Первые шаги к звездам: как Москва помогает в становлении юных ученых

Для кого-то покорение космоса кажется фантастикой, недоступной обычным людям. Но столичные школьники уверены: космос ближе, чем кажется. Еще за партой они открывают сверхновые звезды, изучают законы Вселенной, конструируют и запускают спутники. В Москве созданы все условия для изучения астрономии и космических технологий: от инженерных классов в школах до детских технопарков и музеев.

В День космонавтики рассказываем о том, на каких площадках города юные москвичи могут не только расширить знания о космосе, но и принять участие в научных исследованиях и даже открыть новую звезду.

Запрограммировать спутник

Интерес к науке у одиннадцатиклассницы Ирины Назаровой появился еще в начальной школе в том числе и благодаря маме — экологу-экономисту Юлии Назаровой, которая работает в Государственном космическом научно-производственном центре имени М.В. Хруничева. Еще в пятом классе девочке подарили телескоп, и Ирина с братом летом на даче всю ночь смотрела на небо, пытаясь разобраться в расположении звезд.

А потом девочка перешла в 10-й инженерный класс образовательного центра «Протон», оснащенный лабораторно-исследовательскими комплексами. Здесь она учится уже второй год. Благодаря направлению «Инженерный класс в московской школе» у учащихся есть возможность получить предпрофессиональное образование по самому широкому спектру профилей.

«Проектная деятельность для меня — хорошая школьная традиция, я занимаюсь ею ежегодно с четвертого класса. Я создавала проекты на самые разные темы, но всегда было желание проявить себя в техническом направлении. И переход в инженерный класс дал мне такой шанс», — объясняет юная исследовательница.

Проект «Разработка программного обеспечения для построения трассы искусственного спутника Земли» Ирина создавала под руководством Руслана Полуэктова — специалиста Научно-производственного центра имени М.В. Хруничева — партнера образовательного центра «Протон». Он рассказал школьнице о сути проекта и предоставил исходные данные с параметрами спутника. Свою разработку в 2021 году девочка представила на научно-практической конференции «Инженеры будущего», где стала призером.

«Спутник должен был вращаться три раза вокруг Земли, и передо мной стояла задача написать программу, которая будет отслеживать и строить его траекторию, чтобы можно было спрогнозировать движение спутника. Всю работу выполняла на компьютере», — уточнила Ирина Назарова.

По словам школьницы, программу можно использовать как при обучении студентов, которые получают космическую специальность, так и при разработке самих спутников, чтобы учитывать их параметры и траекторию полета.

Свое будущее школьница хочет связать с космической сферой. Этой зимой она заключила контракт на целевое обучение с Научно-производственным центром имени М.В. Хруничева и Московским авиационным институтом.

«Я буду обучаться на факультете “ракетно-космические системы”, космический центр предоставит мне куратора, место практики, а после окончания института буду три года работать в центре, получать квалификацию и опыт работы. Уже с первого курса вуза я смогу проходить там практику», — добавила юная москвичка.

Зажигать новые звезды

Почти каждый день в мире открывают новые звезды, однако каждое обнаруженное небесное тело требует полного описания. Так, в рамках научно-образовательной программы для юных ученых-исследователей космоса «Центр открытия астрономических объектов» Московского дворца пионеров на Воробьевых горах школьники за несколько лет обнаружили и описали уже более 80 переменных звезд — их яркость изменяется со временем.

Одним из исследователей стал и семиклассник Роман Лисняк из школы № 429 «Соколиная гора». В начале этого учебного года он начал ходить в кружок «Практическая астрофизика» Московского дворца пионеров и уже сделал несколько звездных открытий.

«На занятиях мне удалось обнаружить три сверхновые звезды и три переменные, которые можно называть по своей фамилии. Метод поиска заключается в следующем. Я просматриваю цветные снимки неба на сайте Simbad и сравниваю изображения Паломарского атласа (DSS) с более глубокими снимками обзоров Pan-STARRS. Если вижу звезды, которые отличаются по цвету от остальных, проверяю, есть ли они в каталогах. Если там их нет, то я определяю тип переменности звезды и по возможности период изменений блеска. После этого звезда отправляется на регистрацию в каталог, а я могу ее назвать своим именем», — поясняет Роман Лисняк.

Весной этого года Роман, работая со снимками, смог обнаружить на одном участке неба сразу пять переменных, но пока не успел их зарегистрировать. Зато успел открыть сверхновую 1987U — уже третью на его счету. Сверхновыми называют звезды, которые в конце своей эволюции взрываются и увеличивают яркость в несколько тысяч, а то и в несколько миллионов раз. Роман уверен в важности таких открытий, ведь они позволяют изучать процесс развития Вселенной.

Мастерская изобретений: детские технопарки

При Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана работает детский технопарк «Инжинириум». Там в рамках интенсива «Инженерия космических систем» школьники узнают, как проектировать электронные схемы, строить трехмерные модели, а также учатся делать настоящие спутники. Обучение по программе интенсива уже прошли более 500 ребят.

