Хобби для взрослых:
как Илон Маск смотивировал студентов НАУ

На разработку Falcon Heavy у Маска ушло несколько лет и 500 миллионов долларов. Группа киевских студентов и школьников сумела создать сразу три ракеты за два месяца, при этом потратив по 700 гривен на каждую. Как вам такое? Конечно, масштабы украинской ракеты уступают Falcon, но потенциала у ребят не меньше, чем у знаменитого предпринимателя.

Уикенд познакомился с командой студенческого конструкторского бюро экспериментального ракетостроения NAURocket. Они первыми в Украине успешно запустили студенческую ракету. Мы узнали, как школьники проектируют двигатели для ракет, что нужно искать в строительном магазине, почему ракетостроение мотивирует студентов лучше учиться.
Бум на космос
Руководитель и автор идеи NAURocket — Сергей Пипко, он 20 лет занимается ракетостроением и основал Киевскую ракетную группу — сообщество любителей экспериментального ракетостроения.
Сергей Пипко
Такое движения существует во многих странах мира. Любители создают не макеты, а настоящие достаточно мощные ракеты:

— Дети в кружках занимаются ракетомоделированием, но часто, когда они вырастают, им надоедает создавать бумажные ракетки и хочется более серьезной работы. Экспериментальным ракетостроением занимаются взрослые люди, для них это хобби, еще есть студенческое ракетное движение. За границей во многих университетах есть свои ракетные программы, проводятся международные соревнования. На них студенты создают ракеты полностью — электронику, двигатели, корпусы, а потом выезжают с ними на запуски, по результатам которых жюри определяет победителя соревнований, — рассказывает Сергей.

До недавнего времени в Украине не было экспериментального студенческого ракетостроения, хотя идея студенческого конструкторского бюро (СКБ) появилась у Сергея еще 8 лет назад:

— Сначала я предложил свою идею КПИ, но там она не вызвала интереса, зато получилось реализовать ее в НАУ. Первое занятие прошло в феврале прошлого года, а первый запуск ракеты состоялся уже в апреле.
Киевская ракетная группа запускает ракету «Мрия» ( длина 3 м, калибр 160 мм, стартовый вес около 10 кг).
Идею NAURocket поддержала Ксения Семенова-Шелевицкая — преподавательница кафедры электроники и руководитель Научного сообщества в университете, она тоже входит в команду проекта и занимается его развитием:

Ксения Семенова-Шелевицкая
— У нашому університеті є наукове товариство студентів, викладачів та молодих вчених, ми керуємо НАУХабом — простором неформальної освіти і проводимо там заходи. Якщо хтось до нас приходить з ідеєю, не відмовляємо, а допомагаємо реалізувати її. Минулого року виник бум на тему космосу. Ілон Маск запускав Falcon, ми в НАУХабі провели онлайн трансляцію — зал був повністю заповнений студентами. Тоді зробили ще один захід — запросили всіх, хто має ідеї, пов'язані з космосом. Так ми познайомились з Сергієм, і він запропонував створити в НАУ ракетний клуб. Спочатку була думка, що це щось нездійснене: як студенти зможуть збудувати справжню ракету? Та ми вирішили спробувати і набрали групу студентів, яких зацікавив проект.

Сейчас NAURocket уже не единственное студенческое КБ в Украине:

— В Днепре есть такое же КБ, но первые успешные запуски у них были в январе — почти на год позже нас, — поясняет Сергей.
Ракету может сделать каждый
В NAURocket нет никаких отборов по знаниям и навыкам — берут всех желающих и постепенно обучают.

— Я не провожу лекций, а все рассказываю и показываю на практике, в процессе работы объясняю, что нужно дальше сделать и зачем. После первого занятия мы организовали три команды по 10 человек, каждая создавала свою ракету. В аудитории мы пилили и строгали, а через пару месяцев ракеты были готовы. Потом мы провели успешные запуски, — объясняет Сергей.

