Задачи очного тура III школы ТЮХ 2014-2015 уч. год
Задача № 1 Падение с небес
Ни для кого не секрет, что у космических кораблей, шаттлов и спутников есть определенный срок работы, после которого данные космические объекты подлежат утилизации (так, например, в 2001 году была затоплена космическая станция «Мир»). Большая часть спутника сгорает в атмосфере, однако примерно 25% от массы спутника долетает до Земли. Опишите с химической точки зрения процессы, которые протекают при падении спутника через атмосферу и после падения в воду. Для упрощения считайте, что спутник состоит из железа. Рассмотрите данную задачу с учетом того, что вода может быть пресной или соленой, с разным показателем кислотности и при разной температуре. Насколько быстро будут протекать описанные вами процессы?
Задача № 2 Терраформинг планет
В научно-фантастических произведениях часто можно встретить описание колонизации далеких планет при помощи процедуры терраформирования – воздействия на планету при помощи специальных установок, позволяющих воссоздать условия, существующие на Земле (или близкие к таковым, достаточные для проживания человека). В Солнечной системе тоже есть объекты, обладающие потенциалом к терраформированию. Рассмотрите ваш ответ для любого из перечисленных случаев: спутник Сатурна Титан, спутник Юпитера Европа, Венера. Предложите ваше решение с учетом особенностей планет и основывающееся на химических процессах. Все производства можно осуществлять только за счет полученных вами ресурсов на данных планетах.
1. Каким образом можно создать оптимальную атмосферу для существования растений, животных и человека? Какие способы получения кислорода можно предложить?
|
|
2. Какие минимальные ресурсы необходимы для осуществления процесса терраформирования? За какое время возможно провести эту процедуру?
3. Каким образом вы можете получать энергию на планете?
4. Можно ли использовать эту планету и её условия для производства, каких-либо уникальных объектов, объясните с точки зрения химии, с чем это может быть связано? Какие промышленные продукты целесообразно получать на этой планете, и для каких целей это, прежде всего, необходимо?
Задача № 3 Пожар в космосе
По словам пожарного эксперта НАСА Дэвида Урбана пожар находится среди самых катастрофических ситуаций, в которых может оказаться экипаж космического корабля: «Вы не можете выйти наружу, вы в очень маленьком объеме, и ваш выбор спасения ограничен. Это пространство может выносить гораздо меньшее количество огня, чем вы можете перенести в вашем доме. Давление не может просто улетучиться, тепло и токсические продукты остаются тоже там».
Придумайте наиболее удобный и простой способ тушения пожара на космической станции и утилизации токсических продуктов сгорания (рассмотрите влияние всех приведенных выше факторов, не забудьте, что вы находитесь в невесомости).
Задача № 4 Энергия для космических перелетов
Жизнь на земле существует за счёт энергии солнца. Одной из проблем дальних космических перелётов является отсутствие легко доступной энергии за пределами солнечной системы (в отсутствие поблизости такого объекта, как солнце). Предложите решение этой проблемы: опишите, как может быть с химической точки зрения устроен возобновляемый источник энергии на космолёте дальнего следования (опишите принцип действия, условия работы, необходимое сырье и т.д.). Можно ли каким ли образом производить дозаправку космического корабля топливом в процессе следования по неизведанным территориям?