Команда старшеклассников рассчитала ключевые параметры для сверхтяжелой ракеты-носителя, которая позволит доставить космонавтов на Луну и вернуть их обратно. Работа велась в направлении «Космические технологии» научно-технологической программы «Большие вызовы».
Лунная экспедиция требует много топлива: большая его часть сгорит при выходе на орбиту, а оставшаяся – в пути до Луны. Для этого нужны ракеты сверхтяжелого класса, способные вывести на орбиту более ста тонн грузов.
«Работы по созданию сверхтяжелых ракет ведутся во всем мире, однако пока еще никто не может отправить космонавтов на Луну и вернуть их. Американцы летали на Луну в 60-е и 70-е годы, но их лунная программа была закрыта, и сейчас они уже не могут повторить свою старую ракету “Сатурн-5”, поэтому ведут разработку фактически с нуля. При этом в российской федеральной космической программе поставлена задача – к 2030 году начать серьезное освоение Луны. Ракеты “Союз” и “Протон” могут вывезти на низкую опорную орбиту всего 7 и 20 тонн соответственно. Нам же нужно поднять 140 – это как 20 взрослых слонов», – комментирует один из руководителей проекта Дмитрий Федоров, кандидат технических наук, преподаватель Балтийского государственного технического университета «Военмех» и сотрудник концерна «Алмаз-Антей».
Школьники «Больших вызовов» разработали проект сверхтяжелой ракеты-носителя массой более 3 тысяч тонн. Для этого они применили знания о конструировании космической техники и алгоритмах расчетов, а также освоили дифференциальное исчисление и современные CAD и CAE-системы. Ребята определили количество ступеней, выбрали подходящие материалы и компоненты топлива. Также они рассчитали прочность элементов и траектории полета, массу топлива и полезной нагрузки.
«В проекте я занимаюсь расчетом прочности отсеков ракеты – например, фермы, на которую устанавливается топливный бак и ракетный двигатель. Мы нашли проблему в ее конструкции и сейчас ищем способы укрепления. Также с помощью компьютерного моделирования мы проверили устойчивость топливных баков на столкновение с метеоритами. Суммарно я рассчитал прочность всех деталей ракеты», – говорит девятиклассник Атай-Никита Гюнюч из Москвы. На программу он приехал с проектом трансформируемого модуля для космической станции, у которого будет безопасный жесткий каркас. В случае разгерметизации он не схлопнется, и у космонавтов будет время эвакуироваться.
На финальной презентации ребята защитили аванпроект, представили характеристики ракеты и свои расчеты, доказывающие, что проект осуществим. Следующим этапом станет изготовление более детальных чертежей и передача результатов на проверку специалистам-ракетостроителям.
Текст: Алиса Горбачева
