Космические технологии

Космические технологии прочно вошли в современную жизнь, представляя собой не только интерес для фундаментальных и прикладных исследований, но и знания для повседневной жизни. Чем шире возможности современных космических систем, тем больше новых задач открывается на горизонте. Эти задачи связанны с освоением ближнего и дальнего космоса, пребыванием человека в космическом пространстве, в обработке и анализе данных получаемых в ходе экспериментов на МКС и автоматических аппаратах. В тематике проектов направления нашли отражение некоторые из «больших вызовов» современной космической отрасли.

Особенность направления — сотрудничество и совместная работа крупнейших государственных космических предприятий, научных институтов, университетов а также небольших инновационных компаний. Генеральный партнер направления — государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос».

1. GASHOPPER — концепт аппарата для исследования Марса
2. Лунный скафандр XXI века
3. Видеонаблюдение для образовательных мероприятий на основе сферической панорамной камеры на внешней поверхности РС МКС. Система МКС-360
4. Разработка модели планетохода
5. Синтез облика перспективной ракеты-носителя сверхтяжелого класса для полетов к Луне
6. Разработка модуля солнечного паруса для спутников формата cubesat
7. Взгляд с орбиты

Описание проектов

1. GASHOPPER — концепт аппарата для исследования Марса

Руководители проекта: Кузьмичев С.В., Бурцев И.В., Кротов Д.С.

Аннотация: GASHOPPER – концепт аппарата, предназначенного для исследования Марса, который передвигается по поверхности планеты за счёт реактивной тяги. Источником энергии для GasHopper является углекислый газ, который аппарат получает при нагреве «сухого» льда, собираемого с поверхности планеты. Участникам проекта предлагается разработать и испытать упрощённый земной прототип аппарата, работающий на сжатом воздухе, и передвигающийся в пространстве с помощью тех же принципов, что и его марсианская версия: реактивного взлета и посадки.

В ходе выполнения проекта участникам предстоит решить множество инженерных задач различной сложности: от сборки агрегатов и стенда для их испытаний до расчета траектории прыжка и циклограммы работы системы управления. Только решив каждую из поставленных задач, команде удастся победить земную гравитацию.

Партнер проекта: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», акционерное общество «НПО Энергомаш имени академика В.П.Глушко»

2. Лунный скафандр XXI века

Руководитель проекта: Панасова Е.П.

Аннотация: Ведущими предприятиями ракетно-космической отрасли и институтами РАН разрабатывается комплексная российская программа исследования и освоения Луны (далее – российская лунная программа). Для выполнения этой программы требуется разработать лунный скафандр, способный обеспечивать комфортное длительное пребывание космонавтов на поверхности спутника Земли. В рамках проекта необходимо выполнить следующие задачи:

– провести сравнительный анализ известных российских (советских) и зарубежных моделей лунных скафандров;
– проанализировать системы, входящие в состав скафандра; 
– провести исследовательскую работу и осуществить необходимые расчёты, связанные с проектированием отдельных узлов скафандра;
– продумать и предложить концепт лунного скафандра XXI века;
– представить результаты своей работы.

Партнеры проекта: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», АО «НПО автоматики имени академика Н.А. Семихатова», АО НПП «ЗВЕЗДА»

3. Видеонаблюдение для образовательных мероприятий на основе сферической панорамной камеры на внешней поверхности РС МКС. Система МКС-360

Руководитель проекта: Кузьмин А.В.

Аннотация: Отработка технологии создания и использования сферической панорамной камеры для съемки фото и 360-градусного панорамного видео для образовательных мероприятий на внешней поверхности МКС.

Задачи:

– получение видеозаписей формата 360º, для последующего использования его в образовательных, развлекательных и общественно-познавательных целях;
– создание условий для продвижения в массы космической тематики с применением технологий виртуальной и дополненной реальности;
– популяризация космических исследований и экспериментов, проводимых на РС МКС;
– развитие у молодежи интереса к исследованию космоса, изучению истории и перспектив развития космонавтики и ракетной техники;
– исследования устойчивости видеоаппаратуры промышленного и бытового назначения (COTS компонентов) к воздействию негативных факторов внешней среды при работе в открытом космосе;
– отработка новых методов и методик подготовки экипажа на Земле с использованием видеозаписей формата 360º.

Партнер проекта: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», ПАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева»

4. Разработка модели планетохода

Руководители проекта: Косенкова А.В., Горячев М.Ю., Шальнов А.И.

Аннотация: Проект состоит в разработке и сборке Планетохода, предназначенного для автоматического поиска перспективных геологических зон на исследуемой планете (например, Марс) и включающего, помимо расположенных на нем датчиков, разрабатываемый раскрываемый рефлектор, необходимый для передачи целевой информации на Землю, и манипулятор с грунтозаборным устройством, предназначенный для забора проб грунта с поверхности исследуемого тела.  

