Нарисовать ракету поэтапно: Как нарисовать ракету поэтапно

Как нарисовать ракету поэтапно

В преддверии Дня космонавтики 12 апреля, я решила затронуть тему космоса и всего, что с ним связано. Напомню, что эта дата знаменует первый полет человека в космос, а именно Юрия Гагарина.

В школах ежегодно отмечают этот праздник различными внеклассными мероприятиями и конкурсами на лучшее стихотворение или лучший рисунок на тему «Дня космонавтики». Надеюсь, что эта статья поможет школьникам и их родителям преуспеть в рисовании ракеты.

Как нарисовать ракету

Я покажу три варианта как нарисовать ракету поэтапно. Два первых варианта подойдут детям от 7 до 10 лет, они более простые. Последний вариант ракеты немного посложнее, он подойдет более старшим классам. Начнем с самого легкого примера.

Как нарисовать ракету для детей в мультяшном стиле

Шаг 1

Чтобы создать тело вашей ракеты, нарисуйте длинную и тонкую овальную форму. Попытайтесь найти идеальный баланс между большой ракетой (которая будет не очень удобна для работы) и слишком тонкой (в конце концов, мы рисуем ракету!).

Шаг 2

Чтобы проиллюстрировать воздушные рули по бокам ракеты, нарисуйте квадрат под углом, близким к 45 градусам. Затем добавьте треугольник ниже этой формы, как показано ниже. Для руля, расположенного в передней части ракеты, так как он виден только с торца, нарисуйте прямоугольник.

Шаг 3

Поработайте над контуром каждого руля, чтобы сделать их гладкими и изогнутыми. Для среднего руля просто сделайте верхнюю часть шире, чем нижнюю.

Шаг 4

Добавьте окно около середины ракеты. Не забудьте нарисовать рамку вокруг окна!

 

Шаг 5

Чтобы сделать нашу ракету немного более яркой, нарисуйте две линии, чтобы отделить середину ракеты от верха и низа.

 

 

Шаг 6

Теперь включите свою фантазию и раскрасьте ракету любыми цветами!

Шаг 7

Наконец, добавьте тени, чтобы придать больше реализма и глубины вашей иллюстрации. Рисунок ракеты готов, хороший и простой! Возможно, это не последняя модель в мире технологий, но она по-прежнему боеспособна.

 

Оригинал статьи.

Как нарисовать взлетающую ракету

Следующий вариант ракеты по сложности, как и первый, но ракета показана в другом ракурсе.

Шаг 1

Начните с рисования направляющей линии, которая будет центром ракеты. Затем нарисуйте основную форму корпуса ракеты, как показано красным на изображении ниже. Форма представляет собой длинный прямоугольник, который сходится в верхней точке.

Шаг 2

Нарисуйте внизу по центру сопло ракеты, из которого будет выходить огонь. Добавьте четыре линии поперек тела ракеты. Верхняя линия создает кончик ракеты.

Шаг 3

Теперь нарисуем ракету-носитель. Добавим длинный тонкий прямоугольник вниз по центру корпуса ракеты для хвостового руля, расположенного впереди, и два других руля по бокам. Затем нарисуем окно иллюминатора и огонь, выходящий из сопла.

 

Шаг 4

Все готово! Вы можете пойти дальше и нарисовать огонь от ракеты таким большим, как вам нравится! Вы даже можете нарисовать лицо космонавта в окне, глядящего в космос.

Оригинал статьи.

Следующий вариант ракеты для тех, кто постарше или более продвинут в рисовании.

Как нарисовать ракету карандашом

Рисуем сетку

Вы можете скачать и распечатать уже готовую сетку и начать рисовать по ней, или вы сами можете нарисовать сетку по следующим шагам:

Идеи для рисования на каждый день 🎨

в нашем телеграм-канале

1) Нарисуйте прямоугольник, который определит условные пропорции и границы рисунка.
2) Из середины прямоугольника нарисуйте одну вертикальную и одну горизонтальную линию, разделяющую фигуру напополам.
3) Аналогичным образом нарисуйте 2 вертикальных и 2 горизонтальных линии, разделяющих напополам полученные прямоугольники из п.2.

ШАГ 1

Отметьте ширину и высоту объекта. Светлыми линиями покажите основные пропорции ракеты.

ШАГ 2

Нарисуйте основную форму.

ШАГ 3

Отметьте топливную, среднюю и верхнюю части ракеты.

ШАГ 4

Нарисуйте три овала внутри каждого модуля и добавьте три основания для ракетных двигателей.

ШАГ 5

Добавьте круги и линии, чтобы показать формы космических двигателей и ступеней.

ШАГ 6

Нарисуйте двигатели и детали степеней.

ШАГ 7

Поработайте над двигателями, уделяя особое внимание деталям.

ШАГ 8

Обведите контур ракеты более ярко. Добавьте детали. Удалите все вспомогательные линии.

Оригинал статьи.

Как нарисовать ракету карандашом поэтапно

Научиться рисовать ракету очень легко! Вам поможет данный урок.

Необходимые материалы:

• чистый лист бумаги;
• простой карандаш;
• ластик;
• маркер или фломастер чёрного цвета;
• цветные карандаши красного, синего и жёлтого тонов.

Этапы рисования:

1. Вначале нужно нарисовать общую форму ракеты. Изобразим её в виде вытянутого овала сверху вниз.

2. Теперь нарисуем крылья космического аппарата, но для начала определим их длину, для этого проведём под низом объекта линию и нарисуем три упора до неё. Для простоты и лёгкости мы использовали простые геометрические формы.

3. Закругляем острые углы.

4. Далее, переходим к следующему этапу, в нем необходимо нарисовать у ракеты иллюминатор при помощи двух кругов разного диаметра, помещённых один в другой.

5. Добавим пару линий, которые украсят нашу ракету, в качестве дополнительных элементов.

6. Затем нарисуем чёрный контур рисунка поверх имеющихся линий. Круги в иллюминаторе обводим ровно и аккуратно при помощи трафарета. Но если у вас его нет, то вы сможете это сделать от руки.

7. Нижнюю часть около крыльев ракеты и раму окна раскрасим простым серым карандашом, которым наносили эскиз рисунка. Им также придаем тени и полутени, привносящие в рисунок объём.

8. Теперь перейдем к раскрашиванию иллюминатора. Берём голубой или синий карандаши и придаём цвет этому элементу.

9. Затем плавно перейдём к верхней части и к крыльям. Для таких главных участков этого космического транспорта необходимо подобрать карандаш яркого цвета — например, красный.

10. Напоследок возьмём жёлтый оттенок и раскрасим им среднюю часть ракеты вокруг окошка.

На этом рисунок готов! Мы изобразили космическую ракету! По желанию можно нарисовать космос с многочисленными звездами, планетами и т.п.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

---

Олеся Селихова

Об авторе: Психолог, специалист в области семейных отношений и воспитания детей. Обожаю рисование, лепку, рукоделие и любое интересное творчество. Мама, воспитывающая двоих детей и прекрасная жена!

Поделиться с друзьями:

Как нарисовать ракету карандашом поэтапно

Решил показать вам, как рисовать ракету. Выглядит пугающе, надеюсь, что рисовать будет попроще. Перед тем, как приступить, расскажу вам про Пионер-10. Это ракета, впервые в мире вышедшая за пределы нашей Солнечной системы. А все благодаря светлым умам Советского Союза. И в 1972 году получился вот у нас аппарат, способный не только оторваться от Земного притяжения, но и развить третью космическую скорость и махнуть ко всем чертям от солнца. Это не конец истории. Пионер несет с собой табличку для зеленых человечков (именуемых нами инопланетян). И если на его пути встретится представитель другой цивилизации, то увидит табличку с нарисованными людьми и с нашими космическими координатами. А в 34 600 году пока еще нашей эры ракета будет удалена от нас больше чем на 10 световых годов. Так что будем ждать. Возможно, наши пра-пра-пра-пра-правнуки в межконтинентальных онлайн беседах с гуманоидами и разузнают об участи Пионера-10. Авось, и табличку вернут на родину. А пока мы ждем, давайте проведем время с пользой и порисуем.

Как нарисовать ракету карандашом поэтапно Шаг первый Сейчас определим расположение нашей ракеты. С правого верхнего угла ведем по диагонали две прямые линии. Соединим их острым «домиком». Из геометрических фигур создадим основание. Параллельно основным линиям проведем еще несколько. Шаг второй Рисуем боковые блоки. Потом крылья. Зададим объем основанию. Шаг третий Каждая ракета у нас конической формы. Внимательно прорисуем острие. Дуги на корпусе покажут нам округлую форму. Каждый блок ракеты заканчивается своим двигателем. Прорисуем основание. К нему идут кабели. Шаг четвертый Основной конструктив готов. Осталось немного оживить его надписям и совсем мелкими деталями. Думаю, что у вас все получилось! Не забывайте оставлять комментарии и прикрепляйте снизу свои картинки ракет. А еще рекомендую Вам попробовать нарисовать:

1. Роботов будущего – трансформеров;
2. Самолет истребитель;
3. И не менее быстрый аппарат для передвижения – Мотоцикл HONDA;

TrustNo1

Специально для DayFun. ru

Ракета рисунок, как нарисовать ракету для детей карандашом и красками

Научимся в этом уроке рисовать ракету, которая мчит в глубокие и темные уголки космоса. Используем акварельные краски для придания яркости. Сделать такой рисунок смогут даже дети.

Материалы:

• акварель;
• лист бумаги;
• ластик;
• карандаш НВ;
• черный маркер;
• кисточки;
• стакан с водой;
• палитра.

Как нарисовать ракету в космосе поэтапно:

1. Проводим диагональную линию карандашом, чтобы ракета получилась под углом. Добавляем пару линий для построения деталей.

2. Благодаря дополнительным линиям построения создаем контур космического аппарата. По бокам добавляем детали.

3. Прорисовываем остальные детали, в том числе и круглое окошко (иллюминатор).

4. Рисуем внизу пламя огня и убираем ластиком вспомогательные линии, которые уже не понадобятся.

5. Переходим к работе с красками. Разводим на палитре желтую акварель и вырисовываем кистью основную часть ракеты и серединку пламени.

6. Красным и карминовым цветом вырисовываем верхушку летательного аппарата, пламя и боковые части.

7. Дополняем рисунок зелеными и коричневыми цветами.

8. В середине круглого окошка, где стекло, добавляем голубые блики. Смачиваем мокрой кистью поверхность вокруг аппарата. Наносим синие и фиолетовые цвета акварели и даем им немного растечься, создавая необычные узоры и переходы между цветами.

