Фото: кадр из познавательного видеоурока «Спутники: от первых до современных», space-pi.ru
О том, где школьники и студенты могут воплотить в жизнь свои самые смелые и необычные «космические» проекты, в канун Дня космонавтики рассказал профессор Высшей школы прикладной физики и космических технологий Санкт-Петербургского политехнического университета, научный руководитель проекта Space π Сергей Макаров.
День космонавтики, 12 апреля, для России был и остается важным днем. Освоение космоса — серьезная задача современности. И это очень интересно, особенно если делать это своими руками, своим интеллектом. Чтобы вовлечь школьников, студентов в космические технологии, дать им возможность понять, что это такое, разбудить их интерес к космосу, в ноябре 2021 года в России стартовал проект Space π. Его участниками стали Роскосмос и ведущие вузы страны: петербургский Политех, МГУ, университеты Самары, Томска, Новосибирска. Подключился и Фонд развития инновациям.
Базовой идеей Space π стала современная тенденция развития космических технологий, которые постепенно уходят от использования больших тяжелых аппаратов к «малым формам» — наноспутникам, так называемым кубсатам. Это малыши по сравнению с привычной ракетой или космической станцией. Например, длина одного из уже запущенных кубсатов Политеха — всего 40 см. Но они выполняют важные задачи наравне с большими аппаратами.
Все знают о проектах Илона Маска, например о выводе базовых станций сотовой связи на орбиту. Хорошая идея — убрать все эти вышки и столбы с поверхности земли и перенести их в космос без потери качества связи. Если пофантазировать дальше, то можно придумать технологии, чтобы малые аппараты на орбите двигались самостоятельно и соединялись в некие конструкции. Это позволило бы решать множество частных и глобальных задач, вывело бы жизнь и науку на совершенно новый уровень. Сам проект рассчитан на 5 лет, его задача — запуск на орбиту не менее 20 наноспутников ежегодно.
У Space π три уровня. Первый — образовательный, нацелен на то, чтобы вовлекать в проект российских школьников и студентов. Второй — научный: разработка, внедрение и отработка совсем новых, самых передовых технологий. И третий — производственный: вывод отечественных предприятий на новый уровень. У нас в России есть несколько заводов, которые обладают технологиями для выпуска подобных аппаратов, например московский «Спутник», петербургский «Геоскан». На них можно было бы освоить массовый выпуск инновационной космической техники.
Как это работает? На самом деле очень продуктивно. Школьники и студенты присылают в научный совет Space π идеи проектов, свои пожелания, чего бы они хотели увидеть, изучить, достичь с помощью запуска наноспутника. Мы, люди науки, это анализируем, подсказываем, что и где стоит доработать. Готовую инициативу обсуждаем с производством и запускаем в работу. Смысл в том, что мы идем не от возможностей производства, а от задач.
Проект Space π очень живой и популярный среди молодежи, несмотря на то что очень молодой. В прошлом году мы получили около 3 тыс. идей-презентаций. Очень нетривиальные идеи порой предлагают ребята. Есть и настоящие шедевры. Например, команда из Новосибирска прислала идею по использованию ионного двигателя, ее точно будем реализовывать. Много интересных предложений присылают школьники Сибири, Дальнего Востока, Мурманска, Архангельска. Радует, что все они демонстрируют хороший уровень подготовки, недюжинные знания. Термины, которые они употребляют, и делают это грамотно, впечатляют.
Пример уже реализованной идеи — создание системы определения местоположения и движения кораблей в режиме реального времени. Толчком для этой идеи послужила нашумевшая в свое время история с перегородившим пролив танкером. Ребята задумались, а как можно посмотреть, сколько судов находятся «в плену», что же там вообще произошло… Потом переложили идею на практику: как обстоят дела на Северном морском пути, как он живет. Мы поддержали это предложение, в августе 2022 года запустили 16 космических аппаратов. Теперь мы знаем о движении судов по северным морям почти всё. Оказалось, кстати, что трафик там небольшой.
А вообще наибольший интерес у ребят вызывают вопросы, связанные с экологией: как отследить лесные пожары, как уровень какого-либо загрязнения распространяется, влияет на здоровье людей, на окружающую среду. Очевидно, что стал гораздо ниже интерес к обработке фотографий, но это и понятно — в сети великое множество фото. А когда всё есть, и интерес пропадает.
Вот, например, пришло предложение из одного российского региона: школьники предложили посмотреть, как растет дерево или куст на орбите и сравнить этот процесс с тем, что происходит на земле. Это действительно интересно — как в условиях невесомости будет ориентироваться растение, куда направит свою ось корни-листья. Вроде и детский вопрос, предположу, что, если бы задать его в аудитории с профессорами и академиками, в ответ было бы презрительное фырканье, мол, зачем на это тратить время и деньги. Но интересно же! В итоге мы сделали камеру, посадили в нее сирень, прикрепили видеокамеру и запустили на орбиту. То же самое одновременно проделали на земле. Сравнивали, как и что меняется в космосе. Школьники были очень довольны… К слову, в космосе сирень росла плохо: где-то с месяц растение развивалось, а потом погибло.
На сегодня на орбиту в рамках Space π запущено более 30 наноспутников. В планах вывод на орбиту в июле этого года аппарата Polytech Universe-3, третьего кубсата нашего Политеха. Это будет первый наноспутник с двигателем. Посмотрим, как аппарат будет менять свое местоположение. Вообще, управление космическим спутником с земли — глобальная задача. Это сложно, но открывает огромные перспективы объединения аппаратов в блоки, строительство конструкций на орбите. В марте 2024 года запустим еще два аппарата, они будут иметь несколько двигателей, что потенциально должно помочь ориентировать их в пространстве. Также попробуем наладить связь между двумя аппаратами, скоординируем их.
За время существования Space π выявились и некоторые проблемы. Одна из них — забюрократизированность взаимодействия со школьниками. Вторая — отсутствие необходимой отечественной микроэлектронной элементной базы: всю необходимую «начинку» кубсатов по-прежнему получаем из-за рубежа. Третья — финансирование. Производство одного наноспутника стоит 5-7 млн рублей, и на данный момент все эти работы оплачивают сами заводы-изготовители. Хорошо, что у нас есть компании, которые идут нам навстречу и позволяют себе такие расходы. Они понимают, что инвестируют сегодня в свое будущее, в будущее отечественной науки.
Если проект завершится успешно, мы получим когорту заинтересованных, мотивированных студентов — вчерашних школьников, участников программы, и молодых специалистов, выросших из сегодняшних студентов. Это будет плюсом и для вузов, куда ребята пойдут учиться, и для предприятий, куда придут работать выпускники университетов.
Новые научные и технологические разработки лягут в основу продукции, которую выпускают заводы. Хотелось бы, конечно, чтобы эти наноспутники попали в «Сферу», одну из ключевых программ Роскосмоса по развитию информационных космических технологий. Будем надеяться.