10696

впервые и появился термин терраформирование, использованный в произведении американского писателя-фантаста Джека Уильямсона «Орбита столкновения», опубликованной в 1942 году в журнале

Astounding Science Fiction [1]. В 1990-х годах было опубликовано знаменитое произведение Кима Стэнли Робинсона «Трилогия Марса», в котором активно обсуждается тема терраформирования Марса и превращение его силами многих поколений в процветающую человеческую цивилизацию [2].

В настоящее время существует несколько известных проектов, связанных с реализацией полетов на Марс и изучению возможностей геоинженерии для освоения этой планеты. НАСА в 2030-х гг. готовит миссию Орион. Миссия MarsOne планирует обустроить базу для поселенцев в 2023-м. В 2016 году Илон Маск заявил о том, что первый беспилотный полет осуществят в 2022 году, а экипажный – в 2024 году. Однако существующие проблемы при терраформировании Марса вызывают много вопросов по реализации предлагаемых решений.

При планировании любых пилотируемых миссий ключевым является эффект длительного воздействия марсианской гравитации, составляющей немного более одной трети земной. Избежать негативных последствий можно увеличив гравитацию Марса до уровня, обеспечивающего удержанию атмосферы, приближенной к земной.

Для организации экспериментальных исследований была предложена следующая гипотеза:

Увеличение массы Марса поможет увеличить его гравитацию.

Цель проводимого исследования заключалась в поиске способа,

увеличения гравитации Марса так, чтобы он мог удержать атмосферу, приближенную к земной.

Для достижения цели исследования были поставлены следующие

задачи:

1.Вычислить средние квадратичные скорости молекул атмосферы;

2.Вычислить вторую космическую скорость для Марса;

3.Сравнить показатели для Марса и Земли;

4.Определить теоретически возможные способы увеличения гравитации Марса и выбрать наиболее подходящий для реализации с использованием модели;

5.Построить модель Марса и рассмотреть возможность экспериментально увеличить ее гравитацию в соответствии с

выбранным способом.

Основной состав атмосферы Марса представлен углекислым газом (95%), 3% составляет азот, лишь 0,1% приходится на кислород и 1,9% - на остальные газы. Поэтому были определены средние квадратичные скорости молекул, которые являются основными для земной атмосферы, а также вторая космическая скорость для Марса. Вычисление второй

300

космической скорости позволяет определить наименьшую скорость для преодоления гравитационного притяжения. В результате сравнения их для Земли и Марса получим требования для достижения поставленной цели.

где G – гравитационная постоянная, М – масса планеты, R – радиус планеты.

Результаты вычислений и сравнительные данные представлены в таблице:

В результате можно сделать вывод о том, что необходимо увеличение второй космической скорости Марса как минимум вдвое. Это возможно осуществить тремя способами: в четыре раза увеличить массу, в четыре раза уменьшить радиус, или в два раза увеличить массу и во столько же уменьшить радиус.

Поскольку более реальным представляется первый способ, он и был выбран для моделирования. Материалы и оборудование для эксперимента были: 3D-принтер для распечатки полусфер модели Марса; гирьки, гайки и болты для наполнения, медная проволока, термоклей, фольга и весы.

Рис. 1 – Модель Марса, для увеличения массы которого используются утяжеляющие элементы по меридианам и параллелям.

Ниже представлены фотографии этапов эксперимента:

301

Фото 3 Фото 4 Фото 1. Наполнение модели. Масса полусфер – 20 г, масса наполнителя – 262 г. Фото 2.

Соединение полусфер. 3.Создание сетки из медной проволоки. Фото 4. Покрытие фольгой и взвешивание. Масса увеличилась на 20 г.

Для обеспечения реальной плотности Марса (2,5 г/см3) модель должна весить примерно 280 г. Сетка из проволоки должна была обеспечить увеличение общей массы в 4 раза. Однако медная проволока и фольга не смогли обеспечить требуемых условий. На основании проведенных вычислений и эксперимента сделаны следующие выводы:

1.При терраформировании Марса необходимо изменить показатели планеты так, чтобы на ней задерживалась более плотная атмосфера;

2.Увеличить вторую космическую скорость можно тремя

способами;

3.Создать модель Марса с его реальной плотностью возможно;

4.Увеличить ее массу в четыре раза выбранным способом с использованием выбранных материалов не получится;

5.Терраформирование Марса – пока что невыполнимая задача.

