ИТОГИ КОНКУРСА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ПРОЕКТНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ «ЮНОСТЬ – КОСМОСУ»

АНАЛИТИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Конкурс «Юность – Космосу» проведён Общероссийской Малой академией наук «Интеллект будущего» в рамках проекта «КОСМИЧЕСКАЯ ЛИГА: стартовая площадка для юных исследователей» при поддержке Фонда Президентских грантов.

Участники конкурса: школьники 5–11 классов.

Конкурс проводился с 15 февраля по 28 мая 2024 г.

Всего на конкурс было представлено 214 работ, в том числе 122 работы за счёт средств гранта, 92 работы – за счёт софинансирования.
За счёт средств гранта на конкурс было прислано 122 работы школьников из 26 населенных пунктов 19-ти субъектов Российской Федерации:

- Белгородская обл.
- Волгоградская обл.
- Воронежская обл.
- Калужская обл.
- Липецкая обл.
- Новосибирская обл.
- Оренбургская обл.
- Пензенская обл.
- Респ. Башкортостан
- Респ. Донецкая Народная Республика
- Респ. Луганская Народная Республика
- Ростовская обл.
- Тамбовская обл.
- Томская обл.
- Тульская обл.
- Тюменская обл.
- Ханты-Мансийский Автономный округ - Югра АО
- Чувашская Республика
- Ямало-Ненецкий АО

Экспертизу работ провели эксперты – учёные, преподаватели ВУЗов, опытные педагоги-наставники.

Поскольку участие в конкурсе не предполагало обязательного участия в городском или районном конкурсе и ребята сразу прислали свои работы непосредственно на российский конкурс, это позволило реализовать прямое действие социального лифта для школьников из разных регионов России. Многие педагоги-наставники учли рекомендации организаторов конкурса и прошли обучение на специальных вебинарах, которые подготовлены Малой академией наук «Интеллект будущего». Это способствовало тому, что качество работ, представленных на конкурс, было высоко оценено экспертным советом.

На основании анализа конкурсных материалов экспертами были выделены общие положительные моменты работ.

Достоинства работ

- Многие работы имеют социальную направленность, т.е. ребята стремятся сделать их с пользой для общества, стараясь применить последние научные достижения.
- Отрадно, что есть работы, которые стремятся помочь детям с ОВЗ. Например: «Дотронься до Космоса. Парк занимательной науки для детей с ОВЗ».
- В ходе создания работы конкурсанты стремятся к прогнозам, т.е. думают не только о сегодняшнем дне, но и о том, что нас ждёт в будущем.

Общие тенденции

- Большинство работ соответствуют современным тенденциям: проектные работы ребята стремятся сделать с использованием компьютерного моделирования и с использованием 3D принтеров.
- Ребята всё чаще опираются на междисциплинарные достижения различных наук, а также сами интегрируют такие предметы как физика, математика, астрономия, география и т.д.
- Участники уделяют серьёзное внимание экологическим проблемам: мусор в Космосе, падение использованных частей космических объектов, возможное загрязнение, возможное военное применение космических аппаратов, изменение климата на планете и т.д.
- Многие работы посвящены созданию имитационных моделей полёта на различные планеты Солнечной системы, где авторы конструируют различные возможные критические ситуации и пути выхода из них.
- В целом определены предпочтения при написании работ: ребята стараются сделать свои исследования и проекты (макеты, модели, конструкции и т.д.) зрелищными, динамичными, убедительными, эргономичными, эстетически привлекательными. Всё чаще ребята делают командные многоотраслевые проекты, где каждый отвечает за свой сектор решения проблемы.

На конкурс были представлены исследовательские и проектные работы учащихся по разным направлениям. Приводим примеры лучших и некоторых работ, в которых участники проявили себя как высоко мотивированные исследователи или проектанты.

• НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ В ОБЛАСТИ АСТРОНОМИИ И КОСМОНАВТИКИ:

Ракетно-космическая техника; Действующие модели и макеты РКТ, технология моделирования; Электроника, автоматика и телеметрия; Космические технологии (энергетика, дистанционное зондирование земли); Программные разработки; программные продукты; интернет-сайты; Разработки в области технического творчества, изобретательства.
На эту номинацию было прислано 22 работы. Большинство из работ имеют практическую направленность. Юные авторы продемонстрировали интерес к космическим наукам в среде школьников, к исследованию космоса, к конструированию ракетно-космической техники, действующих моделей и макетов РКТ, к технологиям моделирования.
Представляем примеры и значимость работ по некоторым номинациям данного направления, выполненных школьниками разного возраста.

