225. Симуляція космічного поселення. Часть 1.

Урок №225. Симуляція космічного поселення. Часть 1.

---

Мета уроку:

• Сформувати в учнів розуміння умов життя в космосі.
• Розвивати вміння працювати в команді над створенням моделі космічного поселення, використовуючи знання з природничих дисциплін.
• Сприяти розвитку критичного мислення, креативності та комунікації.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

• ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
• ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку

Ключові слова: космос, небесні тіла, планета, гравітація, радіація, Сонце, система життєзабезпечення, атмосфера.

План уроку:

1. Відомі фільми та серіали про колонізацію космосу;
2. Корисна інформація про виживання у позаземних умовах;
3. Моделювання космічного поселення;
4. Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

Дружня порада вчителю

Тримайтеся, це лише на 45 хвилин! 

Очікувані результати для вчителя: 
Такі самі, як в учнів!

Тривалість: до 2 хвилин

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 5 хв.

Обговоріть з учнями, які вони знають фільми та серіали про колонізацію космосу.
Що учнів найбільше вразило в таких фільмах?
З якими проблемами стикається людство у таких фільмах? 
Знання з яких навчальних дисциплін необхідні для колонізації іншої планети?

Вже багато років людство активно працює над тим, щоб у майбутньому колонізувати інші планети та супутники. Про це знято безліч фільмів та написано багато книг. Наприклад:

“Марсіанин” – науково-фантастичний фільм, знятий Рідлі Скоттом за однойменним романом Енді Вейра. В цьому фільмі головний герой, якого вважають загиблим, намагається вижити на Марсі. У фільмі показані сцени добування води, вирощування їжі, облаштування житла.

«Інтерстеллар» – науково-фантастична драма про майбутнє людства, яке стикається з екологічною катастрофою на Землі. Головний герой разом із групою дослідників вирушає на пошуки нової планети, придатної для життя.

У фільмі “Аватар” людство висадилось на Пандору для добування цінних ресурсів. Це призвело до війни з місцевими жителями – народом На’ві.

Обговоріть усім класом, які ви знаєте фільми та серіали про колонізацію космосу?
Що Вас найбільше вразило в таких фільмах?
З якими проблемами стикається людство у цих фільмах?
Знання з яких навчальних дисциплін необхідні для колонізації іншої планети?

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 15 хв.
Продемонструйте учням презентацію, де наявні ключові ідеї колонізації інших планет.

Фільм “Марсіанин” має дуже високу наукову достовірність, і навіть NASA використовує його у своїх STEM-програмах для популяризації науки.

У фільмі головний герой:

1. Вирощував картоплю у марсіанському ґрунті. Для цього він:

• Змішав ґрунт із людськими відходами, щоб забезпечити його поживними речовинами;
• Контролював вологість і температуру в герметичному середовищі (в житловому модулі).

2. Добув воду хімічним способом:

• Спочатку каталітичним розкладом гідразину (N₂H₄) отримав водень (такий метод реально існує). Рівняння реакції: N₂H₄ →  N₂ + 2H₂
• Потім водень прореагував із киснем, утворилася вода: O₂ + 2H₂ → 2H₂O

3. Він герметизував пошкоджені конструкції за допомогою підручних матеріалів, у тому числі скотчу.
4. Контролював умови середовища, в якому він жив: рівень кисню та вуглекислого газу, температуру та тиск у герметичних модулях.
   

Необхідні для виживання людини речі зазвичай називають системою життєзабезпечення (LSS). Вимоги до життєзабезпечення під час пілотованих космічних місій включають ті засоби та умови, які необхідні для підтримки життєдіяльності людей, що перебувають у транспортному засобі або на космічній станції. Загалом необхідні запаси та умови проживання складаються з основного набору (достатня кількість їжі, питної води, повітря для дихання та безпека від ідентифікованих небезпек) та додаткового набору (утилізація відходів, особиста гігієна, медична допомога та розумний комфорт). Визнано, що ці фактори впливають на психологічне, а також фізіологічне благополуччя.

Модель космічного поселення на Марсі.
1–резервуари з водою, піском, крейдою (очищення води);
2–житлові приміщення; 3–лазарет; 4–лабораторія;
5–теплиці; 6–транспортний вузол;
7–сонячні батареї; 8–ядерна підстанція;
9–обслуговування транспорту;
10–виробничий цех (переробка ресурсів);
11–космопорт; 12–шахта, де видобувають корисні ресурси.

У таблиці наведено щоденні потреби людини (їжа, вода, кисень) для середньостатистичного чоловіка. Жінки потребують менше, а діти ще менше, але вони ростуть, тому постійно виводять поживні речовини з організму. Для простоти в наступному аналізі використовуються дані для одного чоловіка. Значення базуються на середній швидкості метаболізму 136,7 Вт/особа/день та коефіцієнті дихання 0,87 (молярне співвідношення CO2, що утворюється, до O2, що споживається).

