Космос МГУ: спутники, суперкомпьютеры и открытия, о которых вы не знали
Космос для МГУ — не просто наука, а целая экосистема. Спутники, вычислительные центры, виртуальная реальность, экспериментальные установки и медико-биологические исследования. В этом тексте — главные космические открытия МГУ.
МГУ был в авангарде компьютерных расчётов для первых полётов в космос.
В 1955 году в МГУ установили одну из первых электронно-вычислительных машин «Стрела». Уже через несколько лет она участвовала в расчётах полётов к Луне и запусков спутников. Эти вычисления помогли подготовить полёт Юрия Гагарина. Сейчас в МГУ работают суперкомпьютеры «Ломоносов-2» и «МГУ-270». Они в миллиарды раз мощнее «Стрелы» и решают тысячи задач одновременно.
Факультет космических исследований МГУ — ведущий российский центр по подготовке квалифицированных кадров для проведения исследований космоса.
ФКИ МГУ создан по инициативе ректора МГУ академика Виктора Садовничего в 2017 году. Это ведущий российский центр по подготовке квалифицированных кадров для проведения исследований космоса, космических экспериментов и эффективного использования результатов космической деятельности в решении фундаментальных и прикладных задач.
Факультет участвует в программе создания группировки спутников по мониторингу в околоземном пространстве радиационной обстановки, потенциально опасных объектов (космического мусора, астероидов, метеоров). Московский университет имеет на околоземной орбите собственные спутники, информация от которых изучается и обрабатывается сотрудниками, студентами и аспирантами факультета.
Факультет развивает в первую очередь области знаний, связанные с изучением космического пространства, такие как космическая медицина, биология, психологическая подготовка космонавтов к полёту и их нахождению в состоянии невесомости, изучение различных явлений в космосе, информационные технологии и разработка новых приборов. Большая часть этих исследований лежит на стыке наук, поэтому к работе на новом факультете привлекаются ученые и преподаватели многих факультетов и институтов Московского университета.
Хотите учиться на ФКИ?
Программа специалитета, срок обучения 6 лет:
Космические исследования и космонавтика
Программы магистратуры, срок обучения 2 года:
Интеллектуальные технологии смешанной реальности для аэрокосмических систем
Методы и технологии дистанционного зондирования Земли
Космические медико-биологические исследования
Государственное управление в космической отрасли
Робототехника и интеллектуальные технологии
Безопасность деятельности в околоземном космическом пространстве
Искусственный интеллект, роботы и системы управления
В НИИ механики МГУ — уникальный аэродинамический комплекс для космических исследований
Научно-исследовательский институт механики МГУ — это не только теории, но и практика. Здесь есть установки, которые имитируют движение тел в дозвуковом, сверхзвуковом и гиперзвуковом потоках. Учёные могут проверять расчёты в реальных условиях. Все данные фиксируются с помощью современного оборудования. Это позволяет моделировать поведение космических объектов.
ГАИШ МГУ исследует далёкий космос и строит сеть телескопов по всему миру
Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга — один из ведущих центров космических наблюдений. Он занимается теоретической космологией, следит за спутниками и помогает точно сверять время. У института есть свои обсерватории в Крыму, на Кавказе и Эльбрусе. С 2010 года он строит сеть телескопов-роботов МАСТЕР. Благодаря этому открываются новые звёзды и объекты, а также создаётся система раннего предупреждения об астероидах.
Спутник «Ломоносов»
Проект «Ломоносов» — это научно-образовательный спутник МГУ, названный в честь основателя Московского университета. Его создали как более крупную версию предыдущих аппаратов «Татьяна» и «Татьяна-2». Основная цель — исследование экстремальных явлений в атмосфере Земли, ближнем космосе и Вселенной, включая космические лучи сверхвысоких энергий, гамма-всплески, транзиентные световые явления, магнитосферные частицы и радиационную обстановку.
Проект «Созвездие-270»
Проект «Созвездие-270» — важная часть космической программы МГУ, приуроченная к 270-летию университета. Основная цель проекта — запуск 20 научных спутников формата CubeSat с наземным контуром управления и пятью приемными станциями, от Калининграда до Камчатки. В рамках проекта ожидается запуск внеатмосферного телескопа, которые будет использован для изучения свойств экзопланет. Также университет разрабатывает баллистическую систему, которая включает подготовку космонавтов на специальных тренажерах и научные исследования.
