Ракетный укол. Молодые ученые составят конкуренцию Илону Маску
<strong>Во вторник, 7 апреля — девятилетняя годовщина официального объявления на уровне ООН 12 апреля Международным днем полета человека в космос. В XX веке человечество преодолело пределы земной гравитации и приоткрыло завесу космических тайн. Что дальше? Земля мала, а космос безбрежен, путь в его неизведанные дали нелегок, но манит молодых открытиями. «Вечерняя Москва» рассказывает о тех, кто завтра изобретет новые корабли и, возможно, сам полетит на них к Марсу. </strong>
Во вторник, 7 апреля — девятилетняя годовщина официального объявления на уровне ООН 12 апреля Международным днем полета человека в космос. В XX веке человечество преодолело пределы земной гравитации и приоткрыло завесу космических тайн. Что дальше? Земля мала, а космос безбрежен, путь в его неизведанные дали нелегок, но манит молодых открытиями. «Вечерняя Москва» рассказывает о тех, кто завтра изобретет новые корабли и, возможно, сам полетит на них к Марсу.
В этом году Молодежный космический центр МГТУ имени Н. Э. Баумана планирует запустить на орбиту два собственных искусственных спутника Земли.
На традиционно проводимом правительством Москвы и Московской конфедерацией промышленников и предпринимателей Московском международном инженерном форуме особый интерес у специалистов вызвал проект сверхлегкой ракеты-носителя (РН), представленный студентами из конструкторского бюро Молодежного космического центра (МКЦ) МГТУ имени Н. Э. Баумана.
— Смело, говорили нам доктора наук и опытные конструкторы, оригинально, дерзко, — рассказывает студент-дипломник «Бауманки» Павел Павленко. — Согласен, действительно дерзко — у Илона Маска не получилось, а мы попробуем.
Космическая «акупунктура»
Доставка одного килограмма груза на орбиту Земли сегодня обходится в сумму от 20 до 30 тысяч долларов США. Доставляется все необходимое тяжелыми космическими «грузовиками». Они поднимают по 5–15 тонн, спутники выводятся «пачками».
— Но на наших глазах произошел невероятный скачок в развитии микроэлектроники, и теперь наиболее активно развивается создание малых космических аппаратов (МКА), — говорит Павел Павленко. — Мы в МКЦ внимательно мониторим все происходящее в космонавтике и пришли к выводу, что очень скоро возникнет потребность выведения роя микроспутников на точно определенную орбиту.
Запускать для этого с помощью ракеты-носителя «Союз» тяжелый транспортный беспилотный грузовой космический корабль бессмысленно — танки мышей не давят. Для выведения малой полезной нагрузки понадобится небольшая ракета.
То есть речь идет о своеобразной космической «акупунктуре». Ракетный «укол» должен быть нанесен в четко определенную точку. И при этом запуск РН должен быть экономически целесообразен. В Америке этой проблемой занимался Илон Маск. Его конструкторы создали прототип носителя, способного вывести в космос 600 кг. Но, увы, получилось это чересчур дорого, и дальнейшее уменьшение полезной нагрузки, посчитали американцы, станет обходиться еще дороже. Проект в США заморозили.
— Но в науке часто бывает так: где для одних опускается финишный флажок, для других это становится стартом, — считает Павел Павленко. — Мы сделали свои расчеты: с применением появившихся новых технологий и материалов возможно сконструировать ракету, которая будет способна выводить на орбиту Земли всего 20 килограммов грузов и при этом быть экономичной.
Сейчас под началом Павла полтора десятка студентов проводят в МКЦ МГТУ имени Н. Э. Баумана стендовые испытания технологий для первого прототипа потенциальной сверхлегкой ракеты-носителя.
Возможно, она станет первой в подобном классе во всем мире.
От фантастики к реальному «железу»
— В нашем Молодежном космическом центре студенты могут попытаться реализовать самые фантастические идеи, — говорит бессменный руководитель МКЦ МГТУ имени Н. Э. Баумана, доктор технических наук, профессор кафедры «Космические аппараты и ракеты-носители» Виктория Майорова. — Из года в год приходят мальчики и девочки, которых космос манит миллиардами звезд, тайнами далеких галактик. «А давайте попробуем сделать так», — говорят они, и мы даем им возможность попробовать. Пусть даже не получится. Но у них — получается!
На базе МКЦ «Бауманки» есть возможность провести полноценные научные исследования, разработать алгоритмы, создать автоматизированные системы управления, выбрать материалы.
— Современный специалист должен иметь не только теоретические знания, но и хорошую инженерную практику, — говорит студентка 4-го курса Вероника Павлюченко. — У меня отец сам когда-то прошел школу МКЦ. Он мне, еще школьнице тогда, рассказал о главном принципе бауманцев: «сам придумал — сам построил — сам испытал». Два пункта этой программы я уже выполнила.
Вероника — создатель миниатюрного спускаемого аппарата, который должен точно приземляться в назначенную точку на поверхности Земли.
— Произошел скачок в микроэлектронике, скоро вокруг нашей планеты будут летать целые рои микроспутников, и возникла задача: как доставить с орбиты носитель информации или небольшой груз, — рассказывает она. — Не все ведь можно передавать по открытым каналам связи. Главные проблемы при этом — рассчитать точность определения места приземления и доставить груз в целости и сохранности.
Идея у Павлюченко родилась фантастическая — создать авторотирующий спускаемый аппарат.
— Он проходит гиперзвук, затем сверхзвук, а на дозвуке у него отстреливается теплозащита, и вместо парашюта начинает использоваться винт, — продолжает Вероника. — Раскручиваемый набегающим потоком воздуха, он начинает тормозить на спуске. На поверхность Земли полезная нагрузка весом до 5 килограммов опускается с щадящей скоростью 10 метров в секунду.
