Ученики НИШ города Астаны собрали настоящий космический аппарат
Как пояснил координатор проекта, заведующий лабораторией физики Назарбаев Интеллектуальной школы физико-математического направления Оралбек Бидайбеков, модель Pocketqube относится к миниатюрным аппаратам, которые способны летать на околоземной орбите и проводить космические исследования. Спутник имеет форму куба размером 5 см, вес – 250 г.
– Он может летать на высоте 550 километров – это околоземная орбита, – начал разговор учитель. – Это даже выше, чем точка полёта МКС. Спутник запрограммирован так, чтобы пролетать именно над Астаной. И когда он будет над нами, то станет посылать мощный сигнал: «НИШ, я здесь!» Он сможет передавать данные о погоде в Казахстане. А мы будем отслеживать, на какой высоте он летит, какова его скорость, сколько он сделал оборотов вокруг Земли. Для обработки сигнала у нас есть мощный компьютер.
Как такой небольшой аппарат сможет подняться в космос? При помощи ракетоносителя. Как только он окажется на нужной высоте, ракета вытолкнет спутник наружу.
– Когда он будет в открытом космосе, сработают его двигатели, включится бортовой компьютер, и «умный» аппарат полетит по заданному маршруту. Если к нему приблизится другой спутник или космический мусор, то датчик среагирует – и спутник поменяет курс, то есть столкновение с ним невозможно, – заверяет наш собеседник.
Летать в безбрежном пространстве космоса Pocketqube может годами. Срок его эксплуатации от 3 до 7 лет.
Идея создания такого аппарата школьникам НИШ пришла в 2019 году. Оралбек Бидайбеков поддержал ребят и обратился в компанию «Қазақстан Ғарыш Сапары». Проект одобрили, и компания даже организовала обучение детей. В НИШ провели конкурс на создание команды для сборки спутника. Заявку подали 47 учеников, которых проверили на знание физики, инженерии, информатики. В итоге в команду вошли 17 нишевцев.
– Каждую неделю к нам приходили ведущие эксперты, учёные «Қазақстан Ғарыш Сапары». Они обучали наших ребят по таким направлениям, как «Космическая механика», «Электроника» и «Программирование». Курсы по электронике вел учёный Арман Сыздыков, а космическую механику преподавал доктор физико-математических наук, профессор Казбек Бактыбеков, – рассказывает Оралбек Назарханович.
После обучения юные инженеры приступили к сборке спутника. Каждую неделю после уроков они засиживались в школьной лаборатории, собирая по платам космический аппарат.
– Внутри его корпуса установлен бортовой компьютер, который считывает и передает информацию, антенна с солнечной батареей, – продолжает заведующий лабораторией. – Использовали сложное космическое программирование. Некоторые детали – промежуточные платы – распечатывали на 3D-принтере.
О процессе сборки рассказывает тогда ещё ученик 11-го класса, а ныне студент Рахат Жакиенов. Он сам сделал 3D-модель первого прототипа и презентацию. В процессе парень научился пайке, моделированию и работе с разными приборами.
– Стоит отметить высокий уровень работы, – подчеркивает Рахат. – Спутник сделан не ради имитации, а чтобы действительно полететь в космос. Поэтому все расчеты должны быть точными. Весь процесс разработки занял очень много времени. Были требования к глубокому исследованию и анализу. Главной сложностью для меня было совмещать эту работу с учебой. Я учился в 11-м и 12-м классах, параллельно готовился к экзаменам и поступлению. Но несмотря на это мы справились с задачей.
Как вспоминает Оралбек Бидайбеков, были случаи, когда не хватало запчастей. Их заказывали из Германии, Великобритании и Южной Кореи и ждали месяцами. В итоге в 2022 году спутник был протестирован и полностью готов к запуску.
– Испытывали его в вакуумном пространстве, то есть в условиях космоса. Там температура колеблется от минус 200 до плюс 150. Прочные материалы должны были выдержать. Самое главное – определяли центр массы. Когда ракета отталкивает на орбиту спутник, нужно найти его точку – центр массы. Если неправильно провести расчет, то спутник упадет или столкнется с другим аппаратом, – объясняет учитель НИШ.
Рукотворный спутник должны были запустить в 2023 году, но, к сожалению, на космодроме «Байконур» нужного ракетоносителя не оказалось. Там работали только грузовые носители от восьми тонн. Выход нашли, написав письмо в NASA, где реализуется программа полёта малых спутников. Радости школьников не было предела, когда космическое агентство США сообщило о том, что принимает их спутник!
– NASA собирает маленькие спутники размером от пяти сантиметров со всего мира, чтобы запустить их в космос. Нам сообщили, что наш спутник стоит в очереди. Его запустят, как только наберется минимум 50 аппаратов. Предварительный срок – май 2025 года, – сообщил Оралбек Бидайбеков.