує пілотовані подорожі на Марс у 2030-х або на початку 2040-х років, щоб закласти основу для майбутньої колонізації. Європейське космічне агентство (ESA) також має плани щодо місій, припускаючи можливість колонізації вже до 2040 року. Приватні компанії: Space. X має амбітнішу мету — створити самодостатнє місто-мільйонник до 2050 року, використовуючи свій космічний корабель Starship для транспортування мільйонів тонн вантажу та людей. 

Основні виклики та потреби людства Головні виклики для створення життєздатного поселення на Марсі включають: Транспорт та логістика: Політ в один бік займає в середньому дев'ять місяців, і вікна запуску відкриваються приблизно раз на 26 місяців. Необхідно створити ефективні та надійні системи транспортування людей і вантажів. Житло та інфраструктура: Середня температура на Марсі коливається від -70 до 0 °C, а атмосфера дуже розріджена (переважно складається CO2 CO). Житла мають бути міцними, щоб захистити астронавтів від радіації, екстремальних температур та низького тиску. Розглядаються ідеї використання місцевого реголіту (ґрунту) для 3 D-друку або будівництва підземних баз для природного екранування.

Ресурси та життєзабезпечення: Критично важливим є використання місцевих ресурсів (in-situ resource utilization, ISRU). Експеримент MOXIE на ровері Perseverance вже довів можливість видобутку кисню з атмосфери Марса, що може забезпечити дихання та ракетне паливо для зворотного шляху. Також виявлено поклади води у вигляді льоду під поверхнею. Радіація: Марс не має сильного магнітного поля та щільної атмосфери, які захищають Землю від космічного та сонячного випромінювання. Це становить серйозну загрозу для здоров'я людини під час перельоту та на поверхні. Здоров'я та психологічні аспекти: Тривале перебування в умовах низької гравітації та ізоляції може призвести до втрати м'язової маси, щільності кісток, серцево-судинних проблем, а також психологічних труднощів, таких як ізоляція, нудьга та депресія. 

Ілон Маск розповів, що вартість польоту на Марс обійдеться в суму меншу ніж 500 тисяч доларів та більшу ніж 100 тисяч. Зворотний квиток буде безкоштовним. На думку засновника Space. X, ціна є достатньо низькою, щоб більшість людей із розвинених країн могли продати свій будинок на Землі та вирушити на Марс. СКІЛЬКИ КОШТУЄ ПОЛІТ ДО МАРСА? (ЗАПИТАННЯ КОМАНДАМ)

Скільки часу займе політ на Марс?(ЗАВДАННЯ КОМАНДАМ)При цьому середній час польоту на Червону планету становить у середньому 9 місяців. Але це тільки в один бік. Загалом політ туди і назад займе приблизно 21 місяць, адже доведеться чекати на Марсі 3 місяці, доки Земля і Марс опиняться в правильному розташуванні відносно один одного.

Скільки коштує полетіти в космос?Політ у космос коштує від $250 000 – $600 000 за суборбітальний політ (з невагомістю на кілька хвилин) із компаніями на кшталт Blue Origin та Virgin Galactic, і до $55 мільйонів і більше за орбітальний політ або тиждень на Міжнародній космічній станції через Axiom Space та Space. X. Варіанти та ціни: Суборбітальні польоти (хвилини невагомості): Virgin Galactic: $450,000 – $600,000 (близько 90 хвилин польоту, 4 хвилини невагомості). Blue Origin: $250,000 – $500,000 (короткий суборбітальний політ). Орбітальні польоти (дні на орбіті): Axiom Space: $55 мільйонів за тиждень на МКС (включає тренування та переліт на кораблі Space. X). Space. X: від $55 мільйонів і вище, з планами на майбутні польоти навколо Місяця вартістю сотні мільйонів. Що входить у вартість: Крім квитка, це включає кілька днів спеціальної підготовки та навчання перед польотом. На орбітальних місіях (MKS) – проживання, харчування та вся програма перебування. Різниця між польотами: Суборбітальний політ – це короткочасний підйом над лінією Кармана (межа космосу) та повернення, тоді як орбітальний політ дозволяє залишатися на орбіті Землі, як це роблять професійні астронавти. 