Більше корисних ресурсів можна знайти нижче 👇

Сайт “Nasa”: https://www.nasa.gov/

Характеристики планет Сонячної системи:

• “Gravity on 8 Planets Comparison (3D Animation)”

• “JUMP on other PLANETS 🡆 3D Comparison”

• “Solar System 101 | National Geographic”

• “The Planets in order from the sun- Plus interesting Planet facts”

• “The Planets In Our Solar System”

Вода та їжа у космосі:

• “Creating water on Mars – The Martian”

• “Surprisingly STEM: Microgravity Plant Scientist”

• “How do you grow plants in space? | BBC News”

• “The Real Problem with Growing Plants in Lunar and Martian Soil”

Колонізація планет:

• “O’Neill Colonies – An Animated Tour”

• “How to Build a Space Colony Living In Space”

• “Colonizing Mars”

• “Mars First vs Moon First”

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 20 хв.
Поділіть учнів на групи (4-5 учнів). 
Поясніть завдання: “Створіть мініпроєкт — модель поселення на іншій планеті або супутнику, яке могло б забезпечити довготривале виживання людства.
Формат: презентація, плакат-схема або модель з пластиліну”.
Консультуйте учнів, допомагайте їм!

Модель космічного поселення

Поділіться на групи (4-5 учнів).
Створіть мініпроєкт — модель поселення на іншій планеті або супутнику, яке могло б забезпечити довготривале виживання людства.
Формат: презентація, плакат-схема або модель з пластиліну.

Етап 1. Вибір об’єкта

Оберіть одну з планет або супутників:
Марс, Місяць, Європа (супутник Юпітера), Титан (супутник Сатурна), Венера (в атмосфері).
Або запропонуйте свій варіант, обговоріть його з учителем.

Етап 2. Дослідження середовища

Зберіть інформацію про обрану планету або супутник:

• Температура, атмосфера, гравітація;
• Радіація, наявність води/льоду;
• День/ніч, погодні умови;
• Поверхня та рельєф;
• Відстань до Землі;
• Які ресурси можна добувати.

Етап 3. Оформлення презентації

Розробіть модель поселення, вказавши:

1. Житлові модулі – захист від радіації/холоду/тиску;
2. Енергопостачання;
3. Вирощування їжі;
4. Водопостачання;
5. Зв’язок із Землею;
6. Транспорт всередині колонії;
7. Утилізація або переробка відходів;
8. Захист здоров’я та дозвілля колоністів;

На другому уроці:

• Представте свою модель (до 5 хвилин на команду);
• Поясніть, чому саме ця планета, як ви врахували її особливості;
• Продемонструйте інноваційні рішення;
• Відповідайте на запитання інших груп.

---

Дружня порада вчителю

Тривалість: до 3 хв.
Похваліть учнів за виконану роботу, дайте кілька порад на майбутнє.

Обговоріть між собою:

• Що ви встигли зробити за цей урок?
• Що залишилось дослідити/зробити?
• З якими проблемами ви зіткнулись в ході групової роботи?
• Як ви плануєте ці проблеми подолати?

---

• “SPACE RESOURCES and SPACE SETTLEMENTS” 

• “Electrical Requirements for a Spectrum of Multi-Stage Space Farms”

Урок №225. Симуляція космічного поселення. Часть 1.

---

Мета уроку:

• Сформувати в учнів розуміння умов життя в космосі.
• Розвивати вміння працювати в команді над створенням моделі космічного поселення, використовуючи знання з природничих дисциплін.
• Сприяти розвитку критичного мислення, креативності та комунікації.

Цілі сталого розвитку: 

Які цілі сталого розвитку опрацьовуємо на уроці:

• ЦСР 9: Промисловість, інновації та інфраструктура
• ЦСР 17: Партнерство заради сталого розвитку

Ключові слова: космос, небесні тіла, планета, гравітація, радіація, Сонце, система життєзабезпечення, атмосфера.

План уроку:

1. Відомі фільми та серіали про колонізацію космосу;
2. Корисна інформація про виживання у позаземних умовах;
3. Моделювання космічного поселення;
4. Рефлексія.

Очікувані результати для учнівства:

---

Вже багато років людство активно працює над тим, щоб у майбутньому колонізувати інші планети та супутники. Про це знято безліч фільмів та написано багато книг. Наприклад:

“Марсіанин” – науково-фантастичний фільм, знятий Рідлі Скоттом за однойменним романом Енді Вейра. В цьому фільмі головний герой, якого вважають загиблим, намагається вижити на Марсі. У фільмі показані сцени добування води, вирощування їжі, облаштування житла.

«Інтерстеллар» – науково-фантастична драма про майбутнє людства, яке стикається з екологічною катастрофою на Землі. Головний герой разом із групою дослідників вирушає на пошуки нової планети, придатної для життя.

У фільмі “Аватар” людство висадилось на Пандору для добування цінних ресурсів. Це призвело до війни з місцевими жителями – народом На’ві.

Обговоріть усім класом, які ви знаєте фільми та серіали про колонізацію космосу?
Що Вас найбільше вразило в таких фільмах?
З якими проблемами стикається людство у цих фільмах?
Знання з яких навчальних дисциплін необхідні для колонізації іншої планети?

---

Фільм “Марсіанин” має дуже високу наукову достовірність, і навіть NASA використовує його у своїх STEM-програмах для популяризації науки.