Литература

1.Джон Стюарт Уильямсон. Орбита столкновения. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://fantlab.ru/

2.Ким Стэнли Робинсон. Трилогия Mars/Марс. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.livelib.ru/series/695047-marsmars

302

Смирнова Т.А.1, Веселова С.С.1, Иванов А.В.2

1МБОУ «Тонкинская средняя общеобразовательная школа»,

2ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурно - строительный университет»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАНДШАФТА ВОДОСБОРНОЙ ЗОНЫ ПРИТОКА УСТЫ

Природопользование в 19 и 20 веках характеризовалось активным вмешательством человека в окружающую среду, что привело к формированию в сельской местности культурных ландшафтов, содержащих обширные поля, используемые для растениеводства, пойменные луга, используемые для сенокоса и добычи торфа, пруды с дамбами, по которым может проходить дорога, лесозащитные полосы и иные искусственные объекты. Часто вмешательство человека приводит к нанесению значительного вреда окружающей среде. Однако в некоторых случаях вмешательство человека способно привести к положительным эффектам, включающим увеличение естественной биопродуктивности, увеличение биоразнообразия и повышение эстетической ценности ландшафта [1]. Именно о таком ландшафте пойдет речь в данной работе.

Целью работы является исследование ландшафта водосборной территории малого притока Усты с целью систематизации информации об отдельных его частях и их особенностях в тесной связи с системой водотоков. Исследуемый объект включает:

пруд возле деревни Горный ключ; дамбу с дорогой;

пойменную зону Усты с двумя рукавами исследуемого притока; искусственную торфяную насыпь и смешанный лес, выросший на

ней за последние 35 лет.

Исследуемый объект содержит два искусственных сооружения: дамбу, по которой проходит дорога и торфяную насыпь. Результатом создания этих сооружений является появление пруда возле д. Горный ключ (рисунок 1) и смешанного леса (рисунок 2). Естественными составляющими системы являются овражная часть ручья выше пруда, луговая пойма, рощи в овраге и на первой надпойменной террасе. Работа основана на концепции ландшафтно-бассейнового подхода, развиваемого в России и в мире [2, 3].

Летом во время проведения лагеря экспедиции Уста 2018 пруд возле Горного ключа был обследован по методике, разработанной в ННГАСУ [4]. Водоросли как показатели низкого качества обнаружены не были. Был обнаружен зоопланктон – дафнии, что говорит о высоком качестве воды.

303

Пруд используется жителями для полива, рыбной ловли и характеризуется чистотой и эстетическим совершенством: он не цветет. В пруду цветут кувшинки. Его водородный показатель составляет 7,7, что свидетельствует об отсутствии тенденции заболачивания и об умеренной антропогенной нагрузке. Рядом с прудом встречаются змеи (ужи) и ящерицы.

Рис. 1. Пруд возле деревни Горный ключ – доминанта обследованного водосборного бассейна

Исследование другого искусственного сооружения – торфяной насыпи было проведено в ходе двух специальных поездок. До строительства дороги и дамбы сток из ручья был нерегулируемым, что приводило к регулярному затоплению правобережной пойменной зоны Усты выше Больших Зеленых Оврагов. В результате территория заболачивалась. На ней возник слой торфа. После проведения гидротехнических и мелиоративных работ уровень воды на лугах понизился, и стало возможным приступить к добыче торфа. Торф добывался механизированным способом и складировался в виде нескольких перпендикулярных реке насыпей высотой до 7 м. Одна из насыпей осталась в прибрежной зоне южнее места впадения ручья в Усту.

В совокупности вышеперечисленные мероприятия привели к тому, что двухрукавное русло Горного ручья было спрямлено для удобства проведении сенокоса в зоне заливных лугов, а также для улучшения доступа к насыпи для вывоза торфа. На ней растет смешанный лес. Смешанный лес характеризуется разнообразием древесной и кустарниковой растительности (рисунок 3). Пойменные луга характеризуются типичным для подобных зон разнотравьем.

304

Рис. 2. Смешанный лес на торфяной насыпи

Рис. 3. Примеры растительности смешанного леса на торфяной насыпи

В водосборной зоне ручья имеются две пасеки. Все виды природопользования Горного ручья не нарушают устойчивости наземной и водной экосистем.

305

Выводы Исследованная система представляет интерес как пример

обеспечения безопасной хозяйственной деятельности в пойменной зоне реки, которая стала возможной благодаря строительству гидротехнических сооружения и низкой антропогенной нагрузке на пруд, в котором, несмотря на маленькую скорость течения вод, цветение практически отсутствует даже при высокой летней температуре. Смешанный лес, выросший на торфяной насыпи интересен динамикой смены пород. В целом исследованный объект является примером эффективной адаптации природы к вмешательству человека.