По сути своей, «Планетоход» является упрощенной моделью нескольких сложных технических систем: перспективных подвижных платформ, доставляемых на объекты солнечной системы для решения задач геологоразведки, а также крупногабаритных трансформируемых конструкций – развертываемых рефлекторов с большим диаметром раскрыва, устанавливаемых на современных космических аппаратах различного назначения; и манипуляторов с установленной на них системой для забора проб грунта.

Программа нацелена связать теоретические и практические навыки обучающихся для выполнения упрощенной, но тем не менее реальной задачи, над которой будут работать специалисты космической отрасли. Программа решает проблему разделения теории, практики и реальных задач, характерную для современной системы образования. Все участники, работая в команде, проходят следующие этапы разработки:

1. Проектирование программного обеспечения управления «Планетоходом»;
2. Конструирование и прототипирование:
– корпуса Планетохода;
– раскрываемого рефлектора;
– манипулятора с грунтозаборным устройством;
– креплений датчиков.
3. Разработка и изготовление датчика цвета
4. Испытание Планетохода на демонстрационной площадке.

Партнер проекта: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», АО «НПО Лавочкина»

5. Синтез облика перспективной ракеты-носителя сверхтяжелого класса для полетов к Луне

Руководители проекта: Щеглов Д.К., Фёдоров Д.А., Савельев С.К., Шлядинский А.Г.

Аннотация: Федеральная космическая программа России до 2025 года предусматривает запуск не менее пяти аппаратов для углубленных исследований Луны, а также создание необходимого задела для ее полномасштабного исследования после 2025 года и осуществления к 2030 году высадки человека на Луну. Тем не менее, такая масштабная программа невозможна без создания ракеты способной выводить космические аппараты на траектории полета к Луне. В мае 2017 года президент России Владимир Путин распорядился ускорить разработку данной ракеты, которую планируется создать после 2025 года. Одновременно с этим к 2028 году на космодроме «Восточный» должно завершиться строительство стартовой площадки для пусков сверхтяжелых ракет.

Задача проекта состоит в том, чтобы на основе существующих и перспективных технологий: изучить конструкционные схемы существующих ракет-носителей, выделить достоинства и недостатки различных инженерных решений; разработать концептуальный облик перспективной российской ракеты-носителя для полетов к Луне; обосновать и подтвердить расчетами возможную схему (схемы) полета до Луны и возвращения на Землю; проработать конструкцию и обосновать расчетами работоспособность каждого из основных элементов разрабатываемой ракеты-носителя.

Партнер проекта: акционерное общество «Концерн ВКО «Алмаз - Антей», Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д.Ф.Устинова

6. Разработка модуля солнечного паруса для спутников формата cubesat

Руководители проекта: Храмцова А.В., Коломейцев А.Ю.

Аннотация:  В первую очередь необходимо изучить конструкторскую документацию, в соответствии с которой будет разрабатываться спутник. Изучить механику существовавших и существующих систем раскрытия солнечных парусов. Затем, если нет навыка проектирования в программах 3д моделирования, научиться моделированию, основам обработки материалов. После создания модели изготовить прототипы из пластика, а затем из алюминия и провести испытания на функционирование системы, вибрационные и термо-вакуумные испытания.

Партнеры проекта: федеральное государственное бюджетное учреждение «Дальневосточное отделение Российской академии наук», Дальневосточный федеральный университет

7. Взгляд с орбиты

Руководители проекта: Митрофанов Е.М., Сармин Э.Э., Батырев Ю.П.

Аннотация: Лес в России — это важнейший фактор обеспечения условий жизни и устойчивого развития современной цивилизации. Россия – крупнейшая лесопромышленная страна мира, на ее территории располагается 23 % мировых запасов леса. Для рационального и не истощительного лесопользования необходимо проводить регулярный мониторинг лесных угодий. Для решения данной задачи целесообразно использовать космические технологии, прежде всего, снимки, полученные с МКС, которая является уникальной лабораторией для комплексного мониторинга лесных экосистем средствами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), а также снимки, полученные с других космических аппаратов ДЗЗ.

Проект направлен на применение аэрокосмических методов при решении различных задач отечественного лесного сектора. Проблема заключается в том, что современные каталоги космических данных и открытые источники пространственных данных представляют собой мощные инструменты для решения типовых задач лесного сектора, которые, к сожалению, часто не находят применения на практике, ввиду низкого уровня информатизации лесного сектора РФ и инертности работающих в нем специалистов.

Партнер проекта: Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана