Финал всероссийского турнира по моделированию космических аппаратов «Орбита» прошел 12 октября 2014 года в рамках Всероссийского Фестиваля науки в стенах Университета машиностроения (МАМИ).
Игра «Орбита» была разработана в рамках проекта «STEM-игры», который в августе 2014 года получил поддержку Агентства стратегических инициатив.
STEM-игры (S (Science) – наука, T (Technology) – технология, E (Engineering) – инженерное дело, M (Math) – математика) позволяют познакомить будущих специалистов с сутью работы ученого и инженера, а также дают техническим специалистам возможность принять участие в игре в роли управленца, ответственного за развитие отрасли и страны, что необходимо для подготовки будущих генеральных конструкторов, создателей новых рынков и отраслей.
В игре «Орбита» (orbitagame.ru) приняли участие почти 650 школьников 8-11 классов из 30 регионов России (всего 146 команд). «Орбита» не дает победителям ни 100 баллов ЕГЭ, ни права поступить без экзаменов в вуз; более того, не все финалисты «Орбиты» — самые прилежные ученики в классе. В отличие от ЕГЭ и олимпиад, где оцениваются только теоретические знания, для успешного прохождения «Орбиты» не достаточно знать формулы — важно понимать их физический смысл, уметь применять теорию на практике и вообще быть способным к действию в условиях нехватки времени.
«Орбита» — это командное состязание будущих инженеров: оно рассчитано на школьников, интересующихся физикой, математикой, космосом и инженерным делом. Суть игры состоит в том, чтобы построить компьютерную модель космического зонда, предназначенного для исследования различных небесных тел.
Выиграть турнир методом проб и ошибок невозможно: здесь побеждают благодаря умению делать расчеты, мыслить аналитически и проводить технические эксперименты.
В ходе турнира каждая команда превратилась в конструкторское бюро. От уровня к уровню приходилось решать все более сложные инженерные задачи. Работа проходила в специально разработанной компьютерной программе: моделировались резкие перегрузки при входе в плотные слои атмосферы, нагрев аппарата за счет трения об атмосферу, опасность столкновения с поверхностью и другие реалии посадки космического аппарата.
Все участники начинали с отборочного этапа: он продолжался 3 недели в онлайн-режиме. Каждый понедельник командам, которые сумели пройти предыдущие этапы, открывалось новое задание.
В первой миссии — лунной — задача была простой: участникам нужно было посадить уже готовый корабль на поверхность спутника Земли, для чего достаточно было внимательно прочесть методические указания и посчитать значение единственного параметра.
Те, кто сумел посадить корабль на Луну, неделей позже должны были скорректировать торможение и не допустить достижения критической величины перегрузки уже на Марсе. Марс требовал большего количества расчетов, поэтому свои гипотезы можно было проверять на баллистической модели — вместо ракеты запускать тело с фиксированной массой и использовать экспериментально полученные данные.
В последней из миссий онлайн-тура командам нужно было не только посадить корабль на Марс, но и предварительно его сконструировать, а после посадки — передать как можно больше научной информации с поверхности планеты на Землю. У конструкторов был большой выбор устройств, которые они могли использовать. В отличие от предыдущих миссий, здесь нужно было считать число попыток — начиная с 11 запущенного аппарата, вводился штраф на полученные очки, который с каждой следующей попыткой увеличивался. Это было сделано для того, чтобы преимущество получали те команды, которые руководствовались расчетами, а не действовали методом «проб и ошибок».
В финале встретились 15 лучших команд со всей России. Им предстояло покорить Венеру, что являлось серьезным вызовом: аппарату нужно было преодолеть плотные слои атмосферы, а затем как можно дольше проработать на раскаленной поверхности планеты.
В ходе шестичасовой борьбы лидер менялся несколько раз. На последних минутах турнира победу вырвала сборная команда московских десятиклассников под названием «Вёдра Рассела», состоящая из бывших и действующих учеников школы Интеллектуал. Второе место заняла команда «Керманы» из Центра образования №1 города Тула. Эта команда очень долго сохраняла лидерство и имела все шансы на победу. Третью ступень пьедестала заняла команда «КБ им. Э. Шрёдингера» из лицея №14 подмосковного Жуковского. Подробные результаты турнира вы можете прочитать на сайте проекта.
Образовательные STEM-игры дополняют традиционное обучение в естественно-научной и технической области. Их цель — помочь школьникам и студентам преодолеть пропасть между учебными задачами и реальной деятельностью ученого и инженера. STEM-игры — это модели геологии и атмосферы, экологии и астрофизики, а иногда — целых планет. Взаимодействуя с ними, учащийся сам выбирает стратегию исследований или переустройства мира, то есть действует не как ученик, а как самостоятельный исследователь или генеральный конструктор.
Игра «Орбита» дает ученикам возможность погрузиться в атмосферу настоящего инженерного дела, космической гонки, заслуженной победы или достойного поражения. Авторы игры надеются, что такие игры и турниры займут свое место в школьном и вузовском образовании.