logo new

Всероссийский молодежный конкурс исследовательских работ и инженерных проектов памяти лётчика-космонавта А.А. Сереброва

Показать все секции

«Аппаратно-программный комплекс для проведения образовательных космических экспериментов на борту РС МКС Шифр: «Ларец»»

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОВЕДЕНИЯ ЦЕЛЕВОЙ РАБОТЫ «Аппаратно-программный комплекс для проведения образовательных космических экспериментов на борту РС МКС Шифр: «Ларец»» 1. Цель и задачи ЦР 1.1 Цель Отработка технологии удаленного управления целевой аппаратурой космических экспериментов (КЭ) на борту РС МКС и непосредственного получения результатов КЭ в интересах постановщиков космических экспериментов в лице образовательных организаций. Для облегчения доступа к проведению КЭ, практического знакомства с принципами реализации и управления проведения КЭ учащимся образовательных учреждений предлагается доставка на борт РС МКС аппаратно-программного комплекса (АПК) «Ларец» (Далее – НА «Ларец»). Полезная нагрузка, разработанная группами в образовательных учреждениях и установленная на НА «Ларец», будет управляться удаленно самими разработчиками без траты времени экипажа РС МКС. Для тестирования платформы НА «Ларец» будет выполнено образовательное исследование муравьиных колоний в интересах биологии. В результате выполнения эксперимента будет проведена большая научно– образовательная работа по популяризации космических исследований, проводимых на РС МКС и создан инструмент для унификации образовательных экспериментов. 1.2. Задачи: – популяризация космических исследований и экспериментов, проводимых на РС МКС; – облегчение доступа к проведению целевых работ на МКС группам учащихся различных образовательных учреждений; – реализация и отработка технологии удаленного управления НА «Ларец» на борту РС МКС на примере образовательного исследования муравьиных колоний в интересах биологии; – отработка инфраструктуры для проведения КЭ в части оперативного управления НА и получения результатов КЭ. 2 2. Краткая история и состояние исследуемой проблемы в настоящее время (в нашей стране и за рубежом). Использование ресурсов и возможностей пилотируемых космических станций и кораблей в целях образования становится одним из важнейших направлений зарубежных и отечественных космических программ. В российской программе НПИ на РС МКС образовательные эксперименты занимают приоритетное место и выделены в отдельное направление. 22 июня 2005 года было принято решение Координационного научнотехнического совета Федерального космического агентства по развитию научнообразовательных экспериментов на РС МКС. 28 июня 2005 года утвержден план мероприятий по участию Федерального космического агентства в образовательной деятельности предприятий космической отрасли. На РС МКС к настоящему времени выполнен ряд оригинальных космических экспериментов по различным разделам школьного и высшего образования. Космический эксперимент «Ларец» является общеобразовательным КЭ, который позволит существенно упростить и ускорить доступ к проведению КЭ на РС МКС группам учащихся различных образовательных учреждений. Эксперимент также направлен на повышение доступности и оперативности получения результатов космических исследований. Зарубежные организации создают аналогичные платформы для проведения КЭ, главным образом для коммерческого использования, кроме того предоставляя и образовательные услуги. Все эти работы идут сегодня под эгидой ISS National Lab (в прошлом CASIS). Создан весьма стабильный, но явно всё ещё маленький спрос на коммерческие эксперименты в условиях микрогравитации. Появились компании, способные воплотить идеи заказчиков на орбите за доступные цены (NanoRacks, TechShot, Made In Space, Space Tango, BioServe). Ключевые платформы названных выше компаний можно отметить: NanoLab от компании Nanoracks и проект ICE Cube под эгидой европейского космического агентства. 3. Актуальность ЦР. МКС уникальная и самая дорогая лаборатория в мире. Космические эксперименты (КЭ) проводимые на её борту носят важный фундаментальный и прикладной характер. МКС требует постоянного мониторинга и вовлечения самых передовых технологий, которые дадут новые возможности для проведения 3 КЭ. Постановка КЭ с разработкой научной аппаратуры весьма сложный процесс, который требует подготовки и вовлечения специалистов со студенческой и даже школьной скамьи. Отработку новых технологий проведения КЭ и подготовку специалистов проще и целесообразнее начинать с демонстрационных образовательных КЭ. Спектр исследований, которые могут быть проведены в рамках научнообразовательного космического эксперимента «Ларец», позволяет затронуть разделы курса биологии, химии, физики, математики, астрономии, входящие в программу среднего и высшего образования, а также дополнительного образования одарённых детей. В рамках данного космического эксперимента планируется создать платформу с дистанционным управлением полезной нагрузкой на ней, созданной образовательными учреждениями, а также с получением результатов КЭ в режиме реального времени через удобный сервис в сети Интернет и мобильные приложения. Это позволит существенно облегчить доступ к проведению КЭ на РС МКС группам учащихся различных учебных заведений, популяризовать космические исследования и эксперименты проводимые на борту. Предполагается также отработать процедуры использования ЭКБ категории Industrial, промышленных электронных сборок типа COTS (Commercial Off-The-Shelf) при создании платформы и полезных нагрузок для проведения образовательных экспериментов.