С детства Андрея Михалко увлекал космос: в школьном возрасте он собирает модели ракет, читает научную-фантастику и любит слушать дедушкины рассказы о космическом пространстве. И вот детское увлечение становится профессией: сейчас Андрей инженер аэрокосмических систем, специализирующийся на ракетостроении. Также ученый является одним из руководителей в Центре проектной деятельности (ЦПД) ДВФУ, занимается разработкой второй ступени ракеты для суборбитального запуска, а еще обучает космонавтике детей разных возрастов. Андрей подробно рассказал о том, почему ракеты можно назвать «космическими такси», как космос делает нашу жизнь лучше и каким образом в Приморье можно запустить ракету. Еще больше о космосе – в интервью РИА VladNews.
О строительстве ракет и реактивном движении
– Для начала разберемся: для чего нужны ракеты?
– Ракеты – это как такси для полезных космических аппаратов, как самолет или корабль, который позволяет нам из точки «А» в точку «Б» перевести что-то. В данном случае – полезную нагрузку (спутники, например) с Земли на орбиту. В идеале было бы сделать из ракеты что-то похожее на самолет: чтобы ее заправили, она взлетела, доставила в космос все, что нужно, и вернулась назад. Это та утопия, к которой стремимся космонавтика.
– Как строятся ракеты?
– Здесь есть два подхода. Первый – это непрерывный подход, то есть многолетняя проработка проекта: написание задания, расчеты и прочее. Далее модель собирается и тестируется – процесс затягивается на несколько лет. После теста строится сама ракета и запускается в космос. Второй подход – это итеративный (итерация – повторение действия: то есть при таком подходе команда работает и непрерывно анализирует результаты, чтобы корректировать их и улучшать – Прим. ред.). Такой используют в SpaceX (компания Илона Маска по производству космической техники – Прим. ред.): сначала они собирают основные узлы ракеты, тестируют, а при вероятности успеха более 50% они запускают их. Ракеты могли взрываться – но команда была к этому готова. Они просто собирали данные и улучшали свои результаты в будущем.
– Ракеты взлетают в космос с помощью реактивного движения, как это работает?
– Можно привести пример реактивного движения из жизни. Возьмем резиновый шарик, надуем его и отпустим. Он полетит, издавая характерные звуки. Воздух из него будет выходить, а шарик лететь все дальше. Это и будет реактивным движением. Если шарик обернуть в небольшой конус и сделать насадку в виде сопла (устройство, которое помогает ракете разгоняться – Прим. ред.), то это будет уже более похоже на принцип движения ракеты. Также и с ракетами: при взлете от них отделяются части – ступени, что позволяет им выходить в космос.
– Как у ракеты получается достигнуть космоса?
– В этом помогает двигатель. Двигатель – сердце ракеты и её самая сложная часть. Без него ракета – это просто водонапорная башня. Двигатели работают на твердом либо жидком топливе. В качестве твердого топлива в ракете может использоваться, например, металл. Жидкостные двигатели же чаще работают на топливе в виде керосина и его производных (вместо керосина может быть водород) и окислителя.
– А сколько топлива нужно ракете, чтобы взлететь?
– Для этого в космонавтике есть формула Циолковского.Такой парадокс: чтобы взлететь выше, нам нужно больше топлива. Например, чтобы «выйти» на 100 км, условно, нам нужна тонна топлива. Как только мы добавляем тонну топлива в ракету, наша ракета становится тяжелее. И тонны топлива уже не хватит, чтобы взлететь, поэтому нам нужно взять еще 200 кг топлива. Но масса снова увеличится – и так топливо можно добавлять до бесконечности. Для этого Циолковский придумал уравнение, корень которого позволяет высчитать, сколько нужно будет топлива для ракеты определенной массы.
Источник фото: Екатерина Корсакова (РИА VladNews)
– Предположим, что наша воображаемая ракета взлетает. От нее отсоединяется ступень – куда эта ступень улетает?