У фільмі головний герой:

1. Вирощував картоплю у марсіанському ґрунті. Для цього він:

• Змішав ґрунт із людськими відходами, щоб забезпечити його поживними речовинами;
• Контролював вологість і температуру в герметичному середовищі (в житловому модулі).

2. Добув воду хімічним способом:

• Спочатку каталітичним розкладом гідразину (N₂H₄) отримав водень (такий метод реально існує). Рівняння реакції: N₂H₄ →  N₂ + 2H₂
• Потім водень прореагував із киснем, утворилася вода: O₂ + 2H₂ → 2H₂O

3. Він герметизував пошкоджені конструкції за допомогою підручних матеріалів, у тому числі скотчу.
4. Контролював умови середовища, в якому він жив: рівень кисню та вуглекислого газу, температуру та тиск у герметичних модулях.
   

Необхідні для виживання людини речі зазвичай називають системою життєзабезпечення (LSS). Вимоги до життєзабезпечення під час пілотованих космічних місій включають ті засоби та умови, які необхідні для підтримки життєдіяльності людей, що перебувають у транспортному засобі або на космічній станції. Загалом необхідні запаси та умови проживання складаються з основного набору (достатня кількість їжі, питної води, повітря для дихання та безпека від ідентифікованих небезпек) та додаткового набору (утилізація відходів, особиста гігієна, медична допомога та розумний комфорт). Визнано, що ці фактори впливають на психологічне, а також фізіологічне благополуччя.

Модель космічного поселення на Марсі.
1–резервуари з водою, піском, крейдою (очищення води);
2–житлові приміщення; 3–лазарет; 4–лабораторія;
5–теплиці; 6–транспортний вузол;
7–сонячні батареї; 8–ядерна підстанція;
9–обслуговування транспорту;
10–виробничий цех (переробка ресурсів);
11–космопорт; 12–шахта, де видобувають корисні ресурси.

У таблиці наведено щоденні потреби людини (їжа, вода, кисень) для середньостатистичного чоловіка. Жінки потребують менше, а діти ще менше, але вони ростуть, тому постійно виводять поживні речовини з організму. Для простоти в наступному аналізі використовуються дані для одного чоловіка. Значення базуються на середній швидкості метаболізму 136,7 Вт/особа/день та коефіцієнті дихання 0,87 (молярне співвідношення CO2, що утворюється, до O2, що споживається).

Більше корисних ресурсів можна знайти нижче 👇

Сайт “Nasa”: https://www.nasa.gov/

Характеристики планет Сонячної системи:

• “Gravity on 8 Planets Comparison (3D Animation)”

• “JUMP on other PLANETS 🡆 3D Comparison”

• “Solar System 101 | National Geographic”

• “The Planets in order from the sun- Plus interesting Planet facts”

• “The Planets In Our Solar System”

Вода та їжа у космосі:

• “Creating water on Mars – The Martian”

• “Surprisingly STEM: Microgravity Plant Scientist”

• “How do you grow plants in space? | BBC News”

• “The Real Problem with Growing Plants in Lunar and Martian Soil”

Колонізація планет:

• “O’Neill Colonies – An Animated Tour”

• “How to Build a Space Colony Living In Space”

• “Colonizing Mars”

• “Mars First vs Moon First”

---

Модель космічного поселення

Поділіться на групи (4-5 учнів).
Створіть мініпроєкт — модель поселення на іншій планеті або супутнику, яке могло б забезпечити довготривале виживання людства.
Формат: презентація, плакат-схема або модель з пластиліну.

Етап 1. Вибір об’єкта

Оберіть одну з планет або супутників:
Марс, Місяць, Європа (супутник Юпітера), Титан (супутник Сатурна), Венера (в атмосфері).
Або запропонуйте свій варіант, обговоріть його з учителем.

Етап 2. Дослідження середовища

Зберіть інформацію про обрану планету або супутник:

• Температура, атмосфера, гравітація;
• Радіація, наявність води/льоду;
• День/ніч, погодні умови;
• Поверхня та рельєф;
• Відстань до Землі;
• Які ресурси можна добувати.

Етап 3. Оформлення презентації

Розробіть модель поселення, вказавши:

1. Житлові модулі – захист від радіації/холоду/тиску;
2. Енергопостачання;
3. Вирощування їжі;
4. Водопостачання;
5. Зв’язок із Землею;
6. Транспорт всередині колонії;
7. Утилізація або переробка відходів;
8. Захист здоров’я та дозвілля колоністів;

На другому уроці:

• Представте свою модель (до 5 хвилин на команду);
• Поясніть, чому саме ця планета, як ви врахували її особливості;
• Продемонструйте інноваційні рішення;
• Відповідайте на запитання інших груп.

---

Обговоріть між собою:

• Що ви встигли зробити за цей урок?
• Що залишилось дослідити/зробити?
• З якими проблемами ви зіткнулись в ході групової роботи?
• Як ви плануєте ці проблеми подолати?

---

• “SPACE RESOURCES and SPACE SETTLEMENTS” 

• “Electrical Requirements for a Spectrum of Multi-Stage Space Farms”