Лаборатория "Радиосвязь и Электроника"
Школы Космонавтики г. Железногорска Красноярского края
Руководитель: Янушкевич Олег Диодорович
Созданная в 1996 г в Школе Космонавтики (ШК) лаборатория* Радиосвязь и Электроника* предназначена для проведения научно исследовательских работ по программе дополнительного образования. ШК - школа для *продвинутых* детей Красноярского Края. 330 курсантов. Три года обучения(9,10,11классы). Пятиэтажное общежитие, 20 различных лабораторий, пятиразовое питание. Это школа с автономным управлением. 99,99 % поступления в ВУЗы России ближнего и дальнего зарубежья.
Основные направления работы лаборатории:
1.Профессиональная ориентация школьников и студентов в области космической радиосвязи и электроники
2. Обучение приёмам проведения исследований, компьютерного моделирования антенн в среде моделировщика MMANA (Макото Мори .Japan)
3.Дистанционное Зондирование Земли (ДЗЗ).
Программа ориентирована на востребованность профессий, необходимых для осуществления решения задач в условиях реализации Программы Развития Красноярского края:
1. Исследование залежей месторождений полезных ископаемых
2. Мониторинг возгораний лесных массивов
3. Прогнозирование погоды
4. Телекоммуникации
С 2004 года лаборатория приступила к качественно новому направлению - так называемому Дистанционному Зондированию Земли (Д.З.З.), к непосредственному общению с искусственными спутниками Земли, фотографирующими её и «сбрасывающими» изображение в реальном масштабе времени (построчная, медленная развертка). Это направление в полной мере соответствует названию школы, ориентирует курсантов в выборе дальнейшей профессии. Динамичность кроссполярных спутников (период обращения 100минут) позволяет находиться в режиме допуска ошибок и осмысленного их исправления, т.е. в режиме экспериментального, эмпирического овладения техникой телеметрической обработки сигнала и самого изображения.
Из многообразия направлений ДЗЗ исследования лаборатории Школы Космонавтики связаны с изучением наиболее интересного сектора этой науки - кухня погоды нашей прекрасной Земли. Это самое яркое, самое динамичное и увлекательное направление ДЗЗ.Это как раз то, что связано с нашей повседневной жизнью. Кажущаяся мудрёность прогнозирования погоды упрощается по мере освоения технологии получения изображения Земли. И, в общем-то, сочетание антенного хозяйства, радиоприёмного устройства, компьютера и программного обеспечения безупречно стирает возрастной ценз постигающего эту вроде бы загадочную науку. Школьник это или студент – значения не имеет. Всё просто, когда это интересно.
В дальнейшем, по мере необходимости освоения других направлений ДЗЗ, например обнаружение лесных пожаров, меняется только оборудование, а принципы и технология направления ДЗЗ практически не меняются. Комплекс ДЗЗ создан при участии курсантов Школы Космонавтики. Отличная подготовка курсантов в компьютерном плане, позволяет осваивать без проблем практически все возможности пакета прикладных программ трассировщика WXtrack и декодера WXSat. В первых числах января 2005 года была получена лицензия (а она выдаётся бесплатно) на право пользования в некоммерческих целях пакетом Wxtrack. Лицензию выдал автор Дэвид Тэйлор (Эдинбург, Англия) на имя заведующего лабораторией(на моё имя). За истекший период получено более 3500 цветных изображений ЗЕМЛИ.