9. Черным маркером или фломастером делаем обводку и дополнительную штриховку.

10. В итоге получится вот такой красивый рисунок ракеты, летящей в космосе. Советуем использовать этот мастер класс на занятиях для детей по теме “День космонавтики”.

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

несколько простых способов в помощь взрослому

На самом деле такую сложную конструкцию, как ракета, нарисовать очень легко, если пользоваться специальными уроками и руководствами. Конечно, это справедливо лишь в том случае, если вы решили нарисовать ракету в мультяшном стиле, а не реалистичную модель. Пожалуй, если вы только учитесь рисовать, то начинать лучше с чего-нибудь попроще.

Итак, приступим к рисованию ракеты. Первым делом нам нужно изобразить ее основу – фигуру, которая по форме напоминает пулю или морковь. Старайтесь, чтобы края были ровными, а изгибы – плавными и аккуратными. Не давите на карандаш слишком стильно, иначе ваш рисунок вряд ли будет выглядеть опрятно.

Отделяем верхнюю часть основы нашей ракеты двумя изогнутыми линиями, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Концы этих линий должны доходить до краев ракеты.

В нижней части корпуса ракеты нарисуем боковые элементы нашей конструкции.

Можно украсить корпус каким-нибудь простым рисунком – например, здесь мы добавили квадрат с двумя параллельными линиями посередине.

Получившийся рисунок раскрасьте теми цветами, которые вам нравятся, а вокруг нарисуйте звездное небо, или, например, луну либо .

Нарисовать ракету вместе с ребенком можно абсолютно по любому поводу – например, просто ради развлечения или же в качестве подарка – открытка с изображением космического корабля здорово дополнит какой-нибудь милый подарок в виде симпатичного сувенира от «Дома Фигурок ». Папа, дедушка или старший брат, получившие открытку на 23 февраля, точно будут рады тому, что ребенок раскрывает свой творческий потенциал и старается создать что-то красивое и привлекательное.

Если с первого раза не получается – это не повод расстраиваться и сдаваться. Попробуйте снова, внимательно прочитав все описания к пошаговым картинкам урока. Возможно, стоит сначала ознакомиться с более простыми уроками, которые точно будут под силу малышу.

В сегодняшнем пошаговом мастер-классе мы с Вами научимся рисовать ракету карандашами. Такой рисунок сможет дополнить любую школьную работу, например доклад, по теме космоса или физики.

А в преддверии Дня космонавтики ракету в перспективе, при помощи цветных карандашей можно изобразить на листе ватмана в большом формате и дополнить поздравительными словами.

Так получим школьную стенгазету или основу для открытки.

Необходимые материалы для рисунка:

• школьный карандаш для наброска ракеты;
• лист бумаги;
• цветные карандаши черного и темно-коричневого тона;
• ластик.

Этапы изображения ракеты:

Сделаем набросок нашей ракеты на чистом альбомном листе бумаги, которая будет размещаться в перспективе. Для этого изобразим в начале одну длинную линию, которая будет центральной. На ней прорисуем три вертикальных линий, чтобы определить размеры и расположение основных частей ракеты.

Затем набрасываем основной контур ракеты, вокруг линий построения фигуры. Теперь можно увидеть, где будет находится передняя и задняя часть ракеты, а также середина.

Начинаем более подробно рисовать детали на ракете. Вот внизу нарисуем крылья с разных сторон. По середине уточним форму и прорисуем окружность.

Более детально проработаем носовую часть в ракете, (если вы хотите нарисовать боевую ракету, то это будет боеголовка). Она находится на самой передней части. Добавим мелкие детали и переходим к следующему этапу.

Теперь весь рисунок ракеты доводим до совершенства, чтобы на следующем этапе уже начать его раскрашивать цветными карандашами. Пройдемся по контуру ракеты. Подкорректируем по необходимости. Добавим детали по всей части рисунка, придавая объем и перспективу.

Темно-коричневым карандашом начинаем раскрашивать наш готовый поэтапный рисунок ракеты. Создаем свет, полутень и тень на летательном объекте. Пройдемся по контуру ракеты и сделаем обводку мелких деталей.

Понятие «Ракета» довольно широко. Это может быть и новогодняя петарда, и оружие, применяемое в боевых действиях. А мы будем сегодня здесь говорить о летательном аппарате. Ракета, которая летает в космос — это очень сложно устроенный механизм, начиненный разнообразной электронной аппаратурой, летающий за счет особой реактивной тяги. Когда ракета-носитель устремляется вверх, то от него отделяется часть корпуса, за счет этого и возникает реактивная тяга. Достигая своей орбиты, космический корабль летает только по ней вокруг Земли. Запуск ракеты может быть произведен на орбиту вместе с пилотами — космонавтами или без них. Полет первого в мире космонавта на борту ракеты «Восток» Ю.А. Гагарина был осуществлен 12 апреля 1961 года в нашей стране. Тогда она называлась СССР. Это был большой праздник у нашего народа. Давайте мы научим вас, как рисовать карандашом ракету, летящую в космическое пространство.

Этап 1. Вначале нарисуем линии, которые в последствии помогут вам изобразить окончательный рисунок. Две черты, проходящие наискось листа, в правой верхней части расположим на небольшом расстоянии друг от друга. От нижней черты вниз идет почти прямая линия, немного искривленная ближе к концу.

Этап 2. Теперь между двумя чертами начнем рисовать корпус ракеты. У первой черты рисуем верх корпуса немного заостренной формы. От него ведем две параллельные линии до второй черты и соединяем их отрезком между собой. Наметим кривую линии недалеко от верхушки. За первой кривой в верхушке корпуса чертим еще одну на расстоянии. Внизу корпуса показываем четыре детали, расположенные по разные стороны от корпуса.

Этап 3. Сейчас вдоль прямой линии изображаем огненно-дымовой хвост ракеты. Он появляется при движении ракеты, когда сгорает топливо. Рисуем его разными волнистыми линиями до самого конца. Вначале хвоста покажем всполохи огня, а далее к концу это будет дымовой след.

Этап 4. В итоге у нас получится следующая черно-белая картинка, которую можно раскрасить вот так, как показано у нас. Вообще, получилось несколько упрощенное изображение ракеты без деталей.

Ракеты улетают в космос, сжигая при этом огромное количество топлива и помогают людям побывать или хотя бы увидеть места где не ступала нога человека.

В этом уроке мы разберемся, как же нарисовать ракету детям от 6 лет и старше. Не смотря на то, что урок рассчитан на детей, взрослые люди тоже могут рисовать такие рисунки, потому что они получаются очень красивыми.

Первый способ рисования

Первый способ очень простой, с ним справится даже самый маленький ребенок, тем не менее, рисунок получается очень красивым.

1 шаг
Рисуем корпус в виде пули, затем делим его двумя полосами и подрисовываем в центре иллюминатор. Рисовать лучше всего карандашом.

2 шаг
Добавляем к нашей ракете направляющие крылья.

3 шаг
Раскрашиваем цветными карандашами или чем-нибудь другим и наш рисунок готов!

Также, можно поэкспериментировать с цветами, формами и размерами рисунка, получив в итоге корабль пришельцев:)

Второй способ рисования

Второй пример чуть сложнее, так как рисуется в объеме. С этим примером рисования вполне сможет справиться ребенок восьми лет.

1 этап
Рисуем овал карандашом и от него две полосы, чтобы получилось что-то похожее на трубу.

2 этап
Делаем треугольный нос ракеты и как в предыдущем шаге, рисуем три круга и линии от них. Только теперь овалы должны быть немного поменьше.

3 этап
Стираем вспомогательные линии, добавляем иллюминатор по середине и делим ракету двумя полосами сверху и снизу.

4 этап
Мы закончили рисовать и теперь пришло время раскрасить наш рисунок. Также, можно добавить планеты и звездочки:)

Если изобразить множество космических кораблей и Марс, то у вас получится картина будущего, картина колонизации Марса!

Третий способ рисования

Два предыдущих примера были достаточно простыми, а теперь у нас детализированная ракета в объема. С этим примером маленький ребенок может не справиться, но постараться всё же стоит! Дети постарше, разумеется, смогут нарисовать такую ракету.

1 этап
Набрасываем силуэт карандашом. Нужно постараться сделать его симметричным. Также, для удобства, нужно разделить силуэт пополам, так будет проще рисовать следующие шаги.

2 этап
Подрисовываем два иллюминатора и делим корпус горизонтальными и вертикальными линиями.

3 этап
Рисуем пламя и полоски на крыльях ракеты.

Рисунок готов, осталось только раскрасить его цветными карандашами!

Также, рядом можно нарисовать карандашом небольшого человечка. В итоге получится рисунок с выходом космонавта в открытый космос прямо из ракеты.

Мы надеемся, что вам понравилась наша статья по рисованию и ваш ребенок остался доволен рисунком.

Не всем Бог даёт способности к изобразительному творчеству, не все мы — художники. Но случается, что сынишка или даже внук вдруг обращается с просьбой нарисовать ему ракету. И что нужно в этот момент ответить ему? Особенно если взрослый, который должен уметь всё на свете и быть примером для малыша, сам не знает, как нарисовать ракету. Помощь взрослым в этом нелёгком деле может оказать данная статья.

Схематичное изображение ракеты

Изображение звездолёта для самых маленьких детей может быть довольно схематичным. Такой рисунок прекрасно подойдёт для оформления таблички на шкафчике для одежды в детском саду, в качестве аппликации на мальчишечьи костюмчики и футболки или обои в комнате. В том, как нарисовать ракету подобного образца, разобраться сможет даже самый посредственный рисовальщик.

Мастер-класс по рисованию ракеты

Деткам постарше можно предложить более сложный вариант. Чтобы звездолёт был максимально похож на настоящий, следует воспользоваться мастер-классом. В нём даётся подробная инструкция о том, как нарисовать ракету поэтапно.

Выполняя действия по изображению заданного объекта, следует попутно объяснять ребёнку, для чего нужны ракете крылья, сопла, почему из отверстий вырывается огонь. Ведь, благодаря вырывающемуся из сопел огню (реактивной струе), происходит движение этого космического транспорта. Для наглядности можно даже провести опыт с воздушным шариком. Сначала его надувают, а затем отпускают, давая возможность газу, который скопился внутри, вырваться наружу. Пусть малыш сам увидит и прокомментирует то, что произойдёт с воздушным шаром: он взлетит, подобно ракете (пусть и на очень короткий срок)!

