КОСМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

Современная космонавтика решает в основном прикладные задачи: фотографирует Землю из космоса, обеспечивает навигацию и связь. Однако и романтика освоения других планет, на время отошедшая на второй план, сегодня вновь будоражит умы и становится мощным трендом, объединяющим человечество.

Пилотируемые экспедиции на Луну и на Марс — дела уже ближайшего будущего. Космос становится все ближе к нам благодаря уникальным исследованиям и новым технологиям. Огромное количество исследователей и инженеров работают над созданием новых материалов для космоса, производством компонентов спутников на орбите, разрабатывают интеллектуальные алгоритмы управления группами космических аппаратов и их автоматического обслуживания, ищут методы борьбы с космическим мусором, предлагают новые сервисы на основе результатов космической деятельности — космических снимков, навигации и связи.

Что же могут сделать школьники в этой высокотехнологичной области? На самом деле многое. Создать небольшую спутниковую систему сегодня довольно просто. Школьники и студенты по всему миру запускают собственные спутники-кубсаты, принимают сигналы из космоса, делают приложения, анализирующие реальные космические снимки, и многое другое.

Отдельным ресурсом для школьных проектов может стать Международная космическая станция, которая регулярно принимает эксперименты от научных и образовательных организаций. На Земле школьники планируют научное исследование, оборудование для которого доставляется на орбиту с одним из грузовых кораблей. Проводят эксперимент уже космонавты.

1. Позиционно-чувствительный детектор радиации для малых спутников формата кубсат

Руководитель проекта: Богомолов Виталий Владимирович, старший научный сотрудник лаборатории космической рентгеновской и гамма-астрономии НИЯФ Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, кандидат физико-математических наук

Аннотация: 
В ходе выполнения проекта будет создан прототип позиционно-чувствительного сцинтилляционного детектора гамма-излучения и электронов, который будет установлен на малом космическом аппарате, запуск которого планируется в течение ближайшего года. Участники проекта должны провести отладку электроники прибора, создать программное обеспечение для микроконтроллера и для анализа получаемых данных, протестировать методику определения направления на источник при использовании детектора в составе телескопа с кодирующей маской. Также участники должны провести моделирование космического эксперимента, опираясь на данные наноспутников, запущенных в 2023 году.

Партнер проекта: ФГБОУ ВО МГУ им. М.В.Ломоносова

2. Разработка Блокчейн-модуля для хранения данных на малом космическом аппарате

Руководитель проекта: Абрамешин Дмитрий Андреевич, старший преподаватель НИУ ВШЭ, кандидат технических наук

Аннотация:
Проект представляет собой расширение концепции использования блокчейн-технологии в космическом пространстве для обеспечения безопасного и надежного хранения данных. Разработанный и интегрированный в конструктор спутника «Орбикрафт 3D» модуль позволит улучшить управление и контроль доступа к данным на малом космическом аппарате, что особенно актуально в условиях растущих вызовов кибербезопасности. Проект предполагает проведение исследований, разработку и тестирование модуля, а также его внедрение в прототип малого космического аппарата. В рамках работы над проектом предполагается ознакомление с системами и модулями конструктора спутника «Орбикрафт 3D», работой систем ориентации и стабилизации, работой с УКВ-приемопередатчиком, разработкой модуля полезной нагрузки, написанием программного обеспечения для космического аппарата и создания печатной платы с блокчейн-технологией.

Партнеры проекта: НИУ ВШЭ, ООО «СПУТНИКС», ГК «СКАНЭКС», ООО «Аэроспейс Кэпитал», Фонд содействия инновациям,  «Аскон»

3. Разработка концепции лунной базы для решения научно-прикладных задач

Руководитель проекта: Косенкова Анастасия Владимировна, ведущий инженер-конструктор научно-производственного объединения имени С.А.Лавочкина

