Нұрсұлтан Досжан – ғарыштық техника технологиялары саласында еңбек етіп жүрген жас ғалым. Оның қатысуымен Uniform 2 микроспутнигі құрастырылған. Ал жақында қазақстандық студенттер құрастырған тұңғыш al-farabi 1 спутнигі ғарышқа ұшырылады. Жас ғалымды ғарыштық технологияларды құрастыруға не қызықтырды? Спутниктердің ғұмыры қанша? Олар қалай қозғалады? Қарақұрдым дегеніміз не? Нұрсұлтан осы туралы білгендерімен бөлісті.

«Қазақстанның жас ғалымдары» жобасының демеушісі – «Kcell«. «Кселл» АҚ ұялы дауыстық байланыс қызметтерін, сондай-ақ, қысқа хабарламаларды жолдау, мультимедиалық хабарлама алмасу, сонымен бірге, деректерді тарату, оның ішінде Интернетке кіру қызметтерін ұсынатын компания болып табылады.

Оқу, оқу және оқу

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым, ©SZH.kz

1991 жылы Ақтөбе облысы, Қандыағаш қаласында дүниеге келгенмін. Сол жерде орта мектепте оқып, кейін Ақтөбе облыстық дарынды балаларға арналған мектеп-интернатына ауыстым. Мектепті  2008 жылы бітіріп, әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық университетінің сол кездегі физика факультетіне физикалық техника мамандығы бойынша грантқа түстім. Кейін магистратурада астрономия мамандығын оқып, бірінші жылын елде, екіншісін университеттің жіберуімен Жапонияда өткіздім. Ол жақта ғарыштық технологиялар туралы білім алып, тәжірибе жасадық. Келіп, осы ҚазҰУ-дың ғарыштық техника-технология мамандығы бойынша докторантурасына түстім. Биыл 3-курспын. Жыл соңында диссертациямды қорғаймын.

«Даудың басы» немесе бәріне магистратура «кінәлі»

Басында  тек оқу бітірсем болды деп жүргенмін. «Даудың басы – Дайрабайдың көк сиыры» деген сияқты, бәрі магистратураға түскеннен басталды. Факультетімізге әртүрлі жаңа құрылғылар,  микроконтроллерлер әкелініп, солармен жұмыс істеп көргім келді, қызыға бастадым. Түрлі бағдарламалар жасадым. Сөйтіп жүргенде бізді сыртымыздан бақылап жүрген ұстаздарымыз «осылардан бірдеңе шығады-ау» деді ме, бес студентті таңдап Жапонияға жіберетін болды. Ол жаққа барғанда ғылымға деген махаббатым одан сайын ашыла түсті. Себебі, түрлі жаңа технологиялармен таныстық, жаңа ғарыштық аппаратты барлық бүге-шігесіне дейін үйрендік. Салмағы 50 килограмм болатын микроспутниктің инженерлік моделін жасадық. Аты uniform 2 деп аталады. Оны термовакуумға қойып, температурасын өзгерту арқылы ғарыштық иммитация жасадық.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
Нұрсұлтан Досжанның Жапониядағы күндері. Жеке архивінен.
Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
Нұрсұлтан Досжанның Жапониядағы күндері. Жеке архивінен.

Механика заңдарын «арқалаған» арба туралы

Мектепте оқып жүргенде түрлі ғылыми жобаларға қатысатынмын. Досым екеуіміз бір құрылғы құрастырдық. Ол екі метрлік рельстің бойымен жүретін арба болатын. Бірақ сол өзінің жүрісімен механика заңдарының бәрін түсіндіріп беретін. Одан бөлек 9-10-сыныптарда Кіші Ғылым Академиясына қатыстым. Республикалық, халықаралық жобаларда жүлделі орындар алып жүрдім.

Бала кезімде ғалым десе, көз алдыма көзіне дәу көзілдірік киіп алып, кітаптан бас көтермейтін адам елестейтін (күліп). Сөйтсем, ғылым деген тек қана қалың көзілдірікте емес екен ғой. Ол тың тақырып, тұнып тұрған зерттеулер мен жаңалықтар екен. Алайда, мен өзімді әзірге ғалыммын деп айта алмаймын.