Состав NAURocket время от времени меняется — кто-то через время уходит, кто-то приходит, но есть участники, которые в проекте с самого начала. Студентам из других университетов тут тоже рады, а в одной из команд участвуют школьники:

— Команда Николая и Александра сейчас активнее студенческих. Ребята сначала сами спроектировали небольшой двигатель, потом построили ракету и в январе ее запускали. Сейчас они спроектировали еще два больших двигателя, нашли токаря и изготовили их. Сегодня в 8:45 они уже были в мастерской и мотали для этих двигателей теплоизоляцию. Они горят этой работой, а мне нравится помогать им, — делится Сергей.
Участники NAURocket за работой. Три первые ракеты длинной 1,5 метра и калибром 75 мм.
Мы познакомились с ребятами, узнали, как они попали в команду и чем занимались до этого.
Николай Обухов и Александр Гуринович
— Я случайно узнал о NAURocket. В КДДЮ был день открытых дверей, и я пошел посмотреть, какие проекты представляют. Увидел настоящую ракету от NAURocket, расспросил, что к чему, и заинтересовался проектом, — вспоминает Николай Обухов.

— До NAURocket я долго занимался в кружке авиамоделизма. Один парень у нас начал делать двигатели, но у него не очень получалось. Тогда я сам решил попробовать, и через два месяца был готов наш первый металлический двигатель размером 30 мм. Он совершил три полета, и мы решили сделать новый, чуть больше предыдущего. Дважды мы его успешно испытали. Я познакомился с Сергеем и присоединился к проекту. Сейчас мы занимаемся двигателями, — делится Александр Гуринович.
Расчеты, пластик и фанера
NAURocket создали четыре ракеты, последнюю еще не запускали. Она намного больше предыдущих, над ней участники работали вместе, не делясь на команды. Сергей рассказал, как они создают ракеты:

— Первые три ракеты студенты сделали за два месяца, при этом работали только по воскресеньям. Участники в командах сами распределяли, кто за что отвечает. Ракеты летали со скоростью 350-400 км/час. Четвертую мы делали все лето и осень. Она сложнее предыдущих, и людей было меньше — многие уехали на каникулы. Здесь уже я распределял, кто и чем занимается, сколько человек приходило — на тех работа и раскидывалась.

Сначала нужно провести расчеты для двигателя — какую тягу он дает и какую массу сможет поднять. Под эти данные проектируется ракета нужной массы: если она будет слишком тяжелой, то двигатель ее не поднимет. Потом проектируем стабилизаторы, они нужны для того, чтобы ракета летела ровно. Дальше рассчитываем размер парашюта. Ракета должна спускаться не очень медленно, иначе ее унесет ветром, но и не быстро, иначе разобьется. Еще создается электроника, которая определит момент выброса парашюта и запишет данные полета — высоту, скорость, ускорение. В конце все собирается и заново проверяется центр тяжести, пересчитываются стабилизаторы под точную массу ракеты. Если все нормально — можно лететь.
Бортовая электроника содержит барометр, трехосевой акселерометр и трехосевой гироскоп. Определяет оптимальное время выброса парашюта и записывает все параметры полета.
— Наша последняя ракета «Марс» — специфическая. В корпусе две дверцы, за ними находятся два микроспутника. Когда ракета взлетает на определенную высоту, замки на дверках автоматически открываются, спутники выбрасываются из ракеты и спускаются на парашютах. Это называется ракета-носитель микроспутника CanSat (от англ. can — банка, sat — сателит, спутник). Такой спутник размером с банку колы, оттуда и название. На международных соревнованиях команды часто получают задания, связанные с такими спутниками, к примеру, придумать систему управления, которая рулила бы парашютом и спускала бы CanSat в заданную точку. Пока мы эту ракету сделали для себя, а не для соревнований. По нашим расчетам она сможет развить скорость 500-600 км/час и подняться в воздух на 1 км. В будущем хотим делать ракеты, которые будут летать еще выше.

Материалы покупаем в строительном магазине. Для полетов на высоту до 1 км корпус можно сделать из пластиковой трубы, стабилизаторы — из фанеры, обтекатель мы напечатали на 3D-принтере. Двигатели проектируем сами, потому что в магазинах продаются только маленькие для ракетомоделирования, они для наших ракет не подойдут. Двигатели, которые спроектировали Николай и Александр, смогут разогнать ракету до двух скоростей звука, но такую мы пока не построили, сначала нужно испытать двигатели.

