В Образовательном центре «Сириус» стартовала работа направлений «Космические технологии» и «Нейротехнологии и природоподобные технологии» проектной программы «Большие вызовы». Актуальные задачи индустрии решают 25 школьников из 11 регионов России. За 10 дней старшеклассники разработают и испытают систему управления многоразовой ступени ракет-носителей, спроектируют систему наблюдения за космическими экспериментами на борту российского сегмента МКС, создадут капсулы для адресной доставки лекарств, выделят и изучат ДНК древних растений.
Участники программы – финалисты Всероссийского конкурса проектных и исследовательских работ «Большие вызовы – 2020». Перед очным треком школьники дистанционно познакомились с наставниками из ведущих исследовательских и промышленных организаций и изучили теорию для работы над проектами.
Космическое наставничество
Генеральным партнером направления «Космические технологии» традиционно выступает государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос».
«Для нас очень важно, что программа “Большие вызовы” включает космическое направление, в рамках которого участники работают над актуальными для ракетно-космической отрасли проектами. Ведущие эксперты и специалисты космической отрасли передают подрастающему поколению свои знания в области фундаментальных исследований, пилотируемой космонавтики, создания образцов ракетно-космической техники, космических сервисов и услуг. Безусловно, для ракетно-космической отрасли “Сириус” – стратегический партнер для подготовки будущих покорителей космоса», – отметил директор департамента развития персонала и сопровождения проектов госкорпорации «Роскосмос» Дмитрий Шишкин.
Одна группа юных исследователей приступила к разработке системы управления многоразовой ступенью ракеты-носителя (РН) легкого и сверхлегкого класса. Возвращаемые РН – мировой тренд. Школьники соберут собственный макет ступени для внутриконтинентальных космодромов и спроектируют его на приземление «по-самолетному». В России уже велись работы по созданию многоразовых космических комплексов. Так, первая ступень ракеты-носителя «Энергия» (программа «Энергия – Буран») должна была после запуска возвращаться на Землю с помощью парашютов и твердотопливной двигательной установки мягкой посадки. Но в первом полете вернулся только планер «Буран», а ступени ракеты, которая его выводила, – нет.
Кстати, макет космического корабля «Буран» сейчас «припаркован» у Парка науки и искусства «Сириус», так что ребятам будет чем вдохновиться во время работы. Помогут справиться с задачей эксперты предприятия «Роскосмоса» НПО автоматики им. Семихатова при участии специалистов АО «ЦНИИМаш».
«Всевидящее око» для научного эксперимента на МКС создают участники другого исследования. Команда юных разработчиков и их наставников предполагает к 2023 году реализовать проект на МКС в партнерстве с Технологическим университетом – автоматизированную космическую лабораторию «Ларец» с муравьиной фермой. Вместе со специалистами университета и экспертами РКК «Энергия» (входит в госкорпорацию «Роскосмос») воспитанники «Сириуса» работают над системой визуального контроля, способной освободить космонавта от видео- и фотосъемки событий в этом эксперименте. Система будет наблюдать за поведением муравьев и транслировать научно-популярный «сериал» о космической ферме на Землю. Роботом-оператором можно будет управлять удаленно, меняя ракурс и цикл съемки, световые настройки и другие параметры. В систему автоматизации космических экспериментов на борту российского сегмента МКС в рамках проекта «Ларец» войдут и наработки выпускников прошлых программ «Большие вызовы».
Третья задача программы посвящена наблюдению за погодными условиями для космической съемки. Она поможет привлечь к мониторингу как можно большее число участников. Разработка позволит получить дополнительную информацию о свойствах нижних слоев атмосферы от жителей планеты. Наблюдатели смогут загружать свои снимки облаков в один клик с помощью специального приложения, которое создают школьники вместе с наставниками компании «Лоретт».
«Программа “Большие вызовы” выполняет очень важную функцию – вовлекает активную творческую молодежь в ракетно-космическую отрасль. Наши эксперты и специалисты становятся наставниками выпускников “Сириуса”, и благодаря Образовательному центру мы не теряем с ними связь, продолжаем сотрудничество, знаем, куда они поступают, какие направления выбирают, помогаем им определиться с будущей профессией и исследованиями. Главное, они уже погружены в стратегические для отрасли задачи, в которых могут себя реализовать и принести огромную пользу космическим программам России», – говорит руководитель направления «Космические технологии», старший научный сотрудник отдела обеспечения космических экспериментов и математического моделирования РКК «Энергия» Максим Черемисин.
Эксперт отмечает, что многие участники программы еще в старших классах получают приглашение от предприятий Роскосмоса пройти конкурсный отбор на обучение по целевому направлению в ведущих российских университетах и институтах. Например, семь воспитанников «Сириуса» после окончания вуза пойдут работать в РКК «Энергия» и пять – в НПО «Энергомаш».
Приглашение пройти конкурсный отбор на обучение по целевому направлению от предприятия космической отрасли уже получил участник этой программы Андрей Пивоваров из города Бийск Алтайского края. Он третий раз приезжает в «Сириус», учился на программах «Дежурный по планете» и «Большие вызовы».
«Здесь отличная среда для работы, интересные проекты, отличное оборудование, продвинутые наставники, – рассказывает Андрей. – Я больше пяти лет увлекаюсь космосом и в будущем хочу работать программистом в этой отрасли. Получил направление от НПО ”Энергомаш”, но пока не принял окончательного решения. Возможно, я свяжу свою жизнь не с двигателестроением, а с созданием новых спутников. Еще есть время выбрать».
Зачем изучать древние растения?
Над исследованиями на стыке биотехнологии, экологии, робототехники и искусственного интеллекта работают восемь школьников из восьми регионов России. Курирует направление «Нейротехнологии и природоподобные технологии» Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт».
В проекте «Древний генбанк» вместе с экспертами Всероссийского института генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР) школьникам предстоит найти оптимальный метод выделения древней ДНК злаковых растений. Работать команда будет с зернами ячменя XII века, которые ученые нашли в 2019 году на раскопках одного из древнейших городов России – Усвяты в Псковской области. Он впервые упомянут в русских летописях около 1021 года. Находка насчитывает более 34 тысяч зерен. Древние ячмень и пшеница пролежали в Усвятском городище около 800 лет.
«Секвенирование генов древних злаков мы еще не встречали в литературе ни у зарубежных, ни у наших отечественных ученых. Проводится секвенирование современных сортов, которые выращиваются и возделываются. Мы же изучим растения, которым порядка 800 лет. Это уникальная работа», – отмечает соруководитель проекта «Древний генбанк» научный сотрудник ВИР Лилия Шипилина.
Юные исследователи изучат фрагменты ДНК зерен и помогут определить степень родства между древними и современными видами злаковых. Эта работа станет важным вкладом в развитие исследований в палеоботанике и палеогенетике растений, поможет больше узнать о земледелии того периода, а также о культуре и быте жителей Древней Руси.
Еще один проект посвящен разработке новых лекарств на основе исследования атомарной структуры макромолекул. Школьники попытаются найти соединение – прототип лекарства, уменьшающего клинические проявления болезни Гоше. Это генетическое заболевание, приводящее к тяжелым неврологическим осложнениям.
Старшеклассники будут работать на современном оборудовании «Сириуса» и удаленно смогут воспользоваться уникальным научными установками Курчатовского института: синхротроном, рентгеновским лазером на свободных электронах и электронным микроскопом. В результате будут получены капсулы для адресной доставки лекарств.
Завершится работа направлений 28 февраля.
