search icon search icon

Спутниковые системы

  • Рынки НТИ: Аэронет
  • III уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
  • Рынки НТИ: Аэронет
  • III уровень РСОШ
  • 100 баллов к ЕГЭ
Физика Информатика
  • Этап 1
    5 сентября — 31 октября
    2022
  • Этап 2
    8 ноября — 12 декабря
    2022
  • Финал
    13 февраля — 15 апреля
    2023

Расписание

Уже больше 60 лет человек может видеть в ночном небе движущиеся светящиеся объекты — искусственные спутники Земли. Многим кажется, что спутник — это сложный космический аппарат, который разрабатывается большими предприятиями. Однако с каждым годом на орбите появляется все больше спутников, разработанных небольшими, в том числе детско-взрослыми командами в коммерческих и образовательных целях. Наши участники тоже могут попробовать себя в этом, и заодно получить до 100 баллов к ЕГЭ.

Участвуя в профиле «Спутниковые системы», команды смогут:

  • создать свой прототип спутник;

  • разработать проект космической миссии;

  • познакомиться на практике с задачами:

  • программирования профессиональных микроконтроллеров,

  • радиотехники и беспроводной связи, 

  • управления полетом и орбитальной механики, 

  • конструирования космической техники,

  • схемотехники. 

А главное, полученный практический опыт поможет сориентироваться в широком спектре направлений инженерного дела, применимых как в Космосе, так и на Земле.
Спутниковые системы1
Спутниковые системы2
Спутниковые системы3
Спутниковые системы4
Спутниковые системы5
01 5

Контакты

Якушина Ксения Юрьевна (ведущий методист профиля, руководитель отдела разработки ООО “Образование будущего”; вопросы: Подготовка к профилю, организация мероприятий профиля, вопросы участников)

Якушина Ксения Юрьевна (ведущий методист профиля, руководитель отдела разработки ООО “Образование будущего”; вопросы: Подготовка к профилю, организация мероприятий профиля, вопросы участников)

Перейти
Аретинский Станислав Андреевич (руководитель профиля, зам. ген. директора ООО “Образование будущего”; вопросы: Взаимодействие с партнерами, образовательные программы профиля, оснащение площадок подготовки и проведения)

Аретинский Станислав Андреевич (руководитель профиля, зам. ген. директора ООО “Образование будущего”; вопросы: Взаимодействие с партнерами, образовательные программы профиля, оснащение площадок подготовки и проведения)

Перейти
Абрамешин Дмитрий Андреевич (Ведущий инженер учебно-исследовательской лаборатории функциональная безопасность космических аппаратов НИУ ВШЭ)

Абрамешин Дмитрий Андреевич (Ведущий инженер учебно-исследовательской лаборатории функциональная безопасность космических аппаратов НИУ ВШЭ)

Перейти
Группа профиля ВКонтакте, с новостями и необходимой участникам информацией

Группа профиля ВКонтакте, с новостями и необходимой участникам информацией

Перейти
Группа Центра космического образования “ОРБИКРАФТ” и команды разработчиков в VK (полезная информация в области инженерно-космического образования, новости космических конкурсов, проектных смен, технических решений)

Группа Центра космического образования “ОРБИКРАФТ” и команды разработчиков в VK (полезная информация в области инженерно-космического образования, новости космических конкурсов, проектных смен, технических решений)

Перейти
Группа МИЭМ НИУ ВШЭ в VK

Группа МИЭМ НИУ ВШЭ в VK

Перейти

Этапы соревнований

Этап 1

Первый этап является индивидуальным и в этом году будет состоять из двух частей: предметной и профильной.

В ходе предметной части участникам предстоит решать задачи по информатике и физике. За каждый предмет можно заработать до 100 баллов.

В ходе профильной части участникам будет предложено пройти подготовительный курс в онлайн-системе Орбита.Челлендж, по итогам которого будут зачетные задачи, которые будут давать проходные баллы.

Задачи откроются в последние две недели первого этапа. За профильные задачи можно будет суммарно заработать 100 баллов. Зарегистрироваться на Орбита.Челлендж можно из личного кабинета участника.

Итого, за первый этап суммарно можно будет набрать 300 баллов.

Этап 2

На втором отборочном этапе участники будут иметь дело с основами орбитальной механики, проектирования космических миссий и разработки алгоритмов управления полетом.

Второй этап будет полностью проходить в онлайн-системе Орбита.Челлендж. После прохождения первого отборочного этапа участники будут автоматически зарегистрированы в событии второго этапа, а в день его открытия 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:

  • задача-тест по конструированию и/или схемотехнике;
  • задача по программированию, в рамках которой необходимо предложить код программы;
  • задача на проектирование космической миссии, в рамках которой необходимо предложить параметры орбиты, характеристики аппаратов и/или фрагмент программы управления.

Финал

В наше время множество сверхмалых космических аппаратов разрабатывается научными коллективами, студентами и даже школьниками. Только в августе 2022 года в рамках проекта Space-π на орбиту выведено 16 учебно-научных аппаратов, разработанных различными российскими командами с участием школьников и научных сотрудников.

Одним из перспективных направленией развития таких аппаратов является формирование спутниковых группировок с пересекающимися научными задачами и роевым взаимодействием между аппаратами. Однако суровая специфика космической среды и орбитального движения, ограниченные возможности энергообеспечение, различия в технологиях — все это делает разработку таких систем связи серьезным вызовом для космических инженеров.

В задаче финала сезона 2022-2023 года участникам предлагается разработать прототип сверхмалого космического аппарата формата CubeSat, предназначенного для учебно-научной миссии и совместной работы с другими аппаратами, включая организацию межспутниковой связи.