Объект представляет интерес для дальнейшей исследовательской работы школьников. Он характеризуется высоким биоразнообразием по сравнению с естественными природными ландшафтами и ландшафтами сельскохозяйственного назначения. Предстоит изучить биоразнообразие в различных частях водосборного бассейна и факторы, обеспечивающие устойчивость ландшафта. и выполнить сравнение биопродуктивности и биоразнообразия с другими ландшафтами, где отсутствуют подобные искусственные сооружения. Это позволит разработать рекомендации для сохранения природы севера Нижегородской области

Е. Е. Николаева1, Е. В. Иванова2

1 МАОУ «Гимназия № 184»

2 ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет»

ДИЗАЙН-ПРОЕКТ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ШКАФАКРОВАТИ ДЛЯ КОМНАТЫ ШКОЛЬНИКА

Высокие цены на жилье многократно увеличивают ценность каждого квадратного метра площади, в связи с этим возникает необходимость эффективного ее использования. Многофункциональный шкаф-кровать поможет сэкономить пространство комнаты школьника, нужное для игр, физических упражнений, поскольку там будут удобно размещены: гардероб ребенка, диван-кровать для сна, хорошо освещенное рабочее место, полки для книг, другие предметы быта. Данный проект актуален, поскольку затрагивает проблемы создания комфортной, безопасной архитектурно-строительной среды [1-5], здоровье подрастающего поколения страны. Он будет соответствовать требованиям Федеральных законов РФ № 184-фз «О техническом регулировании», № 162-фз «О стандартизации в РФ», № 102-фз «Об обеспечении единства измерений», другим стандартам [7], по которым мебель должна быть эргономичной,

306

безопасной для людей и экологии, ее параметры должны быть измеримыми.

Трансформирующаяся мебель, появилась в ХХ веке, прочно завоевала сердца потребителей, как функциональная, эргономичная, долговечная, красивая, экономящая пространство. Характерный пример – шкаф с откидной кроватью внутри, практичное дизайнерское решение для современного интерьера, многофункциональная конструкция, способная удовлетворить желания владельца сэкономить квадратные метры, поскольку в любой момент можно сложить кровать в шкаф, освободив пространство.

Шкафы относятся к корпусной мебели, они бывают отдельно стоящими и встроенными (по ГОСТ 26138-84. Элементы и детали встроенных шкафов и антресолей для жилых зданий). В категорию специальных входят шкафы: книжные, посудные, плательные, обувные; комбинированные: стенки, горки, кладовки, гардеробные. Формы шкафов: прямые, линейные – с элементами под прямым углом; угловые – из модуля пятиугольной формы; Г и П-образные – вариации из угловых и прямых элементов; с радиусным завершением боковой панели (фасад, открытые полки). В данном проекте используется встроенный комбинированный прямой линейный шкаф, расположенный вдоль узкой стены комнаты со встроенным спальным местом.

При выборе типа дивана-кровати необходимо учитывать особенности дизайна помещения, его габариты, микроклимат, условия эксплуатации, размер спального места, способ его трансформации. Диванкровать совмещает в себе черты каждого из включенных в него элементов, рассмотрим их по отдельности. Типы современных кроватей: односпальная, шириной 80-120 см, длиной 190-210 см; двуспальная – шириной 160-230 см, длиной – 200-220 см; полуторная – шириной от 120 см до 160 см, длиной 190-220 см, нестандартная – шириной более 200 см. Функциональны кровати с ящиками для хранения белья (приставными, выдвижными, с подъемным механизмом), или без них, где основную нагрузку принимает на себя каркас (конструктивная рама на ножках) со спальным местом, спинки на него навешиваются. Формы диванов: угловой, прямой, модульный; популярные механизмы их трансформации: еврокнижка; клик-кляк; французская раскладушка, дельфин, аккордеон. В проекте используется диван-кровать шириной 1200 мм, длиной – 2000 мм с механизмом «французская раскладушка».

В небольших квартирах трудно выделить пространство для полноценного рабочего места, нормы эргономики отводят для него определенные параметры (по ГОСТ 12.2032-78 Рабочее место при выполнении работ сидя): 725-750 мм – стандартная высота расположения столешницы, по ширине она от 600 мм, ее размер 700 х 1500 (мм) обеспечивает свободный охват поверхности стола без смены позы

307

сидящего человека. В проекте предлагается создать рабочее место шириной 600 мм на уровне 750 мм в шкафу, используя также его площадь для полок, мест хранения канцтоваров, оргтехники, документов, материалов, инструментов для творчества помимо одежды.