Дайте свободу полёту детской фантазии

А после того как нарисовать ракету удастся вместе, можно предложить ребёнку выполнить рисунок самостоятельно. Конечно, детская фантазия сделает изображение непохожим на то, которое предлагает ему взрослый. Ведь наставник учит малыша тому, как нарисовать ракету карандашом, а маленький художник обязательно подойдёт к процессу творчески и раскрасит ракету фломастерами, красками или Да ещё изобразит рядом инопланетный звёзды, солнце и, возможно, даже инопланетян.

Другие способы изображения ракеты

1. Копирование рисунка с бумагоносителей при помощи стекла. Конечно, сначала следует подобрать подходящее изображение. Затем нужно рисунок наложить на стекло, покрыв его чистым листом, где и будет впоследствии располагаться объект. Под стекло устанавливается подсветка, а затем аккуратно обрисовывается контур ракеты. Можно воспользоваться обычным оконным стеклом (в случае если рисование происходит днём).
2. Есть ещё и другой способ того, как нарисовать ракету — перевести рисунок при помощи копирки. Здесь важно не перепутать то, какой стороной укладывается под лист с рисунком иначе может возникнуть риск порчи книжки или альбома.
3. «Клеточный способ» рисования позволяет изменять масштаб копируемого изображения. Рисованный объект можно увеличить или, наоборот, сделать меньше. Клеточками разлиновывают исходный рисунок и чистый лист. Внимательно рассматривая каждую клеточку в отдельности, на чистом листе стараются максимально точно воспроизвести все линии, которые есть на копируемом рисунке. Важно объяснить малышу, что получается не совсем авторская работа, ведь художник просто «срисовывает», не применяя при этом свою фантазию.

несколько простых способов в помощь взрослому

Не всем Бог даёт способности к изобразительному творчеству, не все мы – художники. Но случается, что сынишка или даже внук вдруг обращается с просьбой нарисовать ему ракету. И что нужно в этот момент ответить ему? Особенно если взрослый, который должен уметь всё на свете и быть примером для малыша, сам не знает, как нарисовать ракету. Помощь взрослым в этом нелёгком деле может оказать данная статья.

Схематичное изображение ракеты

Изображение звездолёта для самых маленьких детей может быть довольно схематичным. Такой рисунок прекрасно подойдёт для оформления таблички на шкафчике для одежды в детском саду, в качестве аппликации на мальчишечьи костюмчики и футболки или обои в комнате. В том, как нарисовать ракету подобного образца, разобраться сможет даже самый посредственный рисовальщик.

Мастер-класс по рисованию ракеты

Деткам постарше можно предложить более сложный вариант. Чтобы звездолёт был максимально похож на настоящий, следует воспользоваться мастер-классом. В нём даётся подробная инструкция о том, как нарисовать ракету поэтапно.

Выполняя действия по изображению заданного объекта, следует попутно объяснять ребёнку, для чего нужны ракете крылья, сопла, почему из отверстий вырывается огонь. Ведь, благодаря вырывающемуся из сопел огню (реактивной струе), происходит движение этого космического транспорта. Для наглядности можно даже провести опыт с воздушным шариком. Сначала его надувают, а затем отпускают, давая возможность газу, который скопился внутри, вырваться наружу. Пусть малыш сам увидит и прокомментирует то, что произойдёт с воздушным шаром: он взлетит, подобно ракете (пусть и на очень короткий срок)!

Дайте свободу полёту детской фантазии

А после того как нарисовать ракету удастся вместе, можно предложить ребёнку выполнить рисунок самостоятельно. Конечно, детская фантазия сделает изображение непохожим на то, которое предлагает ему взрослый. Ведь наставник учит малыша тому, как нарисовать ракету карандашом, а маленький художник обязательно подойдёт к процессу творчески и раскрасит ракету фломастерами, красками или цветными карандашами. Да ещё изобразит рядом инопланетный космический корабль, звёзды, солнце и, возможно, даже инопланетян.

Другие способы изображения ракеты

1. Копирование рисунка с бумагоносителей при помощи стекла. Конечно, сначала следует подобрать подходящее изображение. Затем нужно рисунок наложить на стекло, покрыв его чистым листом, где и будет впоследствии располагаться объект. Под стекло устанавливается подсветка, а затем аккуратно обрисовывается контур ракеты. Можно воспользоваться обычным оконным стеклом (в случае если рисование происходит днём).
2. Есть ещё и другой способ того, как нарисовать ракету – перевести рисунок при помощи копирки. Здесь важно не перепутать то, какой стороной укладывается под лист с рисунком копировальная бумага, иначе может возникнуть риск порчи книжки или альбома.
3. «Клеточный способ» рисования позволяет изменять масштаб копируемого изображения. Рисованный объект можно увеличить или, наоборот, сделать меньше. Клеточками разлиновывают исходный рисунок и чистый лист. Внимательно рассматривая каждую клеточку в отдельности, на чистом листе стараются максимально точно воспроизвести все линии, которые есть на копируемом рисунке. Важно объяснить малышу, что получается не совсем авторская работа, ведь художник просто «срисовывает», не применяя при этом свою фантазию.

Как нарисовать ракету красками: уроки для детей

#1

Хорошие родители проводят очень много времени со своим ребенком, занимаются его развлечением и развитием. Одним из самых известных способов совместить приятное с полезным является рисование. Дети, особенно мальчики, очень любят рисовать космос и все что с ним связано. Нарисовать большой космический корабль сможет не каждый взрослый, а, вот, как нарисовать ракету знают все. Осталось только объяснить это ребенку.

#2

Маленьким детям держать кисточку в руках намного удобнее, чем карандаш, да и рисуют краски намного ярче, поэтому, возможно, начинать нужно именно с них. Для начала следует посмотреть на чистый лист и определиться, что и где на нем будет нарисовано, пофантазировать, предложить пофантазировать ребенку. После этого необходимо выбрать основной цвет будущей ракеты. Выбор должен делать именно ребенок, не нужно ему мешать и поправлять, даже если его выбор кажется странным. Это рисунок ребенка и взрослый здесь только помощник, а не проверяющий. Следует объяснить ребенку как нарисовать ракету поэтапно, точнее нужно объяснить, что нарисовать ее намного легче, чем ему кажется.

#3

Рисовать ракету следует начинать с прямоугольника. Необходимо объяснить ребенку, что это основной отсек для космонавтов, где они проводят все свое время, поэтому он должен быть достаточно большим, чтобы там все поместилось для жизни и все необходимое оборудование. Если ребенок будет понимать, что и для чего он рисует, то это поможет избежать ошибок, в том числе и с размерами картинки. Для того, чтобы космонавты могли смотреть на звезды, у ракеты обязательно должны быть иллюминаторы, их можно нарисовать в виде кружков.

#4

После того, как основной отсек готов, необходимо нарисовать «нос» ракеты. Он рисуется в виде треугольника и может быть другого цвета. Внизу ракеты, слева и справа, нужно нарисовать два треугольничка, будущие турбины. Ребенок с радостью сам придумает форму огня, который вырывается из турбин и помогает ракете лететь быстрее. Дальше ракету надо раскрасить, возможно подписать, добавить какие-то дополнительные элементы, например, нарисовать космонавтов в иллюминаторах.

#5

Многие дети хотят знать, как нарисовать ракету в космосе. Если нарисовать ракету под углом к краям листа, то получиться, что она летит. Космос можно рисовать каким угодно цветом, тут главное определиться с его содержимым. Лучше всего предложить ребенку самому придумать, что будет в космосе вокруг ракеты, например, звезды, планеты, другие космические корабли или даже инопланетяне. Дети всегда с охотой отзываются на подобные предложения.

#6

Перед тем как нарисовать ракету карандашом или красками вместе со своим ребенком, нужно вспомнить себя в его возрасте. Не нужно добиваться от ребенка идеального исполнения рисунка. Задача родителей помочь ребенку поверить в свои силы, помочь исправить или замаскировать все ошибки и помарки, а никак не осуждать за ляпы и неточности, так как это может отбить у ребенка охоту рисовать в принципе.

Создание ракеты за шесть простых шагов — Ракетология: система космического запуска НАСА

Допустим, вам нужно построить новую ракету. С чего начать?

Ну а какую ракету собираетесь создать? В конце концов, не все ракеты созданы равными — мир полон самых разных ракет, и все они предназначены для разных целей.

Шаг первый: знайте, что должна делать ваша ракета.
Чтобы узнать, какую ракету вы собираетесь построить, вам необходимо знать ее требования.

Ради этого гипотетического примера предположим, что новая ракета, которую вам нужно построить, должна быть спроектирована для исследования человеком дальнего космоса. В частности, это будет ракета, которая позволит людям совершать полеты на Марс, что, несомненно, является самой амбициозной задачей, когда-либо предпринимавшейся в истории космических полетов. Смелая миссия требует смелой ракеты.

План всего, что вам нужно для создания собственного SLS, за исключением всей внутренней работы, которая фактически заставляет его летать.

Шаг второй: Установите параметры миссии.
За всю историю было проведено множество исследований того, как добраться до Марса, поэтому вы берете лучшие данные, которые можете получить, и выясняете, что нужно для выполнения этих миссий. Общее мнение таково, что вам понадобится несколько запусков для выполнения миссии, но даже при нескольких запусках будут действительно большие части. Вы должны будете иметь возможность поднять на околоземную орбиту не менее 130 тонн груза (он же полезная нагрузка). Многие инженеры думают, что ваш посадочный модуль может достигать 30 футов в поперечнике, поэтому вам понадобится достаточно большой объем полезной нагрузки, чтобы его нести.

Шаг третий: вызовите экспертов.
Вы работаете с другими разработчиками ракет как в правительственном, так и в коммерческом мире космических полетов. Вы выслушиваете много идей. И я имею в виду МНОГО идей.

Шаг четвертый: Начать рисование.
Вы начинаете создавать конструкции ракет. Вы работаете с чистого листа бумаги. Фактически, вы получаете много чистых листов бумаги. Пачки бумаги, правда.

Шаг пятый: свести к минимуму возможности.
Оказывается, проблема не в том, чтобы спроектировать ракету, способную поддерживать полеты людей на Марс.Задача состоит в том, чтобы разработать ЛУЧШУЮ ракету для этой миссии.

И настоящая задача сделать это — знать, какая ракета лучше. Что является стандартом «наилучшего качества» для марсианской ракеты? Это более сложный вопрос, чем может показаться — например, жизненно важно, чтобы ракета была мощной, но лучшая ракета — не самая мощная. Как только у вас будет достаточно мощности, большее количество энергии будет иметь меньшее значение.

