Ученик инженерного класса школы № 709 Артём Комаров придумал разработку монотопливного ракетного двигателя на пероксиде водорода для сверхлегких исследовательских атмосферных ракет. В отличие от традиционных твердотопливных двигателей, которые не позволяют управлять тягой в полете и могут работать только один раз, предложенная конструкция жидкостного двигателя лишена этих недостатков. Школьник рассчитал форму камеры сгорания и сопла, чтобы двигатель работал стабильно и не взорвался. Затем с помощью электричества покрыл латунную сетку слоем серебра — получился катализатор, который разлагает перекись водорода на горячий газ и пар, создавая тягу. Топливо в двигатель подается под давлением из баллона со сжатым кислородом.
От ракет на карамельном топливе до VR-планет: как московские школьники создают космические проекты
В День космонавтики принято говорить о будущем. Оно — за школьниками, которые уже сегодня разрабатывают инженерные проекты космической направленности.
Архивы пресс-службы
Сегодня в 207 московских школах открыты инженерные классы, в которых ученики осваивают 3D-моделирование, аддитивные технологии и основы проектирования летательных аппаратов. На конференции «Инженеры будущего» они представляют, например, разработки для утилизации крупного космического мусора с помощью гарпунных и роботизированных систем, действующие модели исследовательских ракет и VR-приложения для изучения Солнечной системы.
Монотопливный ракетный двигатель
Чтобы проверить, правильно ли все работает, Артём собрал стенд с датчиками, которые измеряют силу тяги и передают данные на компьютер. В ходе испытаний двигатель выдал расчетную мощность, однако выявилась проблема: в системе подачи из-за газовых пробок тяга иногда падала. Этот недостаток инженеру предстоит устранить, и тогда двигатель можно будет использовать в настоящих ракетах.
Космический аппарат для удаления крупного мусора
Константин Крыканов и Илья Протасов из образовательного центра «Протон» разработали концепцию космического аппарата для удаления крупного космического мусора, оснащенного роборукой. Школьники предложили конструкцию двухзвеньевого манипулятора из углепластика длиной 1,5 и 1,2 метра с титановыми щипцами, рассчитали массовые характеристики, момент инерции, энергобаланс, подобрали электродвигатели для шарниров, а также создали 3D-модель аппарата и написали программу для моделирования гомановского перехода мусора на орбиту утилизации.
Кроме того, ребята изготовили функционирующий прототип роборуки в масштабе 1:8, который демонстрирует принцип захвата цели.
Аппарат против мусора с гарпунной системой
Данила Меньшиков и Дмитрий Козелков — тоже учащиеся образовательного центра «Протон» — разработали другую концепцию аппарата для борьбы с космическим мусором: вместо роборуки он использует более радикальное решение — гарпунную систему. Выбрав в качестве цели вторую ступень ракеты «Зенит-2», юные конструкторы предложили оснастить аппарат четырьмя гарпунами массой 0,5 кг каждый с коническими наконечниками из углепластика.
Расчеты подтвердили эффективность системы: кинетической энергии гарпуна достаточно для пробития цели, а прочность углепластика сохраняет наконечник целым при ударе. Разработанные 3D-модели гарпуна и космического аппарата, а также программа на Python для моделирования орбитального маневра, показывают, что идея «пронзить» космический мусор гарпуном может стать одним из эффективных способов очистки околоземного пространства от техногенных обломков.
VR-приложение «Прогулка по Луне»
Кирилл Вилкул из школы № 152 разработал VR-приложение «Прогулка по Луне», объединяющее образовательный контент и современные технологии виртуальной реальности. В отличие от существующих аналогов, которые фокусируются исключительно на исторических миссиях, проект предлагает пользователям не только изучить историю освоения спутника Земли, но и совершить интерактивную прогулку по лунной поверхности с посещением виртуального музейного комплекса.
Приложение позволяет школьникам и студентам в наглядной и увлекательной форме познакомиться с особенностями Луны, перспективами ее использования и почувствовать себя космонавтами, что делает образовательный процесс более эффективным по сравнению с традиционными учебниками и видеоуроками.
VR-приложение для изучения Солнечной системы
Ученики инженерного класса Степан Аульченко и Степан Сазыкин из школы № 1500 разработали VR-приложение для изучения Солнечной системы, которое позволяет пользователям погрузиться в космическое пространство. В отличие от существующих аналогов, где взаимодействие с объектами ограничено, юные инженеры создали полноценную интерактивную среду: пользователь начинает путешествие в космической ракете, с помощью телепортов может мгновенно перемещаться к любой планете, получать интересные факты через всплывающие информационные панели и даже проходить тесты для проверки знаний.
Ребята реализовали реалистичное вращение планет вокруг Солнца и настроили полноценное взаимодействие с контроллерами VR-шлема. Тестирование и опрос показали, что 83% пользователей высоко оценили интуитивно понятный интерфейс и образовательную ценность приложения.
Ракета на карамельном топливе
Ученик инженерного класса школы № 1515 Даниель Делиев разработал и изготовил действующий прототип малой исследовательской ракеты на карамельном топливе, способной подниматься на высоту около 200 метров и собирать данные об атмосферном давлении и температуре.
Ученик использовал покупной твердотопливный двигатель на «карамельном» топливе (смесь селитры и сахарозаменителя), который выдает тягу в 23 ньютона. На основе формулы Циолковского Даниель рассчитал траекторию полета, спроектировал и напечатал корпус прототипа ракеты и собрал бортовую электронику, которая самостоятельно включает двигатель через 5 минут после старта и записывает данные о давлении и температуре, а после полета раскрывает парашют.
Материал подготовлен совместно с пресс-службой Департамента образования и науки Москвы.