Введение в строй станции приёма изображения ЗЕМЛИ со спутников и освоение программ трассировщика WXtraсk и декодера WXSat иWXTOIMG позволило расширить диапазон профессиональной ориентации, получить возможность знакомства и доступ к новым, современным и развивающимся специальностям как, например, Дистанционное Зондирование Земли. В итоге появилась новая, пока ещё неизвестная за стенами Школы Космонавтики наука, как СПУТНИКОВЕДЕНИЕ! Спутниковедение, как представляется, это наука об Истории рождения спутников об их назначении, принадлежности, о существовании их на орбитах, об международном их мониторинге, о том ,что космос это не хаос ,а идеальнейший порядок ,что это живой организм ,имя которому БОЛЬШОЙ ВОЛЧОК Программа ориентирована на индивидуальный стиль преподавания, на адресный режим работы с конкретным курсантом в соответствии с его внутренним форматом. В лаборатории почти любой-каждый может найти профессию по душе - и физик, и лирик. В итоге сформировалась программа, состоящая из трёх взаимно пересекающихся и дополняющих друг друга дисциплин:
* Электроника и Радиосвязь*, Дистанционное Зондирование Земли, Спутниковедение.
Следует заметить, что без знаний основ радиотехники и распространения радиоволн и телеметрической информации постижение ДЗЗ будет поверхностным, не полным и практически не эффективным. ДЗЗ – это разноплановая, широкодиапазонная профессия. Здесь каждый может найти свой интерес - *от художника до землемера *, и в этой профессии можно найти и работу, и увлечение на всю жизнь. На космический снимок Земли можно смотреть глазами кадастровика и военного, глазами учителя и ученика, а аграрий найдёт здесь гектар своего счастья. Каждый день Земля разная!!! То в зелени (этакая каникулярно – отпускная), то в снегу, абсолютно унылая и задумчиво пустынная, а то разгневанная, разбушевавшаяся, но всегда она необычайно красивая и неповторимая... Если, конечно, хорошая антенна...
Вот для этого мы и занимаемся параллельно компьютерным моделированием антенн. Хорошо получить в день своего рождения фотографию Земли, полученную в День своего рождения! Мы привыкли к получению прогноза погоды от радио или телевидения и верим этим сводкам погоды. Однако, имея свежий, ещё тёпленький снимок Земли на мониторе компьютера (конечно предварительно научившись анализировать подобные изображения), мы можем усомниться и не поверить сводке погоды!
Так, по-крестьянски - если на снимке облачность и на дворе зима, значит, будет тепло, а уж если безоблачно - будет колутон. Ну, а летом всё наоборот. Это так, по-крестьянски.… Это когда владеешь пакетом программ Дэвида Тэйлора WX Track и WXSat. И ,конечно ,учитываешь направление движения облаков. Это программы трассировщик и декодер телеметрической информации со спутников NASA типа NOAA . Их там четыре аппарата – 19, 15, 17 и 18 . Кроссполярная орбита. Высота трассы над поверхностью Земли 850 Км. Время обращения 100 минут. Аппараты постоянно *стабильны* на своих орбитах. Существует немало различных других трассировщиков и декодеров, однако Дэвида Тэйлор по праву заслуживает уважение и считается создателем лучшего и трассировщика и декодера! Прекрасный интерфейс превращает работу с аппаратами NOAA в увлекательное занятие, в фантастическое приключение, в итоге которого вещественный, реальный результат, имеющий определённую цену, иногда фантастическую ценность – неповторимое художественное произведение! Нынешняя молодёжь получает прекрасную теоритическую и практическую компьютерную подготовку, легко и быстро осваивает новые информационные технологии и учителю остаётся лишь ставить задачи таким образом, чтобы процесс и теории и практики был интересным и увлекательным, а ожидаемый результат был бы актуальным и реальным. На это собственно и ориентирована комплексная программа освоения ДЗЗ, состоящая из трёх разделов – РАДИОСВЯЗЬ, СПУТНИКОВЕДЕНИЕ и само ДЗЗ. Замечателен тот факт, что доступ ко всему этому волшебству безвозмезден и абсолютно свободен. Да. Совершенно бесплатно!!! Всё это свободно выложено на интернете. Заходи и бери. Аппараты NOAA работают в двух диапазонах. Диапазон 137 мегагерц, который позволяет формировать изображение с разрешением 4Км на один пиксель. Диапазон 1,7 Гигагерц с разрешением 1 Км на один пиксель. И понятно, что с повышением частоты диапазона улучшается и разрешение картинки так как с увеличением частоты увеличивается разрядность информационного слова… Конечно, с таким разрешением звёздочки на погонах не увидишь. Да это и ни к чему. Ведь цель – то этих аппаратов наблюдение О-БЛАЧ-НО-СТИ! Это – первое.