Центр управления полетами (ЦУП) МГУ
12 апреля 2023 года в НИИ ядерной физики МГУ официально запущен ЦУП для мини- и CubeSat-спутников в рамках программ «Созвездие-270» и «Space-Pi». ЦУП обеспечивает приём телеметрии, управление спутниками в режиме реального времени и создание образовательного практикума для подготовки специалистов.
Малый космический аппарат МГУ «Альтаир»
Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д. В. Скобельцына МГУ с 1957 года проводит эксперименты в космосе. Он первым запустил прибор в космос — со вторым спутником Земли в 1957 году. С тех пор он регулярно участвует в космических миссиях. Учёные изучают космическое излучение, радиацию, рентгеновские и гамма-лучи. Сейчас у института есть свои миниспутники — «летающие лаборатории». Всего в космосе проведено более 450 экспериментов.
5 ноября 2024 года с космодрома Восточный выполнен успешный запуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат», гелиогеофизическими космическими аппаратами «Ионосфера-М» №1 и №2 и 53 попутными малыми спутниками, среди которых и прибор Альтаир, разработанный в НИИЯФ МГУ.
Альтаир — малый космический аппарат, созданный в рамках проекта Space-Pi и большого научно-образовательного проекта и одноимённой спутниковой группировки «Созвездие-270» НОШ МГУ «Космос».
Основная задача КА «Альтаир» — мониторинг радиационной обстановки вокруг нашей планеты, а также исследование транзиентов — мощных энергетических вспышек, приходящих к нам из глубин космоса, природа которых до до сих пор неясна, и которые оказывают значительное влияние на земную атмосферу.
Аппарат для исследования транзиентных атмосферных явлений
Также в НИИЯФ МГУ разработан новый научной аппарат СОНЭТ для спутника «Скорпион», планируемого к запуску в рамках программы «Созвездие-270».
СОНЭТ — «Система Оптических Наблюдений Энергичных Транзиентов» — аппарат, предназначенный для исследования пространственно-временной структуры и спектрального состава транзиентных атмосферных явлений.
Космос невозможно исследовать без мощных вычислений — этим занимается ВМК МГУ
Факультет вычислительной математики и кибернетики помогает решать сложные задачи, связанные с космосом. Учёные моделируют поведение космических систем и рассчитывают эффекты, которые нельзя просчитать вручную. Они работают совместно с Научно-исследовательским вычислительным центром МГУ. Именно здесь создаются цифровые модели, нужные для полётов и экспериментов. Космос требует больших данных — и ученые МГУ с этим справляются.
Учёные мехмата МГУ решают ключевые задачи аэромеханики для космоса
На мехмате МГУ активно работают над проблемами, важными для запуска и полёта космических аппаратов. Учёные изучают обтекание тел в атмосфере, теплообмен, состав газовых смесей. Эти исследования нужны при полётах к другим планетам и кометам. Занимаются этим кафедры аэромеханики, газовой и волновой динамики. Большинство преподавателей параллельно работают в НИИ механики МГУ.
Физический факультет МГУ изучает Вселенную — от частиц до галактик
Физфак МГУ охватывает весь спектр космических исследований — от микромира до звёздных систем. Почти 40 кафедр и 7 отделений работают в разных направлениях. Учёные сотрудничают с ГАИШ и НИИЯФ — двумя крупными космическими институтами МГУ. Это даёт возможность проводить совместные эксперименты и обмениваться данными. Такой подход объединяет усилия физиков и астрономов.
Учёные мехмата МГУ создают тренажёры для космонавтов
В лаборатории математического обеспечения имитационных систем разрабатывают технологии виртуальной реальности. Цель — улучшить управление движением в экстремальных условиях, например, около МКС. Для этого создаются специальные тренажёры и программное обеспечение. Космонавты могут тренироваться в условиях, максимально приближенных к реальности. Это повышает безопасность и эффективность миссий.