– В основном, ступени падают на землю, разбиваются. Если это верхние ступени, то они сгорают в атмосфере. Хотя вот первая ступень SpaceX возвращается на Землю – то есть, они многоразовые.
– Сколько максимум ступеней было у ракет за всю историю?
– Самая многоступенчатая и сложная система была во время миссии Аполлон (космическая программа NASA, целью которой была высадка человека на Луну – Прим. ред.) – тогда ступеней у ракет было три. Для выведения на орбиту обычно используются две ступени. Все, что больше – это уже для межпланетных миссий. Возможно, будущие миссии по доставке грунта с Марса будут с самыми многоступенчатыми ракетами.
– Что происходит с «остатками» ракеты в космосе, когда она доставляет спутник (полезную нагрузку) на орбиту?
– Верхние ступени ракет могут либо путешествовать дальше со спутником, либо также постепенно сгорать в атмосфере. Есть система сведения таких объектов, чтобы не создавать мусор: они могут дать тормозной импульс после разделения с полезной нагрузкой и свестись с орбиты на другую, очень низкую орбиту (или орбиту захоронения, о которой мы рассказывали в другом интервью с приморским ученым – Прим. ред.).
О том, как стать ракетчиком в Приморье и развить космонавтику
– Где выучиться, чтобы строить ракеты?
– Чтобы строить ракеты, необязательно идти на космическую специальность. Можно просто пойти на инженерную специальность, либо на программиста. В космонавтике используются знания, которые дают на этих специальностях. Аэрокосмическая наука – это большая система, где нужны специалисты разных отраслей.
– Сейчас быть ракетостроителем или инженером аэрокосмических систем перспективно?
– Конечно. Особенно сейчас, когда есть задачи выводить в космос полезную нагрузку. Если снизить цену запуска, то открываются новые перспективы в работе с космической отраслью.
– Что нужно для того, чтобы космическая отрасль развивалась на региональном уровне?
– И Приморье, и государство в целом должны быть заинтересованы во взращивании частных космических компаний, которые будут разрабатывать спутники и ракеты. И нужно не просто финансировать эти компании, а следить за тем, чтобы запуски выполнялись. Так делает, например, NASA: разыгрывает контракты между несколькими подрядчиками, и один из них выполняет проект. Введение частной космонавтики в стране и создание условий для благоприятного развития – вот что помогло бы нашей отрасли. Пока что в России нет экосистемы, которая была бы приветлива для новых космических «игроков».
О профессиональных успехах, личном вкладе в развитие приморской космонавтики и созвоне с Илоном Маском
– С чего начался ваш «космический» путь? Когда вы впервые узнали о ракетостроении на собственном опыте?
– Свою первую модель ракеты я собирал со своим дедушкой, Михалко Александром Петровичем, когда мне было 6-7 лет. Мы собирали ракеты на даче, пытались сделать модели реактивных двигателей. Он показал мне, как работать руками и головой, привил тягу к космосу. Дедушка еще в детстве придумывал сказки, писал рассказы, которые составили целый сборник. К сожалению, дедушки уже нет с нами, но в день его памяти мы с семьей хотим опубликовать эту книгу. Сказки были связаны с космосом и приключениями – возможно, именно это вдохновило меня на то, чем я занимаюсь сейчас.
– Сейчас вы обучаетесь в магистратуре по дистанционному зондированию Земли, параллельно занимаясь ракетным моделированием и проектами в ЦПД ДВФУ. Как вы к этому пришли?
– Моя профессия первоначально была связана с IT в медицинской отрасли, но, попав в магистратуру, а также в Центр проектной деятельности ДВФУ, я познакомился с новой командой и начал работать над космическими проектами. Сейчас я разрабатываю системы, которые выводят спутники и иную полезную нагрузку на орбиту. В область моих интересов входит также создание кадрового потенциала для аэрокосмической отрасли.
– Что именно вы хотите сделать для развития отрасли?
