Кубсаты и симуляторы

Наталия Саюкина: Расскажите, пожалуйста, о себе. Что вас привело в сферу спутниковых систем?
Илья Овчинников: Я окончил Московский авиационный институт и около девяти лет работал в Ракетно-космической корпорации «Энергия» им. С.П. Королёва госкорпорации «Роскосмос». Сейчас я являюсь руководителем Отдела развития компании «Образование будущего» и представителем команды разработчиков профиля НТО «Спутниковые системы»; также преподаю в детском технопарке «Кванториум». То есть космическая сфера и спутниковые системы — это то, чему я учился и чем занимаюсь на работе и со школьниками, помогая им получить инженерно-космическое образование.

Н.С.: Как начиналась ваша работа с НТО?
И.О.: Я познакомился с этой олимпиадой в 2017 году, когда был на финалах в Образовательном центре «Сириус». Я наблюдал за соревнованиями единственного на тот момент профиля, связанного с космосом — «Системы связи и дистанционного зондирования земли», который потом перерос в наши «Спутниковые системы». Последнее название закрепилось совсем недавно, но сам космический трек в НТО, раньше носившей название Олимпиада НТИ, существует с 2016 года.

Считаю важным сказать, что олимпиаде предшествовал космический турнир «Орбита», в рамках которого ребята решали задачи в одноимённом симуляторе. Многие задачи из него были адаптированы в 2016 году для профиля «Системы связи и дистанционного зондирования земли».

Помогать проводить профиль я начал в 2019 году, когда стал курировать космическое направление детских технопарков «Кванториум» в отвечающем за них Фонде новых форм развития образования. Дети, занимавшиеся в «Космоквантумах» этих технопарков, как раз участвовали в нашем профиле.

А в 2020 году я стал одним из организаторов «Спутниковых систем». На отборочном этапе тоже использовался симулятор «Орбита». Ребята решали в нём задачи про посадку аппарата на планету, про обеспечение связи между спутником и землёй, рассчитывали энергобаланс космического аппарата… Решая подобные задачи в симуляторе, дети разбирались, как устроена космическая техника. На финале они уже могли собрать спутник из конструктора, запрограммировать его, получить изображения и показания с датчиков и стабилизировать свой космический аппарат, чтобы он не вращался в пространстве.

Н.С.: Как обычно проходит профиль НТО «Спутниковые системы»? Расскажите немного о каждом этапе.
И.О.: На наших финалах ребята учатся и работать с железом, и программировать – то есть конструируют устройство целиком. Но нужно сказать, что каждый следующий год отличается от предыдущего. Всё начиналось с простой сборки, например, в первый раз нужно было сделать системы стабилизации и ориентации для спутника. Каждый год задача немного усложняется, добавляются реальные практические кейсы, связанные, например, с шифрованием данных, передачей пакетов данных между спутниками и системой наведения на конкретный объект на земном шаре.

Впоследствии мы перешли на другую модификацию спутников, конструкторы «Интросат», созданные нашей компанией «Образование будущего». В этом конструкторе используются маленькие спутники — кубсаты. Они позволяют легко масштабировать задание: один юнит — это куб со стороной 10 см. То есть можно сделать задание со спутником размером, например, 30х10х10, использовав три кубических юнита. Когда мы произвели этот конструктор, у нас открылся просто невероятный горизонт возможных задач. Ребята благодаря этому могут по-настоящему понять и осознать, как спутники программируются, прошиваются и работают, как закладываются алгоритмы логики, как происходят расчёты аппаратуры.

Поэтому сейчас олимпиада по нашему профилю проходит так. Ребята на первом этапе решают задачи по физике и информатике. На втором — выполняют задания в симуляторе «Орбита», позволяющем научиться программировать спутник и работать с бортовыми системами на уровне программного обеспечения, не затрагивая системы реальных спутников. Также на втором этапе участники определяются с ролями, и кто-то решает задачи по небесной механике, а кто-то — по схемотехнике. В конечном итоге участники становятся готовы к своей должности в команде и к тому, чтобы получить спутник и решить финальную задачу. Они могут что-то сконструировать, подпаять, запрограммировать, установить радиомодули, зашифровать данные или дешифровать их. Вся механика отбора учит этому.

Н.С.: Какой сложности финальная задача «Спутниковых систем» достигла сейчас?
И.О.: Как я уже говорил, раньше нужно было просто запрограммировать спутник, чтобы он крутился и стабилизировался в пространстве, а сейчас для решения задачи финала требуется уже стабилизация в магнитном поле с последующей отстыковкой малых элементов, то есть маленьких спутничков, которые находятся в аппарате. Задача не просто усложняется, она подстраивается под актуальные цели современной космической отрасли. И мы для неё в том числе взаимодействуем с разработчиками реальных спутников и разными площадками. В частности, на финале наш конструктор «Интросат» будет взаимодействовать со спутником компании СПУТНИКС на площадке нашего партнёра, Высшей школы экономики.

