С этого года в нашей стране будет проводиться ежегодная Неделя космоса, она стартует с 6 апреля и завершится празднованием Дня космонавтики 12 апреля.
Накануне мы поговорили с руководителем спортивного радиоклуба «Спорадик» Валерианом Пиккиевым. Он стоял у истоков космических разработок Юго-Западного государственного университета, участвовал в подготовке к запуску первого российско-перуанского спутника «Часки» и сегодня в действующем при клубе студенческом конструкторском бюро «Инженерно-космическая школа» воспитывает новое поколение ребят, которые могут посвятить себя аэрокосмическим исследованиям.
«Охота на лис» до космоса довела
Валериан Алексеевич – Мастер спорта СССР по радиоспорту. «Спорадиком» руководит с 1977 года (сам клуб образован в 1965-м). Мало сказать – профессионал, энтузиаст, наставник, многогранный, увлеченный, вдохновляющий и талантливый педагог, который успешно совмещает научную деятельность с походами и экспедициями в самые отдаленные и неожиданные точки нашей страны. Уж кого-кого, а этого человека никак не назовешь «приземленным».
Без Пиккиева нельзя представить ни его объединение, через которое прошла уже не одна сотня «спорадиковцев», ни то, что вообще мы сегодня могли говорить о каких бы то ни было «курских спутниках». А не говорить о них теперь попросту нельзя, раз им даже отведено видное место в постоянной экспозиции павильона «Космос» на ВДНХ. К технологическому лидерству в космической отрасли сегодня идём с помощью нацпроекта «Космос».
Его дорожка «к звездам» и всему, чем Валериан Пиккиев профессионально занимается, тянется из самого детства, когда он пришел в кружок «Охота на лис» в курском Дворце пионеров и школьников. Когда он с простительным для ребенка простодушием ждал, что дадут ружье, и скажут идти искать лис… а это оказалось завуалированное название кружка радиолюбителей.
Юноша быстро выучил азбуку Морзе, и уже в 10 классе стал участником выставки в упомянутом выше павильоне «Космос» в Москве. Тогда вместе с другими школьниками он представил созданную ими копию советского лунохода.
- «Луноход-1» был доставлен на Луну в начале 1970-х годов, и всего через полгода после завершения его миссии мы сделали точно такую же по размерам копию. Все с радиоуправлением. В результате нас наградили медалями Выставки достижений народного хозяйства. Наверное, с этого и начались все мои «космические» интересы.
Даже в тот период, когда Валериан Пиккиев активно занимался написанием диссертации и внедрением технических средств в текстильной промышленности, системами авторегулирования, он не бросал радио, участвовал в соревнованиях, организовывал сеансы радиосвязи с экипажем Международной космической станции. Так подружился с отрядом космонавтов и другими близкими к космосу людьми. А в 2003 году появилась идея о создании своего спутника. Для студенческих и школьных команд это направление было совершенно неизведанным.
- Мы попытались сделать первый вариант в космическом скафандре. Дело в том, что скафандры заканчивают свой срок службы после нескольких выходов, затем их утилизируют. Вместе с другим отработанным сырьем помещают в отстыковывающийся корабль, который, спускаясь, сгорает в плотных слоях атмосферы. Меж тем скафандр - очень дорогостоящее изделие. Наша идея заключалась в том, чтобы внутрь него поместить электронную аппаратуру, которая сможет что-то изучать. И выбросить. Он полетает какое-то время и тоже сгорит, но перед этим сделает много витков и накопит сведения о физике полёта, о химическом составе околоземной атмосферы.
Установили в рукав скафандра вакуумметр собственной конструкции с датчиками для измерения плотности нейтральных частиц. Исследователи пытались узнать, образуются ли в космосе облака и могут ли они быть разной плотности. Наличие облаков объяснило бы неравномерность торможения космических аппаратов. Эксперимент состоялся, однако по части результатов все оказалось не так просто, и пока прибор не зафиксировал того, что требовалось.
Но это не означало краха, и команда перешла к другим проектам. Возникла идея создания КубСатов — малых и сверхмалых искусственных спутников в базовом размере 10х10х10 см и весом примерно 1,5 кг. К новым исследованиям подключились коллеги из Южной Америки: Перу и Эквадора.
Один из спутников создали совместно с Национальным инженерным университетом республики Перу. ЧАСКИ-1 был доставлен на МКС кораблём «Прогресс М-22М», стартовавшим с космодрома Байконур. Запуск во время выхода в открытый космос осуществил космонавт Олег Артемьев. Произошло это 18 августа 2014 года.