Ракетно-космическая техника

Например, орбитальный комплекс «Буран» стал основой проектной работы 3-классника Григоренко Сергея из Батайска, МБУ ДО ЦД(Ю)ТТ. Автор выполнил модель космического корабля «Буран» под руководством Куделина А.В., пдо МБУДО ЦДТТ. Модель представляет собой уменьшенную копию корабля многоразового использования «Буран» с ракетоносителем «Энергия». Модель корабля установлена на земном шаре, как будто происходит старт. Можно продемонстрировать, как происходит работа двигателей. Габариты модели: 0,3х0,3 х0,5м. Вес составляет 1 кг.

Теоретическая и практическая значимость данной работы: материалы и обобщения, содержащиеся в проектной работе, могут быть полезны для учеников младших классов, интересующихся историей космических программ, а также послужить основной для подготовки аналитических сообщений по результатам. Изготовленную модель космической системы «Энергия-Буран» можно использовать на уроках физики и астрономии, а также при подготовке сообщений о достижениях в исследованиях космоса.

В работе «Технология изготовления модели-копии малой метеорологической ракеты ММР 06М» 5-классника Тоневицкого Артема (научный руководитель: Репин С.Н., педагог д/о МБОУДО ДЮЦКО «Галактика» г. Калуги НСП «Дом детского творчества») представлен пошаговый алгоритм изготовления модели, поэтому данная работа может быть использована как методический материал в предметах по изучению истории ракетно-космической техники, а также в кружках ракетно-модельного спорта и космического моделирования.

Глебов Егор, 8-классник из Новомосковска, МБУ ДО "ДДЮТ" выполнил достаточно серьезное исследование «Сравнительный анализ технических характеристик космических челноков Буран и Space Shuttle» (научный руководитель: Николаева Н.В.). Егор сделал анализ технических параметров космических кораблей «Space Shuttle» и «Буран» с целью создания оптимального многоразового космического челнока. На основе этого анализа выявлены и предложены оптимальные характеристики нового корабля: приоритет высокой грузоподъемности для удовлетворения разнообразных требований миссий; модульная конструкция для адаптации, модернизации и модификации к потребностям миссий; широкий диапазон орбитальных высот; многоразовость расходных компонентов для экономичности и повышения производительности; интегрирование передовых систем автоматизации и безопасности. Эксперты считают, что автор в этой работе проявил свою ориентацию на космические профессии.

Ромащенко Евгений, 10-классник из Алчевска, ГОУ ЛНР "Алчевская гимназия им. П.Н. Липовенко" представил проект «Модель марсоход «Кьюриосити» на 3D-принтере». Руководитель проекта: Гороховацкий В.Н. Практическая значимость – в возможности использования на уроках технологии, физики, астрономии, при массовом производстве, к тому же, это замечательная сувенирная продукция для популяризации темы космоса. С помощью программы Kissslicer создана цифровая модель деталей, и на 3D принтере распечатаны детали модели. Решена и проблема – как заставить модель двигаться. Для этого автор использовал электромотор с редуктором и осью, который снял со старой игрушки. Эксперты отметили техническую смекалку и высокую мотивацию Евгения к новым технологиям.

Космические технологии (энергетика, дистанционное зондирование земли)

Актуальная, глубокая, тщательно продуманная научно-исследовательская работа на тему «Изучение причин возникновения и развития стихийных природных и техногенных явлений на территории Ростовской области», авторы - ученики 10 класса МБОУ СОШ №4 г. Донецка Ростовской обл. Гузь Артём, Украинец Анатолий. Научные руководители: Т.М. Бауэр, Н.Н. Слюсарева. В исследовании не только изучены современные космические средства мониторинга, но и проведён анализ современного зондирования в сотрудничестве с космонавтами Ю.В. Усачевым, Ю.И. Онуфриенко, изучен график колебаний уровня воды на участке реки Северский Донец от устья р. Б. Каменка до хутора Красный, исследован профиль реки Северский Донец в районе хутора Красный. В результате анализа полученной информации определены для Ростовской области наиболее опасные ситуации, доказано, что космический мониторинг земной поверхности представляет очень ценную и достоверную информацию, необходимую для предотвращения экологических катастроф.

