Миссия на космическую станцию

В этом году сразу две команды НИШ ФМН Алматы заняли первые и вторые места престижного международного конкурса Space Settlement Contest 2025, организованного NASA и Национальным космическим обществом США.

Главная задача конкурса – спроек­тировать автономную космическую станцию, которая проработает не одно поколение и будет полностью независима от Земли. По условиям, их космический «дом» мог бы находиться на орбите и обеспечивать обитателей всем необходимым: водой, едой, кислородом и энергией, которую необходимо добывать самостоятельно на месте.

В этом году на конкурс подали почти пять тысяч заявок, а это более 26 тыс. участников со всего мира.

Команды НИШ YURT и «Икарус» прошли непростой путь – от разработки первых эскизов до учас­тия в международном конкурсе. Сначала ребята из 140 команд со всей страны были отобраны Kazrockets Space Hack. Юные инженеры создавали проекты космической станции, но в меньшем масштабе. В итоге ученики НИШ попали в число победителей и получили возможность представить Казахстан на мировом уровне.

Весь процесс участия в Space Settlement Contest проходил онлайн: команды делили роли, разрабатывали проекты объемом в 50 страниц, приводили детальные расчеты и обоснования. YURT и «Икарус» разработали проекты космических станций и выбрали орбиты в районе Юпитера, который находится на расстоянии около 600 млн км от Земли.

К примеру, инженеры YURT разработали проект огромной станции, где в модулях смогли бы жить люди. Ребята продумали систему жизнеобеспечения, когда циркулирует кислород, есть еда, вода и даже можно выращивать растения и разводить животных. Такая станция рассчитана для жизни 20–30 тыс. человек в течение ста лет. Школьники даже создали для них искусственную гравитацию.

По задумке ребят, необходимые ресурсы и энергию станция будет получать со спутников Юпитера.

– Наша орбита рассчитана так, что станция периодически будет встречаться с Ганимедом и Каллисто. А наши дополнительные корабли расположатся именно на этих спутниках для того, чтобы добывать оттуда ресурсы и дос­тавлять на главную станцию, – рассказывает капитан команды YURT Анастасия Цой.

Юные инженеры делали 3D-модель станции в программе Fusion 360, чертили детали в AutoCAD, дизайн продумали в Figma, другие специализированные сервисы использовали для расчета траекторий станции и спутников.

– В нашей команде четыре участника, каждый отвечал за свой блок, – продолжает Анастасия. – Я, например, делала 3D-модель станции. Юлия Ким занималась обеспечением энергии. Камила Ертыскызы разработала нам систему аквапоники, то есть искусственную экосис­тему, а Ильяс Даулет помогал с идеями и инженерными решениями.

В команде «Икарус» десять человек: инженеры, химики, биологи, переводчик, дизайнер и 3D-моделист. Все они, разрабатывая проект станции, делали ставку на инновационные методы получения энергии. По размерам высота станции «Икаруса» – 400 м, длина – 1,6 км, что равняется нескольким футбольным полям. Как и в проекте YURT, она тоже вращается, получает ресурсы со спутников Юпитера.

– Мы разработали аэродинамическую установку – по сути, самолет без двигателей, который парит в атмосфере Юпитера и преобразует энергию его ветров в электричество, – пояснил капитан Асан Табылды. – Полученную энергию мы передаем на станцию лазером. Для проверки идеи построили аэродинамическую трубу, чтобы рассчитать аэродинамические свойства нашей установки, и даже напечатали детали на 3D-принтере.

Нам стало интересно, как наши школьники намерены доставлять людей на орбиту Юпитера? И возможно ли такое в будущем? Как сказал участник команды «Икарус» Арлан Таиров, полет первых поселенцев планируется на ракете.

– Полет на станцию займет около двух лет. Во-первых, скорость корабля должна быть равна второй космической скорости,
а это больше 11 километров в секунду. Во-вторых, чтобы долететь до Юпитера, необходимо делать орбитальные маневры вокруг Меркурия, Солнца и Марса. Это называется «эффект рогатки», когда благодаря гравитации этих планет корабль разгоняется и попадает на орбиту Юпитера, – объяснил школьник.

Надо сказать, что в последние недели ребята буквально жили в лаборатории, чтобы успеть протестировать свои гипотезы и оформить их в презентации. Итоговый проект «Икаруса» занял более 50 страниц и весил почти 80 мегабайт, что пришлось делить его на части, чтобы отправить на конкурс.

В подготовке команды YURT большую роль сыграли менторы от фонда Kazrockets. К примеру, опытные инженеры Сымбат Барсагазы и Адиль Сандыкбаев сопровождали ребят, делились опытом, помогали с оформле­нием проектов и документов.

– Создатели конкурса, конечно, не требовали, чтобы наша станция была настолько реальной, чтобы ее завтра отправили в космос. Но мы хотели все предус­мотреть. Мы брали концепты, которые сейчас только на стадии идеи, и пытались их доказать через научные факты, – говорит Анастасия Цой.

Потом были почти два месяца ожидания, пока судейский комитет конкурса вручную не проверил около пяти тысяч проектов. Итоги опубликовали в апреле: YURT заняла первое место среди девятых классов, а «Икарус» – второе среди восьмых!

Впереди у ребят международная конференция в Орландо, где они офлайн представят свои проекты мировому сообществу.