Три первых ракеты обошлись нам примерно по 700 грн каждая, а четвертая — 2000-3000 грн, но к ней еще прикрепим видеокамеру, ее цена около 3000 грн, так что суммарно на ракету потратили 5000-6000 грн. Следующая будет еще дороже, потому что двигатели ребят, включая топливо и теплоизоляцию, стоят 4000-5000 грн.

Сейчас активно ищем спонсоров, презентуем наш проект на разных выставках, — делится Сергей.
Работа над ракетей «Марс».
Все на запуск
Ребята еще не были на международных соревнованиях и пока решили сами организовать первые украинские. Команда NAURocket проводит Кубок экспериментального ракетостроения для студентов и старшеклассников. Идея принадлежит Ксении:

— Ми подали проект чемпіонату на Громадський бюджет. Ідея в тому, щоб набрати 15 команд, які за 2-3 місяця побудують ракети, щоб в червні організувати запуски на полігоні. Команд ми набрали аж 28, серед них багато шкільних. Учасники мають дедлайн, коли вони повинні показати свої проекти ракет і необхідний список матеріалів для їх виготовлення. Самі класні та активні команди ми запросимо до NAURocket і запропонуємо займатися з нами.

Команды обсуждают проекты только с Сергеем, он указывает ребятам на ошибки, но не подсказывает:

— Я учу рассчитывать высоту полета, парашют и стабилизаторы, но остальное участники делают сами. Ракеты друг друга команды увидят только на запуске. Руководитель команды должен быть старше 18 лет, так что со школьниками обязательно выступают учителя, студенты же сами выбирают себе главного, — говорит Сергей.
Запуски студенческих ракет
Долететь до космоса
Рекорд высоты любительской ракеты — 116 км, ее запустили в США. На орбиту она не вышла, но поднялась даже выше границы космоса, а потом спустилась на парашюте. Ракета, которая поднялась на 100 км, до границы с космосом, называется суборбитальной. В других странах создать такую же мощную пока не удалось. Но участники Киевской ракетной группы и NAURocket уверены, что украинским любителям ракетостроения удастся повторить такой проект. Сергей рассказал, как участники собираются реализовать свою идею:

— Мы еще не создавали такую большую ракету, но я сделал расчеты, и получилось, что она не должна быть очень сложной и неимоверно дорогой. Достаточно двух двигателей по 10 кг топлива, они должны быть в три раза больше, чем те, которые сейчас спроектировали ребята. Такой проект не получится осуществить за полгода-год, начнем с меньшей ракеты, будем тренироваться. В команду нужны специалисты по электронике и системе стабилизации, но NAURocket тоже будет участвовать, работы всем хватит. Думаю, что этот проект реализовать реально.
Мотивировать студентов и экспериментировать
После школы Александр и Николай планируют и дальше заниматься ракетами, а вот профессии выбрали разные. Александр решил учиться на аэрокосмического инженера, а Николай мечтает стать летчиком.

Ксения считает, что NAURocket мотивирует студентов учиться, ведь здесь они все проверяют на практике:

— Ми хочемо розвивати студентів в науці і техніці. На парах їм не завжди дають якісь прикладні речі, а ракети для них — щось нетривіальне та прикольне. Це захоплює і мотивує вчитись. Одна справа зібрати якусь штуку на макетній платі, інша — спаяти блок електроніки для справжньої ракети, поїхати на полігон та запустити її. Це круто!
Сергей поделился планами NAURocket
Построить с ребятами ракету, с которой можно участвовать в международных соревнованиях.
Участвовать в разработках НАУ или других университетов, чтобы студенты могли делать на этом дипломные, а может, и аспирантские работы.
Найти практическое применение для проекта. Возможно, проводить какие-то эксперименты или испытывать оборудование. Может, сделать геофизическую ракету для зондирования атмосферы. Пока мы не создали ракету, которая взлетает на 10 км, накапливаем опыт и тренируемся на более простых ракетах.
Ракеты запускала
Марина Шилович
Текст
Фото: Сергей Пипко
Made on
Tilda