Введение

Международный конкурс по проектированию космических поселений, более известный как "SpaceSet", "ISSDC" или "Inters", — это ежегодный конкурс, основанный Анитой Гейл, Диком Эдвардсом и Робом Колстадом. Конкурс поддерживается различными аэрокосмическими, инженерными и образовательными организациями, включая NASA. Он предназначен для учеников старших классов и моделирует опыт работы в команде, разрабатывающей предложение для аэрокосмической компании. Команды, называемые "компаниями", должны спроектировать космическую колонию в ответ на запрос предложений (RFP).

История

В 1983 году, когда бойскауты Америки планировали Национальную конференцию по исследованию 1984 года, руководящая группа кластера науки и техники стремилась включить в программу мероприятие, связанное с космосом. Эвелин Мюррей из Общества женщин-инженеров знала Аниту Гейл, работавшую над программой космического шаттла. Последовала переписка, в которой обсуждались и развивались идеи, и завершилась телефонным разговором между Гейл в Калифорнии и Робом Колстадом (членом руководящей группы) в Техасе. Они провели мозговой штурм и разработали базовую структуру мероприятия, которое должно было сочетать в себе конкурс дизайна и управляющую симуляцию. Гейл и Дик Эдвардс написали материалы для симуляции. Первый конкурс по проектированию космических поселений состоялся в Университете штата Огайо в августе 1984 года, в нем приняли участие около 75 человек. Мероприятие оказалось очень успешным. Астронавт Стори Масгрейв посетил его, чтобы посмотреть на презентации проектов. Руководящий кластер исследователей (возглавляемый Брайаном Арчембо) был впечатлен этим событием и решил обеспечить его продолжение в той или иной форме. Доктор Питер Мейсон и Космический исследовательский пост при Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния, согласились опробовать этот формат на местном уровне. Первый SpaceSet (название предложил Нейтан Хокинс из Космического исследовательского поста) был проведен в 1986 году. В JPL было проведено восемнадцать конкурсов SpaceSet, в которых продолжали участвовать Анита Гейл, Дик Эдвардс, Роб Колстад и доктор Мейсон. Каждый год в них принимали участие до 160 молодых людей, которым предлагалось решать новые задачи по проектированию. Организаторы конкурса запрашивали проекты космических поселений на орбите Земли, на Луне, на орбите и на поверхности Марса, а также на орбите и на поверхности Венеры (с некоторыми ограниченными изменениями атмосферы для обеспечения обитаемости). От одной орбитальной колонии вокруг Земли требовалось, чтобы она была способна переместиться в другую солнечную систему. Первый ежегодный национальный конкурс был организован, когда исполнительный директор SpaceWeek International Брайан Арчембо посчитал, что конкурс по проектированию космических поселений будет уместным мероприятием для празднования 25-й годовщины первой высадки на Луну. Национальное мероприятие проходило с 17 по 19 июля 1994 года в Вашингтоне. Астронавты и космонавты, привлеченные к мероприятию в качестве волонтеров, были настолько впечатлены его образовательной ценностью, что настояли на его ежегодном проведении. После ухода Брайана Арчембо из SpaceWeek International в 1994 году организация решила прекратить поддержку программы. В 1995 году Epcot в Walt Disney World согласился помочь Гейл и Эдвардсу выполнить обещание, данное астронавтам и космонавтам. В 1996 году конкурс получил новых организаторов – Центр космического образования и Космический центр Кеннеди НАСА (KSC). Спонсорская поддержка компании The Boeing Company позволила продолжить проведение ежегодных международных конкурсов по проектированию космических поселений. В 2001 году место проведения конкурса на KSC было перенесено в более просторное помещение – конференц-центр Курта Дебуса, принадлежащий комплексу для посетителей KSC. В 2005 году это помещение было недоступно из-за запланированного полета космического шаттла, и были организованы альтернативные площадки в отелях города Титусвилл. Когда полет космического шаттла в 2006 году снова сделал объекты KSC недоступными, организаторы конкурса решили окончательно перенести соревнования финалистов в Центр Гилрута при Космическом центре Джонсона в Хьюстоне, штат Техас. С тех пор ISSDC вернулся на KSC в качестве основной площадки для проведения финальных соревнований. Добровольческую поддержку, необходимую для проведения конкурса, оказывают члены секций Американского института аэронавтики и космонавтики в Техасе и округе Ориндж (Калифорния), Общества женщин-инженеров в Техасе, компании Boeing, NASA JSC и другие организации в районе JSC. Помимо SpaceSet в JPL, местные мероприятия, основанные на формате конкурса по проектированию космических поселений, проводились для Исследовательского центра полетов Драйдена НАСА (долина Антилопы и долина Виктора, Калифорния), Космического центра НАСА Джонсона (Хьюстон, Техас) и Испытательного центра NASA White Sands (Лас-Крусес, Нью-Мексико). Идея проведения полуфинальных соревнований была впервые предложена Марком Шоу из Брисбена. В 2004 году советники команды-финалиста из Патиалы спросили, можно ли провести конкурс в Азии. В течение нескольких месяцев Гейл и Эдвардс, совместно с Абхишеком Агарвалом из Индии, разработали процедуры для проведения первого полуфинального конкурса, и компания The Boeing Company предоставила щедрое финансирование для организации поездки. Первый полуфинальный конкурс состоялся в декабре 2004 года в Американском центре в Дели. Марк Шоу собрал комитет, который провел первый полуфинальный конкурс в Австралии в январе 2007 года. Начиная с 2008 года, местное мероприятие в JSC было объявлено полуфиналом ISSDC, а региональные соревнования отбирали финалистов из Латинской Америки и Восточной Европы. В 2010 году был организован полуфинал для Великобритании и Западной Европы. В основном он служил для отбора студентов из Великобритании для формирования команд Великобритании и Западной Европы на финале ISSDC по состоянию на январь 2020 года из-за отсутствия региональных соревнований в Западной Европе. В 2008 году Гейл была удостоена двух наград за вклад в конкурс. Национальное космическое общество вручило ей премию Space Pioneer Award в категории Educator. Компания Boeing вручила ей William Allen Cup за выдающуюся волонтерскую деятельность.

