4 октября 1957 года Советский Союз запустил первый в истории человечества искусственный спутник Земли. Сегодня спутниковые системы используют тысячи аппаратов и делают освоение космического пространства полезным для ежедневной жизни людей — благодаря их работе наши телефоны ориентируют нас в городе, мы знаем прогноз погоды, смотрим телевидение на даче и так далее. С помощью спутников идут по своим маршрутам самолеты и корабли, анализируются природные ресурсы, совершаются научные открытия и осуществляется связь в любой точке планеты.
С каждым годом на орбите появляется все больше спутников, разработанных небольшими, в том числе детско-взрослыми командами в коммерческих и образовательных целях. И наши участники тоже могут попробовать себя в этом… а заодно получить до 100 баллов ЕГЭ.
В процессе работы участники смогут создать свой прототип спутника и разработать проект космической миссии, на практике познакомятся с задачами программирования профессиональных микроконтроллеров, радиотехники и беспроводной связи, управления полетом и орбитальной механики; на очных этапах — 3д-моделирования и схемотехники. Полученный практический опыт помогает участникам ориентироваться в широком спектре направлений инженерного дела, применимых как в Космосе, так и на Земле.
В рамках первого отборочного этапа участникам предстоит решать задачи по информатике и физике.
На втором отборочном этапе участники будут иметь дело с основами орбитальной механики, радиосвязи, проектирования космических миссий и разработки алгоритмов управления полетом.
Второй этап проходит в онлайн-системе Орбита.Челлендж. После прохождения первого отборочного этапа участники будут автоматически зарегистрированы в этой системе (если сами не зарегистрировались заранее), а в день открытия второго этапа получат доступ к задачам. В рамках этого этапа участники могут объединяться в команды до 4 человек.
На втором этапе могут быть представлены задачи следующих видов:
Участники могут попробовать себя в приглянувшихся типах задач, особенно если уже выступают в составе команды. Сложность и разнообразие задач подобраны так, что наиболее эффективно они решаются командой именно из 4 человек, из которых часть более уверенно чувствует себя в физике, а часть — в программировании.
Примеры задач второго этапа и ссылки на материалы разбора всех задач прошлых лет доступны любому зарегистрированному пользователю в системе Орбита.Челлендж в рамкахоткрытого события «Курс подготовки к профилю “Спутниковые системы” Олимпиады КД НТИ».
Главная задача участников второго этапа — собрать эффективную команду на финал. На этом этапе важно, чтобы команда научилась распределять задачи и хотя бы по одному человеку в команде понимали бы основы физики и алгоритмов в следующих областях (темы сезона 2020/2021):
Знания:
Орбитальная механика:
Современная космонавтика — Stepik, тема 2.
Программное обеспечение General Mission Analysis Tool — ПО с возможностью построения орбит космических аппаратов, помогающее подбирать орбиты для решения задач.
Устройство систем ориентации и стабилизации космических аппаратов:
Конструирование космической техники — Stepik, темы 6 и 7.
Разбор задач прошлого года (ССиДЗЗ Задачи 2020.pdf) — стр 168, стр 180−181
Самостоятельное изучение схемотехники. Основные понятия. Часть 1 / Хабр
Hard Skills:
Программирование на JavaScript (синтаксис, основы — для задач в симуляторе):
Программирование на Python (синтаксис, основы — для задач по информатике):
Soft Skills:
Формирование команды и распределение задач согласно интересам и навыкам.
Планирование времени на решение задач.
В задаче финала сезона 2020/2021 участникам предстоит разработать элементы учебно-научной миссии, испытывающей сверхмалые аппараты (пикоспутники), выведенные на орбиту Земли спутником-носителем формата Кубсат 3U. Среди задач, которые предстоит решить:
Доработка прототипа сверхмалого спутника.
Обеспечение выхода испытываемых аппаратов на расчетные орбиты.
Организация сбора и передачи научных данных по радиосвязи.
Управление спутником-носителем.
Пример реальной космической миссии схожей структуры — международный проект KickSat (только в ней были совсем крохотные аппараты, фемтосаты).
Управление аппаратами производится оборудованием на базе профессиональных микроконтроллеров семейства STM32, широко применяющихся в промышленности. Предварительное знакомство с этими технологиями рекомендовано, но не является необходимым — в рамках предфинальной подготовки участники будут иметь возможность познакомиться и поработать с соответствующим оборудованием.
Нереализуемые на поверхности Земли компоненты миссии на финале представлены задачами на проектирование миссии в системе «Орбита».
Знания:
Hard Skills:
Soft Skills:
Оптимальной является команда из четырех человек. Учитывайте, что на втором и особенно на заключительном этапах задачи составляются таким образом, чтобы выделить четыре тематических направления, поэтому при формировании команды важно распределить роли.
Рекомендуемый состав команды:
Распределение ролей не является строго обязательным, однако учитывайте то, что направлений работы на заключительном этапе будет четыре, по числу участников. Поэтому каждому участнику команды стоит тщательно подготовиться к тому, что будет ждать его на финале. Следите за тем, чтобы кто-то из вас не был перегружен, а кто-то недогружен.
Если вы можете закрыть более одного направления задач — это только в плюс, так как при столкновении в работе со сложными ситуациями вы сможете помочь друг другу. Поэтому мы рекомендуем всем участникам готовиться по нескольким направлениям — так получается эффективнее выполнять командные задачи в целом и дает возможность подхватывать провисающие задачи.
Среди ролей отдельно не выделена роль координатора — это мы оставляем на ваше усмотрение. Иногда эта роль для команды бывает просто необходима, иногда нет. Каждая команда индивидуальна, и лучше вас никто не найдет друг с другом общую волну. Однако стоит понимать, что важно то, чтобы вы уже на втором этапе и на этапе предфинальной подготовки учились работать как слаженный механизм.
Профиль разрабатывается при методической и организационной поддержке Сибирского государственного университета им. М. Ф. Решетнева, Самарского национального исследовательского университета им. С. П. Королёва и Технологического университета им. А. А. Леонова.
Партнёры и спонсоры
ООО «Образование будущего» — Методическая компания, разработчик образовательных программ и оборудования для инженерно-космического образования
Сибирский государственный университет им. М.Ф. Решетнёва — Один из ведущих инженерно-космических вузов страны, традиционный партнер ряда крупнейших предприятий ракетно-космической отрасли, в т.ч. АО «Информационные спутниковые системы» им. М.Ф. Решетнёва
Самарский Национальный Исследовательский Университет им. С. П. Королёва — Один из ведущих инженерно-космических вузов страны, традиционный партнер ряда крупнейших предприятий ракетно-космической отрасли, в т.ч. РКЦ (ЦСКБ) «Прогресс»
Технологический Университет им. А. А. Леонова — Университет «космической столицы» России — г. Королёва Московской области, партнёр ракетно-космической корпорации «Энергия».
ГК «Роскосмос» — Госкорпорация «Роскосмос» обеспечивает реализацию государственной политики в области космической деятельности и ее нормативно-правовое регулирование, а также размещает заказы на разработку, производство и поставку космической техники и объектов космической инфраструктуры.
ПАО «ГазпромНефть» — Одна из ведущих отечественных корпораций — заказчиков спутниковых систем и предоставляемых ими услугах навигации, связи и данных космической съемки; в частности, но не исключительно — на арктических маршрутах судов.
ООО «Спутникс» — Российская частная космическая компания, специализирующаяся на разработке малых и сверхмалых космических аппаратов.