Зерттеп жүрген тақырыбы мен тәжірибелері туралы

Мен кіші ғарыш аппараттарын жобалаумен айналысамын. Олар наноспутник және микроспутник деп екіге бөлінеді. Наноспутниктер – 1-10 кг, микроспутниктер – 10-100 кг салмақта болады. Ал басқа, салмағы бірнеше тонна болатын спутниктердің бізге қатысы жоқ.

Мынау сондай макет. 2U cubesat деп аталады. Cube – «куб», яғни барлық жағының өлшемі 10 см болуы керек. Ал мынау екі юнит болған соң бұл жерде ұзындығы 20 см, ені мен биіктігі 10 см. Сондықтан осылай аталады. Sat – satellite, яғни ағылшын тілінде «спутник» деген сөз.

2U cubesat макеті
2U cubesat макеті, ©SZH.kz

Оның ішінде күн энергиясын жинайтын батареясы, камерасы, байланыс орнатуға арналған трансиверлері бар. Сол арқылы жер станцияларымен байланыс жасайды.

Қазақстандық студенттердің алғашқы наноспутнигі және оның ұшу уақыты туралы

Біздің al-farabi-1 деген ғарыштық аппаратымыз осы күнге дейін жасалып, тесттен өтті. Енді оны студенттер Үндістанға жіберді. Қазір сол жақта. Осы 15 ақпанда сол жақтың ғарыш айлағынан ұшырылады. Ол қазақстандық стунденттердің жасаған алғашқы наноспутнигі.

Бұл спутиник кіші ғарыш аппаратына жатады. Оның мақсаты – пайдалы ақпараттарды бізге жеткізу. Ол жерде әртүрлі датчиктер бар. Күн датчигі болады, температурасы бар. Сол ақпараттарды бізге жібереді.

Ол жер бетінен 600 шақырым биіктікке дейін ұшырылады. Бұл аймақ ғылымда төменгі орбита деп аталады. Онда жерді зерттеуге арналған спутниктер жүреді.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
©SZH.kz

Бұл жобаның тағы бір мақсаты бар, ол – кері байланыс орнату, сосын осы мамандық бойынша оқып жатқан студенттерге үйрету. Біздің мамандық – ғарыштық техника технологиялары мамандығы 2010 жылдан бастап ең алғашқы болып біздің университетте ашылды. Жаңа мамандық. Сондықтан студенттерге ғарыштық аппараттың қалай құрастырылып, жұмыс істейтінін басынан аяғына дейін көрсету  керек.

Қазіргі кезде ғарыш – өте қымбат салалардың бірі. Мысалы «ҚазСат-2» спутнигін бәріңіз білетін шығарсыздар, сол арқылы бір килограмм затты ғарышқа жеткізу үшін 30-35 мың доллар қаражат керек. Демек спутник неғұрлым үлкен болса, оның шығыны да соғұрлым көп болады. Сол себепті ғарыштық технология техникаларын кішірейтіп, сол үлкен спутник атқаратын функцияларды осы кішкентай аппаратқа сыйғызуға тырысып жатырмыз. Есесіне арзан, әрі дәл сол қызметті атқара алады.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
Спутник Алматы қаласының үстінен өткенде бізге сигнал жібереді. Біз оны осы жер станциясы арқылы 8-10 минуттың ішінде қабылдап үлгеруіміз керек — Нұрсұлтан Досжан. ©SZH.kz

Жобаның жетекшісі біздің университеттің ректоры Ғалымқайыр Мұтанұлы. Одан бөлек  Білім және Ғылым министрлігі көмек көрсетіп отыр. Содан кейін Инвестициялар және даму министрлігінің ішінде Аэроғарыш комитеті, Ғарыштық техника мен технологиялар институты және де Берлин техникалық университеті мен Жапониядағы Токио университетімен байланыстарымыз көп көмегін тигізді. Сол жақтағы жетекшілеріміз бізге дұрыс бағыт-бағдар беріп отырады.

