Свет далеких планет…

Развитие космических технологий в России невозможны без активного участия университетов и научных центров.

3D-печать, иллюминаторы и спутники

Эксперименты с участием ученых Томского политеха входят в Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте Международной космической станции (МКС). Техническое задание по трем проектам согласовано с Ракетно-космической корпорацией «Энергия». Сейчас процесс находится на стадии заключения всех необходимых договоров.

— Мы планируем, что контракты будут заключены где-то в феврале, а дальше мы приступим к их реализации. Например, по эксперименту «3D-печать», предусматривающему испытание 3D-принтера в условиях невесомости, сначала мы изготовим макет. Затем он пройдет ряд испытаний, в том числе вибрационных, климатических, токсикологических, так как мы должны убедиться в безопасности оборудования для космонавтов. Также оборудование должно эффективно работать и в условиях невесомости — этот тест можно будет провести в РКК «Энергия», у них есть специальные условия. На макете мы должны отработать функциональность прибора — получить изделие, напечатанное на этом принтере. Кроме того, мы разрабатываем специальное программное обеспечение. Участники проекта должны убедиться и в его функциональности. По всем полученным результатам мы скорректируем конструкторскую документацию и будем изготавливать уже лётный образец,?— говорит Алексей Яковлев.

Он добавляет, что по эксперименту «Пересвет» (нанесение на иллюминаторы МКС многослойного нанокомпозитного покрытия, защищающего стекла от космического мусора и микрометеоритов — прим. ред.) на 2020 год запланированы разработка конструкторской документации и работа с поставщиками. Затем — изготовление макета, испытания, корректировка конструкторской документации и создание оборудования, которое попадет на МКС.

— Надо понимать, что это долгосрочная программа, а наши эксперименты рассчитаны как минимум до 2023 г., так что сейчас мы работаем с поставщиками оборудования, которое входит в состав научной аппаратуры.

И здесь тоже важно учесть множество технологических факторов перед проведением испытаний,?— подчеркивает директор Инженерной школы.

Что касается проекта «Рой малых космических аппаратов (МКА)», предполагающего печать корпусов для так называемых «кубсатов» (CubeSat), тут также мы на этапе разработки конструкторской документации. При этом в конце 2020 г. планируется приступить к печати первой партии спутников.

— Все текущие эксперименты ведутся совместно с коллегами из других вузов и институтов и под контролем РКК «Энергия». Более того, за их реализацией внимательно следит советник генерального директора корпорации, почетный профессор ТПУ Александр Чернявский, возглавивший Научно-образовательный центр «Технологии космического материаловедения» Томского политеха. Он оказывает нам необходимую помощь и поддержку, — говорит Алексей Яковлев.

Модуль, «орбитальная теплица» и работа со школьниками

На трех космических экспериментах политехники останавливаться не собираются. Так, в Долгосрочную программу вошел еще один эксперимент — «Исследование воздействия динамических нагрузок на корпусные элементы модуля российского сегмента Международной космической станции с использованием многоуровневого динамического моделирования». В его рамках ученые из ТГУ, ТПУ и ИФПМ СО РАН при участии специалистов РКК «Энергия» планируют разработать методики, позволяющие проектировать модули космических аппаратов с учетом многоуровневости, т. е. моделирования и на уровне материалов, и на уровне конструкции в целом. Данные, необходимые для анализа, участники проекта хотят получить на основе универсального узлового модуля «Причал» (один из планируемых к запуску модулей российского сегмента Международной космической станции (МКС), изготовленный Ракетно-космической корпорацией «Энергия» — прим. ред.). Это масштабное научное исследование также начнется в 2020 г.

— Кроме того, в перспективе у нас новый эксперимент ? «Создание орбитального биологического автоматического модуля», так называемой «орбитальной теплицы». Сейчас мы готовим заявку, прорабатываем все технические решения, которые могут быть использованы в конструкции, делаем эскизный проект. Практика показывает, что от заявки до самого эксперимента проходит год?полтора. В этом году мы должны полностью подготовить и подать заявку, затем ее будет рассматривать координационный совет, принимающий решение об актуальности и необходимости проекта. Мы рассчитываем попасть в Долгосрочную программу и получить финансирование в 2021 г., — отмечает собеседник.

Создание «орбитальной теплицы», по словам Алексея Яковлева, предполагает разработку автономного модуля, способного приспосабливаться к разным условиям гравитации, что в перспективе позволит использовать его не только для нужд космонавтов МКС, но и на Луне или на Марсе. Основой для создания таких технологий является smart-теплица — технологический павильон Томского политеха, сейчас находящийся в процессе реконструкции, ? говорит директор Инженерной школы новых производственных технологий. Через месяц полигон будет запущен с расширенными возможностями для проведения междисциплинарных научных исследований и решения прикладных задач в области агробиофотоники. При этом научный коллектив собрал не только ученых Томска, но представителей академических институтов Москвы, Владивостока и партнеров из Нидерландов, специализирующихся на климатических комплексах, в том числе из Вагенингенского университета.

— За это будет отвечать особая конструкция модуля, его цилиндрическая форма. Показатель гравитации будет задаваться возможностями вращения

вокруг своей оси и скоростью вращения. Кроме того, его конструкция должна учитывать воздействие внешних факторов космического пространства, использование или неиспользование естественного облучения от солнца. Также нам будет необходимы «умный» свет, роботизированный механизм для сбора урожая, специальная система полива. Важным вопросом станет и подбор необходимых растений,?— уточняет политехник.

Еще одна тема связана с образовательным направлением деятельности. Томские политехники рассчитывают «перезагрузить» проект «Космический урок» и масштабировать его, заручившись поддержкой Роскосмоса, Министерства просвещения и Министерства науки и высшего образования.

— Мы хотим, чтобы космические эксперименты вошли в образовательную программу. Чтобы про них знали не только ученые, но и общественность, чтобы активнее подключались школьники, участвовали со своими идеями, могли пообщаться с космонавтами, учеными, задать им вопросы. Космические эксперименты вошли в Программу повышения конкурентоспособности университета. Это помогает нам использовать в образовательных целях действующие макеты высокотехнологичного оборудования, созданные для МКС. Развитие подобной базы поможет нам обучать студентов, проводить различные профориентационные мероприятия для школьников, а также эффективно участвовать в конкурсах в рамках Национальных проектов «Наука» и «Образование»,?— подытоживает директор Инженерной школы новых производственных технологий.

Подготовила Наталья Каракорскова