Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Инновационный образовательный проект «Парус моей мечты» Юношеского клуба космонавтики им.Г.С.Титова (Проект АнСат)
НТТМ-2017-0895 | Категория I

Автор:

Ашмаров Ефим Борисович

Волокитин Петр Владимирович

Коршунова Наталия Сергеевна

Купорова Мария Андреевна

Любимов Даниил Александрович

Садовой Дмитрий Дмитриевич

Слоква Алексей Викторович

Товкало Михаил Михайлович

Шамов Илья Андреевич

Научный руководитель:
Жуковский В.Ф., Жуковская И.Я., Ронкина А.Ю., Летовитез А.Е., Курдубов С.Л.
Организация:
Юношеский клуб космонавтики им.Г.С.Титова,
Санкт-Петербург
Цель работы
Актуальность инновационного образовательного проекта «Парус моей мечты» Юношеского клуба космонавтики им. Г.С. Титова (Проекта АнСат) связана с реформированием ракетно-космической промышленности РФ и формированием современной эффективной системы подготовки квалифицированных кадров для космической отрасли.
Цель проекта — переход к новому качеству аэрокосмического образования старших школьников.
Задачи проекта
1. Ранняя профориентация старших школьников в области аэрокосмических технологий;
2. Реализация профессионального «лифта» для школьников, студентов, молодых специалистов с участием профессионалов аэрокосмической отрасли;
3. Участие школьников в решении конкретных научно-технических задач;
4. Совершенствование и развитие техносферы Юношеского клуба космонавтики им. Г.С. Титова, повышение эффективности использования техносферы в образовательном процессе.
Обзор предметной области
Представленный Проект является обобщением более чем 55-летнего педагогического опыта клуба, современных достижений в аэрокосмической области, информационных технологий, традиций клуба в организации научно-исследовательской и социально-значимой деятельности старших школьников.
Работы по подготовке и реализации Проекта ведутся в соответствии с Соглашением о стратегическом партнерстве между Федеральным космическим агентством Роскосмос и Советом ректоров ВУЗов Санкт-Петербурга от 12 февраля 2014 г. и в соответствии с поручением Руководителя Роскосмоса на тот момент – О.Н.Остапенко.
Инициатива реализации Проекта принадлежит Юношескому клубу космонавтики им. Г.С. Титова (ЮКК). Головным предприятием по реализации проекта является ФГУП «КБ «Арсенал».
Проект является комплексным и состоит из четырех взаимосвязанных научно-технических проектов (НТП):
1. НТП «Малый космический аппарат «АнСат» – создание группировки наноспутников, связанных механически, информационно и энергетически;
2. НТП «Испытательный зонд» – испытание отдельных элементов оборудования МКА «АнСат» посредством испытательных зондов – аппаратов, которые не нуждаются в управлении человеком и предназначены для проведения исследований в процессе спуска в атмосфере Земли;
3. НТП «Носитель» – разработка беспилотного летательного аппарата самолетного типа для доставки испытательных зондов на требуемую высоту с последующим сбросом в заданном районе испытательного полигона;
4. НТП «Авиационный тренажер» – создание тренажерного комплекса ЮКК, объединяющего в единую взаимосвязанную систему авиационные процедурные тренажеры, диспетчерский тренажер и интерактивный макет аэропорта «Пулково».
В ходе реализации НТП «МКА «АнСат» решаются следующие задачи:
1. Создание в ЮКК Центра связи с космическими аппаратами (ЦССКА) для: получения телеметрии и управления группировкой спутников «АнСат»; получения снимков со спутников ДЗЗ; организации сеансов связи с МКС;
2. Выбор оптимальной формы спутника, который обеспечит компактное размещение группировки в транспортном положении и возможность роспуска мехатронной системы в рабочее положение;
3. Разработка механизма роспуска и выбор материала для изготовления мехатронной системы;
4. Исследование различных конфигураций группировки спутников на устойчивость в гравитационном и магнитном поле Земли (МПЗ);
5. Исследование возможностей применения группировки спутников «АнСат» для создания солнечного паруса, сборщика космического мусора, радиотелескопа и других крупногабаритных конструкций;
6. Разработка оборудования (коммутатора) для объединения мехатронных связей в замкнутый контур с целью: управления ориентацией группировки в МПЗ, использования механических связей в качестве антенны бортового радиотехнического комплекса, перераспределения и концентрации информационных и энергетических ресурсов в группировке;
7. Разработка и создание учебно-демонстрационного стенда для изучения эффективности управления ориентацией группировки спутников в МПЗ как единой системы;
8. Разработка программного обеспечения (ПО) Центра управления учебно-демонстрационными стендами;
9. Проведение испытаний реконфигурируемой мехатронной системы роспуска:
– развертывание группировки спутников АнСат на механических связях длиной до 10 метров;
– адаптивное управление длиной связей и коммутация сигналов по этим связям;
– оптико-телевизионный телеметрический контроль взаимного положения и ориентации спутников.
Описание результатов проекта
Реализация Проекта АнСат носит долгосрочный характер. С начала работы над проектом в 2014 году по настоящее время удалось добиться следующих результатов:
1. Оснащена и включена в образовательный процесс лаборатория макетирования и прототипирования.
2. Разработаны, утверждение и внедрены в образовательный процесс новые образовательные программы:
– «3D-моделирование и основы прототипирования»,
– «Основы проектирования радиоэлектронных систем».
