В апреле Томскому университету систем управления и радиоэлектроники исполняется 55 лет. Создан он был ровно через год после первого полета человека в космос. Именно тогда триумф советской науки и Юрия Гагарина поставил перед страной новые задачи: продолжить освоение космоса, оставаться лидером. О том, как ТУСУР укрепляет позиции страны на космической арене, «ТН» рассказал проректор вуза по научной работе и инновациям Роман Мещеряков.
На Земле и на орбите
Роман Валерьевич сразу пре-дупреждает: часть космических разработок ТУСУРа секретна. За 55 лет университет наработал колоссальную теоретическую и практическую базу, позволяющую внедрять разработки и готовить высококлассных специалистов для космической отрасли.
– Наша радио- и электротехническая школа развивалась с момента создания вуза. Свое начало она брала с исследования взаимодействий с космическим кораблем, определения местоположения источников сигнала. Чуть позже к этому перечню присоединились направления, связанные со всеми видами электроники, – рассказывает Роман Мещеряков. – Любой космический корабль – пилотируемый или нет, маленький или большой – должен быть оснащен системой электропитания. Сегодня мы работаем над созданием модуля электропитания космического аппарата. Представьте: аппарат летит и в освещаемой Солнцем зоне получает энергию от солнечных батарей, а в теневой включается аккумулятор, и энергия подается с бортового накопителя. Наша задача в том, чтобы переход из одной зоны в другую был плавным и незаметным, а сложная аппаратура корабля не отключалась.
Томские радиотехники разработали систему автономной навигации космических аппаратов. Эта технология позволяет кораблю самостоятельно определять свое местоположение в пространстве. Причем ученые использовали для этих целей свою, а не импортную элементную базу.
– Для данной разработки нам нужен был особый силовой ключ. Условно, это транзистор, который должен выдержать высокий ток и напряжение. И нам удалось своими силами его создать, – отмечает проректор ТУСУРа по научной работе и инновациям.
Но запустить космический аппарат в космос и обеспечить его полет – лишь полдела. Главные приготовления происходят на Земле. Ведь если здесь ученые и конструкторы еще могут что-то починить и настроить, то в космосе нештатная ситуация может обернуться плачевно.
– Наш НИИ автоматики и электромеханики ТУСУРа уже более 30 лет занимается производством систем тестирования космических аппаратов, в частности, всего, что связано с их электропитанием. На Земле нужно провести полный цикл исследований, – поясняет Роман Мещеряков. – Созданная в ТУСУРе аппаратура обеспечивает все виды тестирования. К примеру, она имитирует нагрузку на блоки питания и аккумуляторы, циклограммы Солнца, выход из строя элементов аппарата и другие внештатные ситуации. Благодаря этому видно, как поведет себя корабль при аналогичной ситуации в космосе. Или, скажем, что случится, если произойдет перегрев батареи. Такое тестирование мы проводили на космодроме Восточном в прошлом году.
Аналоги тусуровского оборудования существуют и в Европе, и в США. Однако проректор заверяет: гарантийный срок службы томских разработок в 10 раз больше, чем у импортных, диапазон применения шире, а стоимость существенно ниже.
– Весомый вклад в развитие отрасли вносят разработки нашей лаборатории космического материаловедения, – отмечает Роман Валерьевич. – В космосе перепады температур огромные. И в ТУСУРе разработаны технологии, которые делают покрытие космических кораблей термостатичными. Это значит, что аппарат не будет выпускать внутреннее тепло. В космическую отрасль эта технология уже внедрена, сейчас ученые пытаются найти ей гражданское применение. Например, для красок, чтобы они меньше выцветали и отражали холод и тепло.
Заправимся на Луне!
За более чем полувека космическая отрасль сделала огромный шаг вперед. То, что еще вчера казалось фантастикой, сегодня – отложенная реальность. ТУСУР вошел в консорциум вузов и промышленных предприятий, собирающихся добывать топливо для кораблей на Луне и других естественных объектах, например на кометах.
– Думаю, через 4–5 лет это будет реальностью, – считает проректор вуза. – Каждый в этом консорциуме занимается своим делом. Наш партнер – НП «Центр инновационных горных технологий» – знает, как бурить грунт и добывать ископаемые. А мы отвечаем за электронику, устойчивую к радиации. Сейчас мы вместе разрабатываем концепт «лунного трактора». Именно он будет добывать с поверхности Луны воду, набирать ее в накопитель и расщеплять. А затем у нас есть два варианта: либо поставить «заправку» для космических кораблей прямо на Луне, либо создать орбитальную станцию, куда они будут подлетать и заправляться. Оба этих варианта дешевле, чем доставлять топливо с Земли.
Партнеры ТУСУРа работают над созданием имитации лунного грунта – реголита. Он отличается от земного структурой и уровнем заряда. Поэтому прежде чем отправлять «трактор» на место будущей заправки, ученым нужно провести исследования на Земле.
– Иностранные ученые тоже работают над такими проектами, – говорит Роман Мещеряков. – Конкуренция очень серьезная. Недавно японцы презентовали свою космическую заправочную станцию. Европейские ученые не отстают. Вопрос в том, кто первым сможет реализовать проект.
Маленький, да удаленький
Вместе с РКК «Энергия» имени С.П. Королева ТУСУР изучает группировки малых космических аппаратов – их специалисты называют роем.
– Сегодня такие аппараты запускают в космос все организации, у которых на это есть деньги. Правда, толку от таких спутников мало. Мы прорабатываем возможность группировки хотя бы двух малых аппаратов. Но укомплектовка такого спутника двигателями, топливом, системами управления утяжелит его до 50–60 килограммов. Наши ученые пытаются найти компромисс: как сделать такой аппарат полезным, сохранив его небольшие габариты, – пояснил Роман Валерьевич.
С областью применения мини-спутников ученые уже определились. Они могут облетать космические корабли и передавать на Землю информацию о повреждениях, а также доставлять небольшие грузы.
Выпускники космических масштабов
Партнерство ТУСУРа с космическими корпорациями не ограничено совместными научными исследованиями. Выпускники томского вуза зачастую становятся сотрудниками многих космических фирм, но наибольший запрос идет от АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева, где университет открыл свою базовую кафедру.
– Роскосмос регулярно говорит о том, что мы должны готовить кадры высшей квалификации. Мы успешно это делаем. Уже на протяжении десятков лет наши выпускники обеспечивают высокий уровень радиоэлектронной и радиотехнической подготовки космодромов. Выращивать высококлассных специалистов у нас получается, в том числе благодаря отличной материально-технической базе. Например, у нас есть бортовая аппаратура, в точности как на космическом корабле, своя наземная станция. Студентов мы регулярно привлекаем к исследовательским и производственным проектам. За эту работу они, между прочим, получают зарплату, и это существенно повышает их уровень ответственности, – говорит Роман Мещеряков.
Реальная фантастика
И без того серьезная мировая конкуренция за лидерство в освоении бескрайней Вселенной год от года становится все более жесткой. Уверен, что в будущем мы сможем создать не только лунные заправки, но и целые лунные базы, где смогут жить люди. Будет освоен и Марс. Невозможного в наше время почти нет. И для наших ученых эти проекты – не фантастика, а ближайшее будущее.