Аннотация:
В настоящее время уже проектируются лунная орбитальная станция Gateway и международная научная лунная станция (МНЛС), предназначенные для изучения Луны и дальнего космоса и направленные на расширение деятельности человека в космосе. При этом уровень технологического развития человечества позволяет создавать более «умные», автоматизированные космические станции, с привлечением возможностей искусственного интеллекта и робототехники. Предполагается, что на первом этапе развертывания базы она будет состоять из уже создаваемых и планируемых автоматических орбитальных и посадочных аппаратов, луноходов,  а на втором этапе планируется постройка жилых модулей на поверхности Луны. В рамках работы будет разработана общая концепция лунной базы для развертывания полномасштабных исследований Луны, включающая рассмотрение возможности использования задела и технологий разработанных космических аппаратов в рамках ФКП 2015-2025 гг., современных концепций и миссий за рубежом, проведение сравнительного анализа; определение целей лунной базы и проводимых экспериментов, которые планируется реализовывать, определение состава оборудования; формирование проектного облика лунной базы — определение состава модулей, их внутреннего устройства, требований к системе обеспечения жизнедеятельности, определение состава средств для обеспечения работы базы: ремонта, обслуживания, перемещения грузов, проведения экспериментов и т.д.; проектный расчет бортовых систем станции: системы электроснабжения, обеспечения теплового режима, системы обеспечения жизнедеятельности, пожарообнаружения и тушения и др.; разработка 3D-модели и прототипа лунной базы, включая: разработку проектного облика базы, ее конструктивно-компоновочной схемы (эскизы, чертежи и т.д.), разработку 3D-модели и видео-материалов, создание конструктивных элементов на 3D-принтере, лазерном станке и предоставляемом оборудовании, проведение экспериментов по отработке технологии передачи с использованием лазерного канала, бурения и др.

Партнеры проекта: АО «НПО Лавочкина», Госкорпорация «Роскосмос»

4. Разработка  марсоисследовательского мультикоптера с целью аэрофотосъёмки, зондирования марса

Руководитель проекта: Данин Алексей Антонович, специалист научно-производственного объединения автоматики имени академика Н.А.Семихатова

Аннотация:
Проект направлен на разработку марсоисследовательского мультикоптера, способного выполнять задачи аэрофотосъемки, зондирования и маршрутизации марсохода. В условиях марсианской поверхности, с её уникальными геологическими и климатическими особенностями, мультикоптер станет неотъемлемым инструментом для детального исследования планеты. Основной целью является создание автономного аппарата, способного эффективно взаимодействовать с марсоходами, расширяя их функциональные возможности и улучшая точность исследований. Проект включает изучение основ аэродинамики, электроники, программирования и робототехники.

Партнеры проекта: АО НПО Автоматики им. Академика Н.А. Семихатова, Госкорпорация «Роскосмос»

5. Формирование облика системы воздушного старта ракет-носителей с аэростатической стратосферной платформы

Руководитель проекта: Фёдоров Дмитрий Александрович, начальник лаборатории динамики и прочности АО «Обуховский завод», кандидат технических наук

Аннотация:
Проект предполагает решение полного комплекса инженерно-технических задач, позволяющих в результате получить готовое техническое решение и обосновать его работоспособность. Обоснование проекта должно вестись по следующим направлениям: техническая реализуемость (конструкторское направление); обоснование прочности конструкции и величины выводимой полезной нагрузки (расчетное направление); особые технические решения, оборудование и материалы (технологическое направление); проработка процессов обслуживание и старта (инфраструктурное направление); расчет стоимости производства, эксплуатации и пусков (экономическое направление). Концепция использования аэростатической стратосферной платформы формируется общим мозговым штурмом, после чего основная работа будет вестись по нескольким взаимосвязанным направлениям, предполагающим гибкую и скоординированную работу в коллективе.
Работая по программе проекта, участник сможет выбрать одну из следующих ролей:
- инженер-конструктор, который продумает общую конструкцию аэростатической стратосферной платформы, сформирует ее облик и создаст подробную 3D-модель;
- инженер-расчетчик, который проведет расчеты динамики полета ракеты, рассчитает траектории и высоту орбиты, а также проверит прочность самой аэростатической платформы и убедится, что она не сломается;
- инженер-технолог, который продумает особенности процесса изготовления конструкции, подберет самые лучшие материалы и наиболее оптимальные технические решения, выберет самое современное и эффективное оборудование, нарисует схемы функционирования и опишет процессы изготовления отдельных элементов;
- инженер-экономист, который вникнет во все особенности процессов производства и эксплуатации, определит основные экономические показатели для каждого этапа и сумеет обосновать экономическую эффективность проекта;
- инженер по эксплуатации, который продумает облик системы обслуживания аэростатической платформы, продумает процесс ее эксплуатации, а также сформирует технические задания на разработку того, чего нам будет не хватать;
- менеджер проекта, который вникнет во все тонкости работы каждого из своих товарищей, поможет сделать их работу продуктивной и слаженной, выступит экспертом и критиком идей, а также создаст яркие и красивы презентации, которые помогут каждому как можно лучше рассказать о своей работе.

Партнер проекта: АО «Концерн ВКО «Алмаз – Антей»