Как вы, наверное, догадались, этот вопрос не является полностью гипотетическим; четыре года назад именно этот сценарий привел к рождению системы космического запуска.Инженерам было поручено разработать описанную выше ракету «Марс» массой 130 тонн. Они вызвали государственных и отраслевых экспертов. Они рассмотрели более 1000 возможных дизайнов автомобиля.

Подборка лишь нескольких основных дизайнов, рассмотренных в ранних исследованиях SLS. Этот рисунок стал известен в команде как рисунок «простыня», потому что из него получилась бы отличная простыня для детской кровати.

В случае с SLS некоторые концепции было легко отвергнуть: были явно более подходящие варианты, например, чем ракета, которая была слишком широкой, чтобы пройти через гигантские двери здания сборки транспортных средств в Космическом центре Кеннеди.

Три выделялись — большая, похожая на Сатурн, многоступенчатая ракета, работающая на керосиновом топливе, питавшем лунную ракету, вместо жидкого водорода шаттла; ракета, построенная из компонентов, основанных на нынешних ракетах меньшего размера, с использованием успехов отрасли; и конструкция, которая будет эволюционным шагом от систем, используемых на космическом шаттле. Но что было лучше?

Необходимо было учитывать внешние ограничения — в дополнение к руководящим принципам, согласно которым ракета должна была поддерживать исследование глубокого космоса человеком, национальная политика гласила, что она должна использовать, где это возможно, ресурсы из тогдашней непрерывной программы шаттлов и более ранней программы Constellation усилия по развитию.Любой из дизайнов мог соответствовать этому правилу; НАСА работало, чтобы выбрать дизайн, а затем определить существующие ресурсы, которые могли бы облегчить его разработку.

НАСА выбрало три дополнительных стандарта для измерения ракет — любая квалифицированная конструкция будет оцениваться по тому, насколько хорошо она соответствует стандартам безопасности, доступности и устойчивости.

У каждого из трех были сильные и слабые стороны; инженеры изучили и обсудили плюсы и минусы каждого. В конечном счете, хотя ракета, похожая на Сатурн, имела хорошую конструкцию, время и затраты, необходимые для ее проектирования, сборки и запуска, были слишком большими.Конструкция, основанная на ракетах меньшего размера, напротив, давала преимущества при разработке по сравнению с керосиновым транспортным средством, поскольку существующее оборудование и вспомогательные системы обеспечивали фору, но ее сложность учитывалась при оценке безопасности. Если у вас нет баржи, вы можете получить тот же эффект, связав вместе множество гребных лодок, но это будет не то же самое.

Оставшаяся конструкция, основанная на сочетании модернизации систем шаттлов и новых разработок, обеспечила преимущества в сокращении времени разработки и снижении затрат, а также предложила преимущества безопасности за счет использования проверенных силовых установок.

Шаг шестой: выберите лучший дизайн.
Итак, из тысяч остался один — конструкция, которая не только могла выполнять миссию на Марс, но и могла сделать это наиболее безопасно, по доступной цене и устойчиво.

Начался долгий путь к стартовой площадке.

В следующий раз: Что такое SLS?

Присоединяйтесь к обсуждению: Посетите нашу страницу в Facebook , чтобы прокомментировать сообщение об этом блоге. Мы будем рады услышать ваши отзывы!

---

Дэвид Хитт работает в отделе стратегических коммуникаций Программы космических запусков НАСА.Он начал работать в отделе образования НАСА в Центре космических полетов им. Маршалла в 2002 году и является автором двух книг по истории космических полетов.

Как нарисовать ракетный корабль

Простое, пошаговое руководство по рисованию ракетного корабля

Нажмите ЗДЕСЬ, чтобы сохранить учебник в Pinterest!

«И красный свет ракеты, и взрывающиеся бомбы,
Доказали всю ночь, что наш флаг все еще на месте».
— «Усеянное звездами знамя»

Ракеты долгое время были основой как научной фантастики, так и реальной науки.Типы ракет включают фейерверки, ракеты и транспортные средства, используемые в космических полетах.

Первые ракеты были изобретены в Китае как минимум к 1200-м годам. Они заправлялись порохом и использовались военными. В течение ста лет они также использовались на Ближнем Востоке и в Европе. Фрэнсис Скотт Ки, как известно, упомянул ракеты, использованные на войне, в песне «Усеянное звездами знамя», национальном гимне Соединенных Штатов.

Прокрутите вниз, чтобы загрузить этот учебник в формате PDF.

Современные ракеты были впервые изобретены в 1926 году. Технологии были усовершенствованы во время Второй мировой войны, и к 1960-м годам ракеты стали использовать для вывоза людей за пределы атмосферы Земли.

С тех пор ракеты зажгли воображение и сыграли важную роль в литературе и кино. Телесериалы, такие как Star Trek , фильмы, такие как Star Wars , и сочинения таких авторов, как Энн Маккаффри, развлекались путешествиями на космических кораблях за пределы звезд.

Знаете ли вы? Слово ракета происходит от итальянского слова rochetto, что означает «» «бобина». Шпулька — это цилиндр или катушка, на которые наматывается угроза шитья.

Хотите нарисовать ракетный корабль? Это простое пошаговое руководство по рисованию не из этого мира поможет вам. Все, что вам понадобится, это карандаш, ластик и лист бумаги. Вы также можете раскрасить законченный рисунок.

Если вам понравился этот урок, см. Также следующие руководства по рисованию: Земля, Луна и Чужой.

Пошаговые инструкции по рисованию ракетной цепи

Рисунок ракетного корабля — шаг 1

1. Начните с рисования изогнутой линии. Это сформирует одну сторону ракетного корабля.

Рисование ракетного корабля — шаг 2

2. Нарисуйте еще одну кривую линию, отражающую первую. Они должны образовывать плавный изгиб на верхнем конце, но не должны соединяться на нижнем конце. Это очерчивает корпус или фюзеляж ракеты.

Чертеж ракетного корабля — шаг 3

3. Обведите открытый конец ракеты парой прямых линий.

Чертеж ракетного корабля — шаг 4

4. Обвяжите носовой обтекатель двумя парами изогнутых параллельных линий.

Чертеж ракетного корабля — шаг 5

5. Нарисуйте иллюминаторы или маленькие окошки по бокам ракеты. Для этого нарисуйте несколько кругов разного размера.

Чертеж ракетного корабля — шаг 6

6. Нарисуйте плавник ракеты. Сначала проведите прямую линию от хвоста ракеты до ее середины. Затем нарисуйте изогнутые линии вниз от каждого конца прямой. Позвольте изогнутым линиям пересечься в небольшой точке.

Рисунок ракетного корабля — шаг 7

7. Сотрите направляющие линии с плавника.

Чертеж ракетного корабля — шаг 8

8. Нарисуйте второй плавник ракеты. Для этого вытяните две изогнутые линии от верхней стороны ракеты: одна выходит из середины корабля, другая — из его основания. Позвольте линиям сойтись в небольшой точке.

Чертеж ракетного корабля — шаг 9

9. Нарисуйте пламя, называемое выхлопом, исходящее из сопла или основания ракеты. Используйте серию коротких изогнутых линий, которые встречаются в зубчатых точках, чтобы нарисовать округлую треугольную форму.Затем используйте еще одну серию линий, чтобы нарисовать второй слой. Наконец, нарисуйте третий слой выхлопа, позволяя ему заканчиваться в точке.

Полный рисунок ракетного корабля

Раскрась свою ракету. Ракеты, подобные той, что изображена в этом руководстве, были популярными иллюстрациями в 1950-х и 1960-х годах. Некоторые были серебристого цвета, а другие имели ярко-красные, синие или другие цветные отметины.

Нужно больше места? Ознакомьтесь с нашими руководствами по рисованию искусственных объектов, где вы найдете более интересные технологии, такие как реактивный самолет, НЛО и робот.Затем установите сцену с галактиками, планетой Земля и Луной. Вы даже можете заполнить свой рисунок слизистыми инопланетянами!

Прокрутите вниз, чтобы загрузить этот учебник в формате PDF.

Учебное пособие по рисованию для печати

УСТРАНЕНИЕ НЕПОЛАДОК УЧАСТНИКА

Все еще видите рекламу или не можете загрузить PDF-файл?

Сначала убедитесь, что вы вошли в систему. Вы можете войти в систему на странице входа в систему.

Если вы по-прежнему не можете загрузить PDF-файл, наиболее вероятным решением будет перезагрузка страницы.

Это можно сделать, нажав кнопку перезагрузки браузера.

Это значок в виде круглой стрелки в верхней части окна браузера, обычно в верхнем левом углу (вы также можете использовать сочетания клавиш: Ctrl + R на ПК и Command + R на Mac).

Одноступенчатые ракеты (ракетные двигатели)

Одноступенчатая ракета использует одиночный ракетный двигатель или группу двигателей для подъема полезной нагрузки на желаемую высоту, и большинство ракет для зондирования на малой высоте относятся к одноступенчатому типу.На рис. 2-12 показано, что происходит во время полета одноступенчатой ​​ракеты. Под каждой ракетой находится рисунок ее двигателя, и вы заметите, что я пометил рисунки буквами. От A до F.
Если вы посмотрите на Рисунок 2-11. вы увидите кривую тяги от времени для горелки с длинным цилиндрическим сердечником. Я включил временную задержку в конце срабатывания двигателя и небольшой импульс, генерируемый зарядом выброса парашюта. В этом примере задержка составляет 3 секунды. Я обозначил буквами 6 точек на кривой.От A до F. Каждая из этих точек соответствует одному из рисунков на рис. 2-12, и каждый рисунок показывает, что ракета и ее двигатель делают в этой точке кривой.

Рисунок 2-12. Полет одноступенчатой ​​ракеты.

Рисунок 2-12. Полет одноступенчатой ​​ракеты.

Рисунок 2-13. Двухступенчатая ракета Рис. 2-14. Топливо начинается — Рисунок 2-15. Большая часть ракеты-носителя перед взлетом сгорает. Тяга двигателя израсходована и превысила вес ракеты, и ракета находится в полном полете, ракета оторвалась от земли.