Спутник работал на околоземной орбите полгода, осуществляя экологический мониторинг земной поверхности в оптическом и инфракрасном диапазонах.
«Баночный спутник» руками школьников
Как отмечает наш собеседник, для реализации проектов, связанных с космическими исследованиями, нужны квалифицированные кадры, владеющие серьёзными знаниями в самых разных областях, особенно когда речь идёт об инженерном творчестве. Это и конструирование, и программирование, и электроника… Но подчас обширных знаний и даже таланта бывает недостаточно.
- Тогда я узнал, что в мировом космическом образовании есть направление, которое называется КанСат – «спутник в консервной банке», - говорит он. - Когда мы делали настоящий космический аппарат, требовалось очень много согласований. Проходило много времени от идеи до запуска в космос, и, вдобавок, это достаточно дорого. А КанСат давал возможность создать свою небольшую ракету, поместить туда научную аппаратуру, уже какую мы хотим, и самим запускать в любое удобное нам время. Мы не выходим за линию «кармана» в 100 километров, но зато имеем полноценный спутник, изучающий физико-химические свойства среды.
Как и в любом другом спутнике, в КанСате есть типовой передатчик для отправки данных телеметрии во время полёта, такая же парашютная система для возвращения на землю. То есть, это полноценный цикл инженерного творчества, идеально подходящий для школьников и студентов.
С 2018 года юные «пиккиевцы» стали активно участвовать во Всероссийском чемпионате Воздушно-инженерной школы - молодёжном проекте «Роскосмоса» и МГУ имени М.В. Ломоносова. Там учащиеся соревнуются в конструировании аппаратов и ракет, изучая при этом принципы работы космической техники, методы передачи данных, а также современные подходы в области конструирования, баллистики и механики. В этом году чемпионат проходил уже в 14-й раз.
- Каждый год собирается больше 200 команд, - пояснил Пиккиев. - Школьники проходят отбор, потому что не все желающие могут туда попасть. Надо сделать реальную конструкцию и провести её испытания. Это должен быть полноценный аппарат, обеспечивающий не только измерение, но и безопасное возвращение на землю.
Одним из направлений Воздушно-инженерной школы являются стратосферные запуски. Это аппараты, которые поднимаются на воздушном шаре на высоту порядка 30 километров, и потом возвращаются на землю. Из года в год проекты курян завоевывают здесь призовые места. Наши исследователи использовали стратосферные запуски для изучения влияния наночастиц из разных материалов на защиту человеческих клеток.
- В одном из запусков мы сделали специальную барокамеру, в которую поместили пробирки с человеческими клетками (частицы кожи), - рассказал Валериан Алексеевич. – Всего было восемь пробирок, четыре из них имели покрытие из наночастиц определённых материалов. Оказалось, что наночастицы имеют защитную функцию. Клетки в этих пробирках выжили.
Был сделан вывод, что наночастицы можно добавлять в одежду для лётчиков, покрывать ими обшивки самолётов для снижения воздействия радиации.
Кузница инженерных кадров на чердаке «политеха»
Еще один интересный проект, родившийся из простого эксперимента вчерашних школьников, направлен на изучение селекции нейтронов. Свой прибор «пиккиевцы» сначала с успехом испытали в стратосфере. В Научно-исследовательском институте ядерной физики имени Д.В. Скобельцына заинтересовались разработкой курян, потому что альтернативы данному прибору пока нет, и предложили запустить несколько образцов в космос на малых космических аппаратах формата КубСат для изучения всех возможностей. Запуск намечен на конец 2026 года.
С этим проектом воспитанники «Инженерно-космической школы» победили в конкурсе «Кадры для космоса». Выделенный грант позволил им начать создание своего студенческого конструкторского бюро, занимающегося изготовлением спутников, которые будут выполнять анализ состояния разряженной околоземной атмосферы на наличие нейтронов и выполнять их селекцию. Сегодня начинающие конструкторы и инженеры, с которыми Валериан Пиккиев начал заниматься несколько лет назад в Региональном центре выявления и поддержки одаренных детей «УСПЕХ», являются студентами Юго-Западного государственного университета и Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана.
Денис Левент учится на втором курсе «Бауманки» на кафедре «Аэрокосмические системы». Последние два года, в основном, посвящает себя работе над одним прибором - гамма-нейтронный спектрометр-дозиметр, постоянно модернизируя его В конце 2024 года вместе с другими участниками СКБ презентовал проект на конференции в Китае, выиграв там премию.