«Программа предполагает создание команды из трех человек: 3D-моделиста, схемотехника и программиста. Она включает в себя три модуля, с помощью которых можно сделать 3D-модель спутника. Ее и будут запускать школьники. Все три человека очень важны, они должны быть сплоченными. Поэтому на интенсиве занимаются такие небольшие команды. Теории у нас не так много, основной упор делается на практику», — пояснила Василина Чумак, куратор и менеджер по взаимодействию с государственными школами детского технопарка «Инжинириум».

Интенсив предполагает знание определенных языков программирования, которые проходят в школе, поэтому рассчитан на три возрастные категории: с 10 до 12, с 12 до 14 и с 14 до 16 лет.

«Наш интенсив длится полгода и рассчитан на 48 академических часов, встречи проходят один раз в неделю. За 12 занятий школьники осваивают всю программу, с помощью лазерного станка учатся создавать свой спутник. Его изготавливают из фанеры, а затем собирают, программируют и запускают на нашей площадке», — уточнила Василина Чумак.

При испытаниях спутник подвешивают на специальном устройстве, что дает ему возможность «левитировать».

Конструировать спутники школьников учат и в детском технопарке «Наукоград» Московского финансово-юридического университета. Там ребята с 14 лет могут пройти курс «Основы программирования и конструирования спутников». Занятия проходят с сентября в течение учебного года.

Подростков учат основам программирования и схемотехники для дальнейшей работы с программируемыми системами и датчиками. Кроме того, они могут освоить одноплатный компьютер Raspberry Pi и разработать полезные модули для малых космических аппаратов.

Богдан Пермяков, один из слушателей курса, создал проект «Система жизнеобеспечения экипажа космической станции». С этой разработкой он стал призером заключительного этапа Всероссийского конкурса исследовательских и проектных работ школьников «Высший пилотаж» 2020/2021 по направлению «Спутникостроение и геоинформационные технологии: Terra Notum».

«Цена полета в космос — 30–40 миллионов долларов, а пребывание космонавта на борту длится 140 дней. Отсюда следует, что час пребывания космонавта обходится в 11 900 долларов, включая сон и тренировки. Час чистой работы будет стоить намного дороже, поэтому любая экономия времени — это большой плюс. Именно проблема рационального использования времени подтолкнула меня на разработку системы жизнеобеспечения экипажа космической станции», — рассказал о своей разработке Богдан Пермяков.

Слушательница курса «Современная космонавтика» детского технопарка «Мосгормаш» Валерия Олейник в этом году заняла второе место на втором этапе Всероссийского корпоративного конкурса «Сила света». Ее разработку отметили в номинации «Космическая техника и наземные комплексы для исследования Земли и Вселенной».

Школьница подготовила проект «Космическая оранжерея». Она проделала большую работу по изучению оборудования для космических оранжерей, отзывов космонавтов и конструкторов и в результате предложила свой вариант.

Фактически «Космическая оранжерея» — это автономное устройство, которое может работать и от встроенных источников питания, и от сети станции. Оно способно самостоятельно включать системы освещения, полива, контролировать температуру и вести наблюдение в видимом и инфракрасном диапазоне.

Космический лекторий

Для самых любознательных школьников, которые интересуются темой космоса, постоянно обновляется программа Музея космонавтики. Например, в марте здесь начала очную работу Школа юного исследователя космоса. Каждую субботу учащиеся седьмых — девятых классов могут послушать новую лекцию. Для этого нужно зарегистрироваться на сайте музея.

«Я уже побывал на четырех лекциях. На них сотрудники музея и приглашенные эксперты рассказывали нам о задачах исследования космического пространства, гамма-всплесках во Вселенной, механике полетов к планетам и становлении космодрома Байконур. На сайте музея опубликовано расписание занятий до конца апреля», — рассказал семиклассник Олег Ведерников.

Олег входит в юнармейский отряд имени дважды Героя Советского Союза В.А. Ляхова, развернутого на базе общеобразовательной школы № 1220. Мальчик учится в кадетском классе этого учреждения, и знакомство с космическими исследованиями — обязательная часть образовательной программы.

По словам Олега, с этого учебного года он начал посещать уроки физики, что только подкрепило его желание узнать больше о космосе. Однако, помимо интереса к точным наукам, мальчик хорошо развит физически, поэтому не исключает вероятность того, что в будущем станет космонавтом.

Тематические лекции можно послушать и в центре «Космонавтика и авиация» на ВДНХ. Они проводятся каждую неделю по выходным. Там расскажут о том, что первобытные люди знали об устройстве космоса, как подготовить космонавта к полету, какие профессии требуются в космической сфере, когда человечество начнет масштабную колонизацию других планет и какие эксперименты уже ведутся в этом направлении.