Рисунок 2-16. Жаровая труба ускорителя зажгла рис. 2-17. Вторая ступень отделилась от ускорителя.
Электродвигатель второй ступени, и упал бустер. и он начинает создавать тягу. В конечном итоге он достигнет высоты
выше, чем он или ракета-носитель, если бы они были запущены в одиночку.
В точке А ракета находится на стартовой площадке. полностью загружен и готов к полету. В точке B двигатель загорелся, и топливо начинает гореть.Двигатель развил достаточную тягу, чтобы преодолеть вес ракеты, и ракета оторвалась от земли. В точке C давление в камере двигателя быстро увеличивается, как и количество топлива, горящего в каждый момент. Тяга двигателя также увеличивается, и ракета ускоряется вверх со все возрастающей скоростью.
В точке D тяга двигателя и ускорение ракеты достигли своего максимума, и последнее топливо израсходовано. В точке E пламя перешло на время задержки и медленно горит к отверстию в передней переборке.В точке F пламя достигло отверстия, вспыхнуло через отверстие и воспламенило эжекционный заряд. Катапультируемый заряд оторвался от носового обтекателя и вытолкнул парашют. Двигатели с разной геометрией зерна создают разные кривые времени тяги, но основная последовательность событий всегда одна и та же.

Как нарисовать ракету

В одной из предыдущих инструкций команда Easydrawingart.com показала, как нарисовать космический корабль, в этой аналогичной инструкции мы покажем , как нарисовать ракету .Это обучение традиционно делится на несколько этапов, в данном случае шесть. Новые линии каждого этапа окрашены в красный цвет, чтобы упростить рисование для начинающих художников.

Подготовьте свои любимые художественные принадлежности, будь то карандаш и бумага или графический планшет, и погрузитесь в процесс создания нового произведения искусства.

Шаг 1

Изобразите две прямые параллельные вертикальные линии. Сделать эти линии можно как с помощью линейки, так и без дополнительных инструментов.

Шаг 2

Теперь соедините эти две линии острой геометрической фигурой, создав острие ракеты. Кстати, чтобы проверить пропорциональность рисунка ракеты, посмотрите на нее в зеркало.

Шаг 3

Теперь, используя прямую горизонтальную линию, изобразите нижний край ракеты. Далее изобразите опорные детали по бокам несколькими прямыми линиями.

Шаг 4

Внизу создайте три сопла.Именно с помощью этих деталей ракета поднимается в воздух. Кстати, из этих сопел можно изобразить дым и огонь.

Шаг 5

Теперь используйте два круга, чтобы создать иллюминаторы для ракет. Вы можете изобразить два окна, как в примере художников Easydrawingart.com, или больше. Если вы изображаете боевую ракету, то иллюминаторы изображать там явно не нужно.

Шаг 6

Возьмите краски, цветные карандаши, фломастеры или другие средства и раскрасьте ракету в синий или серый цвет.Эти цвета самые стандартные для данного объекта. Но, конечно, вы можете раскрасить ракету в любой цвет. Также можно сделать какую-то надпись или узор на чертеже ракеты.

Команда Easydrawingart.com считает, что инструкция по рисованию ракеты была очень простой. Если вам понравилось, то посетите другие инструкции из категории «Транспортные средства» на нашем сайте. Попробуйте нарисовать автомобиль или грузовик из этой категории. Также посетите другие категории на Easydrawingart.com, чтобы улучшить свои художественные навыки.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ РУКОВОДСТВА ПО ЧЕРТЕЖУ:

миссий на Луну, которые никогда не покидали чертежную доску | Наука

21 декабря 1968 года, 50 лет назад сегодня, экипаж Аполлона-8 запустил на ракете Сатурн V первый полет на Луну. Экипаж так и не приземлился, но их фотография восхода Земли стала культовой, их сообщения в канун Рождества с Луны очаровали миллионы людей по всему земному шару, а через несколько коротких месяцев человечество приземлилось на поверхность Луны.

Аполлон-8 стал первым полетом на Луну и обратно. Он отправил человечество в великое исследовательское путешествие. Но сколь бы амбициозной ни была программа «Аполлон», идея полета на Луну возникла не на пустом месте, и мечта о посещении Луны значительно предшествовала речи президента Джона Ф. Кеннеди в Университете Райса, в которой он провозгласил: «Мы выбрать полет на Луну ».

Одна из первых историй о лунных путешествиях появилась в 79 году нашей эры из «Истинной истории» Люциана «», «», в которой вихрь уносит группу путешественников на Луну, бросая их в эпицентр межпланетной войны . К 1657 году в книге Сирано де Бержерака « Histoire de La Lune » предполагалось путешествие на Луну на многоступенчатой ​​ракете.

Иллюстрация А. Гофмана из книги На Луне . (Public Domain)

Но из «фантастических» работ по ракетной технике, пожалуй, самые влиятельные были написаны Константином Циолковским, особенно его роман 1893 года « На Луне». Большая часть художественной литературы Циолковского была предназначена для иллюстрации подлинных инженерных концепций, а его настоящие исследования были сосредоточены на основах ракетной техники и конечной цели освоения космоса.

Но в 1938 году была разработана одна из первых серьезных концепций полета на Луну — за несколько лет до первого в истории официального космического полета.

Мечтатели

Британское межпланетное общество (BIS) никогда не строило ракеты. Они никогда не запускали ни одного космического корабля. В интервью ранее в этом году британский астроном Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики описал BIS как «довольно хорошо оцененный для полупрофессиональной / полулюбительской группы», состоящей из инженеров, астрономов и энтузиастов, пытающихся подтолкнуть человечество к новым границам — даже если технология неосуществима в данный момент.Их самым известным вкладом в космические исследования был, пожалуй, проект Daedalus, амбициозное исследование 1970-х годов, описывающее теоретическую возможность полета к звезде Барнарда, второй ближайшей к Земле звездной системе, в пределах продолжительности жизни человека с использованием ядерных ракет.

«BIS — это теоретическая организация, а не практическая, — говорит Макдауэлл. «Их конкретные исследования не выполняются, но влияют на мышление людей».

Исследование BIS 1938 года показало, что это один из самых первых вероятных способов добраться до Луны.Организация задумала создать гигантскую пятиступенчатую ракету с жилым помещением наверху для перевозки трех астронавтов для двухнедельного пребывания на поверхности Луны. Они использовали как можно больше современных технологий, чтобы доказать, что идея осуществима и (хотя в то время непомерно дорого).

Эта космическая станция, разработанная членами Британского межпланетного общества, включает в себя огромный отражатель, собирающий солнечные лучи для выработки электричества. (Мировой архив истории / фото Alamy)

Но первые космические запуски были не на Луну; все они были бомбами.Нацистская Германия разработала ракету Фау-2 как межконтинентальную баллистическую ракету, способную поражать удаленные цели, и несколько ракет пересекли линию фон Кармана — границу космоса, хотя все полеты были суборбитальными. Первый Фау-2, достигший космоса, сделал это в июне 1944 года. После войны Соединенные Штаты импортировали несколько нацистских ученых-ракетчиков, чтобы начать свои собственные космические амбиции, при этом первый запуск страны в рамках проекта Гермес вышел в космос 10 мая 1946 года. , несущий первую научную полезную нагрузку, покинувшую атмосферу, эксперимент с космическими лучами, в 70-мильном путешествии.

По мере обострения напряженности между Соединенными Штатами и Советским Союзом росли и их космические амбиции. Конечно, большая часть соревнований была связана с разработкой бэкдор-оружия. Советы также собрали бывших нацистских ученых-ракетчиков и построили копию Фау-2, который впервые был запущен в 1951 году. Даже в то время становилось ясно, что следующим шагом будет полет человека в космос.

Ранние идеи НАСА

Анна Резер, аспирантка Университета Оклахомы, изучает культуру раннего НАСА.Она говорит, что, хотя речь Кеннеди 1961 года, в которой мы «можем, должны и должны» отправиться на Луну, стимулировала общественное воображение о высадке на Луну, были и более ранние влиятельные идеи, поддерживающие полет на Луну. Фактически, привезенный из Германии ведущий ученый-ракетоносец Вернер фон Браун в серии статей, опубликованных в журнале Colliers в 1952 году *, описал Луну как один из нескольких шагов к колонизации человечеством Солнечной системы.

«Я всегда понимал, что [речь Кеннеди] была публичной rah-rah , но НАСА уже проводило исследования, и это было одной из целей фон Брауна — попасть на Луну», — говорит Резер.«Попасть на Луну было негласной целью освоения космоса еще со времен Жюля Верна», французского писателя XIX века.

По конструкции похожий на капсулу Меркурия, но намного больше, новый космический корабль Gemini был разработан для перевозки двух астронавтов на околоземную орбиту для тестирования длительных полетов, сближения и стыковки, а также других методов, необходимых для полетов на Луну. (НАСА)

Речь 1961 года определенно изменила культуру НАСА, говорит Ресер, поскольку с того дня космическое агентство восприняло замечания Кеннеди как «личный вызов».В то время как русские обгоняли Соединенные Штаты в космос, Луна представляла соблазнительное возвращение.

«К концу проекта« Меркурий »целью уже была луна, и весной или в начале лета 1961 года, сразу после полета Алана Шепарда, Кеннеди объявил, что целью была луна», — говорит Резер. «Программа Близнецов была специально:« Давайте готовиться к полету на Луну ».

Но до программы «Аполлон» НАСА играло с идеей расширения «Близнецов».Программа, в которой были разработаны жизненно важные технологии, такие как стыковка с другим космическим кораблем и выход из него в скафандре, рассматривалась как трамплин для других возможных миссий. Например, он стал основой для пилотируемой орбитальной лаборатории, концепции космической станции ВВС США, которая запускалась только в качестве беспилотного прототипа. Были также идеи для Gemini в стиле «удлиненной кабины», который мог бы вывести на орбиту до дюжины астронавтов.

И как весьма амбициозная возможность, исследования в начале 1960-х рассматривали возможность использования модифицированной капсулы Близнецов в качестве лунного транспортного средства.Было рассмотрено множество конфигураций, в том числе встреча Близнецов с отдельной ракетой-носителем на орбите с достаточной тягой, чтобы добраться до Луны, и выполнение быстрого облета перед возвращением домой. Другие идеи касались полномасштабных лунных орбит.

Близнецы VII видны из люка Близнецов VI. Это был первый случай, когда у НАСА два космических корабля с экипажем находились на орбите одновременно. (НАСА)

Даже несколько идей о высадке на Луну родились у Близнецов.В одном из них использовался небольшой посадочный модуль, рассчитанный на одного человека, который мог доставить на поверхность одного астронавта из экипажа из двух человек. Он рассматривался как альтернатива Apollo, который становился тяжелее, сложнее и дороже. И миры Близнецов и Аполлона были, вкратце, одним целым благодаря исследованию 1962 года, в котором предлагалось использовать сам корабль Близнецы в качестве посадочного модуля.