Таким образом, разработанный в рамках архитектурнодизайнерского проектирования [6] многофункциональный шкаф-кровать состоит из: конструкции шкафа, диван-кровати с выдвижными опорными ножками, изголовьем и матрасом; приспособления для трансформации – подъемного механизма; пенала с полками, используемого под систему хранения и рабочее место; крепежа. Проектируемый многофункциональный шкаф-диван-кровать с организованным рабочим местом для школьника, зеркалом имеет продуманные эргономичные размеры, оригинальный дизайн. В процессе дизайн-проектирования были созданы: эскизы объекта, по ним чертежи согласно нормам ЕСКД, 3D модели: аксонометрия, макет объекта в цвете из реальных материалов (рис.

1).

Макет дает наиболее полное представление об объекте, его композиции и форме. Для его выполнения своими руками потребовались следующие инструменты и материалы: фанера для оснований верха, боковых стенок шкафа, дивана, сиденья – 20 мм; для полок, двери, нижнего основания шкафа – 2 мм; бархат для обивки дивана; золотая акриловая краска; светлые обои; клеенка с имитацией зеркала; саморезы для сиденья, ручек; 2 петли для спинки дивана, двери; 2 металлические планки, финишные гвозди, палочка для суши, листовой металл, наждачная бумага, клей-карандаш, двусторонний скотч, кисть, дрель, отвертка, болгарка.

Рис. 1. Дизайн-проект и макет многофункционального шкафа. Автор Е. Е. Николаева.

На начальном этапе работы было выпилено и ошкурено основание дивана из фанеры с двумя прорезями для саморезов, спинка с 2 петлями привернута к ним для получения механизма раскладного дивана, позже обитого желтым бархатом. К выпиленному нижнему фанерному

308

основанию шкафа был прикреплен диван с помощью финишных гвоздей, по чертежу сделаны и скреплены между собой задняя и боковые стенки шкафа. Полка, идентичная верхнему основанию шкафа, выпилена и вставлена над диваном на высоте 1300 мм. Из фанеры вырезана дверь, закреплена к шкафу на 2 петли для возможности открывания. Из палочки для суши была сделана и установлена на клей в шкаф планка для вешалок, а также фанерные полки. Согласно чертежу, дверцы верхних полок выполнены из металла с ручками-саморезами, для их возможного сдвига в фанере с помощью болгарки сделаны две прорези (фаски). Из металла сделана выдвижная столешница для клавиатуры, к полке, ее поддерживающей прикручена планка с саморезом-фиксатором.

Красивая отделка обычно скрывает конструктив, в данном случае кусочки светлых обоев с помощью клея-карандаша были наклеены на основания, боковые стороны, внутреннюю стенку шкафа в углублении с диваном, две крайние дверцы на верхних полках шкафа. Клеенка, имитирующая зеркало, с помощью двустороннего скотча наклеенная на дверцы придала макету шкафа больше реалистичности. Золотой акриловой краской были прокрашены все полки, стенки шкафа вместе со стыками. Получился многофункциональный шкаф-кровать, в котором можно не только хранить вещи, отдыхать на диван-кровати, но и работать за столом.

Таким образом, в исследовательской работе были решены все поставленные задачи: изучена литература, стандарты по теме [7], рассмотрена история появления мебели (шкафов, диванов, кроватей, рабочих мест), определены их параметры; проведен патентный поиск аналогов и прототипов на сайте Роспатента [8], сделан проект и макет многофункционального шкафа-кровати, который поможет сэкономить пространство комнаты школьника, нужное для его гармоничного развития. Методология исследования основана на системном подходе, для обобщения материалов, полученных из литературных источников, использован библиографический анализ, для объемного моделирования – графоаналитический, макетирование. Практическая значимость работы в том, что предложенный дизайн-проект многофункционального шкафакровати может использоваться в реальной жизни не только детей, но и взрослых.

Литература

1.Волкова, Е.М. Архитектурный облик зданий Нижнего Новгорода, связанных с Н.А. Добролюбовым / Е.М. Волкова// Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. Вып. 4 (115). С.231-243

2.Волкова, Е.М. Архитектурный облик дома культуры имени В.П. Чкалова (1939–1940) в г. Чкаловске Нижегородской области / Е.М.

Волкова // Вестник МГСУ. 2017. Т. 12. Вып. 9 (108). С. 971– 980.

309