3. ФГУП КБ «Арсенал» в рамках реализации Проекта изготовлен опытный образец МКА «АнСат» в формате кубсат (30х10х10). Данный образец был представлен на Международном аэрокосмическом салоне «МАКС-2015».
4. АО «Научно-производственное предприятие «Радар ммс» выступила спонсором создания на базе ЮКК Центра связи с космическими аппаратами, который был торжественно открыт а в присутствии губернатора Санкт-Петербурга Г.С. Полтавченко и почетных гостей Х Открытой юношеской научно-практической конференции «Будущее сильной России – в высоких технологиях» 6 апреля 2016 год.
5. Создана специализированная секция для представления результатов реализации научно-технических проектов на Открытой Санкт-Петербургской научно-практической конференции учащихся «Человек и космос».
6. Организована работа учащихся над Проектом в молодежном Конструкторском бюро «АнСат».
7. Учащимися ЮКК проведены исследования по определению оптимальной формы наноспутника. В результате исследования для дальнейшей работы был выбран форм-фактор в виде гексапода (правильной шестигранной призмы с длиной ребра 10 см). Данная форма обеспечивает компактное размещение группировки в транспортном положении и возможность оптимального роспуска мехатронной системы в рабочее положение.
8. Находятся в стадии разработки макеты и стенды:
– макет группировки спутников «Ансат» в масштабе 1:8 (в объемном измерении);
– учебно-демонстрационный стенд автоматической посадки БПЛА на базе платформы Стюарта (6dof);
– прототип учебно-демонстрационного стенда для изучения эффективности управления ориентацией группировки спутников в МПЗ на базе сфера Хобермана;
– учебно-демонстрационный стенд роспуска мехатронной системы
– учебно-демонстрационный стенд роспуска солнечного паруса.
9. Разработаны основы ПО Центра управления учебно-демонстрационными стендами.
10. Научно-исследовательские работы учащихся по тематике Проекта в 2015 и 2016 годах были представлены на следующих конференциях и конкурсах:
– Открытая Санкт-Петербургская научно-практическая конференция «Человек и космос»
– Открытая юношеская научно-практическая конференция «Будущее сильной России – в высоких технологиях»
– Конкурс научно-технических и художественных проектов по космонавтике «Звездная эстафета» в ЦПК им. Ю.А.Гарарина
– Межрегиональная конференция школьников «Дорога к звездам» г. Ярославль
– Конкурс научно-технического творчества учащихся Союзного государства «Таланты XXI века»
– Молодежный научный форум Северо-запада России «Шаг в будущее» г.Мурманск.
11. Команда ЮКК стала победителем конкурса проектов «Космический эксперимент на МКС с Андреем Борисенко» на Городском конкурсе школьных проектов «Через тернии к звездам» среди обучающихся государственных образовательных учреждений Санкт-Петербурга.
12. Педагогический опыт реализации Проекта был представлен на:
– Международной научно-практической конференции «Социальное партнерство как эффективный механизм интеллектуального и культурного развития детей и учащейся молодежи» г. Санкт-Петербург
– Всероссийском открытом творческом конкурсе работников образовательных организаций в сфере дополнительного образования «Педагогическая планета – 2016»
Описание применимости
Образовательная составляющая:
В регионах, имеющих предприятия аэрокосмической отрасли, ВУЗы технической направленности и систему дополнительного образования детей, опыт работы Юношеского клуба космонавтики над реализацией Проекта может быть использован для создания подобных многопрофильных клубов старших школьников аэрокосмической направленности практически без корректировок.
Научно-техническая составляющая:
Совокупность имеющихся идей и научно-технического задела при должной организации работ и наличии необходимого финансирования позволят реализовать проект по созданию и запуску группировки спутников «АнСат» класса «наноспутник», не имеющего аналогов.
В ходе полёта группировки будет отработана не имеющая аналогов инновационная адаптивная мехатронная система и проведен целый ряд научно-технических экспериментов. Эти работы способны положить начало созданию принципиально новых распределенных космических средств различного назначения, обладающих высокими тактико-техническими характеристиками, надёжностью и живучестью.
Дальнейшее развитие проекта
Проект носит долговременный характер. Для его успешной реализации необходимо привлечение к участию в Проекте профессиональных кадров, молодых специалистов, студентов и школьников. Постоянно ведется разработка новых и корректировка существующих образовательных программ ЮКК, связанных с космическими, астрофизическими и информационными аспектами Проекта. Для мотивированных учащихся, вовлеченных в работу над Проектом, жизненно необходимо организовать стажировки в ЦПК им. Ю.А.Гагарина и на космодромах РФ на постоянной основе. В настоящее время продолжаются работы по компьютерному моделированию и созданию прототипов отдельных элементов спутника «АнСат» для исследования и испытания на Земле, разрабатываются специализированные стенды для демонстрации и изучения принципов работы отдельных элементов МКА «АнСат» (роспуск мехатронной системы, солнечный парус, оптическая система определения положения спутников в пространстве, организация информационной связи между спутниками,...). В наших планах – работа с социальными партнерами Проекта по созданию опытного и, в перспективе, летного образца с последующим запуском на орбиту.

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