Активные инженеры НАСА даже рассматривали «Джемини» как «спасательный космический корабль», который будет отправляться автономно впереди космического корабля «Аполлон» на случай, если из-за неудачной миссии астронавты окажутся в затруднительном положении.Однако с благословения Кеннеди НАСА быстро перешло от «Близнецов» к проекту «Аполлон».

В России

НАСА твердо нацелилось на Луну, но, по словам Асифа Сиддики, историка советских космических полетов из Фордхэмского университета, русские думали о гораздо большем — в конце концов, к своей опасности.

«Марс был конечной целью человеческих миссий», — говорит Сиддики. «У них всегда была группа исследователей Марса до 1970-х годов, но Луна действительно изменила их планы.«

С момента их первого космического полета в 1957 году и примерно до 1964 года долгосрочной целью России было исследование Марса человеком. Но когда НАСА начало делать шаги к менее амбициозному — но более реалистичному — 238 000-мильному путешествию на Луну, Советы также обратились к лунной миссии.

Почтовая марка СССР, отсканированная из личной коллекции пользователя Wikicommons Мациевского. (Public Domain)

В 1964 году Советский Союз начал разрабатывать миссию по высадке на Луну — более крупную и амбициозную, чем «Аполлон».Они начнут с малого, планируя совершить облет Луны на модифицированном корабле «Союз» и вернуться на Землю в 1967 году в ознаменование 50-летия большевистской революции.

Но в апреле 1967 года космонавт Владимир Комаров погиб на борту космического корабля «Союз-1», когда его парашют не раскрылся, что отбросило советские амбиции к космическим полетам. «Представьте, что в альтернативной вселенной они запустятся в начале декабря и станут первой группой, которая полетит на Луну», — говорит Сиддики.

Советы не спускали глаз с Луны на протяжении всей программы Зонд.Они добились раннего успеха с Zond 5 в 1968 году, первым лунным орбитальным аппаратом, который долетел до Луны и вернулся. (Зонд 4 добрался до Луны, но разбился обратно на Землю.) Зонд 5 даже возил вокруг Луны несколько землян — двух черепах, несколько насекомых и несколько планет.

Пока Зонд демонстрировал некоторые технологии, необходимые для полета на Луну, Советы активно работали над созданием ракеты, способной нести человеческий полет. Группа космонавтов, прошедшая подготовку к полету, в том числе Алексей Леонов, первый человек, который «пошел» в космос.

Но Зонд 6, предназначенный для дальнейшей демонстрации советских лунных технологий, врезался в Землю по возвращении — тяжело. «После того, как Zond 6 потерпел крушение, руководство заявило, что« мы не можем управлять космонавтами в следующей миссии », — говорит Сиддики.

Даже если бы «Зонд-6» имел успех, СССР никогда не смог бы полностью заставить работать ускоритель первой ступени ракеты Н-1, который был важной частью подъемной силы, необходимой для доставки людей на Луну. В конечном итоге это развеяло их лунные амбиции, поскольку американцы высадились на Луну в июле 1969 года, одержав «победу» в космической гонке после того, как Советы одержали столько побед.«К тому времени уже не было смысла летать, потому что цель миссии — быть первым», — говорит Сиддики.

Советские планы долгосрочных миссий были амбициозными — несколько космонавтов в гигантском спускаемом аппарате, проведших несколько дней на Луне, были на чертежной доске, — но продолжающийся отказ N-1 в конечном итоге привел к официальной отмене программы в 1974 году. Сиддики подозревает, что с учетом темпов развития программы, Советы не смогли бы добраться до Луны до конца 1970-х годов.

Разговор о возвращении

После того, как советские амбиции были отброшены, американцы еще несколько раз побывали на Луне, но популярность программы «Аполлон» — никогда не было столь высокой, как мы могли бы подумать задним числом — пошла на убыль. Аполлоны с 18 по 20 были отменены. НАСА смотрело на Скайлэб и космический шаттл, и Советы тоже начали думать в терминах орбитальных космических станций.

С тех пор Луна стала предметом дискуссий, особенно когда она была краеугольным камнем президента Джорджа У.Программа Буша «Созвездие», которая была отменена администрацией Обамы в 2010 году, сославшись на рост затрат. Сегодня возобновились дискуссии, поскольку администрация Трампа стремится к лунному форпосту. Между тем, SpaceX и Blue Origin надеются отправить клиентов на Луну в качестве туристического направления.

Это возрождение мечтаний 1950-х и 1960-х годов и возвращение в космос — но, как мы видели, дорога на Луну вымощена сломанными планами и заброшенными концепциями, судьба которых так и не исполнилась.

* Примечание редактора от 29 июля 2019 г .: в предыдущей версии этой статьи неверно указывалось, что серия статей Вернера фон Брауна в Colliers была опубликована в 1958 году, тогда как на самом деле они были опубликованы в 1952 году. исправьте этот факт.

Образец ракеты | Математические решения

Урок с шестиклассниками

Энн Лоуренс и Чарли Хеннесси

В этом вводном уроке по алгебраическому мышлению учащиеся исследуют несколько ступеней ракеты, построенной из блоков шаблонов, записывают количество блоков для каждой ступени на Т-образных диаграммах и находят правила для описания шаблона.Это задание появляется в новой книге Энн Лоуренс и Чарли Хеннесси « Уроки алгебраического мышления, 6–8 классы » (Math Solutions Publications, 2002).

Рис. 1. Ракетный образец.

Используя блоки шаблона сверху, я построил первые три этапа шаблона ракеты и спроецировал их на экран в передней части комнаты (см. Рисунок 1). Я попросил учеников использовать блоки с выкройками на своих партах и ​​построить ракету Уровня 4. Барри был единственным учеником, который поначалу был сбит с толку, но объяснение Джека помогло прояснить ситуацию.Все студенты успешно изготовили ракету Stage 4 (см. Рис. 2).

Рис. 2. Кенийский чертеж ракеты Stage 4.

Затем я попросил всех построить, нарисовать или описать словами ракету Stage 5. Большинство решило построить или нарисовать его. Тем не менее, Джемми писал: « Ракета 5 ступени такая же, как и все остальные, за исключением того, что она имеет 5 клубов дыма ».

«Так кто может описать ракету Stage Ten?» Я спросил. Поднялось несколько рук.

Сюзи сказала: «Это ракета с десятью клубами дыма.”

Камилла пояснила: «Я бы сказала, что это ракета, сделанная из квадрата, треугольника, трапеции и десяти ромбов для клубов дыма».

«Нарисуйте Т-диаграмму», — предложила Челси. Некоторые студенты не были знакомы с Т-диаграммами. К сожалению, многих учеников, поступающих в среднюю школу, никогда не просили записывать и исследовать данные в таблице, или они не помнят, что делали это. Я обязательно в начале учебного года знакомлю или напоминаю своим классам об использовании таблиц для записи и интерпретации данных.

С годами я убедился, что использование таблиц — единственный лучший путь к пониманию переменных, жизненно важная концепция в развитии алгебраического мышления. Я попросил Челси подойти к доске, нарисовать одну и объяснить классу (см. Рис. 3).

Рисунок 3

После того, как Челси объяснила, Эмили добавила: «Для меня имеет смысл, что общее количество штук увеличивается на одну для каждого этапа, потому что мы добавляли по одному клубу дыма каждый раз. Но если я подумаю об этом, не глядя на график, я запутаюсь.Мы начали с четырех частей, так почему же для ракеты Stage Ten не получается четырнадцать штук — четыре для начала, а затем десять затяжек? »

Скот заметил: «На самом деле у вас было всего три части для начала — треугольник, квадрат и трапеция. А затем вы добавили один ромб (или клуб дыма), чтобы получить целую ракету первого уровня ».

Я спроецировал изображение, показанное на рисунке 4, на экран. Я спросил Робин, может ли она взглянуть на ракету Этапа 1, разбить ее на части, перечисленные в центральном столбце, и сказать, какие числа написать для Этапа 1.Она сказала: «Для ракеты Stage One есть три блока шаблона в самой ракете и один блок шаблона для клубы дыма, так что всего их четыре».

Рисунок 4

Тедди сказал числам для Этапа 2 в Т-таблице: «Для Этапа 2 ракета состоит из тех же трех частей, но есть две клубы дыма, так что всего пять штук». Тедди также сказал, что, по его мнению, последний столбец должен быть помечен как «общее количество деталей», и я внес изменения.

Для этапа 3 Эмили объяснила: «На третьем этапе вы добавляете три части ракеты и три клубы дыма, всего шесть штук.”(См. Рисунок 5.)

Рисунок 5

Затем я попросил студентов внимательно посмотреть на центральный столбец нашей Т-образной диаграммы, попытаться найти там какой-либо общий паттерн и поднять руки, когда они его найдут. Вскоре были подняты почти все руки. Даниэль объяснил: «Для каждой ступени в ракете есть три штуки и на одну затяжку больше, чем на последней ступени». Большинство учеников средней школы приходят к нам, думая итеративно, то есть основывая свое понимание модели на переходе от одной стадии к другой.

Затем я задал вопросы, чтобы познакомить с идеями константы и переменной. «Кто может сказать нам, какая часть Ракетного узора останется прежней?» Я спросил.

Несколько студентов ответили: «Ракета».

«Да», — сказал я и объяснил, что математики относятся к части паттерна, которая остается неизменной для каждого этапа, как к константе. Я ввожу основной словарный запас, поскольку он применяется в соответствующем контексте, что улучшает понимание учащимися и повышает вероятность того, что они позже вспомнят значение терминов.

Затем я спросил: «Кто может сказать нам, какая часть паттерна меняется от стадии к стадии?» Все согласились, что это количество клубов дыма, поэтому я объяснил, что математики называют любую часть паттерна, изменяющую переменную. Я не ожидал, что студенты запомнят точные определения, но вместо этого надеялся, что они начнут развивать интуитивное понимание этих важных идей.

Затем я дал короткое письменное задание, попросив каждого ученика попытаться придумать правило для вычисления общего количества частей блока шаблона для любого этапа в шаблоне ракеты.Когда все что-то записали, я попросил студентов поделиться своими правилами. Джереми сказал: «Чтобы получить общее количество за любой этап, добавьте единицу к сумме за предыдущий этап».

Я спросил, сработает ли это правило, и большинство студентов кивнули. Я попросил добровольца использовать правило для 11-го уровня. Тедди вызвался. «Было бы четырнадцать пьес, потому что на десятом уровне было тринадцать пьес, и тринадцать плюс один равно четырнадцати». Все согласились. Когда я спросил, кто еще написал то же правило, что и Джереми, более половины студентов подняли руки.