Математики МГУ моделируют, как невесомость влияет на организм
Институт математических исследований сложных систем изучает влияние космоса на здоровье человека. Главное направление — влияние невесомости на вестибулярный аппарат. Учёные разрабатывают модели и приборы для космической биологии и медицины. Также они проектируют тренажёры, которые помогают космонавтам адаптироваться — это важная часть подготовки к длительным полётам.
Ректор МГУ имеет ряд важных достижений в области космических исследований
Ректор МГУ академик Виктор Садовничий занимался проблемой динамической имитации управляемых полётов и движений, в частности – управления движением космического корабля и летательного аппарата. Он участвовал в вводе в эксплуатацию в Центре подготовки космонавтов уникальной установки, моделирующей на земле условия невесомости – центрифуги с длиной консоли 18 м с кабиной в кардановом подвесе (ЦФ-18). На радиусе вращения более 16 м доля влияния кориолисова ускорения на вестибулярный аппарат становится незначительной, и человек уже не замечает, что его крутят, ему кажется, что он летит по прямой. Отсутствие ощущения вращения даёт возможность представить перегрузки в наиболее чистом виде – так, как они ощущались бы при линейном движении корабля. На ЦФ-18 оказалось возможным реализовать реакцию двух наиболее важных групп механорецепторов человеческого организма – барорецепторов системы кровообращения и механорецепторов вестибулярного аппарата, аналогично реакции этих механорецепторов на орбите. Таким образом, были сымитированы два первых этапа аэрокосмического полёта – подъём на орбиту и орбитальный полёт. Поскольку персональное управление спуском с орбиты происходит в экстремальных условиях визуальной дезориентации, которая имеет место и после схода с орбиты, был разработан алгоритм динамической имитации и третьего этапа космического полёта – управляемого спуска с орбиты. Эти работы дали возможность улучшить подготовку командиров космических экипажей.
Химический факультет МГУ разрабатывает материалы и топливо для космоса
Химики МГУ исследуют ракетное топливо и материалы для космической техники. Это помогает сделать полёты надёжнее и безопаснее. Одно из новых направлений — влияние ракетной деятельности на природу. Учёные изучают, как топливо и выхлопы влияют на экологию. Также они исследуют, как космическая радиация воздействует на материалы и людей.
Географический факультет МГУ изучают экологию вблизи космодромов
Сотрудники географического факультета МГУ более 20 лет изучают воздействие ракетно-космической техники на природные экосистемы. Исследование районов падения ступеней ракет-носителей, запускаемых с космодрома Байконур (Республика Казахстан), проводится в партнерстве с Госкорпорацией «Роскосмос». В 2019–2023 гг. в рамках проекта Российского фонда фундаментальных исследований также были обследованы аэродромы центральной части России. Исследование подводит итоги многолетних работ по определению остаточного уровня содержания керосиновых топлив в почвах зон воздействия аэродромов и космодрома Байконур.
Биофак МГУ изучает поведение живых организмов в условиях космоса
Биологи проводят эксперименты с животными и растениями, чтобы понять, как невесомость и перегрузки влияют на организм. Эти знания важны для будущих пилотируемых миссий. Учёные изучают, как клетки и ткани реагируют на экстремальные условия. Это помогает сохранить здоровье космонавтов.
В МГУ создана специальная программа по космической медицине
Медицинский научно-образовательный институт МГУ и факультет фундаментальной медицины МГУ занимается разработкой системы «космической медицины». Это направление помогает поддерживать здоровье космонавтов во время длительных миссий. Программа учитывает особенности работы организма в невесомости. Также изучаются способы реабилитации после возвращения на Землю. Это ключевой вклад МГУ в будущую космическую медицину.
Психологи МГУ исследуют, как человек ориентируется в незнакомой среде
Факультет психологии использует установку виртуальной реальности для изучения ориентации в космосе. Это помогает понять, как человек ведёт себя в новых и непривычных условиях. Знания применяются при разработке систем управления в робототехнике. Также они полезны для создания интерфейсов в космических кораблях. Это делает полёты более комфортными и безопасными.
Это — далеко не все космические достижения МГУ. Университет продолжает работу над новыми открытиями, проектами и спутниками.