Н.С.: Что в работе над профилем вам особенно запомнилось за прошедшие годы?
И.О.: Ну, конечно же, больше всего запоминаются моменты, в которые было сложнее всего. И надо сказать, что сложнее всего было, когда финал нашего профиля первый раз проходил в распределённом формате во время пандемии, в 2020 году.

Я тогда ещё работал на предприятии и подключался к команде разработчиков в качестве оператора-аватара. Я был на связи с участниками и выполнял на площадке олимпиады их команды, например, подключал и отключал спутник. А ребята его программировали. Я видел, что отладка давалась им невероятно тяжело. Когда ты даёшь оборудование детям в руки, они сами в нём копаются и разбираются. А когда они не видят его вживую, но что-то не работает, и нужно наладить всё к следующему дню, объяснив оператору, что хочется сделать — работа идёт в разы тяжелее. Ребята ночами сидели и дорабатывали своё решение.

Нам тоже было сложно подготовиться. О том, что финал будет в распределённом формате, мы узнали за две недели до финала. Для нас организация этого процесса стала большой и тяжёлой работой. На следующий год, когда история повторилась, было уже проще. Мы подготовились и заранее наладили оборудование, чтобы с ним можно было работать удалённо.

Но я бы сказал, что та олимпиада, в 2020 году, оказалась и самой удачной. У ребят было много задач разного типа, они работали с межспутниковым обменом данных, ориентацией спутника в пространстве, раскрытием солнечных батарей — это наглядные и запоминающиеся вещи.

Н.С.: С какими ещё трудностями вы сталкивались при организации профиля?
И.О.: Самое трудное при организации профиля олимпиады — это так методически его подготовить, чтобы все участники были в равных условиях и чтобы при этом профиль оказался в перечне РСОШ, благодаря чему победители могли бы получить 100 баллов к ЕГЭ. Параллельно с этим нам надо подготовить оборудование, на котором детям будет интересно работать. Такое, чтобы им хотелось выиграть на этом оборудовании, именно в этом профиле.

В подготовке профиля нам, конечно, помогают и Проектный офис НТО, и площадка проведения финала. Благодаря этому олимпиада проходит удачно.

Н.С.: У многих организаторов найдётся пара историй о том, чего участники не знают, но что их сильно удивило бы. Какую историю можете рассказать вы?
И.О.: Мы очень много общаемся с участниками, у нас есть чаты, локальные шуточки и мемы. Они многое про нас знают, и их сложно удивить.

Но можно рассказать историю про период пандемии. Проходил финал нашего профиля. Мы с коллегами подпольно сидели в одном очень дружественном антикафе с выключенным светом, потому что боялись, что нас заметят сотрудники «Роспотребнадзора». Провести эту работу в офисе мы не могли, потому что он недостаточно велик. В итоге организация финальных соревнований для нас выглядела так: сидят люди в темноте, у каждого по три компьютера, к ним дистанционно подключены спутники, стоящие рядом. Мы выходим в магазин строго по одному, чтобы не привлекать внимания. Это был самый весёлый день работы с олимпиадой. Но, конечно, нам тогда было не до веселья.

Н.С.: Вы с коллегами очень вдохновлённые люди, раз препятствие в виде всеобщей самоизоляции вас не остановило. Говорят, у вас есть в канал в Telegram. Вы могли бы поделиться им с читателями?
И.О.: Это канал «Добрый Овчинников». Я пишу в нём о космосе, космическом образовании, тематических конкурсах. Выкладываю туда ссылки с нашего YouTube-канала «Объединённые космосом», который веду со своими друзьями. На канале я – ведущий различных форматов, беседую с разными гостями, которые к нам приходят.

Н.С.: Что вы хотели бы пожелать участникам НТО и тем ребятам, которые придут на финал «Спутниковых систем» в марте?
И.О.: В первую очередь мы всегда желаем участникам сработаться в команде, чтобы впоследствии она превратилась в нечто большее, чем просто команда для соревнования. Может быть, даже переросла в какое-то маленькое конструкторское бюро. Также мы желаем ребятам определиться, чем хочется заниматься в жизни, и как можно больше узнать об этом.

А ещё — интересоваться новым. Если программист любит программировать и решает задачи про спутники, то лучше, чтобы он не ушёл в глухой алгоритм, как иногда бывает, а увидел космический аппарат со стороны. Очень важно воспользоваться такой возможностью, когда работаешь с высокотехнологичным оборудованием. Желаем командам разобраться в нём, комплексно его понять и узнать, что необходимо, чтобы спроектировать спутник. Желаю, сделав это, впоследствии самим создавать свои спутники.