В работе Жоглова Александр из Урюпинска Волгоградской области, МАОУ «Гимназия» «Космический лифт – один из безопасных способов космического туризма» (научный руководитель – Думанова Н.Б.) рассмотрены возможности создания «космического лифта» и проблемы, связанные с осуществлением данного проекта. автор проанализировал различные устройства космического лифта в инерциальных и неинерциальных системах отсчёта, провел анкетирование на предмет знания о космическом лифте. Данная работа имеет хорошие просветительские перспективы.

Программные разработки

Лучшей работой в этой номинации признан проект Козырева Павла, 6-классника из Калуги, МБОУДО ДЮЦКО "Галактика", НСП "Дом детского творчества" – «Разработка в и апробация обучающей компьютерной игры «Космоквиз» (научный руководитель: А.Б. Купцов). Данная игра, созданная с использованием языка программирования Scratch позволяет актуализировать или расширить знания детей о космосе. После апробации игры автор доказал, что участие в компьютерной игре «Космоквиз» действительно формирует у учащихся интереса к изучению космоса и истории космических путешествий.

Представление результатов реализации проекта Козырева Павла на выставке творческих работ и проектов «От моделей ученических, до кораблей космических», приуроченной к празднованию Дня космонавтики.

Интернет-сайты

Файнер Вадим, 6-классник из Донецка, МБОУ «Специализированная школа № 35 г. Донецка» представил проект «Анализ пригодности для жизни планет на сайте «TERRA&FORMA» (Научный руководитель – И.В. Кузнецова). На страницах сайта приведён анализ пригодности планет к терраформированию, исходя из критериев пригодности планет. Планеты, потенциально пригодные к немедленному заселению, можно разделить на три основные категории: населенная планета (типа Земли), наиболее подходящая для заселения; биологически сравнимая планета, то есть планета в состоянии, подобном земному, миллиарды лет назад; легкотерроформируемая планета, терраформирование которой можно провести с минимальными затратами.

Логическая структура сайта

Разработки в области технического творчества, изобретательства, нанотехнологий, робототехники

Проект «Космополоз». Авторы - Егорова Дарья, Воронин Александр. 6 кл., МБОУ СОШ №18 г. Пензы, Пензенской обл. (наставник: Н.В. Воронина). Значительная часть работы на космической станции требует выполнения работ за её пределами. Как следствие, возникает необходимость в разработке робототехнических комплексов, позволяющих выполнять такую работу дистанционно. Важным требованием к подобным робототехническим комплексам является возможность доступа к максимальной площади поверхности станции. В идеале, робот должен иметь возможность выполнять работы в любой точке поверхности станции. Ребятами разработаны макеты монорельса и платформы в составе модели, проведено техническое моделирование работоспособности платформы.

Макет платформы с боковой стороны и с верхней стороны монорельса

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ РАБОТЫ В ОБЛАСТИ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

Данное направление оказалось наиболее востребованным среди участников. На конкурс было прислано 100 работ. Поскольку отдельно тема космоса не изучается на специальных предметах, ребята постарались выполнить исследования и проекты, связав интересующие их вопросы с одним из школьных предметов. Представляем характеристики наиболее интересных работ, отмеченных экспертным советом.

Астрономия. Космонавтика

«Использование воздушных шаров для сбора космического мусора». Автор – Коротеев Андрей, МАОУ «Гимназия», Урюпинск Волгоградской области. Цель работы: доказать преимущество использования воздушных шаров для сбора космического мусора над другими мерами обеспечения безопасности космических полётов в условиях техногенного загрязнения околоземного пространства. Андрей считает, что оптимальным решением может стать крупный воздушный шар, закреплённый в сложенном состоянии на борту спутника. Когда последний исчерпает свои возможности, шар должен наполниться гелием. Большая оболочка создаст измеримое аэродинамическое сопротивление даже в разреженных остатках атмосферы. Воздушный шар уводит спутник с начальной орбиты и заставляет сгореть в атмосфере.

Просветительский проект «Покорение Марса: история и перспективы освоения», Темлякова Ксения, ученица 8 класса ГУ ЛНР «ИНТЕЛЛЕКТ» (Научный руководитель: А.В. Чаленко к.т.н., доцент кафедры физики ФГБОУ ВО «Луганский государственный университет имени Владимира Даля»). Цель данной работы – систематизация и анализ истории исследования Марса с использованием космических аппаратов, а также изучение актуальных проблем и перспектив для дальнейших исследований планеты.