- Инженерно-исследовательская деятельность в аэрокосмической области является в целом одной из самых сложных, - говорит молодой ученый. - Наверное, это, наряду с желанием изучать неизученное и создавать несозданное, больше всего и привлекает. С другой стороны, конечно, такого рода деятельность дает самые яркие и ни с чем не сравнимые эмоции. Сначала идет долгий и упорный процесс проектирования, сборки, лабораторных испытаний, а в самом конце - запуск. Это может быть запуск не на орбиту, а, например, самый простой запуск небольшой модельной ракеты или запуск стратосферного зонда. Но во всех случаях запуск - то, ради чего большинство из нас работает. И те ощущения, когда долгая и упорная работа оказывается ненапрасной - именно они ни с чем не сравнимы. В целом, инженерная деятельность - это тоже искусство. И любому инженеру, как художнику, интересно видеть результат своей работы.
Андрей Самохвалов является студентом ЮЗГУ. По его словам, желание заниматься техническим творчеством и что-то создавать было всегда, но с аэрокосмической областью его познакомил именно Валериан Пиккиев.
- Когда я пришёл в клуб, то сразу втянулся, - признался он. - В этой сфере к надёжности изделия предъявляются максимально строгие требования. Поэтому приходится постоянно изучать что-то новое и разбираться во всех особенностях работы аппарата. Мы вместе с командой собрали и запустили несколько стратосферных аппаратов с различной полезной нагрузкой. Одним из самых значимых экспериментов был запуск термобарокамеры с живыми клетками в стратосферу для проверки влияния наночастиц на их устойчивость к радиационному воздействию. Этой зимой мы приняли участие в кейс-чемпионате федерального проекта «Кадры для космоса», где заняли призовое место. В рамках этого проекта у нас появилась возможность запустить в космос гамма-нейтронный спектрометр-дозиметр реального времени, над которым мы работаем в последнее время.
Ростислав Мякотин – первокурсник МГТУ имени Н.Э. Баумана по специальности «Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов». Космосом интересовался всегда, а в «Спорадике» встретил единомышленников.
- Познакомился с Валерианом Алексеевичем в 9 классе: он приходил к нам в школу для того, чтобы рассказать про курский КанСат. Меня сразу заинтересовала идея о создании аппарата с разработанной с нуля электроникой и печатью корпусных элементов на 3Д принтере. Так я и оказался на чердаке ЮЗГУ, где приобрёл основные инженерные навыки.
К слову, «чердак» - не фигура речи. «Спорадик» действительно занимает чердачное помещение вуза. Что, в некотором роде, даже удобно – под крышей достаточно места для хранения байдарок, палаток, катамарана и другого туристического снаряжения клуба. Но, тем не менее, удивительно, что именно здесь находится одна из лучших в стране кузниц инженерных кадров.
В «УСПЕХЕ» у Валериана Пиккиева сейчас семь учеников 8-9 классов, каждый из которых делает свою ракету для запуска на высоту до 500 метров (более высокие запуски требуют специального разрешения). После выполнения своей миссии - испытания аппаратов на полигоне во Владимирской области, они должны будут расшифровать полученную телеметрию: зарисовать графики и показать, где старт, а где апогей, где была невесомость и когда выброшен парашют, как во время полета менялись угловая скорость и ускорение. Объяснить все это и связать с законами физики.
- Мне нравится заниматься исследованиями в аэрокосмический отрасли, потому что это помогает развивать инженерные навыки и ощущать огромное воздушное пространство, ожидающее изучения, - поделился ученик Гимназии №4 Ермолай Коноплёв. - Сейчас я работаю над созданием аппарата, который будет спускаться на большом шаре, тормозящем падение.
В будущем юноша мечтает подробно изучить аэродинамику и заняться разработкой беспилотных летательных аппаратов.
- Наша «Инженерно-космическая школа» существует уже больше 20 лет, и здесь проходят будни этих ребят – заинтересованных, мотивированных и талантливых, - отметил Пиккиев. - Умных ребят очень много, я считаю, а вот талантливых ещё надо поискать. Потому что талантливый ребёнок, он никогда не будет копировать, он обязательно задаст вопрос: а почему так? А почему нельзя сделать по-другому? Вот таких ребят мы и отбираем, и с ними работаем. И встречи у нас не по расписанию, мы каждый день занимаемся. Это говорит о том, что они приходят сюда не потому, что их посылают родители, или еще почему-то, они приходят, потому что им это интересно…
Алексей ПИЩУЛИН, фото автора и из архива «Спорадика»
