За три недели участники направления «Космические технологии» научно-технологической программы «Большие вызовы» разработали концепцию системы воздушного старта ракет-носителей с аэростатической стратосферной платформы. В ходе реализации проекта школьники показали и технически обосновали, что ракеты-носители легкого и среднего класса можно запускать с дирижабля, расположенного на высоте 20 километров от поверхности земли. Такое решение потенциально может позволить существенно снизить стоимость производства самих ракет, избавит от необходимости создавать сложную и дорогостоящую инфраструктуру космодрома, а также позволит осуществлять пуски из любой точки мира на орбиты необходимого наклонения.
Под руководством ведущих специалистов концерна воздушно-космической обороны «Алмаз-Антей» участники одной из команд решили полный комплекс инженерно-технических задач для создания прототипа работоспособной системы стратосферного старта ракет-носителей. Ребята продумали концепцию, проработали компоновку и создали 3D-модель будущей стартовой платформы, подобрали необходимое оборудование и материалы, рассчитали массу и прочность конструкции, а также размеры баллонов дирижабля.
.jpg)
«В первую очередь при разработке концепции аэростатической стратосферной платформы школьники получили опыт реальной инженерной и конструкторской деятельности. Они научились решать сложные оптимизационные задачи, численно интегрировать системы дифференциальных уравнений и рассчитывать траектории вывода космических аппаратов на орбиту, создали 3D-модель конструкции, а также рассчитали ее прочность методом конечных элементов. За три недели у нас получился действительно качественно проработанный проект – команда доказала, что их изначальная задумка может реально воплотиться в жизнь. В дальнейшем при участии ребят мы сможем сделать более подробные расчеты и привести настоящее техническое обоснование», – рассказал начальник лаборатории Обуховского завода Дмитрий Федоров.
По решению школьников платформа для старта ракет-носителей представляет из себя дирижабль, состоящий из двух вакуумных баллонов, двухслойная оболочка которых для обеспечения жесткости будет наполнена гелием с избыточным давлением в одну атмосферу. Дирижабль сможет поднять полезную нагрузку до 200 тонн на высоту 20 километров и уже оттуда осуществить запуск. Близость к орбите облегчит выход ракеты в открытый космос и сэкономит топливо, а отказ от первой ступени снизит стоимость самой ракеты и уменьшит ее вес более чем на треть. Кроме того, запуск можно будет проводить на орбиту любого наклона, поскольку двигатели дирижабля позволят предварительно доставить ракету практически в любую точку мира.
.jpg)
«Наша платформа состоит из разных элементов – это мягкие эластичные оболочки, жесткие рамы, стропы, датчики, двигатели и многое другое. Поэтому одной из главных задач стала необходимость уравновесить массу всех систем и одновременно обеспечить прочность конструкции. Для этого мы использовали программы, которые применяются при проектировании космической техники. На протяжении трех недель я старался браться за новые задачи, которые позволят мне обрести дополнительные знания и навыки. Мы узнали о том, как проектируется техника, как идет работа на предприятиях, каков жизненный цикл изделий, а также усовершенствовали познания в математике и физике. Это было очень интересно и обязательно пригодится нам, как будущим инженерам», – поделился впечатлениями школьник из Московской области Олег Кривоносов.
«Мой путь в космических технологиях начался примерно два года назад, когда я заинтересовался ракетомоделированием. Довольно быстро, помимо создания обычных простых моделей, мне стали интересны создание спутников и большой космос. Благодаря программе “Большие вызовы” можно не только прокачать навыки, но и почувствовать себя настоящим инженером, человеком, который работает в большом коллективе и от которого зависит итоговый результат общей деятельности, – это воспитывает ответственность. Я и дальше планирую развиваться в области ракетно-космических технологий, потому что хочу поступить в Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана на факультет специального машиностроения», – комментирует участник команды из Московской области Илья Галковский.
В 2024 году в рамках направления «Космические технологии» школьники разработали детектор радиации для малых спутников, блокчейн-модуль для хранения данных, концепцию лунной базы для решения научно-прикладных задач и прототип марсоисследовательского мультикоптера с целью аэросъемки, зондирования и маршрутизации марсохода.