Концепция конкуренции

ISSDC разделен на два этапа: квалификационный раунд и международный финал. Хотя участниками обычно являются команды, связанные со старшей школой, допускаются и независимые команды, при условии, что их участники также соответствуют возрасту старшеклассников. Команды приезжали из Индии, Австралии, Австрии, Китая, Великобритании, Уругвая, Пакистана и Румынии, а также из Соединенных Штатов. В состав одной из заметных коалиционных команд в истории соревнований входили представители Аргентины, Австрии, Канады, Нидерландов, Польши, Украины и Соединенных Штатов. В рамках конкурса используется вымышленная организация под названием «Фонд» для создания футуристической обстановки в XXI веке, и участники должны использовать правдоподобные расширения современных технологий в своих проектах (например, без «холодного синтеза» или космических лифтов). «Фонд» публикует пресс-релиз за несколько дней до проведения конкурса. Этот прозаический документ, выполненный в стиле новостного репортажа или брифинга для прессы, содержит подробную информацию о местоположении и назначении космического поселения, которое участникам будет предложено спроектировать. Это призвано дать студентам возможность самостоятельно изучить данную тему. В день проведения конкурса создаются вымышленные компании численностью от 8 до 60 человек, в зависимости от количества участников, которые соревнуются за «контракт» с «Фондом» на строительство космического поселения. Команды, участвующие в конкурсе, часто объединяются для создания более крупных компаний и предоставления возможности большему количеству студентов участвовать в мероприятии. Каждая компания назначает студенческих «офицеров», включая президента компании, вице-президента по инженерии и вице-президента по маркетингу и продажам (название взято из индустрии, но не отражает суть должности). Каждой компании выделяются взрослые «генеральные директора» – выпускники конкурса или профессионалы из соответствующей отрасли, работающие на волонтерских началах. Генеральные директора оказывают поддержку студентам и обеспечивают бесперебойное проведение мероприятия, при этом они не обладают исполнительной властью в студенческой компании, за исключением решений, необходимых для обеспечения безопасности студентов. После того, как студенты во всех компаниях разделятся на «отделы», отвечающие за различные аспекты задачи, отделы могут посетить «Техническую презентацию/сессию», чтобы получить дополнительную информацию о том, как эффективно работать над своей частью задачи. После ее завершения президенту каждой компании будет представлено несколько экземпляров Запроса предложений (RFP) для распространения среди членов компании. В этом документе подробно описаны все требования к производительности, предъявляемые к проектируемому поселению, с разбивкой по отделам: строительная инженерия, инженерное обеспечение и инфраструктура, инженерная психология, автоматизация, развитие бизнеса, а также основные требования, график и стоимость, которые не входят в состав сформированных отделов. Компании располагают ограниченным временем для создания ответа на RFP, представленного в виде слайд-шоу, перед его презентацией жюри. Продолжительность презентаций и количество слайдов ограничены. Презентации могут использовать любой формат для описания ответа компании на RFP, часто включая иллюстрации, диаграммы, CAD-модели и рендеры, а также простой текст. В зависимости от конкретного конкурса, при оценке могут учитываться материалы, помимо слайд-шоу и живой презентации. После презентации компании должны ответить на ограниченное количество вопросов о своем проекте, заданных жюри.