– Промежуточная цель – собрать команду и начать готовится к первому суборбитальному полету (полет, при котором ракета не выходит на орбиту, а выходит за пределы атмосферы на несколько минут и возвращается на Землю – Прим. ред.). Если у нас будет собственный твердотопливный двигатель, мы сможем подняться выше условной границы космоса (линии Кармана) и запустить аппарат на несколько минут-секунд в космос, после чего он вернется. Глобальная цель – вырастить поколение специалистов, построить экосистему, которая позволит вывести на орбиту нашу спутники и создать частную космическую компанию в России.
– Что вам нужно будет для суборбитального запуска? Откуда будете запускать ракету?
– Для нашей ракеты можно собрать стартовую установку и даже запустить ее в кампусе ДВФУ – но здесь уже вопрос безопасности. Теоретически, для запуска можно построить площадку где угодно. Есть вариант и с морским стартом – так будет более безопасно. При этом нужно будет в припортовой структуре сделать сборку, загрузить ракету-носителя на корабль, вывести ее на нужную широту и запустить.
– Какие проекты вы уже реализовали?
– Я занимаюсь подготовкой студентов к Всероссийским соревнованиям по ракетному моделированию. Они придумали свой проект с шуточным названием «СтарПшик» (по аналогии с ракетой компании Илона Маска, которая называется «Starship» – Прим. ред.) – это разработка второй ступени управляемого аппарата с двумя парами аэродинамических поверхностей. Также мы разрабатываем стенд для теста ракетных двигателей. Вместе с тем, я работаю над созданием твердотопливных двигателей для наших моделей, чтобы использовать их в своих проектах и не закупать.
Источник фото: Екатерина Корсакова (РИА VladNews) (на фото – школьники, создающие модели ракет ко Дню космонавтики в ЦПД ДВФУ)
– К слову о моделях. Ежегодно ЦПД ДВФУ ко Дню космонавтики проводит со студентами и школьниками запуск моделей ракет в кампусе университета. Со студентами вы работаете круглый год, но каково работать с детьми – в чем здесь особенность?
– С детьми работать интересно, потому что это те люди, которые еще не набили себе «шишек». У них все ещё горящие глаза и чистый энтузиазм. Но есть и проблема: по пути они могут набить эти «шишки» и некоторых эти трудности оттолкнут, а других наоборот закалят. Это самый сложный момент – помочь им с трудностями, не делая все за них, а показывая, как проложить дорогу. Конечно, все зависит от возраста. Маленьких детей, учеников начальных классов, я пытаюсь заинтересовать – захватить их внимание, подтолкнуть, увлечь космосом. Ребятам постарше, начиная с 5-го класса, можно давать техническую базу, показать, с чем им придется столкнуться. Со школьниками от 7-го до 8-го класса можно уже делать проекты, прорабатывать их. Перед выпускниками школ нужно уже ставить конкретные цель и задачи.
– Вы – проводник многих студентов и школьников в мир космонавтики. Есть ли у вас такие «проводники»? Может, вы хотели бы пообщаться с учеными, ныне живущими или ушедшими, о своей отрасли?
– Безусловно, я бы хотел пообщаться с Константином Циолковским, который сформировать концепции летательных аппаратов. Если бы его мышление и наши текущие знания соединились вместе, возможно, мы бы открыли что-то новое. Поработал бы и с другими личностями – Сергеем Королевым, Илоном Маском. Кстати, однажды был прямой эфир ДВФУ с Илоном Маском – тогда проходил марафон лекций, и он подключился. Но на вопросы он ответить не успел – связь не установилась.
– Наверное, для каждого из упомянутых ученых космическое пространство и его исследование имело и имеет большое значение. Что для вас значит космос?
– Космос – это наш возможный будущий дом. Если летать туда будет дешево, доступно и быстро, то в космосе можно будет добывать полезные ископаемые (например, на Марсе) и даже что-то выращивать. Космос даже сейчас делает нашу жизнь лучше. Даже тефлоновая сковорода на кухне связана с космосом, потому что тефлон применяется в космонавтике. Многие технологии, которыми мы пользуемся, также существуют благодаря достижениям ученых космической отрасли.
ЕКАТЕРИНА КОРСАКОВА