СКІЛЬКИ ПОТРІБНО ЇЖІ НА 2 РОКИ НА МАРСІ? -Для однієї людини на 2-річну місію на Марс (730 днів) знадобиться приблизно від 800 кг до 1300 кг їжі, залежно від її типу та способу пакування. Основні розрахунки на 1 особу (730 днів): Загальна маса: NASA оцінює добову норму харчування разом із пакуванням приблизно у 1,7–1,8 кг на день. На 2 роки це становить близько 1240–1314 кг. Чиста вага їжі (без пакування): Якщо використовувати переважно дегідратовану (сублімовану) їжу, її вага складає близько 0,8–1,2 кг на добу. Це приблизно 600–880 кг на 2 роки. Пакування: Вага пакування на 2 роки може досягати 250–300 кг, оскільки воно має бути міцним та мати високі бар'єрні властивості для тривалого зберігання. 

Особливості раціону: Сублімація: Щоб зменшити вагу, більшість продуктів будуть зневодненими. Вода для їх відновлення зазвичай видобувається через системи рециркуляції на кораблі. Склад: Раціон має містити підвищену кількість кальцію та вітаміну D для запобігання втраті щільності кісток в умовах низької гравітації. Термін придатності: Їжа повинна зберігати поживну цінність і смакові якості протягом мінімум 3–5 років. Для групи з 6 астронавтів на 2 роки загальна маса запасів їжі складе приблизно 7,5–8 тонн. ЯКА І СКІЛЬКИ ПОТРІБНО ЇЖІ?

. Міжпланетний транспорт (Земля — Марс)Основним гравцем у цій сфері є компанія Space. X зі своєю системою Starship. Запуск у 2026 році: Space. X планує відправити перші 5 безпілотних кораблів Starship на Марс наприкінці 2026 року, коли відкриється наступне пускове вікно (зближення планет). Вантажність: Кожен такий корабель здатний доставити до 150–250 тонн вантажу. Пасажири: У 2026 році на борту будуть не люди, а роботи (зокрема людиноподібні роботи Tesla Optimus), які готуватимуть інфраструктуру для майбутніх поселенців. Перші пілотовані місії очікуються не раніше 2028–2029 років. Який і скільки коштує транспорт на марс?

Поверхневий транспорт (ровери та марсоходи)На поверхні Марса вже працюють і розробляються різні види транспортних засобів: Діючі ровери (NASA): На планеті продовжують працювати марсоходи Perseverance та Curiosity. Це автономні наукові лабораторії на колесах, що збирають зразки ґрунту. Герметичні ровери (Pressurized Rovers): Для майбутніх пілотованих місій NASA та JAXA розробляють "будинки на колесах". У таких роверах астронавти зможуть перебувати без скафандрів до 28 днів, подорожуючи на великі відстані. Майбутні технології: Марсіанські потяги: Розглядається концепція магнітних роботів на рейках для перевезення важких ресурсів між базами. Всюдиходи: Для коротких поїздок використовуватимуться легкі відкриті баггі, подібні до місячних автомобілів програми "Аполлон". 

 Повітряний транспорт. Перший марсіанський гелікоптер Ingenuity вже довів можливість польотів у розрідженій атмосфері Марса. У майбутніх місіях планується використання досконаліших дрон-гелікоптерів для розвідки шляхів для роверів та доставки малих вантажів. Ключові виклики для транспорту: Паливо: Для повернення на Землю Space. X планує виробляти паливо безпосередньо на Марсі (технологія ISRU), використовуючи вуглекислий газ з атмосфери та лід із ґрунту. Енергія: Поверхневий транспорт працюватиме на сонячних батареях або ядерних джерелах енергії (РІТЕГах), щоб витримувати холодні марсіанські ночі.

Оцінка бюджету дворічної місії на Марс залежить від того, чи говоримо ми про загальну вартість проекту, яку несе космічне агентство (наприклад, NASA) або приватна компанія (Space. X), або про ціну квитка для індивідуального учасника/туриста. Загальна вартість місії (для NASA чи Space. X)Створення та реалізація пілотованої місії на Марс на 2 роки – це проект вартістю сотні мільярдів доларів . Оцінка NASA: За попередніми розрахунками експертів, загальна вартість пілотованої місії на Марс може досягати від 100 до 500 мільярдів доларів США , а можливо, і більше, враховуючи складність систем життєзабезпечення, транспорту та захисту від радіації. Оцінка роботизованих місій: Для порівняння, роботизована місія NASA Perseverance (марсохід і підтримка) коштувала 2,7 млрд доларів США. БЮДЖЕТ НА ПОЛІТ НА МАРС НА 2 РОКИ