Малый космический аппарат формата CubeSat-3U выведут на орбиту Земли в конце 2021 года. Собственный спутник «Сириуса» будет собирать данные о космической погоде для ученых НИИ ядерной физики МГУ. Его создают ученики профильных классов Лицея «Сириус» под руководством специалистов лаборатории «Космические системы и дистанционное зондирование Земли». Опытный образец успешно прошел первые испытания на вибростенде и выдержал перегрузки, соответствующие запуску спутника на ракете-носителе «Союз-2.1б».
Наноспутник формата CubeSat 3U школьники «Сириуса» начали проектировать больше года назад. Модель опытного образца создали первые выпускники профильных классов. Осенью эстафету подхватили десятиклассники, поступившие в «Сириус» в этом учебном году. В команду проекта вошли девять человек, которые выбрали инженерно-математический профиль. Им предстоит доработать конструкцию, спроектировать и изготовить все элементы управления спутником, подготовить аппарат с интегрированным детектором заряженных частиц к запуску в космос.
Сначала юные инженеры изучали 3D-моделирование, а потом с помощью систем автоматического проектирования создали 3D-модель спутника, чтобы выявить и устранить слабые места конструкции, возможности стыковки деталей между собой. Также по ней ребята провели прочностные расчеты конструкции и написали управляющую программу для станков с числовым программным управлением для изготовления деталей.
«Работая над проектом ученики сталкиваются с такими техническими задачами, для решения которых не всегда подходит привычная им стратегия “по учебнику”, – рассказывает ведущий специалист лаборатории ”Космические системы и дистанционное зондирование Земли” Григорий Егоров. – Зачастую, здесь не бывает единственно верного ответа. Умение отсечь лишнее и выбрать оптимальный вариант – одно из важных качеств инженера. Наша цель донести это до ребят, погружая их в реальные проекты. И у нас уже есть первые победы – за несколько месяцев школьникам удалось улучшить первоначальную конструкцию спутника, облегчив её на 37%, не потеряв в прочностных характеристиках».
Лаборатории «Сириуса» действительно напоминают конструкторское бюро. Здесь есть все необходимое, чтобы воплотить задумки юных инженеров в жизнь: фрезерные и токарные станки, полимерный 3D-принтер. На данный момент ребята уже спроектировали все детали аппарата, системы ориентации, стабилизации и радиосвязи для пробных трансляций телеметрии спутника. Затем они изготовили все это на специальном станке с компьютерным управлением. Материалом основной конструкции стал алюминиевый сплав Д16Т. Аппарат полностью соответствует международной сертификации наноспутников.
Для многих участников команды этот проект – мечта, ставшая реальностью. Так, Егор Козлов с детства увлекался космосом. Поэтому пока не может поверить своей удаче, тому, что аппарат, разработанный им и его одноклассниками, будет запущен на орбиту Земли.
«Я даже не думал, что смогу стать частью такого крутого проекта, – говорит Егор. – О профильных классах узнала моя мама, она уговаривала меня поступить. Мне казалось, что это практически невозможно. Потом попробовал решать задачи заочного этапа, стало получаться. Прошел на очный тур и в итоге успешно сдал экзамены. Рад, что все получилось, здесь каждый может реализовать себя и узнать много нового».
Другой ученик профильных классов Давид Багарян признается, что пока еще точно не решил, с какой именно отраслью свяжет свою жизнь. Но сейчас лучше всего у него получается конструирование. Его дедушка работал слесарем на аэродроме, занимался обслуживанием самолетов и с малых лет приучал Давида создавать небольшие конструкции, опытные модели, чинить разную технику.
«Я очень рад, что поступил в профильные классы “Сириуса”. Не скажу, что это было тяжело, просто потребовало определенной подготовки, и я успешно сдал все экзамены. Знал, что здесь рядом со мной будут такие же увлеченные, целеустремленные и мотивированные люди, как я. Мне нравится быть частью такого интересного сообщества, – говорит Давид. – Планирую связать свою жизнь с инженерной профессией, и “Сириус” дает мне возможность углубить свои знания и получить практический опыт. Представляете, мы создаем собственный спутник, который будет потом летать в космосе. Кто может таким похвастаться?»
Опытный образец конструкции спутника успешно прошел испытания на вибростенде. Аппарат выдержал вибрационные и ударные нагрузки по каждой из своих осей. Режимы соответствовали перегрузкам при запуске спутника на ракете-носителе «Союз-2.1б». Теперь школьники приступили к работе над электронной начинкой. Им предстоит разработать систему управления аппарата: электронные платы с микроконтроллерами, датчиками освещенности, угловой скорости, акселерометр, магнитометр, модуль GPS/GLONASS и многое другое.
После того как работа будет закончена и спутник «Сириуса» пройдет все испытания, его доставят в космос в специальном контейнере. Аппарат будет «отстреливаться» из него в автоматическом режиме и выйдет на орбиту на расстоянии 500–1 500 км от Земли. Он станет частью группировки малых космических аппаратов, отслеживающих космическую погоду для ученых Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ. Для этого внутри конструкции установят специальный детектор заряженных частиц ДеКор от НИИЯФ МГУ, оценивающий вредное воздействие окружающей среды на другие спутники. Запуск планируется на конец 2021 – начало 2022 года. Аппарат создается в рамках научно-образовательного проекта «Space π», который поддерживается Фондом содействия инновациям.
Напомним, что профильные классы «Сириус» реализует совместно с Управлением по образованию и науке администрации города Сочи по двум направлениям: инженерно-математическому и химико-биологическому. Учебные занятия проходят в современных лабораториях и аудиториях «Сириуса» три дня в неделю. Обучение включает углубленную подготовку по профильным предметам, внеурочные курсы, лекции, мастер-классы, консультации ведущих педагогов и ученых, представителей организаций – партнеров «Сириуса». Уроки по общеобразовательным предметам проходят на базе гимназии № 8, лицея № 59 или школы № 25. Обучение бесплатное. Подать заявку на участие могут девятиклассники, проживающие в Сочи.