А второе это свободный доступ к технологии ДЗЗ.
Популяризация новых знаний о Земле. Свободный доступ к знаниям. И для этого всего-то нужен компьютер со звуковой картой, Си-бишный трансивер, малошумящий телевизионный усилитель и самодельная приёмная антенна и огромное желание и, как это нынче говорят – креатив. Собрать подобную станцию практически легко и это можно сделать в любой школе. А уж если что не ясно ,то консультацию можно получить :Rv0aat@list.ru или seysmolab@ya.ru или на сайте Школы Космонавтики.Всё-таки, несмотря на кажущуюся простоту технологии ДЗЗ постижение основ ДЗЗ требует определённую последовательность изучения и необходимый объём знаний. Представленная программа дополнительного профессионального образования и даёт ориентировочный скелет необходимо-достаточного комплекта тем и необходимых акцентов для выявления способностей молодого человека и дальнейшего сопровождения его в науку и технику.
Программа развития Красноярского Края ориентирована на восстановление промышленности, сельского хозяйства, лёгкой промышленности строительства и науки. А без энергетических ресурсов это просто одни слова и намерения. К счастью Красноярский Край - это самый богатый регион России. Здесь есть всё. Вся таблица Менделеева. Необходимо только нагнуться и поднять. Вот для поиска, для локализации этих богатств и нужны высококлассные профессионалы по Дистанционному Зондированию Земли.
Школа Космонавтики удачно расположена географически и находится как раз в центре России на берегу Енисея в Железногорске. Наш, так называемый Центр приёма изображения Земли, это самый простой вариант исполнения проекта. На входе самодельный одиннадцати элементный волновой канал, покупной стандартный малошумящий антенный усилитель АА102 (20 db), трансивер ALINKO119DR и старенький компьютер с саунд - картой. Конечно, работать с таким набором не так уж и просто, как – никак шаг перестройки 5 килогерц, а частота Доплера примерно в этих же пределах. Кроме того, отслеживаем вручную азимут и элеватор. Но, несмотря на все эти кажущиеся трудности, мы как-то умудряемся получать вполне приемлемые, даже можно сказать отличные картинки нашей матушки Земли! От Хоккайдо до Питера и Хельсинки, от Врангеля- до Кабула. Вот все эти кажущиеся трудности нас мобилизуют моделировать на компьютере различные антенны типа TARNSTYL,волновой канал, двойной зигзаг.
В Школе Космонавтики курсанты обучаются три года и за это время они успевают набраться профессионализма и увлечься ДЗЗ и, пройдя ЕГЭ поступать в учебные заведения факультет, связанные с ДЗЗ. С начала нового учебного год, а мы приступили к освоению диапазона 1700 МГЦ. Для этого мы обзавелись вполне удовлетворяющим наши задачи приёмником 137 МГЦ и конвертером к нему на 1700 МГЦ. Штурмуем изготовление и настройку малошумящего усилителя, тарелки и облучателя. То есть находимся в режиме приятных хлопот! А пока продолжаем работать на 137МГЦ. За три года учёбы в нашей Школе Космонавтики курсанты овладевают основами и радиосвязи и основами спутнико - строения и основами ДЗЗ. Уже третий год подряд предприятие НПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ им. МФ РЕШЕТНЁВА проводит целевой набор студентов - для своих лабораторий. Курсанты сдают только ЕГЭ и проходят предварительное собеседование, и места для работы у них уже зарезервированы. И отучившись, пять лет в СИБГАУ или в СФУ перед ними распахнут свои двери лаборатории НПО ПРИКЛАДНОЙ МЕХАНИКИ им. МФ РЕШЕТНЁВА. Конечно, хочется участвовать в настоящих взрослых делах, но пока и сами взрослые в поиске…