У Камиллы было другое правило. «Всего штук три плюс на один больше, чем ромбов на предыдущей сцене». Семми продемонстрировал правило Камиллы для стадии 11, добавив 3 + 10, количество ромбов или затяжек из стадии 10, плюс 1.

«Эти два правила одинаковы?» Я спросил.

Джош ответил: «Не совсем, но они оба работают. И в обоих случаях вы должны кое-что знать о сцене, прежде чем она получит ответ ».

Я объяснил классу, что комментарий Джоша содержит две важные математические идеи.«Во-первых, когда два правила работают для одного и того же шаблона, правила называются эквивалентными», — пояснил я. Я добавил, что часто существует несколько эквивалентных правил для шаблона, все из которых дают одинаковые результаты и все верны. Я продолжил: «Правила, зависящие от знания результатов предыдущего этапа, называются итеративными правилами и могут использоваться для описания многих реальных ситуаций, таких как компьютерные таблицы».

Когда я спросил, есть ли у кого-нибудь еще одно правило, которым можно поделиться, Томас поднял руку.«Мое правило -« Три плюс количество затяжек », что совпадает с номером стадии, или« Три плюс s ». Как я и ожидал, в комнате было несколько хмурых взглядов. Я попросил Томаса объяснить свои мысли и использовать его правило для стадии 11.

Он сказал: «На каждом этапе у вас есть три части ракеты и несколько клубов дыма. Я заметил, что количество затяжек всегда совпадает с номером стадии; как и на первом этапе, это одна затяжка, на втором этапе — две затяжки и так далее.Итак, для любого этапа вы всегда можете добавить три части ракеты и количество затяжек, которое, как вы знаете, соответствует номеру этапа. На одиннадцатом уровне вы должны добавить три плюс одиннадцать, что равно четырнадцати ».

Несколько других студентов сразу поняли рассуждения Томаса и их значение. «С правилом Томаса, — выпалила Челси, — я могу быстро пройти любой этап».

«Я не понимаю, — сказал Барри. «Что это за s?»

Томас подошел к проектору. Он добавил строку в Т-диаграмму для этапа 20, когда говорил.«Мое правило:« Всего равно трем плюсам ». На двадцатом этапе вы должны добавить три (количество частей в ракете) плюс 20 (количество клубов дыма). Вы знаете, что существует двадцать затяжек, потому что количество затяжек всегда совпадает с номером стадии », — объяснил он, указывая взад и вперед на столбцы под« Stage »и« Puffs ».« Итак, всего двадцать три части. Буква s означает «номер стадии». Я узнал, что вы можете это сделать в прошлом году ».

Барри медленно кивнул. «Думаю, я понимаю, о чем вы говорите.Я мог бы воспользоваться вашим правилом, но я бы никогда об этом не подумал.

«Скоро каждый ученик в классе откроет для себя правила, подобные правилам Томаса», — заверила я Барри. Затем я попросил всех попробовать использовать правило Томаса для стадии 100. Я предложил каждому ученику попытаться изобразить ракету в своей голове и снова взглянуть на таблицу на экране, прежде чем он или она начнет использовать правило. Затем я попросил Барри попытаться объяснить, что он сделал. Он подошел к потолку и сказал: «На первом этапе сотня», написав 100, «в ракете будет три штуки», написав 3, «плюс», написав знак +, «сто за клубы дыма. , «Написав 100», «всего сто три штуки», записав сумму.

«Все получили этот ответ?» Я спросил. Они сделали, и я попросил их определить блоки для Этапа 50, не записывая в Т-диаграмме, если они могут. Все сообщили об успехе.

«Правило Томаса, — объяснил я, — называется явным правилом, потому что вам не нужно знать ответ на предыдущем шаге, чтобы использовать правило и получить ответ на любом этапе. Символ s в правиле называется переменной, потому что он обозначает значение в шаблоне, которое изменяется от этапа к этапу.В этом правиле s обозначает номер стадии или количество затяжек, s равно двадцати для стадии двадцати, а s равно сотне для стадии сотня. Для тебя это имеет смысл? »

Студенты кивнули, но я знал, что, скорее всего, у некоторых было лишь проблеск того, что я только что сказал. В конце концов, это было наше самое первое исследование! Понимание переменных приходит к большинству студентов не мгновенно, а со временем, благодаря разнообразному опыту.

Из выпуска Интернет-бюллетеня № 7, осень 2002 г.

---

Публикация по теме:
Уроки алгебраического мышления, 6–8 классы
Энн Лоуренс и Чарли Хеннесси

Ракета

Terran R из космоса относительности будет полностью напечатана на 3D-принтере и может быть использована повторно был ограничивающим фактором.Антенна должна поддерживать прямую связь с Землей на расстоянии более 550 миллионов миль (900 миллионов км), когда Земля и Юпитер находятся в точке наибольшего разделения. Антенна должна быть достаточно защищена от излучения, чтобы выдержать натиск ионизирующих частиц с Юпитера, и она не может быть настолько тяжелой или такой большой, чтобы подвергать опасности посадочный модуль во время взлета и посадки. Один коллега, когда мы поставили перед нами задачу, назвал ее невыполнимой. Мы все равно построили такую ​​антенну — и хотя она была разработана для Европы, это достаточно революционная конструкция, и мы уже успешно применяем ее в будущих миссиях для других пунктов назначения в Солнечной системе.

В настоящее время единственная запланированная миссия к Европе — это орбитальный аппарат Clipper, миссия НАСА, которая будет изучать химию и геологию Луны и, вероятно, будет запущена в 2024 году. Clipper также проведет разведку для возможной более поздней миссии по посадке спускаемого аппарата. Европа. На данный момент любой такой спускаемый аппарат концептуален. Однако НАСА все еще финансирует концепцию посадочного модуля «Европа», потому что есть важные новые технологии, которые нам необходимо разработать для любой успешной миссии в ледяном мире.Европа не похожа ни на что другое, на что мы пытались приземлиться раньше.

Антенная группа, включая автора (справа), исследует один из антенных подрешеток. Каждый золотой квадрат — это элементарная ячейка в антенне. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Для контекста, пока единственный спускаемый аппарат, который исследовал внешнюю часть Солнечной системы, — это спускаемый аппарат «Гюйгенс» Европейского космического агентства. Он успешно спустился на спутник Сатурна Титан в 2005 году после того, как был доставлен орбитальным аппаратом Кассини. Большая часть нашей системы координат при проектировании посадочных модулей — и их антенн — исходит от марсианских посадочных устройств.

Традиционно посадочные аппараты (и вездеходы), предназначенные для миссий на Марс, полагаются на ретрансляционные орбитальные аппараты с высокой скоростью передачи данных для своевременной доставки научных данных на Землю. Эти орбитальные аппараты, такие как Mars Reconnaissance Orbiter и Mars Odyssey, имеют большие параболические антенны, которые используют большое количество энергии, порядка 100 Вт, для связи с Землей. Хотя марсоходы Perseverance и Curiosity также имеют антенны прямого направления на Землю, они небольшие, потребляют меньше энергии (около 25 Вт) и не очень эффективны.Эти антенны в основном используются для передачи статуса ровера и других обновлений с низким уровнем данных. Эти существующие антенны, направленные прямо на Землю, просто не справляются с задачей обеспечения связи на всем пути от Европы.

Кроме того, Европа, в отличие от Марса, практически не имеет атмосферы, поэтому спускаемые аппараты не могут использовать парашюты или сопротивление воздуха для замедления. Вместо этого посадочный модуль будет полностью зависеть от ракет для безопасного торможения и приземления. Эта необходимость ограничивает его размер — он слишком тяжелый и потребует слишком много топлива как для запуска, так и для приземления.Например, для спускаемого аппарата небольшого размера массой 400 кг требуется ракета и топливо, общий вес которых составляет от 10 до 15 тонн. Затем спускаемый аппарат должен пережить шесть или семь лет путешествия в глубокий космос, прежде чем, наконец, приземлиться и работать в условиях интенсивного излучения, создаваемого мощным магнитным полем Юпитера.

Мы также не можем предположить, что посадочный модуль Europa будет иметь накладные расходы орбитального аппарата для ретрансляции сигналов, потому что добавление орбитального аппарата может очень легко сделать миссию слишком дорогой. Даже если «Клипер» чудесным образом все еще функционирует к моменту прибытия посадочного модуля, мы не предполагаем, что это будет так, поскольку посадочный модуль прибудет намного позже официальной даты завершения миссии «Клиппера».

Инженеры JPL, включая автора (нижний ряд слева), позируют с макетом концепции посадочного модуля Europa. Модель включает в себя несколько необходимых технологических разработок, в том числе антенну сверху и ножки, способные справиться с пересеченной местностью. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Ранее я упоминал, что антенна должна передавать сигналы на расстояние до 900 миллионов км. Как правило, менее эффективным антеннам требуется большая площадь поверхности, чтобы передавать дальше.Но поскольку посадочный модуль не будет иметь накладных расходов орбитального аппарата с большой ретрансляционной антенной и сам по себе не будет достаточно большим для большой антенны, ему потребуется небольшая антенна с эффективностью передачи 80 процентов или выше — гораздо более эффективная, чем большинство космических антенн.

Итак, повторим задачу: антенна не может быть большой, потому что тогда посадочный модуль будет слишком тяжелым. Он не может быть неэффективным по той же причине, потому что для увеличения мощности потребуются громоздкие энергосистемы.И ему нужно пережить воздействие жестокого количества радиации Юпитера. Последний пункт требует, чтобы антенна была в основном, если не полностью, сделана из металла, потому что металлы более устойчивы к ионизирующему излучению.

Антенна, которую мы в конечном итоге разработали, зависит от ключевого нововведения: антенна состоит из элементарных ячеек только из алюминия с круговой поляризацией — подробнее об этом чуть позже — каждая из которых может отправлять и принимать в частотах X-диапазона (в частности, 7.145 до 7,19 гигагерц для восходящего канала и 8.От 4 до 8,45 ГГц для нисходящей линии связи). Вся антенна представляет собой решетку из этих элементарных ячеек, по 32 на каждой стороне или 1024 в целом. Антенна имеет размеры 32,5 на 32,5 дюйма (82,5 на 82,5 сантиметра), что позволяет ей поместиться на верхней части посадочного модуля скромных размеров, и она может обеспечить скорость нисходящего канала связи с Землей 33 килобита в секунду при 80-процентной эффективности.

