Урок 1
Цели:
- изучить анатомию стопы
- изучить формы обуви на земле
- построить модель астроносков и визуализировать данные при помощи Arduino
- создайте решения для смягчения воздействия на стопы астронавтов
Ожидаемые результаты
Ученики должны развить понимание:
- нахождение идеи для проекта
- природы микрогравитации и ее влияние на жизнь астронавтов
- изучение литературы по данной области, работа с источниками
- создание прототипов проекта
- улучшение прототипа, исходя их полученных данных
Междисциплинарная связь
- Физика (основы микрогравитации)
- Биология (анатомия стопы)
- Техника (работа с электроникой)
- Информатика (программирование)
Введение
Астронавты, работающие на космических станциях, сталкиваются с уникальными вызовами, связанными с микрогравитацией – отсутствием силы тяжести, какую мы привыкли чувствовать на Земле. Это оказывает влияние на их физиологическое и психологическое состояние, а также на их способность работать и жить в космосе.
Один из основных эффектов микрогравитации – снижение плотности костной ткани, что может привести к остеопорозу. Поэтому космонавты должны выполнять ежедневные упражнения и поддерживать баланс питательных веществ в своей диете. Они также используют специальное оборудование, такое как тренажеры, чтобы увеличить свою силу и выносливость.
Другие вызовы, связанные с микрогравитацией, включают нарушение равновесия и координации движений, проблемы с сердечно-сосудистой системой, изменения в поведении жидкостей внутри тела и сохранение своих ног в хорошей форме.. Астронавты используют различные технологии и устройства для поддержания своей жизни и работы в условиях микрогравитации.
В отсутствии силы тяжести, ноги астронавтов не испытывают ежедневной нагрузки, которую они получают на Земле. Это может привести к снижению мышечной массы и силы ног, а также к снижению густоты костной ткани. Чтобы противостоять этим эффектам, астронавты выполняют специальные упражнения, используют тренажеры и носки с компрессионными свойствами, чтобы сохранить тонус мышц и улучшить кровообращение в ногах.
Источники:
[1] NASA. (2019). Living in Microgravity: The Impact of Space Travel on the Human Body. https://www.nasa.gov/hrp/bodyinspace
[2] Kanas, N., Salnitskiy, V., Grund, E. M., Gushin, V. I., Weiss, D. S., Kozerenko, O. P., … & Sled, A. (2007). Psychosocial issues associated with long-duration spaceflights: a review of astronaut journal entries. Aviation, space, and environmental medicine, 78(5 Suppl), B37-44.
[3] Clement, G. (2017). Fundamentals of Space Medicine. Springer International Publishing.
Практическая часть
Ознакомление с проектом “Создание астроносков для изучения влияния микрогравитации на организм астронавтов”
Цели:
- изучить анатомию стопы
- изучить формы обуви на земле
- построить модель астроносков и визуализировать данные при помощи Arduino
- создайте решения для смягчения воздействия на стопы астронавтов
Жизнь в условиях микрогравитации
- Международная космическая станция – это большой космический корабль, находящийся на орбите Земли.
- Космическая станция вращается вокруг Земли на расстоянии 400 км и испытывает 90% земной гравитации.
- Она не падает на Землю, потому что движется по своей орбите с точно заданной скоростью.
- Астронавты на космической станции испытывают силу притяжения Земли и падают в сторону Земли. Мы просто не видим этого.
- Потому что они все падают с одинаковой скоростью, объекты внутри станции находятся в состоянии, которое мы называем «невесомостью» (0g), или, точнее, микрогравитацией (1×10-6 g.).
- Передвижение в условиях невесомости. Ученикам надо задать вопрос – Как Астронавты передвигаются по Международной космической станции?В условиях микрогравитации или невесомости астронавты испытывают много давления на свои стопы, так как цепляются за поручни, чтобы передвигаться и останавливаться в определенном положении.Чтобы стабилизировать свое тело, космонавты используют различные типы удерживающих устройств для рук, талии и ног. Для стабилизации используются два основных типа удерживающих устройств:Краткосрочные ограничители для ногДолгосрочные ограничители для ногОграничители оказывают давление, из-за чего на верхней части ступней космонавтов образуются мозоли.Изучение анатомии стопы и заболевании [1], которые могут возникнуть например ношение неправильной обувиОбсуждение формы и функции кроссовок [2] для бега послужит основной точкой, после которой ученики должны обратить внимание на те вещи, которые важны для стоп астронавтов.