Интеллект роя: как томские студенты и школьники помогут изучать космос

| 269

На "Космическом уроке", прошедшем накануне в Томске, озвучена общая для 12 ведущих технических вузов России задача – создание роя малых космических спутников, которые отправятся на орбиту в 2022-2023 годах. В Томском политехе, например, будут напечатаны корпуса спутников. Что школьники и студенты могут сделать для космоса – в материале РИА Томск.

Фантастическая четверка

Космическому спутнику уже необязательно быть размером с корабль. И совсем не обязательно он должен быть металлическим – в 2016 году в Томском политехническом университете спутник класса "нано" (весом он был меньше 4 килограммов) напечатали на 3D-принтере. Это, во-первых, позволило создать более совершенную внутреннюю структуру, во-вторых, придать нужные свойства самому полимеру.

В 2017-м спутник – первый такого рода – вывели на орбиту. Он выдержал и космическую радиацию, и перепады температур от минус 100 до плюс 100…

Следующая задача – напечатать рой таких спутников: как сообщили на "Космическом уроке", который прошел накануне в томском "Кванториуме", в 2022 году в космос должна отправиться группировка из четырех спутников. В 2023-м на орбиту будет выведено еще шесть. Ученики Аэрокосмического класса Лицея при ТПУ и "кванторианцы", которые будут участвовать в создании спутников, уже придумали название первой группировке – "Фантастическая четверка"…

"Космический урок" прошел в 14-й раз, в нем по видеосвязи приняли участие школьники из Омска и Королева. "Мы идем по интересному пути. И это путешествие должно привести вас в космическую промышленность через университет", – обратился к ребятам советник гендиректора РКК "Энергия" Александр Чернявский

Всего в проекте будут участвовать 12 ведущих технических вузов страны, у каждого – своя задача. Так, Томский политех снова займется печатью корпусов, также вуз будет отвечать за управление спутниками через студенческий центр управления полетами, где установят специальное ПО от самарских разработчиков.

Но и школьникам будет чем заняться – есть идея активно привлекать их к работе, как раз для того, чтобы "заразить" темой профессионально. Даниил Верхорубов, ученик томской школы №65 и "кванторианец", рассказывает: "Я проектировщик – буду участвовать в проектировании самого спутника, его корпуса. Наши спутники будут размером примерно 30×10×10 сантиметров, они состоят из трех маленьких кубиков. Такой формат называется "кубсаты".

"Мне интересно ракетостроение в принципе, хотел бы работать в этой сфере. Я сейчас учусь в 10-м классе, постараюсь поступить в Томский политех – там учат на инженера", – говорит десятиклассник Даниил Верхорубов.

Один в поле не воин

Рой – это не просто количество спутников, отличное от единицы. Виктор Хартов, генеральный конструктор по автоматическим космическим системам и комплексам – заместитель гендиректор АО "ЦНИИмаш", доктор технических наук, профессор, выпускник ТПУ, поясняет:

"Можно ли назвать систему из 100 спутников, из 1000 спутников роем? Нет, нельзя. Пока каждый спутник из этой группировки является отдельным объектом управления (то есть Земля определяет его орбитальные параметры), это просто большая группировка спутников, которые превращаются в систему только за счет Земли.

Качественный переход к другому уровню будет достигнут, когда объектом управления будет уже вся группировка спутников. Когда Земля будет говорить: "Мне нужно снять такой-то район", и рой сам должен решить, какой спутник это будет делать, каким маршрутом передать полезные данные и так далее. Если в рое есть один лидер, мозг – это уже не рой, это стая, где есть вожак".

"В рое каждый элемент сравнительно прост, но за счет структурной сложности роя он может выполнять сложные целевые задачи. Примеры – муравьи, пчелы. Они удивительно сложные задачи слаженно решают, потому что возникает интеллект роя, общая интеллектуальная единица", – говорит Виктор Хартов.

Задачи у роя могут быть совершенно разные. На "Космическом уроке" прошел сеанс прямой видеосвязи с МКС, и космонавты Сергей Рыжиков и Сергей Кудь-Сверчков рассказали, что малые космические аппараты для космонавтов – помощники в работе по исследованию и использованию космоса.

"Сейчас микросхемы стали меньше, оборудование меньше, и все, что умещали в больших спутниках, можно уместить в небольших. Или разбить функции одного (большого) спутника на несколько (малых). Небольшие спутники может позволить себе изготовить университет, для этого не требуется огромных вложений.

Поэтому в этой работе могут участвовать студенты и школьники. Прогресс развивается, и космос становится доступен университетам. Надеемся на неожиданные смелые идеи!", – подчеркнули они.

Специалисты ТУСУРа, которые разрабатывают радиосистсему спутника, дали школьникам рекомендации по проектированию печатных плат. "Кванторианцы" смогут предложить радиоэлектронщикам собственные концепции радиосистемы и попытаться реализовать ее в виде компьютерных моделей.

Космическое вдохновение

Технологии, которые используются для создания роя, на самом деле будут иметь далеко идущие перспективы. Например, на основе опыта, полученного при моделировании и натурных испытаниях материалов и конструкционных решений первого политеховского спутника, ученые создают систему прогнозирования эффективности материалов при работе в условиях космоса.

Обсуждается использование материалов политехников для изготовления автоматических станций, которые будут отправлены к Луне до 2024 года в рамках российской лунной программы. А потом – кто знает! – и для строительства лунных баз…

Проректор ТПУ по науке, доктор химических наук Мехман Юсубов обращает внимание, что космос – это "своя" тема для Политеха:

"В вузе сейчас выполняются очень интересные проекты с Роскосмосом, РКК "Энергия". Это, например, разработка 3D-принтера для печати в условиях невесомости (как металлами, так и полимерами). Это изготовление стекол для иллюминаторов космических аппаратов. Это разработка новых материалов для космической промышленности, которые могут работать в экстремальных условиях.

Такая работа двигает вперед наше материаловедение и промышленность, ведь те же самые новые технологии потом могут "спуститься" на Землю и использоваться, например, в Арктике. Также нам очень важна образовательная составляющая: изучая новые материалы, студент может видеть полный цикл их жизни – от разработки до реального применения в космосе".

"Политеху также важна работа со школьниками, не зря мы в 14-й раз проводим "Космический урок". Я родился в год, когда первый человек полетел в космос, это была эпоха, когда все хотели стать космонавтами. Хочется, чтобы тема космоса вновь стала популярной у молодежи", – говорит Мехман Юсубов.

ТОМСК, 28 окт – РИА Томск

Полностью здесь: https://www.riatomsk.ru/article/20201028/kosmos-tomskij-politeh/