English

Образовательные и гуманитарные проекты на Российском сегменте МКС

Эксперимент "Физика-образование"


Комплексный эксперимент "Физика-Образование" состоит из трех разделов:

  1. "Физика-ЛТ",
  2. "Физика-Фаза",
  3. "Физика-Отолит".

В эксперименте предполагается продемонстрировать в условиях микрогравитации следующие физические явления:

  • действие реактивных и аэродинамических сил на твердое тело вращения (серия сеансов эксперимента с устройством "Летающая тарелка");
  • агрегация газовых пузырей при фазоразделении газожидкостной мелкодисперсной среды (сеанс эксперимента с устройством "Фаза");
  • процессы передачи движений и воздействий на вестибулярный аппарат человека (серия сеансов эксперимента с устройством "Отолит").

Цель:

  • Демонстрация действия основных физических законов движения при вращении геометрически симметричного тела - эллипсоида в условиях невесомости ("Физика-ЛТ").
  • Исследование процесса полного разделения фаз газожидкостной мелкодисперсной системы в условиях микрогравитации под воздействием диффузии и сил поверхностного натяжения жидкости ("Физика-Фаза").
  • Демонстрация моделирования процессов передачи движений и воздействий на вестибулярный аппарат в условиях микрогравитации ("Физика-Отолит").

Задачи:

1. В сеансах раздела "Физика-ЛТ" исследования предусматривают:

  • проверку на борту РС МКС возможности демонстрации действия физических законов динамики реактивных и гироскопических сил на эллипсоид (диск "Летающая тарелка"), вращающийся в безопорной среде в условиях микрогравитации, с видеозаписью его поведения в пространстве отсека станции;
  • исследование влияния расходных характеристик источника воздушного потока (при изменении направления и расхода истекающих струй воздуха) на параметры вращения и движения "Летающей тарелки";
  • выпуск научно-образовательного презентационного материала на компакт-диске по теме "Демонстрация и исследование действия реактивных и гироскопических сил в условиях микрогравитации", по окончанию лабораторной обработки видеозаписей и анализа полученных результатов.

2. В сеансах раздела "Физика-Фаза" исследования предусматривают:

  • проведение фоторегистрации поведения и объемного превращения газовых пузырей в область с общей поверхностью раздела "жидкость - газ";
  • исследование скорости и особенностей процесса разделения фаз при объединении воздушных пузырей в жидкости в отсутствие действия сил плавучести;
  • проведение сравнительной оценки процесса диффузии газа и действия сил поверхностного натяжения, происходящих без влияния силовых физических факторов гравитационной природы;
  • выпуск научно-образовательного презентационного материала на компакт-диске по теме "Демонстрация явления агрегации газовых пузырей при фазоразделении газожидкостной мелкодисперсной системы в условиях микрогравитации, происходящей под действием внутренних сил жидкости", по окончанию лабораторной обработки и анализа фотоснимков.

3. В сеансах раздела "Физика-Отолит" исследования предусматривают:

  • демонстрацию моделирования двигательных процессов и инерционных воздействий в вестибулярном анализаторе человека при знакопеременных ускорениях в условиях микрогравитации, с видеорегистрацией реакции гидромеханической модели вестибулярного аппарата;
  • регистрацию поведения инерциальных (пробных) масс в гидромеханической модели вестибулярного анализатора на заданные механические воздействия;
  • проведение сравнительной оценки реакции инерциальной системы модели с имеющимися данными космической и авиационной медицины;
  • выпуск научно-образовательного презентационного материала на компакт-диске по теме "Демонстрация моделирования процессов передачи движений и воздействий на вестибулярный аппарат в условиях микрогравитации", по окончанию лабораторной обработки видеозаписей и анализа полученных результатов.

Используемая научная аппаратура:

  • Устройство "Летающая тарелка";
  • Устройство "Фаза";
  • Прибор "Отолит";
  • Комплект принадлежностей"

Используемая служебная аппаратура:

  • Камкордер Sony HVR-Z1J;
  • Цифровой фотоаппарат Nikon D200;
  • Универсальный переносной кронштейн;
  • Переносной светильник;
  • Комплекс "Измеритель масс"

Расходуемые материалы:

  • Видеокассета DVCAM (2 шт.);
  • Флешкарта

Результаты эксперимента:

  • Видеокассеты DVCAM с записью сеансов по разделам "Физика-ЛТ" и "Физика-Отолит".
  • Флэшкарта с результатами фотографирования сеанса "Физика-Фаза".

Ожидаемые результаты:

Результаты эксперимента предполагается использовать в учебном процессе для демонстрационной проверки имеющихся представлений об особенностях сложного движения твердого тела, физической природе фазоразделения в газожидкостных мелкодисперсных средах, а также для наглядной иллюстрации особенностей функционирования вестибулярного аппарата человека в условиях микрогравитации.

Экипаж МКС


ХОШИДЕ АкихикоХОШИДЕ
Акихико



Олег НовицкийНОВИЦКИЙ
Олег



Петр Дубров Дубров
Петр



Марк Ванде Хай  ВАНДЕ ХАЙ
Марк



КИМБРОУ Роберт Шейн  КИМБРОУ
Роберт Шейн



Меган МАКАРТУР МАКАРТУР
Меган



Тома  ПЕСКЕПЕСКЕ
Тома