Алты айлық ғұмыр немесе спутник қозғалысы

Спутниктің қозғалысы оның міндетіне байланысты. Қазір ғалымдар Марсты, басқа да планеталарды зерттеп, солардан қандай да бір ақпараттар алып жатыр. Осындай планетааралық спутниктерді зымыранымыз ғарышқа жеткізіп береді, одан кейін ары қарай арнайы ионды қозғалтқыштар қолданылады. Оған жанар-жағармай керек. Ол үлкен спутниктер. Ал жер маңайындағы төменгі орбиталық спутниктерді қандай орбитаға жіберсеңіз, соның бойымен жүре береді. Мысалы күн синхронды орбитасы, экваторлы орбита, жер орбитасы дегендер бар. Соларға жіберіліп, жердің өз күшін пайдалану арқылы қозғалады. Біз жасап жатқан спутник екіншісіне жатады.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
©SZH.kz

Қазіргі таңда бірнеше мыңдаған спутниктер бар. Олар жерді қаптап тұрған қоқыс заттар сияқты көрінеді. Оның зияны да бар шығар. Бірақ біз өзіміз осы салада жүргендіктен, оның тек пайдалы жағын ойлаймыз. Кейін қоқыс болып қалмауын қамтамасыз етеміз. Біз жасаған спутник алты ай ғана өмір сүреді. Одан кейін біраз айналып жүріп-жүріп, өзінің орбитасын жоғалтады да, бастапқы ұшырылған 600 шақырымнан төмен түсе бастайды. Ал біздің қалың қабатты атмосфераға кірген кезде ауамен үйкеліс болады да, спутник бір секундтың ішінде өздігінен жанып кетеді. Жерге де жетпейді. Қоқыс болмайды. Төменгі орбитаға ұшырылған спутниктің бір пайдасы осында.

Спутникті кімдер жасады?

Бұл жерде екі факультет: физика-техникалық және механика-математикалық факультет, соның ішінде механика кафедрасының студенттері, біз сияқты докторанттар мен магистранттар істейді. Барлығы 16 адамбыз. Оның 60 пайызы – студенттер мен жас ғалымдар. Қалғаны – жетекші мамандар. Барлығы өзіміздің университеттің мамандары.

Илон Маск бастамасы немесе Марсқа көшу идеясы

Соңғы кезде SpaceX компаниясының негізін салушы Илон Маск тіршілікті Марсқа көшіру туралы бастама бастап жүр. Алайда біздің Жер планетасының бүгін-ертең құрып кететіндігіне ешкім кепілдік бере алмайды. Бірақ бірнеше жылдардан кейін Жерде өмір сүру мүмкін болмай қалатыны сөзсіз. Себебі Күннің энергиясы өзіне жақындаған планетаның бәрін «жұтып» қояды. Сол себепті адамдарды басқа планетаға көшіру керек, бірақ мен ол жөнінде көп ойламаппын. Жерді зерттеумен ғана айналысатын болғандықтан, үлкен аппараттарға әлі көшпедік… Бірақ, иә, ол жаққа көшуге болады. Болашақта адам баласы басқа планетада өмір сүруі мүмкін. Себебі қазірдің өзінде әрбір «мен» деген елден жиналған ғалымдар тобы бүкіл әлемдік ғарыш кемесін құрастырып жатыр дегенді естідік. Түрлі мақалалар шықты. Адам қиялы кинодағыны шынға айналдырып бара жатыр. Сол сияқты, ол кеменің құрастырылу мақсаты да түсінікті – тіршілік орнын ауыстыру.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
©SZH.kz