Проект «Лунная программа с космическим лифтом». Автор – Аксенов Вадим, Уфа, МБОУ ДО "ЦДТ "Парус" (Научный руководитель – Конюхов И.Н.). В работе изучена возможность строительства многофункциональной базы на Луне, рассмотрены различные стороны такого проекта, а также предложен свой вариант организации такого строительства и отдельных его составляющих. Чтобы уйти от решения множества вопросов, связанных с запуском ракет с поверхности Земли, автор предлагает строительство космического лифта до стратосферы, куда вынесен космодром, откуда уже с помощью космических челноков типа «Буран» можно налаживать грузовые рейсы для строительства базы на Луне. Представляется, что его основание может быть похоже на Эйфелеву башню в Париже. Свой вариант такого лифта автор представил в виде макета.

Макет космического лифта

«Оценка масштаба катастрофы, вызванной возможными столкновениями наиболее крупных астероидов, вероятность сближения которых с Землей в 21 веке ненулевая. Авторы - Чумакова Анастасия, Лапшина Виктория, 11 класс, учащиеся МБУ ДО ДТДМ, Ростов-на-Дону. Руководитель: О.В. Котова, пдо ДТДМ (Научный консультант: Корчагин Владимир Иванович, главный научный сотрудник НИИ физики ЮФУ). Целью работы было оценить кинетическую энергию удара астероида, необходимую для катастроф локального, регионального и мирового масштабов. С помощью данных из открытого каталога ESA было проведено исследование, в рамках которого были получены значения кинетических энергий ударов десяти самых крупных астероидов, вероятность столкновения которых с Землёй в 21 веке ненулевая. Проведена оценка значений кинетических энергий ударов, необходимых для наступления катастроф локального, регионального и мирового масштабов.

Дьяконов Александр, Донецк, МБОУ СОШ №4. «Изучение лунной поверхности и расчёт размеров кратеров при помощи фото-и видеосъёмки через телескоп Сelestron NexStar 130 SLT». Работа имеет практическую направленность: через самостоятельные наблюдения при помощи телескопа Сelestron NexStar 130 SLT изучить расположение кратеров, вулканов и морей на Луне и получить их фотоснимки для дальнейшего их использования, сделать расчет диаметра кратера Луны Стевин.

Анпилогова Диана, Ростов-на-Дону, МБУ ДО ДТДМ. Тема: «Комета C/2021 A1 (Leonard) Леонарда и эволюцию её хвоста по снимкам любителей астрономии». В работе анализируется движение кометы Леонарда и эволюцию её хвоста. Комета C/2021 A1 (Leonard) относится к долгопериодическим кометам. Это первая комета, открытая в 2021 году. Свой афелий она прошла примерно 35 000 лет назад и прилетела из областей Солнечной системы, расположенных за поясом Койпера, что делает её интересным и уникальным объектом для изучения. Для анализа изменений, которые происходили с кометой Леонард и её хвостом использовались снимки любителей астрономии, взятые из источников Интернета. За целый год блеск кометы Леонард изменился с 19m до 2,6m, то есть увеличился примерно в 106 (миллион) раз.

Космопедагогика и космопсихология

Социальный проект «Дотронься до Космоса. Парк занимательной науки для детей с ОВЗ». Автор - Андреев Макар, МБОУ "СОШ №15" г. Калуги. Актуальность проекта: в последнее время всё больше учеников, учить которых сложнее, т.к. им необходимо специальное оборудование: много детей-кинестетиков (тех, кому необходимо для запоминания материала трогать модели или манипулировать ими), много детей с плохим зрением или РАС. Есть дети с разной формой ДЦП. Макар захотел помочь им учиться и сделать модели интересными, яркими, позволяющими их трогать, переставлять, учитывающие особенные потребности детей. Знакомство учащихся со строением Солнечной системы, особенностями планет и с основными созвездиями происходит на уроках в начальной и средней школе. Это знакомство должно быть ярким и наглядным.

