Теория и практика поля: Кансат в России 2016
На границе Московской и Тверской областей у деревни Калинкино на прошлой неделе в небо устремлялись ракеты, в воздухе барражировали квадрокоптеры, а по полю бегали дети и взрослые с фанатичными глазами, с ноутбуками и самодельными УКВ-антеннами в руках. Талдомский район принимал финал ежегодного соревнования школьных и студенческих команд «Кансат в России».
Соревнование призвано зажечь взоры будущих покорителей космоса, дать первый опыт разработки техники, позволяет детям ощутить себя генеральным конструктором, программистом, радиотехником, руководителем проекта автоматического аппарата. К сожалению, до космоса ракеты не долетают, но по функциям запускаемые кансаты соответствуют многим космическим аппаратам: собирают данные о давлении, температуре, радиации, проводят фотосъемку, навигационные вычисления, передают данные по радио на наземную приемную станцию или мобильный пункт.
Организует «Кансат в России» Лаборатория аэрокосмической инженерии МГУ, в проекте участвуют сотрудники НИИЯФ МГУ, частной космической компании «Даурия Аэроспейс», финансируется теперь фондом «Иннопрактика», поддерживается Роскосмосом и ОРКК. Цель соревнований — подготовка нового поколения космических инженеров через практическую деятельность, максимально приближенную к тем задачам, которые решают взрослые разработчики космической техники.
Разрабатываемые «кансаты» — это аппараты соответствующие размеру банки газировки 350-граммовые или 0,5-килограммовые. Собираются они из стандартных наборов-конструкторов, которые можно модернизировать и дорабатывать на усмотрение и по возможностям команды, но не дороже $512. Кто-то туда ставит видеокамеру, кто-то инфракрасный датчик, кто-то усовершенствованную систему снижения или мягкой посадки. Ограничения есть только на запуск живых существ — такие эксперименты запрещены по этическим соображениям.
Опыт разработки участники получают не только в пайке контактов и программировании, но и в «бумажной» части: до практических пусков требуется предоставить промежуточный отчет о проведенной работе, обосновать выбранные технические решения, защитить проект перед довольно суровой технической комиссией. Такие НТС — научно-технические советы — проводятся в полуфинале, в зимнюю сессию «Кансата», и летом, перед самим пуском. Если команда и аппарат к пуску не готовы, то приходится либо завершать подготовку в последние минуты, либо сходить с дистанции и откладывать на следующий год.
С 2015 года соревнования стали расширяться, к кансатам добавились еще квадрокоптеры и ракеты. Теперь команды имеют еще больше возможностей реализовать свои смелые технические идеи.
Этим летом ни одна из ракетных разработок учащихся не полетела как задумано. Двигатели отказывались срабатывать, а при срабатывании разрывали ракету или уносили ее по крутой баллистической траектории, направленной к центру Земли. Даже успешный старт еще не гарантировал успех, поскольку требовалось обеспечить мягкую посадку.
Квадрокоптеры соревновались не только в способности летать, но и в интеллекте автопилота. Дроны должны были пролететь по заранее запрограммированному маршруту, и по траектории производить мониторинг местности инфракрасным датчиком.
Задача состояла в регистрации источника высокой температуры и обозначении его на карте местности. В роли высокотемпературного источника излучения выступало ведро с горящим машинным маслом, но на практике его температуры оказалось недостаточно чтобы беспилотники обратили на него внимание.
Главная же драма разворачивалась вокруг ракетных запусков кансатов. Тут организаторы позаботились об участниках, предоставляя свои ракеты, которые гарантированно устремлялись в небо и осуществляли десантирование аппарата на высшей точке траектории.
Хотя старты тоже не всегда удавались, но после ремонтных работ проблема решалась и никто и ничто не пострадало.
Впрочем некоторые ракетные проблемы с трудом давались даже опытным ракетомоделистам.
А вот школьные кансаты позволили пережить их разработчикам широчайший спектр проблем и эмоций, с которыми могут столкнуться и вполне серьезные изготовители космической техники. Тут были и программные ошибки, и технические сбои, и заводской брак, и недостатки конструкции, и нарушения массогабаритных характеристик… Решались проблемы по мере возможностей и готовности технических команд.
Где-то помогал голливудский метод — при помощи изоленты.
Кого-то спасала замена батареек.
Кто-то не справлялся с задачей подготовки к запуску в один день, но ночной мозговой штурм позволял обнаружить неисправность или программный баг, ликвидировать его и совершить пуск на следующий день.
Выход за габариты изделия приводил к запрету запуска — головной обтекатель ракеты просто отказывался закрываться. Проблему решили радикально — отрезали половину вытяжной ленты тормозного парашюта.
Пуск состоялся, но решение одной проблемы породило другую — тормозной парашют не смог выйти и «спутник» на полной скорости врезался в землю. Хотя достаточно низкая скорость падения и мягкая пашня сохранила его в целости. Команда сохранила аппарат, но утратила надежду на призовое место.
И лишь немногие команды смогли решить все проблемы перед стартом, увидеть полет своего аппарата, мягко его посадить и принять телеметрию.
Хотя не все смогли уехать по домам с призами и первыми местами, но каждая команда узнала, что такое долгие месяцы подготовки, разработки почти космического аппарата, подбор приборного состава, защита перед научно-техническим советом, написание программы управления, проведение испытаний, подготовка к запуску, проводы ракеты в небо, полное надежды на успех, бег по летнему полю сквозь рои слепней, и, независимо от результата, подробный разбор полетов с анализом правильных и ошибочных действий.
По статистике «Кансата в России» около 60% участников соревнований идут на космических инженеров и ученых, чтобы приумножать и использовать набранный еще в школьные годы опыт. Правда, после такого насыщенного начала, пройдет немало лет когда студентов-выпускников подпустят к разработке реальных космических аппаратов. Поэтому неслучайно «Кансат» уже включает в себя зачеты не только школьного уровня, но и студенческого. В частности, в 2016 году студенческая команда подготовила аппарат для стратосферного запуска на шаре, который улетел на несколько сотен км.
Фото: nearspace.ru
Думаю со временем «Кансат в России» дойдет и до разработки реальных космических аппаратов, тех же CubeSat, например. Были бы возможности, а уж энтузиазма у этих ребят хватит.
Заявить свое участие на соревнование «Кансат в России» может любая русскоговорящая команда, независимо от государственной принадлежности. Нужно только найти 15 тыс. руб. на оплату вступительного взноса и средства на проезд в Москву два раза в год. Заявки принимаются до 1 ноября.
