Полтавський обласний центр науково-технічної творчості учнівської молоді
Полтавської обласної ради

м. Полтава, вул. Покровська, 38, тел.: (05322)2-06-91; 50-04-51

e-mail: poltavaocnttum@ukr.net

Вівторок, 2018-08-14, 12:21 PM
Вітаю Вас, Гість
Головна » Статті » Науково-технічні проекти та розробки вихованців Центру

МОДЕЛЬ ВІДТВОРЕННЯ ЗВУКОВИХ КОЛИВАНЬ В АТМОСФЕРІ ТИТАНУ

Студент першокурсник Одеського економічного університету народного господарства Кейболо навчався у науковому астрономо-космічному товаристві "Персей" Полтавського обласного центру науково-технічної творчості учнівської молоді шість років, має наробку досліджень Сатурна та його супутника Титану. Він виготовив модель космічного зонду "Гюйгенс". Виготовив модель орбітальної станції "Кассіні". 



Рис. 1. Модель зонда Гюйгенс

  Одним з найцікавіших об'єктів Сонячної системи є супутник Сатурна – Титан. Це поки єдиний з відомих супутників у Сонячній системі, на якому встановлена присутність щільної атмосфери. Це одне з найхолодніших світил у Сонячній системі, яке, як це не парадоксально, володіє великими запасами органічних речовин в атмосфері і на поверхні.
  
Титан був відкритий Х. Гюйгенсом у 1655 р. Перші знімки Титану були зроблені космічним апаратом Voyager-1 у 1980 р. На знімках була помітна лише туманна помаранчева атмосфера з блакитним відтінком на горизонті. До системи Сатурна 15 жовтня 1997 р. був запущений космічний апарат Кассіні-Гюйгенс і досяг системи 1 липня 2004 р. 25 грудня 2004 р. зонд Гюйгенс відокремився від головного апарату. Зонд досяг Титану 14 січня 2005 р. і здійснив успішний спуск в атмосфері супутника. Це перший штучний супутник Сатурна (рис. 2).


Рис. 2. Космічний апарат "Кассіні" побіля Сатурну

  Кассіні-Гюйгенс – це результат співпраці трьох організацій, в процесі створення апарату брали участь 17 держав. Станція Кассіні була побудована зусиллями НАСА. Зонд Гюйгенс був створений Европейским Космічним Агентством. Італійське космічне агентство сконструювало антену телекомунікації і радарний висотометр (RADAR).
  
Характеристики спуску Гюйгенса: швидкість при вході в атмосферу Титану – 6 км/с; швидкість приземлення – 5м/с; швидкість передачі даних на Кассіні – 8 кбіт/с.
  
Спуск на парашутах крізь атмосферу у Гюйгенса зайняв 2 год 27 хв 50 с. Під час спуску Гюйгенс відбирав проби атмосфери. Швидкість вітру при цьому (на висоті від 6 до 12 миль) становила приблизно 16 миль/год (24 км/год). За допомогою зовнішнього мікрофону вдалося зробити записи звуку цього вітру.
  
За даними досліджень вдалося зібрати велику кількість інформації про природу Титану. Зокрема, точно встановлено, що на Титані є щільна атмосфера, а тому це єдиний супутник у Сонячній системі, що має атмосферу. Причому ця атмосфера нагадує атмосферу ранньої Землі. Знімки, зроблені в ході спуску зонда, показали складний рельєф із слідами дії рідини. За допомогою пенетрометра було вивчено властивості ґрунту Титану.
  
Спеціалісти Європейського Космічного Агентства прослухали звуки, записані мікрофонами Гюйгенса під час входу в атмосферу супутника Сатурна. Вчені відмічають, що це свист і шелест, котрі роблять відчуття присутності на борту апарату, що спускається. Найближчим часом учені мають намір визначити походження звуків, записаних Гюйгенсом. Вірогідно, що це шум вітру.
  
Відповідно до цього, ми розробили пристрій, котрий відтворює звук, який було записано під час входу в атмосферу супутника Сатурна.

Структурна схема пристрою приведена на рис. 3.

  Модель складається з підсилювача звукової частоти та МР3 плеєра.
 
Підсилювач звукової частоти, вмонтований у модель, дає можливість прослухати з достатньою гучністю звуки, записані під час входу космічного апарату у атмосферу Титану.
  
Принципова схема підсилювача складається з мікросхеми типу LM386 (рис. 4). Розглянемо принцип дії електронної схеми.

Рис. 4. Принципова електрична схема підсилювача звукової частоти на мікросхемі LM386

  З МР3 плеєра, відтворюваний звук надходить через регулятор гучності R1 і перехідні конденсатори С1, С2 на вхід мікросхеми LM386. На вході і виході мікросхеми знаходяться протизавадні кола С3, R2 та C6, R3 відповідно, які запобігають відтворенню надзвукових частот і самозбудженню підсилювача. Через прохідну ємність С7 сигнал поступає до динамічного гучномовця, який перетворює електричні коливання в звукові. Високочастотну та звукову фільтрацію напруги живлення здійснюють конденсатори С4 і С5 відповідно. Обмеження смуги відтворюваних частот в межах 100 Гц–5 кГц здійснює конденсатор С8. Для запобігання виходу з ладу мікросхеми при короткому замиканні на виході в схему ввімкнено резистор R1 опором 1 Ом послідовно з гучномовцем ВА1.
  
Підсилювач звукової частоти зібраний на односторонній друкованій платі розмірами 33х30 мм (рис. 5).

Рис. 5. Друкована плата підсилювача звукової частоти

 Отже, розроблена електронна схема цього пристрою нескладна, може бути виготовлена із розповсюджених радіодеталей. Вона дозволяє використовувати пристрій для наочної демонстрації атмосферних процесів на факультативних заняттях з астрономії у школі чи позашкільному закладі.

 

 

 

Категорія: Науково-технічні проекти та розробки вихованців Центру | Додав: poltavaman (2018-02-02)
Переглядів: 31 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0