Принцип действия, на первый взгляд, прост, но над сложнейшими расчетами (математика, механика, аэродинамика и т.д.) студентке-изобретателю пришлось ломать голову долго. Как и над воплощением аппарата в «железе». Но теперь вчерашняя «фантастика» — таких в мире еще не было! — практически готова к натурным испытаниям в космосе.
— Полетит ли моя разработка на Международную космическую станцию (МКС) и когда, не знаю, — говорит Вероника Павлюченко. — Не от меня зависит, а транспортировка каждого грамма оборудования на МКС — дороже золота. Но верю, что такой спускаемый аппарат пригодится обязательно — не сегодня, так завтра.
Какой у нас прогноз «космической погоды»?
Второкурсник Никита Лазарев знает точно: датчики, которые он сегодня собирает, скоро будут работать на просторах галактики. В 2020 году Молодежный космический центр МГТУ имени Н. Э. Баумана запустит на солнечно-синхронную орбиту Земли миссию «Ярило». Два наноспутника будут передавать данные о солнечной активности в университетский Центр управления полетами. На борту каждого спутника-малыша формата Cubesat будут находиться системы управления ориентацией и навигацией, энергоснабжения, радиосвязи и миниатюрная бортовая центральная вычислительная машина.
На каждом МКА установлена своя полезная нагрузка. Космобауманцы работают в тесной связке с ведущими научными организациями России и собираются выполнить обширную программу исследований. Первый из спутников полетит с детектором для регистрации мягкого рентгеновского излучения от Физического института имени П. Н. Лебедева РАН. На второй спутник поставлено устройство для регистрации гамма-излучения от НИИЯФ МГУ имени М. В. Ломоносова.
Эти современные высокоточные детекторы будут осуществлять мониторинг солнечной активности в широком динамическом диапазоне, фиксировать на нашей звезде микровспышки. Анализ полученных данных позволит российским ученым формировать более точный и оперативный прогноз «космической погоды».
Движителем для разведения запущенных с борта МКС одновременно мини-спутников по орбите станет двухлопастной солнечный парус. Сконструировали устройство и отработали технологию его раскрытия студенты в МКЦ. В университетских лабораториях на берегах Яузы уже успешно прошли все наземные испытания прототипа.
— Главная проверка будет космосом, — говорит профессор Виктория Майорова. — Но сама разработка нашими ребятами солнечного паруса уже заслуживает внимания. Эта идея была популярна несколько десятилетий назад, был даже эксперимент «Знамя» по развертыванию солнечного паруса. Но на том уровне технологий и используемых материалов он, к сожалению, вышел не слишком удачным. Сегодня появились новые возможности, и наши ребята их использовали при подготовке космической миссии «Ярило».
Романтика плюс точный инженерный расчет
В январе 2020 года за большой вклад в подготовку победителей Всероссийской студенческой олимпиады «Я — профессионал» профессору федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)», руководителю Молодежного космического центра МГТУ Виктории Ивановне Майоровой объявлена благодарность президента Российской Федерации.
— Я ухожу с работы в 22:00, а то и позже, — рассказывает она. — И хотела бы пораньше, но не получается. Ребята подходят и подходят: глаза горят, идеи брызжут. Каждый из них чувствует себя первопроходцем космоса, и я от этого в восторге. И так уже все 26 лет, что я руковожу Молодежным космическим центром МГТУ.
...Гордость московской школы № 1367 в Текстильщиках — отличница, дзюдоистка и балерина Галя Мясищева собиралась сдавать ЕГЭ по биологии и химии. Но дедушка и бабушка, оба выпускники «Бауманки», незадолго до выпускных экзаменов привели ее в МКЦ.
— Так просто, можно сказать, на экскурсию, — вспоминает Галина. — Но... Учителя школьные очень сильно удивились, когда всего за 8 дней до экзаменов я резко решила сдавать ЕГЭ по физике, а затем поступать в Бауманский университет.
Сегодня студентка МГТУ и участница МКЦ мечтает о работе, связанной с изучением дальнего космоса.
— Но я согласна и на космос ближний, — говорит девушка. — Если получится, хочу стать космонавтом.
Космобауманцы из Молодежного космического центра — не оторванные от жизни прекраснодушные мечтатели. Они — технари, люди конкретные, у которых стремления обязательно сопрягаются с делами. Галина Мясищева не только учится в Московском государственном техническом университете имени Н. Э. Баумана, но и работает здесь же инженером. Теория плюс практика одновременно. У таких все в жизни получается.
ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Александр Лазуткин, герой России, летчик-космонавт:
— Студент, готовящийся заниматься космической техникой, должен верить, что у него самого есть шанс исполнить свою мечту, полететь, к примеру, на Марс. Многие юноши и девушки, занимающиеся в Молодежном космическом центре «Бауманки», в это верят. Я часто бываю у них в гостях, встречаюсь, беседую с молодежью. Получая в МКЦ инженерные навыки, они идут к практической реализации своих планов на жизнь. Растет хорошая смена для нашей космической отрасли, для космонавтики.
ЦИТАТА
Сергей Собянин, мэр Москвы:
— Благодарю всех, кто вложил свои силы и талант в возрождение исторического павильона «Космос». Спасибо президенту. Спасибо космонавтам и ветеранам ракетно-космической промышленности. Вы создаете атмосферу, без которой даже уникальные вещи остались бы просто вещами.
В течение года в «Космосе» побывал миллион москвичей и гостей столицы. А значит — за будущее российской космонавтики можно быть спокойным.
Читайте также: Россия создаст карту Луны для высадки космонавтов