Илон Маск бастамасы #2

Біз зымыранның көбінесе үш бөліктен тұратынын білеміз. Соңғысы ғарыштық аппаратты межелі жерге жеткізеді де, атмосферада жанып кетеді немесе жерге қалдықтары келіп жатады. Алайда сол үшінші бөлік барлық қаражаттың 75 пайызын алады. Сонда 25 пайызы қалған екі негізгі бөлікке салынады. Яғни үшінші бөлігі – ең шығындысы. Сол себепті SpaceX компаниясы оны бірнеше қайтара қолдануға болатындай етіп шығаруға талыпынып жатыр. Біраз уақыт бұрын олар өздерінің 9 бірдей спутнигін ғарышқа ұшырды.Үшінші бөлікті теңіздің бетіндегі платформаға бірнеше рет сәтті қондырып көрді. Олардың видеолары да бар. Сондықтан ол өте тиімді нәрсе. Ақшаны үнемдейді, екіншіден қауіпсіз.

Мақсаттар мен алдағы 10 жыл

Ең алдымен биылғы жылдың желтоқсан айында диссертациямды қорғап шығуым керек. Тақырыбы «Магнитометрикалық ғарыштық аппаратқа арналған борттық жүйелерді жасап шығару». Қазіргі уақытта жердің бетін суретке түсіруге арналған радарлы ғарыштық аппартаттар бар, бірақ олар үлкен спутниктерге арналған. Соны біз салмағы 50-100 кг ғана болатын микроспутниктерге арнап жасағымыз келеді. Тақырыбым осыған арналған.

Содан кейінгі негізгі мақсатымыз 50 килограммдық ғарыштық аппаратты ұшырғымыз келеді. Бағана айтқан al-farabi-1 спутниігінің салмағы 2,3 кг ғана. Содан кейін барып басқа университеттер сияқты ғарыштық аппараттар сериясын ұшырғымыз келеді.

Сосын бізде Қорғаныс және аэроғарыш өнеркәсібі министрлігі бар. Ал алдағы 10 жылда сол салада жұмыс істегім келеді.

Нұрсұлтан Досжан, жас ғалым
©SZH.kz

Ғарышқа деген қызығушылық

Бұл сала әлі толық зерттелмеген. Соның ішінде кіші ғарыш аппараттары 2003 жылдан бастап қана жасалынып жатыр. Былай қарағанда ол бүкіл әлем үшін жаңа сала. Ғарыштың өзі әлі игерілмеген, тылсымға толы қызық әлем. Онда зерттейтін заттар көп: ғарыштың спутникке әсері, ондағы зарядталған бөлшектер, ғарыштық ортаның ұшқыштарға әсері – соның барлығы қызықтырады. Өзіңнің төл туындың Жерді айналып ұшып жүрегінін білудің өзі ғажап қой! Менің Жапониядағы профессорым айтпақшы, алғашқы ғарыштық аппаратыңды ұшырғанда өзіңнің балаң ұшып жүрген сияқты көрінеді. Ол сізге «мен осындамын» деген сияқты сигнал жіберіп тұрады… Керемет емес пе? Сол мені шабыттандырады, осымен айналысуға итермелейді.

Бір күн

Қазіргі кезде таңертең жұмысқа келемін. Scopus журналына мақала жазып жатырмын. Диссертациям бар. Одан кейін осы жоба бойынша тапсырмаларымызды қараймыз. Арасында «Электротехника негіздері» деген пәннен бакалавр студенттеріне «Ғарыштағы микроэлектроника» деген пән бойынша бірінші курс магистранттарына лекция оқып, сабақ беремін. Технопарктегі лабораториямызға барып тұрамын. Кешке дейін жұмыстамын.