Давайте внимательнее рассмотрим упомянутые мною элементарные ячейки, чтобы лучше понять, как эта антенна делает то, что она делает. Круговая поляризация обычно используется для космической связи.Возможно, вы более знакомы с линейной поляризацией, которая часто используется для наземных беспроводных сигналов; вы можете представить себе такой сигнал, распространяющийся на расстоянии в виде двумерной синусоидальной волны, ориентированной, скажем, вертикально или горизонтально относительно земли. Круговая поляризация вместо этого распространяется как трехмерная спираль. Этот спиральный рисунок делает круговую поляризацию полезной для связи в дальнем космосе, потому что большее «поперечное сечение» спирали не требует, чтобы передатчик и приемник были точно выровнены.Как вы понимаете, сверхточное выравнивание почти на 750 миллионов км практически невозможно. Круговая поляризация имеет дополнительное преимущество в том, что она менее чувствительна к погоде на Земле, когда она прибывает. Дождь, например, заставляет линейно поляризованные сигналы затухать быстрее, чем циркулярно поляризованные.

На этом изображении подрешетки антенны размером 8 на 8 в разобранном виде показаны элементарные ячейки (верхний слой), которые работают вместе для создания управляемых сигнальных лучей, и три слоя делителя мощности, зажатые между корпусом антенны. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Каждая элементарная ячейка, как уже упоминалось, полностью изготовлена ​​из алюминия. Более ранние антенные решетки, в которых аналогично используются элементы меньшего размера, содержат диэлектрические материалы, такие как керамика или стекло, которые действуют как изоляторы. К сожалению, диэлектрические материалы также уязвимы для ионизирующего излучения Юпитера. Излучение со временем накапливает заряд на материалах, и именно потому, что они изоляторы, этому заряду некуда деваться — до тех пор, пока он в конечном итоге не высвободится в результате электростатического разряда, повреждающего оборудование.Поэтому мы не можем их использовать.

Как упоминалось ранее, металлы более устойчивы к ионизирующему излучению. Проблема в том, что они не изоляторы, поэтому антенна, полностью построенная из металла, все еще подвержена риску электростатического разряда, повреждающего ее компоненты. Мы обошли эту проблему, сконструировав каждую элементарную ячейку для питания в одной точке. «Канал» — это соединение между антенной и передатчиком и приемником радиостанции. Обычно антенны с круговой поляризацией требуют двух перпендикулярных источников для управления генерацией сигнала.Но с небольшим количеством тщательной инженерии и использования типа автоматической оптимизации, называемого генетическим алгоритмом, мы разработали единый канал точной формы, который мог выполнять свою работу. Между тем, сравнительно большой металлический столб действует как заземление для защиты каждого источника питания от электростатических разрядов.

Элементарные ячейки помещены в небольшие подмассивы 8 на 8, всего 16 подмассивов. Каждый из этих подмассивов питается чем-то, что мы называем подвешенной воздушной полосковой линией, в которой линия передачи подвешена между двумя плоскостями заземления, превращая промежуток между ними в диэлектрический изолятор.Затем мы можем безопасно передавать энергию по полосковой линии, при этом защищая линию от электрических разрядов, которые могут накапливаться на диэлектрике, таком как керамика или стекло. Кроме того, подвесные воздушные полосковые линии имеют низкие потери, что идеально подходит для высокоэффективной конструкции антенны, которую мы хотели.

В совокупности новая конструкция антенны решает три задачи: она очень эффективна, способна выдерживать большое количество энергии и не очень чувствительна к колебаниям температуры. Отказ от традиционных диэлектрических материалов в пользу воздушно-полосовых линий и конструкции, состоящей только из алюминия, дает нам высокую эффективность.Это также фазированная решетка, что означает, что она использует группу меньших антенн для создания управляемых, четко сфокусированных сигналов. Природа такого массива состоит в том, что каждая отдельная ячейка должна обрабатывать только часть общей мощности передачи. Таким образом, хотя каждая отдельная ячейка может обрабатывать всего несколько ватт, каждая подматрица может обрабатывать более 100 ватт. И, наконец, поскольку антенна сделана из металла, она равномерно расширяется и сжимается при изменении температуры. Фактически, одна из причин, по которой мы выбрали алюминий, заключается в том, что металл не сильно расширяется и не сжимается при изменении температуры.

Делитель мощности для подматрицы 8 на 8 разделяет мощность сигнала на доли, которые каждая элементарная ячейка может выдержать без повреждения. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Когда я первоначально предложил эту концепцию антенны для проекта посадочного модуля Европа, меня встретили скептически. Исследование космоса, как правило, очень рискованное мероприятие по уважительной причине: миссии стоят дорого, и одна ошибка может закончиться преждевременно. По этой причине новые технологии могут быть отклонены в пользу проверенных методов.Но эта ситуация была иной, потому что без новой конструкции антенны не было бы миссии на Европу. Остальным членам моей команды и мне дали зеленый свет, чтобы доказать, что антенна может работать.

Разработка, изготовление и испытания антенны заняли всего 6 месяцев. Чтобы поместить это в контекст, типичный цикл разработки новой космической технологии измеряется годами. Результаты были выдающимися. Наша антенна достигла 80-процентного порога эффективности как на передающем, так и на приемном диапазонах частот, несмотря на то, что она меньше и легче других антенн.

Чтобы доказать, насколько успешной может быть наша антенна, мы подвергли ее ряду экстремальных экологических испытаний, включая несколько тестов, специфичных для нетипичных условий окружающей среды Европы.

Один тест — это то, что мы называем термоциклированием. Для этого теста мы помещаем антенну в комнату, называемую термокамерой, и регулируем температуру в широком диапазоне — от –170 ℃ до 150 ℃. Мы проводим антенну через несколько температурных циклов, измеряя ее передающую способность до, во время и после каждого цикла.Антенна прошла этот тест без проблем.

Каждая элементарная ячейка изготовлена ​​из чистого алюминия. Вместе они создают управляемый сигнал, подавляя сигналы друг друга в нежелательных направлениях и усиливая сигнал в желаемом направлении. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Антенна также должна была продемонстрировать устойчивость к вибрациям, как и любое другое оборудование, отправляемое в космос. Ракеты — и все, что они несут в космос — сильно трясутся во время запуска, а это значит, что мы должны быть уверены, что все, что взлетает, не развалится во время полета.Для испытания на вибрацию мы загрузили всю антенну на вибростол. Мы использовали акселерометры в разных местах на антенне, чтобы определить, держится ли она или ломается под действием вибрации. В ходе теста мы увеличили вибрацию до точки, близкой к запуску.

Испытания на термоциклирование и вибрацию являются стандартными испытаниями оборудования на любом космическом корабле, но, как я уже упоминал, сложные условия в Европе потребовали дополнительных нестандартных испытаний.Обычно мы проводим некоторые тесты в безэховых камерах для антенн. Вы можете распознать безэховые камеры как комнаты с клиновидными поверхностями для поглощения любых отражений сигнала. Безэховая камера позволяет нам определять распространение сигнала антенны на очень большие расстояния, устраняя помехи от локальных отражений. Один из способов подумать об этом заключается в том, что безэховая камера имитирует широкое открытое пространство, поэтому мы можем измерить распространение сигнала и экстраполировать, как он будет выглядеть на более длинном расстоянии.

Что сделало этот конкретный тест безэховой камеры интересным, так это то, что оно также проводилось при сверхнизких температурах. Мы не могли сделать всю камеру такой холодной, поэтому вместо этого поместили антенну в герметичный пенопластовый ящик. Пена прозрачна для радиопередач антенны, поэтому с точки зрения реальных испытаний ее там не было. Но, соединив пенопласт с теплообменной пластиной, заполненной жидким азотом, мы смогли снизить температуру внутри него до –170 ℃. К нашему удовольствию, мы обнаружили, что антенна обеспечивает надежное распространение сигнала на большие расстояния даже при такой холодной температуре.

Последним необычным испытанием этой антенны была бомбардировка ее электронами для имитации интенсивного излучения Юпитера. Мы использовали электронный ускоритель JPL Dynamitron, чтобы подвергнуть антенну всей дозе ионизирующего излучения, которую антенна получит в течение своего срока службы, в более короткие сроки. Другими словами, за два дня на ускорителе антенна подверглась воздействию такого же количества излучения, как и во время шестилетнего или семилетнего путешествия на Европу, плюс до 40 дней на поверхности.Как и в случае испытаний в безэховой камере, мы также провели этот тест при криогенных температурах, которые были максимально приближены к условиям поверхности Европы.

Антенна должна была пройти испытания сигнала при криогенных температурах (–170 ° C), чтобы подтвердить, что она будет работать должным образом на холодной поверхности Европы. Поскольку невозможно было довести температуру всей безэховой камеры до криогенного уровня, антенна была запечатана в коробку из белого пенопласта. Лаборатория реактивного движения — Калтех / НАСА

Причиной испытания с бомбардировкой электронами было то, что мы опасались, что ионизирующее излучение Юпитера вызовет опасный электростатический разряд в порте антенны, где он соединяется с остальной аппаратурой связи посадочного модуля.Теоретически опасность такого разряда возрастает по мере того, как антенна больше времени подвергается воздействию ионизирующего излучения. Если произойдет разряд, он может повредить не только антенну, но и оборудование на более глубоких уровнях системы связи и, возможно, в другом месте посадочного модуля. К счастью, мы не измерили никаких разрядов во время нашего теста, что подтверждает, что антенна может выдержать как поездку на Европу, так и работать на ней.

Мы разработали и протестировали эту антенну для Европы, но мы считаем, что ее можно использовать для миссий в других частях Солнечной системы.Мы уже дорабатываем дизайн для совместной миссии JPL / ESA по возврату образцов на Марс, которая, как следует из названия, вернет на Землю образцы марсианских горных пород, почвы и атмосферы. Миссия в настоящее время намечена к запуску в 2026 году. Мы не видим причин, по которым наша конструкция антенны не могла бы использоваться на всех будущих марсианских посадочных модулях или вездеходах в качестве более надежной альтернативы — той, которая могла бы также увеличить скорость передачи данных в 4–16 раз по сравнению с нынешними. антенные конструкции. Мы также могли бы использовать его в будущих лунных миссиях, чтобы обеспечить высокую скорость передачи данных.

Хотя еще нет утвержденной миссии посадочного модуля «Европа», мы в JPL будем готовы, если и когда это произойдет. Другие инженеры реализовали разные проекты, которые также необходимы для такой миссии. Например, некоторые разработали новую многопозиционную систему приземления для безопасного приземления на нестабильных или неустойчивых поверхностях. Другие создали «поддон для живота», который защитит уязвимое оборудование от холода Европы. Третьи работали над интеллектуальной системой посадки, радиационно-стойкими батареями и многим другим.