Помимо решения задач связи необходимо будет также учесть энергобаланс аппарата в режиме, когда питание бортовых аккумуляторов происходит от солнечных батарей. Режим работы будет также подразумевать светотеневую обстановку, свойственную околоземной орбите: часть времени солнечные батареи работают в режиме генерации энергии, а часть времени находятся в тени и не вырабатывают электричества. Это накладывает на работу бортовых устройств определенные ограничения.

Требования к команде

Требования к команде

Знания

1. Орбитальная механика

Знания этой области пригодятся для понимания движения спутников по орбите, а также позволят решать задачи на эту тему, связанные с подбором орбит космических аппаратов, позволяющих им выполнить целевые задачи.

2. Общее устройство космических аппаратов

При проектировании космических аппаратов, а также при работе с их макетами, приближенными к реальным спутникам, прежде всего необходимо понимать состав космического аппарата, назначение его подсистем и их общее устройство. При изучении данных вопросов стоит особое внимание уделить устройству системы ориентации и стабилизации и систем связи и электропитания.

3. Основы схемотехники / электротехники

Одним из направлений в задаче финала станет проектирование электрических схем. Не лишним будет изучить виды, назначение и области применения электронных компонентов, а также основные принципы построения электрических цепей.

4. Основы радиосвязи

Одним из основных компонентов задачи финала будет организация канала связи между космическими аппаратами. Поэтому полезно будет изучить основные принципы передачи радиосигналов и их обработки и принципы формирования пакетов данных. 

Hard skills для старта

1. Основы работы с микроконтроллерами

На самом финале используются микроконтроллеры серии STM32, однако общие принципы работы стандартных интерфейсов, таких как UART, I2C и CAN, являются общими для этих микроконтроллеров.

2. Основы программирования на JavaScript

Этот язык программирования используется в некоторых задачах симулятора Orbita Challenge. Глубокое изучение языка не нужно, достаточно понимать основной синтаксис. Задачи, использующие JavaScript, построены так, что прежде всего направлены на построение правильного порядка действий. В особенности, этот навык пригодится вам на втором и на заключительном этапе.

Hard skills для финала

1. Программирование на С

С этим языком программирования вам предстоит столкнуться в работе непосредственно с программируемыми устройствами: микроконтроллерами, приемопередатчиками и пр. Поэтому из всех языков именно этому стоит уделить особое внимание. Однако он пригодится вам только на заключительном этапе.

2. Программирование микроконтроллеров семейства STM32

Этот навык пригодится вам на заключительном этапе непосредственно при работе с оборудованием. Если вы владеете навыком программирования на С, то овладение этой компетенцией дастся вам гораздо проще. Также поможет опыт работы с Arduino. Стоит понимать основы работы с микроконтроллерами семейства STM32 в среде STM32CubeIDE, однако не стоит переживать, если вы раньше не сталкивались с таким родом деятельности, так как часть заданий посвящена знакомству со средой разработки и азам работы в ней с STM32. Помимо этого между вторым и заключительным этапом профиль проводит мастер-классы и вебинары, посвященные данной теме и как правило с возможностью поработать непосредственно с «железом».

3. Знакомство с ПО проектирования схем (например KiCad) / электротехника и навык пайки

Данный навык пригодится вам для задачи по проектированию электрических схем. Но в зависимости от формата заключительного этапа эта задача может иметь разную постановку. Имеет смысл ознакомиться с задачами финала 2020/2021 и 2021/2022 сезонов по схемотехнике (Спутниковые системы 2020/2021.pdf , Спутниковые системы 2021/2022.pdf), чтобы примерно представлять, какие именно знания и навыки будут востребованы.

4. Прием и передача радиосигналов

Для решения задачи финала нужно понимать, что такое несущая частота, модуляция и спектр сигнала, знать, как сформировать и передать пакет данных, используя приемопередатчики. Скорее всего, задача также будет включать в себя программирование самого приемопередатчика. В рамках подготовительных вебинаров и мастер-классов часть обозначенных тем будет разбираться, однако самоподготовка никогда не бывает излишней.

Численность команды и роли

Для участия в профиле «Спутниковые системы» оптимально собрать команду из 4 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.

1. Программист микроконтроллеров, системный инженер

Ваша задача — написание алгоритмов управления бортовыми устройствами спутника формата Cubesat, разрабатываемого Вашей командой, а также общий контроль конструкции и работы аппарата в целом.

2. Инженер связи

Вашей задачей будет наладить канал межспутниковой связи: необходимо будет подстроиться под параметры целевого космического аппарата и передать ему с борта другого спутника команды на корректировку управления и/или полезные данные.

3. Схемотехник / электротехник

Задачи и технологии космических аппаратов практически всегда в чем-то, да уникальны, поэтому их разработка обычно включает в себя создание новых приборов и устройств, в том числе собственных электронных схем. Ваша задача включает такую разработку для обеспечения работы бортового научного оборудования, а также системы электропитания спутника.

4. Баллистик, проектировщик миссии.

Разработка космической миссии никогда не ограничивается производством спутника. Ваша задача — проектирование работы аппаратов на орбите, включая расчеты орбитального движения, обеспечение энергобаланса с учетом орбитального движения, а также планирование взаимодействия между аппаратами миссии и наземными центрами управления.

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.

Материалы подготовки

Организаторы

Партнеры

Профиль разрабатывается при методической и организационной поддержке Сибирского государственного университета им. М.Ф. Решетнева.

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

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.

background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image
background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image background image