Інженер всесвіту

Інженер космічних систем -  від нього залежить, чи полетить ракета в космос сьогодні і чи будуть екскурсії на Марс звичною справою завтра. Отже, обираємо завдання, розробляємо, проєктуємо, створюємо нові штучні супутники, літальні апарати та марсоходи. Гіпервідповідальність? Без сумніву. Романтика? Звісно!

Image
1 ЗАВДАННЯ. Зроби робота розумнішим
Автономних роботів використовують для автоматизованого контролю стану найрізноманітніших об’єктів. Роботи можуть побачити тріщину на фюзеляжі літака або космічної ракети, виявити корозію конструкцій на вершині найвищого мосту або зафіксувати пошкодження в  лопаті вітрового генератора.

«І нема чого на мене лаятися! Я перекладач. Я не відрізню розетку від комп'ютерного терміналу» © C-3PO

У реальному світі нас постійно оточують сотні різноманітних об’єктів: люди, автомобілі, будівлі, рослини тощо. Щоб орієнтуватися у навколишньому середовищі, робот має розуміти, які саме об’єкти знаходяться навколо нього.

Ваше завдання - навчити робота розпізнаванню потрібних об’єктів та предметів по фото. Це дозволить роботу автоматично знайти потрібний об’єкт та провести його візуальну діагностику. Це має бути програмний код для мікропроцесорного модуля робота, бажано мовами С/С++, Python з використанням алгоритмів розпізнавання або на ваш вибір та описом обладнання, на якому можна застосувати..

JPL Robotics: Facility: The Computer Vision Laboratory


Розробники завдання:
Приладобудівний факультет КПІ ім. Ігоря Сікорського

2 ЗАВДАННЯ. Створюємо краєвид
Матеріали ілюмінаторів у космічних кораблях повинні відповідати багатьом вимогам, серед яких висока механічна міцність, стійкість до теплового удару, високі оптичні характеристики (прозорість), радіаційна стійкість та ін.

Ваше завдання –  запропонувати матеріали, які можуть бути використані як альтернатива кварцовому склу в ілюмінаторах.

Розробники завдання: Хіміко-технологічний факультет КПІ ім. Ігоря Сікорського


3
ЗАВДАННЯ. Міцні, легкі і розумні
Основним джерелом енергії, яка дозволяє працювати різноманітним космічним апаратам на земній орбіті та далеко за її межами, є Сонце. Для перетворення сонячної енергії в електричну використовують сонячні панелі, які знаходяться у складеному вигляді під час запуску космічних апаратів. Для їхнього розгортання, необхідні механізмі - часто громіздкі та важкі, доставка яких на орбіту планети обходиться дуже дорого.

Ваше завдання -  розробити «розумний» сплав, який сам би приймав необхідну форму в космосі, забезпечуючи саморозгортання панелей. Не забувайте про густину такого матеріалу - адже вага є одним із критичних факторів вартості польоту.

Розробники завдання: Інститут матеріалознавства та зварювання ім. Є.О. Патона КПІ ім. Ігоря Сікорського


4 ЗАВДАННЯ. Захист - наше все
Загальновідомо, що озоновий шар та інші шари земної атмосфери захищають все від впливу величезної кількості електромагнітних хвиль різної довжин та енергії. Проте в умовах космічного простору цей захист відсутній. Тому все, що знаходиться поза межами земної атмосфери, піддається значному впливу космічної радіації. Оскільки електромагнітні хвилі певної довжини здатні негативно впливати на функціонування приладів, дуже важливо захистити їх від даного типу впливу, оскільки від цього залежать як показання так і людські життя. Матеріали, які володіють високою поглинаючою здатністю, також володіють високою густиною і, відповідно, масою. Тому використання таких матеріалів у великих об’ємах неможливо, адже суттєво збільшується маса того, що необхідно транспортувати за межі земної атмосфери.

Ваше завдання – запропонувати захисне покриття мінімальної густини, яке дозволить мінімізувати вплив космічної радіації на електроніку космічного корабля. Запропонувати надійний матеріал або сплав для покриття, дослідити та довести його дієвість в умовах космосу. Врахувати можливість використання такого покриття для наземного транспорту, наприклад у Чорнобилі. 

Розробники завдання: Інститут матеріалознавства та зварювання ім. Є.О. Патона КПІ ім. Ігоря Сікорського


5 ЗАВДАННЯ. Сонячне зварювання
Для успішного освоєння сонячної системи та заселення планет людству необхідно розробити технології виготовлення та складання потужних орбітальних станцій, платформ та космічних апаратів безпосередньо в умовах космосу, зокрема на орбіті Землі, Місяця та Марсу. Найбільш технологічним та продуктивним процесом створення габаритних металоконструкцій у космосі є ЗВАРЮВАННЯ.

На сьогодні найбільш опрацьованою є технологія електронно-променевого зварювання у відкритому космосі, однак для неї потрібне складне та високовартісне обладнання, потужне джерелі електричної енергії, місцеве розплавлення з’єднуваних деталей.

Космос як робоче середовище характеризується невагомістю (мікрогравітацією) та великим перепадом температур від ‒120 до +220 °C та високим вакуумом, який значно полегшує очищення поверхонь деталей, що значно полегшує протікання дифузійних процесів.

Це створює зручні умови для реалізації дифузійного зварювання, яке передбачає стискання з’єднуваних деталей по механічно оброблених поверхнях у поєднанні з їх нагріванням. А що Ви думаєте про орбітальний вакуум та застосування сонячних променів, як джерела нагрівання ?

Ваше завдання – запропонувати та обґрунтувати проєкт технології дифузійного зварювання у відкритому космосі з нагріванням з’єднуваних поверхонь сфокусованим за допомогою спеціальної оптичної системи сонячним променем.

Розробники завдання: Інститут матеріалознавства та зварювання ім. Є.О. Патона КПІ ім. Ігоря Сікорського

6 ЗАВДАННЯ. Робот-планетоход високої прохідності
Наступне покоління роботів, призначених  для дослідження інших планет та супутників має переміщуватися не лише на рівнинних областях  поверхні планети, а також у областях  із складним рельєфом, на піщаних рівнинах, у глибоких  печерах, у гірських місцевостях  та місцевостях, насичених  камінням різноманітної форми. Робота на складному рельєфі колісних транспортних засобів достатньо ускладнена, оскільки  планетохід може застрягнути, перекинутися, або бути неспроможним подолати перешкоду на шляху. 

Ваше завдання – запропонувати конструкцію робота-планетохода придатного для переміщення на складному рельєфі, із використанням кінцівок, гусениць, або тілом змінної форми та мінімум електроніки для збереження енергії.

Розробники завдання: Механіко-машинобудівний інститут КПІ ім. Ігоря Сікорського