Overleven op het ISS Een Natuur Leven en

(Over)leven op het ISS Een Natuur, Leven en Technologie module voor HAVO 4 of HAVO 5 Dinand Ekkel Onno Bakker Dick Jansen Perry Moraal Frank van Soest René Verstraelen Sjoerd van den Berg Jacob Poortinga Steven Boot

International Space Station

Workshop inhoud • Introductie ISS • Rode draad van de module • Planning en afsluiting van de module • Uitlichting enkele onderwerpen: o Kosmische straling o Zuurstof op het ISS o Risicoanalyse

Feiten van het ISS • De massa van alle reeds geplaatste modules samen bedraagt 455 ton • Het station is op het langste punt 80 meter (exclusief de zonnepanelen) • Deze zonnepanelen hebben een maximale spanwijdte van 100 meter • De gemiddelde snelheid bedraagt 27, 744 km u-1. • Eén pak melk (1 kg) naar het ISS brengen kost rond de 10. 000 euro

Feiten van het ISS • Ca. op 350 km boven de aarde

Het ISS

De rode draad • Hoe leven de bewoners op het ruimtestation en wat doen zij zoal de hele dag? • Welke gevaren zijn er voor hen? • Hoe overleven zij deze? (Over)leven op het ISS

De vragen bij het ISS • Is eten en drinken zoals op aarde? • Wat is gewichtloosheid en hoe ga je hier mee om? • Hoe wordt zuurstof geregeld? • Wat zijn de gevaren van mogelijke electromagnetische straling? • Is het gevaarlijk buiten de dampkring van de aarde?

Voorkennis • De functie van DNA • Zouten en neerslagen • Exotherm en endotherme reacties • Bewegingsenergie • Reactie (mol) rekenen en het werken met dichtheid • Elektromagnetische straling

(Een greep uit de ) concepten • Ruimtevaart en het belang er van • Zwaartekracht en gewichtsloosheid • Bouw en werking van spieren • Kosmische straling en stralingsbescherming • Regulering bij gaswisseling • De electrochemische reductie van CO 2 • Kinetische en potentiële energie • Poisonverdeling

Opdracht 1 Welke zes voorwerpen heeft u het hardst nodig voor een maanwandeling van 200 km voor een reparatie? • Draagbare verwarmingseenheid • 25 meter bergklimtouw • Parachute • 5 liter drinkwater • Zelfopblaasbaar reddingsvlot • Sterrenkaart voor oriëntatie • Zender en ontvanger op zonne- • Gereedschapskist energie • Kleding • EHBO trommel • Toilettas • Geconcentreerd voedsel • Zuurstoftanks • Doos melkpoeder • Shuttlekleding • Telescoop • Ruimtekleding • Kompas

Opdracht 1 Welke zes voorwerpen heeft u het hardst nodig voor een maanwandeling van 200 km voor een reparatie? • Draagbare verwarmingseenheid • 25 meter bergklimtouw • Parachute • 5 liter drinkwater • Zelfopblaasbaar reddingsvlot • Sterrenkaart voor oriëntatie • Zender en ontvanger op zonne- • Gereedschapskist energie • Kleding • EHBO trommel • Toilettas • Geconcentreerd voedsel • Zuurstoftanks • Doos melkpoeder • Shuttlekleding • Telescoop • Ruimtekleding • Kompas

Opbouw van de module • Hoofdstuk 1 Introductie module en onderwerp • Hoofdstuk 2 Het ISS en ruimtevaart in algemeen • Hoofdstuk 3 Zwaartekracht en menselijk lichaam • Hoofdstuk 4 Kosmische straling en bescherming • Hoofdstuk 5 Levensonderhoud en gaswisseling • Hoofdstuk 6 Impuls, snelheid en risicoanalyse • Hoofdstuk 7 Verdiepende keuze opdracht

Verdiepende opdracht • De verdiepende opdracht soort van “mini PWS” • Leerlingen maken een keuze uit één van de (nieuwe) onderwerpen uit de module: o Literatuur onderzoek (informatievaardigheid) o Praktisch onderzoek • Ca. 25% van de tijd (10 SLU) • Afsluiting: presentatie aan de klas

Afsluiting Kosmische straling

Kosmische straling

Kosmische straling

Van Allen gordels Zuid-Atlantische anomalie

Afsluiting Zuurstofgeneratie

Zuurstof • ISS heeft drie manier om het O 2 niveau op pijl te houden : o Electrolyse van water o Gebruik van opgeslagen zuurstof uit de tanks o Zuurstofkaarsen

“Solid-Fuel Oxygen Generator”

Opdracht 2 Wat is het massapercentage KCl. O 3 in een zuurstofkaars? A 21% B 41% C 61% D 81%

Het antwoord • Per 24 uur is dit 10800 liter lucht • Dit is 648 liter pure zuurstof (6% van totaal) • Komt overeen met 0, 848 kg zuurstof • Omgerekend in chemische hoeveelheid: 26, 5 mol • 2 KCl. O 3 2 KCl + 3 O 2 • Dus 17, 7 mol KCl. O 3 • Vermenigvuldigen met moleculaire massa levert 2168 g • Dit is (2, 168/5, 34)× 100% = 40, 5% • Antwoord: B

Afsluiting Ruimtepuin

Ruimtepuin • Ruimtepuin

Ruimtepuin • Ruimtepuin

Snelheden • Snelheid puin: 10 km s-1 (1, 0· 104 m s-1) • Snelheid ISS: 27, 744 km u-1 (7, 7· 103 m s-1) • Frontale snelheid gemiddeld 1, 8· 104 m s-1 • Gemiddelde kogel uit een geweer: 800 m s-1 • Onvoorstelbaar: Dit is ruim 20 keer trager!

Opdracht 3 Het ISS wordt geraakt door een ruimtepuin-deeltje dat met een snelheid van 1, 8· 104 m s-1 tegen het station komt. Van welke hoogte moet een kluis van 400 kg vallen om de (kinetische) energie van het 1, 00 g wegend deeltje te evenaren? A 16, 5 m B 32, 1 m C 41, 3 m D 64, 0 m

Opdracht 3 Het ISS wordt geraakt door een ruimtepuin-deeltje dat met een snelheid van 1, 8· 104 m s-1 tegen het station komt. Van welke hoogte moet een kluis van 400 kg vallen om de (kinetische) energie van het 1, 00 g wegend deeltje te evenaren? A 16, 5 m B 32, 1 m C 41, 3 m D 64, 0 m

Afsluiting De Poisson verdeling

Opdracht 4 P(X=1) = 0, 35 P(X>2) = 1 – P(X=0)-P(X=1)-P(X=2) = 0, 16

Afsluiting (Over)leven op het ISS Een Natuur, Leven en Technologie module voor HAVO 4 of HAVO 5 Bedankt voor uw aandacht bij vragen: s. boot@ichthuskampen. nl