"Moon Odyssey" LEGO Education: Wir realisieren das russische Weltraumprogramm

    Der Traktor lieferte die Angara-Rakete zur Startrampe und stellte sie in eine horizontale Position. Ein spezieller Kranlift verband ihn mit einem Servicemast und brachte ihn in die Startposition. Das Mondlandemodul wurde in den Mondorbit gestartet und mit dem Föderationsschiff angedockt. Dann wurden sie auf die Oberfläche des Erdsatelliten gebracht. Ein Krater in der Nähe, für den Fall, dass Eis vorhanden ist.



    Dies ist nicht der Beginn des inländischen Blockbusters. Dies sind Projektszenarien für das Trainingskit „Moon Odyssey“, das Schüler der Klassen 5 bis 9 in das russische Programm zur Eroberung des Weltraums einführt. Und das nicht als Kinder in einer Sandbox, sondern durch Programmierung und vollständige Automatisierung mit MINDSTORMS EV3 und benutzerdefinierten Elementen.

    Das Moon Odyssey-Kit enthält grundlegende LEGO MINDSTORMS Education EV3-Kits mit Ladegeräten, Themen- und Trainingsmatten für Projekte, Unterrichtshilfen mit 8 thematischen und 12 Trainingsmissionen sowie einen zusätzlichen Satz von 1334 Teilen - der Booster wird damit montiert Der Angara, die Startrampe für den Start, das Föderationsschiff, der Mondrover, das Mondmodul, Antennen und sogar ein Krater.


    Die gesamte Ausrüstung wurde in einem Arbeitsschritt gesammelt. Links in der Box befindet sich die MINDSTORMS EV3, in der Mitte die zusammengebaute Angara-Rakete und nicht montierte zusätzliche Elemente der Anleitung. Auf der rechten Seite befindet sich eine teilweise zusammengebaute Startrampe. In der weißen Box gibt es viele zusätzliche Details, der Mondkrater ist der nächste. Vervollständigt die Kompositionstube mit Karten.


    Verbreiten Sie die Black Box. Auf dem Foto eines der Module EV3 mit einer Reihe interessanter Dinge.


    Eine von zwei Karten für Projekte

    Auf der Grundlage der "Moon Odyssey" wurde ein Lehrplan aus 12 Missionen und 8 thematischen Projekten für 72 Unterrichtsstunden entwickelt. Die Links sind Vollversionen von Materialien. Sie enthalten Anweisungen, interessante historische, technische Beschreibungen und sogar kleine Tests. Wenn also bei einer Montage nicht alles endet, stellt sich das Training als umfassend heraus. Für fast jede Mission gibt es mehrere Lösungen - der Designer lässt mehrere Schülerteams ihre eigenen Möglichkeiten finden.

    Zum Beispiel müssen wir die Angara-Rakete senkrecht zur Startrampe anheben. Der effektivste Weg, den Roboter zur Startrampe zu führen und den "Angar" mit einem speziellen Manipulator anzuheben. Die Rakete auf der Plattform steigt und fällt mit Hilfe eines großen Getriebes. Sie können es mit Ihren Händen tun und Sie können den Robotermanipulator verwenden. Und dies ist eine der Aufgaben für Schüler - einen Roboter zu konstruieren, der die Rakete in aufrechter Position heben kann. Ein auf einer Rakete montierter Gyro kann verwendet werden, um seinen Anstieg rechtzeitig zu stoppen. Oder Sie können experimentell berechnen, dass der Manipulator beim Start der Angara-Installation genau 50 Umdrehungen machen muss, und den Roboter für diese 50 Umdrehungen programmieren.


    Alternativ können Sie eine Engine anschließen, die dafür ausgelegt ist, das Rad des Roboters direkt an die Startrampe zu bewegen und die gleiche Manipulation auf andere Weise durchzuführen.


    Die meisten Probleme werden auf zwei Trainingskarten gelöst. Eine davon ist für die Arbeit mit Farbfeldern konzipiert und simuliert den Flug eines künstlichen Erdsatelliten. Ein Bild unseres Planeten und eine Gradskala werden auf ein 120 x 120 cm großes Feld angewendet.