География

«Космический народный календарь на Руси», автор - Ахматов Даниил, учащийся 5 класса, МАОУ СШ №55 г. Липецка «Лингвист» (Научный руководитель: Л.Ф. Клишина). Юный исследователь выявил наиболее значимые моменты годового вращения Земли вокруг Солнца и их проекцию на поверхности планеты, оценить мудрость народного календаря русского земледельца с космической позиции, расширил познавательный интерес к открытиям в космосе и истории своей Родины. Работа имеет практическое значение. Для любознательных учащихся найден материал для докладов и сценариев по традициям нашего народа, которые мы применяем в праздниках Масленицы, Пасхи, Рождества и других. Описания погоды и природы прошлого помогают заглянуть в будущее планеты, заметить происходящие глобальные изменения. Фенологические наблюдения помогают стать наблюдательнее, год за годом накапливать свои приметы природных явлений в течение года. Главное, не забывать, что именно космические явления в Солнечной системе приводят к этим явлениям.

Математика

Гордиенко Владимир, Старый Оскол, ОГБОУ "СОШ № 20 с УИОП в своей работе «Моделирование волновых процессов на поверхности жидкости» (научный руководитель: Шевченко Г.В.) поставил цель: на примере воды рассмотреть колебательно-волновые действия поверхности однородной жидкости, находящейся в гравитационном поле при малых отклонениях от положения равновесия. Для выполнения практической части работы изготовлена ванна с регулируемой глубиной, что позволило наблюдать основные колебательно-волновые феномены при сравнительно слабом возмущении поверхности воды. Фокусировка волн в волновой ванне проводилась с использованием различных искусственных барьеров.

Волновая ванна для изучения свойств поверхностных волн

Зависимость скорости распространения волны от её длины

Исследование эффекта Доплера с помощью волновой ванны

Физика

Работа «Исследование теплопроводности в домашних условиях», автор – Кухтин Константин, МБОУ «Специализированная школа № 35 г. Донецка», ДНР (Научный руководитель: Кучеренко М.В.). Автор провёл экспериментальные исследования теплопроводности воздуха, воды, экспериментально подтвердил миф «шуба греет», изготовил в домашних условиях модель термоса из строительных материалов и экспериментально показал его способность сохранять тепло. Практическая значимость работы заключается в том, что модель термоса и результаты экспериментов можно использовать: на уроках физики, при изучении теплопроводности; на классном часе «Береги своё здоровье» (выбор одежды зимой); во внеурочное время (термос в походе); при выборе материала для утепления фасада зданий.

Экология

«Атмосферный воздух — его состав и свойства». Автор - Аветов Григорий, 9 класс (Научный руководитель - Гданская А.В.). Жизнь на Земле тесно связана с газовым составом атмосферы, и баланс между "огненным" и "испорченным" воздухом обеспечивает оптимальные условия для различных организмов. Понимание этого химического богатства воздуха играет важную роль не только в истории науки, но и в современных исследованиях по сохранению экологического баланса планеты. Изучение химического состава, физических характеристик и влияния атмосферы на климатические процессы позволит разработать эффективные стратегии для снижения загрязнения и поддержания экологического баланса. В этом контексте, понимание атмосферы становится краеугольным камнем для разработки устойчивых решений, направленных на сохранение природной среды и обеспечение здоровья будущих поколений.

Выводы и рекомендации

1. Результаты конкурса признаны экспертным советом положительными. Считаем, что необходимо продолжать исследования и проекты!
2. При выполнении исследований проектов ребятам желательно и предпочтительно делать основой своей работы то, что у них лучше всего получается:
- наблюдать за различными космическими объектами (где возможны открытия);
- проводить информационную аналитику различных фактов (где критическая масса сведений может дать необычный или дополнительный ракурс на тот или иной изучаемый объект);
- совершенствовать просветительскую работу (где нужно постоянно соотноситься со временем, методами и технологиями, психологией восприятия ребят);
- создавать различные модели космических аппаратов (где возможные оптимальные решения и конфигурации);
- создавать на основе последних астрономических достижений интересные космические сюжеты (с возможной визуализацией) и т.д.
3. Необходимо продолжать конкурсную исследовательскую и проектную работу в регионах РФ, методически, информационно и организационно поддерживать как учащихся, отдельные объединения, педагогов-кураторов, так и создавать условия для выполнения школьниками исследований и проектов.
4. Рекомендовано через влияние на социум через средства массовой информации демонстрировать позитивный опыт конкурса «Юность – Космосу», знакомить педагогов, школьников, общественность с качественным образовательным контентом. Это будет мотивировать других ребят, вовлекать их в исследовательскую и проектную деятельность, связанную с Космосом.

Экспертный совет