«Қара құрдым» туралы бірер сөз

Егер «Қара құрдым» жердің маңайында болса, оны баяғыда «жұтып» алатын еді. Ол жақын жерде емес. Бұл бір. Адамзаттың ең алысқа жіберген екі ғарыш аппараты бар. Солардың өзі оған жеткен жоқ. Ол үшін мыңдаған жарықтық жыл керек. Бұл екі. Сондықтан оның біздің ғарыштық аппараттарға әсері жоқ. Бірақ мен өзім физиканы оқып-бітіргеннен кейін ол жөнінде қызықтым, сұрадым, іздедім. Ол бір тылсым нәрсе, оны түсіндіру қиын…

Қазіргі кезде біздің алып отырған энергиямыз сол «қара құрдымның» ішіндегі энергияға қарағанда бірнеше есе аз. Оның өзіне жақын затты«жұтып» қоюының себебі де осы энергиясының көптігінде. Ел арасында «Қара құрдым — келесі бір әлемнің есігі» деген аңыздар бар. Бірақ оның ішінде не бар екенін әлі ешкім нақты зерттеген жоқ. Бірақ қазіргі кезде адамзаттың «қара құрдым» бойынша жеткен жетістігі – Еуропадағы адронды коллайдер ғана. Ол негізгі табиғи «қара құрдыммен» салыстырғанда қарапайым, бірақ жер жағдайы үшін өте үлкен жетістік.

Адронды коллайдер
Адронды коллайдер, ©gazeta.ru

Мен оқитын кітаптар

Өзімнің бағытым бойынша ғылыми кітаптарды көп оқимын. Негізі басқа әдеби кітаптарды да оқығым келеді, бірақ қолым тимейді. Барлығын ағылшын тілінде оқимын. Ғарыштық аппараттардың орбиторлары, оларды жобалау туралы да оқыдым. Қазіргі уақытта «Satellite orbits» деген кітапты оқып жүрмін. Біздің салаға қызығатындарға осыны оқуға кеңес беремін. Кітап ғарыштық аппараттардың құрылысы туралы. Одан кейін көбінесе шетелдік ғылыми мақалаларды оқимын. Түсінбеген жерлерімді өзім аударамын.

Ағылшын тілін жетілдіру немесе «Тақтар таласы»

Мен ағылшын тілін 1-сыныптан бастап оқыдым. Мұғалімдерім де жақсы болды. Университетке келгенде өздігімнен оқып жүрдім. Ешқандай курсқа қатыспадым. Сосын Америкаға Work and Travel бағдарламасымен барып, сөйлеуді дамыттым. Одан кейін шетелдік іссапарлармен Берлинге, Жапонияға, Болгарияға, Түркияға барғанда ағылшынша сөйледік. Шетелдік конференцияға көп қатыса бастадым. “Инглш клабтарға» барып тұрамын. Өзім мектепте қазақша оқыдым. Жұмысым орысша және ағылшынша жүреді.

Ағылшын тілін жетілдіру үшін әркім өз бағытына сай кітаптар оқуы керек. Ағылшынша, бірақ субтитрлі фильмдер көру керек. Әртүрлі сериалдар бар. Мен «Тақтар таласын» ағылшынша көрдім. Сосын әрдайым сөйлеп жүрген пайдалы.

Ғарышқа қызығатын оқушыларға

Біздің механика кафедрасы бірнеше мектеппен келісім-шартқа отырған. Қазір біз оқушыларға ғарыштық аппаратты қалай құрастыру керек екенін үйретеміз. Бұл наноспутник. Бұдан бөлек бізде CanSat деген бар.

Cansat макеті
Cansat макеті, Нұрсұлтанның жеке архивінен

Can — ағылшынша «қаңылтыр», Sat – satellite. Осы қаңылтыр банканың ішіне оқушылармен бірге шынайы ғарыштық аппараттардың құрылымын салып, ондағы байланыс жүйесі, энергиясы сынды барлық қызметін осы «кансат» арқылы үйретеміз. Оның ішінде бағдарламалау да бар. Оны бірте-бірте мектептерге сабақ ретінде енгізіп жатырмыз. Қазір мүмкіншілік өте көп. Содан бастауға болады.

Сұхбаттасқан Әсел Сарқытсуреттер  Ақжарқын Қыдырханова

Материал ҚР Заңнамасына сәйкес қорғалған. Барлық авторлық құқықтар SZH.KZ интернет-порталына тиесілі. Материалдың кез келген бөлігін көшіру, тарату үшін редакцияның жазбаша рұқсатын алу қажет.