Космические технологии

1. Разработка космической лаборатории с дистанционным визуальным контролем
2. Разработка технологии автоматической посадки возвращаемой крылатой ступени ракеты-носителя
3. Создание cистемы для локального мониторинга облачного покрова по данным космической съемки

Описание проектов
список и описание проектов предварительные и могут быть изменены и уточнены

1. Разработка космической лаборатории с дистанционным визуальным контролем

Руководители проекта: Веремчук В.А.

Аннотация: Международная космическая станция — уникальное творение человечества, которое сегодня вносит главный вклад в исследование действия факторов космического пространства на живые организмы и свойства различных материалов. Для того чтобы получить от станции максимальную пользу, необходимо проводить на ней как можно большее количество экспериментов. Заказчику зачастую требуется в рамках многих космических экспериментов непрерывный сбор данных и визуальный контроль за ходом эксперимента. Загруженность экипажа и стоимость его работ не позволяет выполнять им такие задачи. Для решения данной проблемы требуется разработать макет устройства, способный заменить космонавта и позволить заказчику удаленно управлять ракурсом съемки, световыми настройками, задавать цикличные параметры съемки, либо настраивать автоматическое слежение за объектом.

Все эти наработки, наряду с уже выполненными в прошлой смене программы «Большие вызовы» воспитанниками «Сириуса», войдут в опытный образец системы автоматизации космических экспериментов на борту РС МКС (шифр целевых работ: «Ларец»).

Для реализации проекта участникам потребуется:

• сконструировать макет научной аппаратуры под камеру, с возможностью перемещения в 5-ти осях,
• реализовать подключения к съемочному оборудованию для дистанционного задания параметров съемки,
• разработать демонстрационный эксперимент для роботизированной платформы,
• показать на данном эксперименте возможности изготовленного макета.

Партнеры проекта: Московский государственный областной технологический университет (МГОТУ), Госкорпорация «Роскосмос»  

2. Разработка технологии автоматической посадки возвращаемой крылатой ступени ракеты-носителя

Руководители проекта: Кокшаров Д.Е., Панасова Е.П., Кузнецов Ю.Л.

Аннотация: В настоящее время многими частными и государственными компаниями ведутся разработки возвращаемых ступеней ракет-носителей (РН) различного класса. Для РН легкого и сверхлегкого класса, эксплуатируемых с внутриконтинентальных космодромов экономически эффективной является посадка возвращаемой ступени «по-самолетному», то есть на взлетно-посадочную полосу (ВПП).  При этом посадка, по возможности, должна осуществляться на полосу, не используемую для частых полетов регулярных рейсов с целью обеспечения безопасности воздушного движения при интенсивных запусках РН. Такая отдельная ВВП, которая будет использоваться для посадки возвращаемых ступеней РН, потребует дополнительного оснащения для осуществления посадки в автоматическом режиме. С учётом жёстких требований по минимизации массы бортового оборудования РН наиболее эффективными являются решения по системе автоматической посадки, интегрированные в штатную систему управления ступени, и действующие по аналогии с системами автоматического взлетаи посадки некоторых БПЛА и самолётов (automated take-off and landing - ATOL). 

Задачи навигации и стабилизации беспилотных летательных аппаратов исследованы хорошо, известны работающие решения, обеспечивающие построение маршрута, отвечающего заданным требованиям и пооет по нему. Однако существуют лишь отдельные решения по полностью автономной системе посадки БПЛА. Таким образом, задача разработки бортовой и наземной систем управления макетом многоразовой ступени РН, осуществляющей приведение ее к ВПП и посадку без участия оператора, полностью в автоматическом режиме, является актуальной и востребованной. В рамках смены требуется проработать дополнительное оснащение ВПП, определить состав минимально необходимого бортового оборудования, создать и отработать контуры управления посадкой.  Технологии, реализованные в рамках проекта, могут быть перенесены на практику разработки систем управления возвращаемых ступеней реальных РН.   

Партнеры проекта: Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос», АО «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения»

3. Создание cистемы для локального мониторинга облачного покрова по данным космической съемки

Руководитель проекта: Гершензон В.Е.

Аннотация: Проект решает задачу сбора информации о текущем состоянии облачности с привлечением большого количества участников Интернет-сообщества. Критическими для формирования полноценного комплекса информации об облачности, как об одном из элементов стандартных наземных метеорологических наблюдений, являются частота и оперативность получения данных об оценке проективного покрытия небосклона облаками, высоте, балльности и типе облачности. Актуальность проекта обусловлена новыми вызовами и задачами оперативного управления (робототехнические комплексы в точном сельском хозяйстве, применение беспилотников и пр.). Идея проекта состоит в том, чтобы дать всем желающим простые инструменты получения снимков неба и их загрузки на специализированный веб портал.

При помощи данных космической съемки ("вид сверху") возможно формирование существенно более полных и достоверных данных о распределении и типе облачного покрова на большой территории. Дополнительно привлекаются данные наземных наблюдений ("вид снизу") для верификации, большей детальности, получения дополнительной информации о свойствах нижних слоев и т.п. Снимки наземных наблюдений могут собираться как с подключенных к сети Интернет веб-камер, так и с помощью камер обычных мобильных телефонов. Простая методика получения и публикации снимков автоматически или "в один клик" может сделать количество участников сообщества метео-наблюдателей массовым. С использованием современных методов обработки изображений и машинного обучения будет разрабатываться базовая классификация изображений облачности для автоматического распознавания и оперативная локальная аналитика на основе данных, получаемых в режиме реального времени.

Партнер проекта: Общество с ограниченной ответственностью «Лоретт»