    "Moon Odyssey" stellt die Geschichte des ersten künstlichen Satelliten der Erde, des ersten Menschen (und im Allgemeinen eines Lebewesens) im Weltraum vor, spricht von einer kreisförmigen und elliptischen Bahn, der Satellitennavigation. In der ersten Trainingsmission wird es notwendig sein, einen auf MINDSTORMS EV3 basierenden Moon Rover zusammenzustellen. Über ihn etwas tiefer. Darüber hinaus können Sie einen anderen alten Mondrover sammeln, der vor dem Hintergrund von Kratern gut aufgestellt ist.



    In dieser Konstruktionsphase werden die Schüler anhand der Materialien der „Moon Odyssey“ über die Bedeutung von Manipulatoren informiert. Warum werden sie überhaupt gebraucht, wie sie im Weltraum helfen, wie der Moon Rover sie verwendet. Die Programmierung von MINDSTORMS EV3 beginnt nicht sofort, nimmt jedoch den größten Teil des Kurses in Anspruch.


    Die Föderation ist eine wiederverwendbare bemannte Raumsonde, die die Sojus und den Fortschritt ersetzen wird. Gemäß einem der Szenarien muss es in den Orbit gebracht werden.

    Das Basismodell, das die Rolle eines Mondrovers übernimmt, basiert auf dem programmierbaren MINDSTORMS EV3-Modul. Mit acht Ports können Sie Motoren und verschiedene Sensoren daran anschließen. Der erste Schritt besteht darin, den Moon Rover zusammenzubauen: Ein Roboter, der auf zwei Rädern mit unabhängigen Motoren und einer Metallkugel beruht. Dieses Unterstützungsprogramm sorgt für mehr Mobilität - zusätzlich zu Abbiegungen und Bewegungen kann sich dieser Mondrover drehen.



    Zum Satz von Teilen gehören auch verschiedene Sensoren - ein Gyroskop, ein Farbsensor, Entfernungen usw. Sie ermöglichen es Ihnen, die Arbeit des Roboters in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen nach Szenarien zu programmieren. In den Ecken eines Trainingsfeldes befinden sich beispielsweise farbige Quadrate: Ein Roboter kann so programmiert werden, dass er Aktionen ausführt, nachdem er auf jedes dieser Quadrate getroffen wurde. Der Sensor erkennt die grüne Farbe unter dem Roboter - der Roboter sagt "Grün" - dreht sich nach rechts - geht drei Radumdrehungen vorwärts - nimmt den LEGO-Würfel mit dem Manipulator - bringt drei Radumdrehungen zurück - legt den Würfel zurück. Also haben wir den Orbitalflug und die Ausgabe in den Orbit eines bestimmten Moduls modelliert.


    Äußerlich ist ein komplizierteres Modell die Startrampe für die "Angara". Es geht in einer Stunde. Die Hauptsache ist, alle Details sofort nach Farbe und Typ zu zerlegen, um sie nicht auf der Suche nach "hier ist so ein kleiner blauer Ärmel mit einem Kreuz von einer Seite" durchzugehen.



    Das Moon Odyssey-Kit umfasst eine Vielzahl von Zahnrädern in verschiedenen Größen. Mit ihnen können Sie verschiedene Manipulatoren für unseren Roboter herstellen. Und für unterschiedliche Ladungen - von mehreren LEGO-Würfeln bis zum Startfahrzeug Angara. Die einfachste Version des Manipulators ist in wenigen Minuten zusammengestellt, aber Sie können das Thema genauer studieren und einen Manipulator mit unterschiedlicher Stärke und Geschwindigkeit erstellen.


    Alle LEGO MINDSTORMS EV3-Blöcke werden in einer Standardumgebung programmiert. Einige Programmierschritte werden anhand von Testfragen in Studentenmaterialien überprüft.



    Das Moon Odyssey Kit wurde in Zusammenarbeit mit einer Gruppe von Moskauer Pädagogen, der Roskosmos Corporation und dem Orlenko Space Corps (United Rocket and Space Corporation) entwickelt. Es führt nicht nur das russische Weltraumprogramm und die Grundlagen der Robotik ein, sondern trägt auch zur Festigung der Forschungs- und Teamfähigkeit bei. Und wie wir hoffen, weckt es das Interesse der Schüler an Weltraum und Robotik.

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