В вакуумной установке ярким фиолетовым светом искрится солнечная плазма. Она воздействует на так называемые подложки – разные металлы. Юные ученые выясняют, какие материалы меньше всего вырабатывают космическую пыль. Оказалось, что возникает она в околоземном пространстве из-за ракет.

«Далее мы подложки исследуем на атомно-силовом микроскопе и высчитываем средний диаметр частиц и их плотность. Необходимо найти материал, который хуже всего распыляется. И из него уже можно будет делать космические корабли», – прокомментировала участник программы «Большие вызовы» (г. Бийск) Александра Пичугина.

Частицы воздействуют и на саму обшивку корабля. Словом, вредят не только экологии космоса.

«Под воздействием солнечного ветра поверхность кораблей рассыпается в виде отдельных атомов. Они, в свою очередь, формируются в частицы. После чего они начинают свой полет. По сути, космический корабль представляет собой комету с «хвостом» из микро- и наночастиц», – рассказал методист направления «Новые материалы и нанотехнологии» Юрий Хрипунов.

Были проанализированы сотни кадров с микроскопа: ребята не только подтвердили гипотезу о происхождении пыли, но и нашли лидеров по стойкости – титан и тантал. Как говорят специалисты, это уже достойно патента. Еще один не менее важный шаг – разработка датчика. Прототип создан. Его чувствительность проверяли на крупицах сахара.

«Датчик прикрепляется на космический корабль. Оборудование собирает информацию, сколько этих пылинок на конкретной орбите. Таким образом, можно найти, где их меньше всего, и туда уже запускать корабли», – отметила участник программы «Большие вызовы» (г. Череповец) Александра Серенок.

Микроорганизмы в суровых условиях космоса. К концу года в свой первый полет отправятся хлорелла и кишечная палочка – традиционное сырье для опытов генной инженерии в межзвездном пространстве.

«Сейчас создаем прототип полезной нагрузки – прибор размером не больше одного юнита. Малый спутник, который будет запускаться, будет также содержать ряд детекторов частиц гамма-излучения», – прокомментировал старший научный сотрудник НИИЯФ МГУ Виталий Богомолов.

Результаты эксперимента – еще один шаг к использованию биосистем в космосе: от генерации кислорода до оценки радиационной безопасности экипажей на полярной орбите.

Борьба с экологическими катастрофами, но уже на Земле. В фокусе – устранение мазутных загрязнений с помощью спутниковых снимков. Задача поставлена от Санкт-Петербургского государственного университета. А актуальность проекта отсылает нас в недалекий декабрь 2024 года.

«Сейчас ребята разрабатывают программные средства, которые позволяют выполнять подготовку спутниковых данных для поиска. Второй частью задачи является разработка нейронной сети в формате прототипа. Она может взять данные и в качестве результата выдать потенциальное расположение разлива», – поделился доцент кафедры картографии и геоинформатики СПбГУ Евгений Паниди.

В другой лаборатории ребята вооружились автоматической пипеткой, пробирками, магнитами и микроцентрифугой. С помощью двух последних приборов юные ученые специально осаждают мельчайшие наночастицы.

«Точно так же, как я собрала наночастицы на магнит, наночастицы могут собраться у опухоли под действием магнитного поля», – отметила участник программы «Большие вызовы» (г. Санкт-Петербург) Диана Круглова.

Здесь создают точечное лекарство против онкологических заболеваний. Специалисты уверяют: препараты, которые используют сейчас, обладают побочными эффектами. От них погибают в том числе и живые клетки.

«Мы синтезировали три типа материалов. Например, смешанный оксид железа обладает магнитными свойствами. Это дает нам возможность, во-первых, удачной локализации в центр опухоли. Во-вторых, если на них воздействует переменное магнитное поле, они начинают разогреваться», – сообщила заведующая лабораторией биомедицинской химии Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Елена Дмитриенко.

Обеспечить энергией удаленные районы рек Сибири – проект направления «Современная энергетика». Разработан модульный плавучий энергоблок, способный преодолеть узкие русла. О флоре и фауне в море позаботились школьники из Челябинской, Московской и Саратовской областей. Глубины скрывают кладовую будущего – редкоземельные металлы. Но их добыча грозит экологии. Старшеклассники разработали щадящего робота-сборщика с щупальцами.

Трехнедельная научно-технологическая программа проходила на базе образовательного центра «Сириус». Рекордные 16,5 тысячи заявок на одноименный конкурс – и лишь 400 финалистов. И вот на фестивале под 80 уникальных проектов – промышленные аппараты, специализированные нейросети. Всего – 12 направлений. Например, стенд с БПЛА. Один из дронов предназначен для инспекции шахт.

«На нем можно увидеть карбоновую клетку. Она сделана из прутиков диаметром 2 миллиметра. Скрепляли мы их с помощью пластика. Сама конструкция сделана для того, чтобы защитить дрон от соприкосновений с горной породой», – прокомментировал участник проекта «Большие вызовы» (г. Москва) Игорь Пименов.

Талантливые ребята – их путь в мир науки уже открыт. За время программы они изучали и создавали бок о бок с ведущими специалистами отраслей. А после 9-го класса у них есть шанс поступить в университет «Сириус» на IT-специалитет без вступительных испытаний.

«В этом году 50 мест. Из них 10 человек поступают без вступительных испытаний. Это призеры и победители конкурса «Большие вызовы» или победители Всероссийской олимпиады школьников по математике, информатике или физике. На оставшиеся 40 мест у нас подано 260 заявок, из которых мы будем отбирать лучших абитуриентов», – рассказал руководитель экспериментального IT-специалитета Михаил Семенов.

За пять лет обучения одаренные дети получают два уровня образования: общее среднее и высшее. Действуют и направления магистратуры и аспирантуры.

«Вся созданная инфраструктура высочайшего уровня в «Сириусе» доступна школьникам – и сегодня, и когда они придут как аспиранты, докторанты или руководители проектов. Мы считаем, что аналогов этой программы в мире нет, потому что в основе лежит естественнонаучное и математическое образование», – рассказала председатель Совета федеральной территории «Сириус», руководитель образовательного фонда «Талант и успех» Елена Шмелева.

Во время подведения итогов программы «Большие вызовы» был дан старт новому проекту – Клубу позитивного предпринимательства. Инициатива открывает перед молодежью возможности реализовать свои смелые идеи в жизнь и получить при этом стипендиальную поддержку.

«Важно не только разрабатывать, но и как предприниматели, как инвесторы внедрять. Мы будем развивать эту модель в школах России. «Сириус» – точка притяжения для талантливых людей, партнёров и новой образовательной методологии. Знания здесь дают практический результат», – отметил генеральный директор Российского фонда прямых инвестиций (РФПИ) Кирилл Дмитриев.

Год назад свой путь в мир науки начал Владимир Федосеев. Мальчик из Иркутска, он попробовал свои силы в конкурсе «Большие вызовы» и справился. Сейчас перешел на второй курс. Мечтает стать программистом и запустить собственный стартап.

«Я несколько дней ждал результат, чтобы понять, еду я учиться в «Сириус» или остаюсь у себя в школе. В итоге через несколько дней мне приходят результаты. Вижу, что я победитель конкурса. Я в этот момент кричу на весь дом: «Мама, я уезжаю в «Сириус» учиться!» До сих пор помню этот момент, он полностью изменил мою жизнь», – поделился Владимир Федосеев.

И таких примеров много. Десятая, юбилейная научно-технологическая программа «Большие вызовы» в очередной раз доказала свою значимость и эффективность в решении актуальных задач общества.