Отборочный раунд

Квалификационный раунд известен как Конкурс по проектированию космических поселений (SSDC) в США. Как правило, конкурс длится 21 час, и судьи объявляют о компании-победителе через несколько часов после презентации предложений. Члены команды-победителя получают право участвовать в международном конкурсе. Через несколько недель после апрельского квалификационного раунда 12 членов команды, представившей лучшее предложение, приглашаются на международный конкурс. В 2005, 2007 и 2009 годах были введены региональные квалификационные соревнования для Азии, Австралии и Европы соответственно. Эти соревнования включают в себя различные задания, от проектирования транспортных средств до проектирования поселений. Организация этих соревнований во многом схожа с организацией международных финалов. До введения региональных квалификационных соревнований команды из этих регионов должны были проходить квалификацию через основной квалификационный раунд. Глобальные региональные соревнования отбирают своих участников для ISSDC посредством конкурса, формат которого аналогичен международным финалам, но проводится в более сжатые сроки. Азиатская региональная группа SSDC (ARSSDC) проводит два квалификационных раунда: ARSSDC и Индийский национальный SSDC, оба из которых направляют участников на международный финал. Space Design Competitions Australia управляет Австралийским конкурсом по проектированию космических систем (ASDC), чей национальный финал, проводимый ежегодно в Университете Квинсленда, является квалификационным раундом для ISSDC. Все эти квалификационные раунды включают конкурс предложений, позволяющий командам претендовать на участие в квалификационном раунде ISSDC; это стимулирует студентов представлять ответ на запрос предложений (RFP) самостоятельно, как правило, в течение нескольких учебных семестров. Команды, представившие лучшие работы, приглашаются на квалификационный раунд конкурса ISSDC. Участие в этих квалификационных раундах платное. Конкурс по проектированию космических поселений Великобритании (UKSDC) функционирует иначе: Национальный финал Великобритании, проводимый ежегодно в Имперском колледже Лондона, является квалификационным раундом ISSDC. Национальный финал формируется из нескольких региональных конкурсов Великобритании, каждый из которых по формату схож с Национальным финалом Великобритании, но проводится только в течение одного дня, а также из Видеоконкурса – конкурса предложений, где работы представляются в формате пятиминутного видео. Участие в квалификационном раунде Великобритании бесплатное и финансируется спонсорами и пожертвованиями. Все квалификационные соревнования используют схожий запрос предложений (RFP), который меняется каждый год. Запрос предложений для квалификационного раунда обычно имеет прямую или тематическую связь с запросом предложений, который будет представлен на Международном финале.

Международный финал

На международном соревновании, проводимом примерно в конце июля или начале августа, формируются четыре новые компании, и каждой команде из разных стран разрешается привезти 12 участников. До 2006 года компании состояли из двух команд, но впоследствии стали формироваться из большего числа команд и участников (три квалифицированные команды в 2009 году и три квалифицированные и одна приглашенная команда в 2010 году). Затем этим компаниям выдается новый запрос предложений (RFP) для подготовки слайдов за 43 часа. В отличие от квалификационного раунда, во второй день соревнований компаниям также предоставляется возможность провести "прогоны с красной командой", в ходе которых они могут представить свои слайды судьям для получения обратной связи перед финальной презентацией.

Компоненты предложения

В заявке на участие (RFP) указаны пять основных инженерных дисциплин, а структура компании разделена в соответствии с ними. Эти разделы основаны на различных факторах, необходимых для проектирования и функционирования колонии. Заявка на участие (RFP) структурирует содержание по этим разделам, чтобы помочь участникам определить задачи, которые они смогут наиболее эффективно выполнить, исходя из своих навыков и интересов. Структурная инженерия отвечает за проектирование и выбор материалов для строительства колонии. Структурный отдел отвечает за внешний вид поселения и планировку его внутренних территорий. Этот отдел должен проектировать механические системы, обеспечивающие поддержание давления, температуры, радиационной защиты и других параметров, таких как искусственная гравитация. Проекты структурного отдела должны содержать подробную информацию об их размерах, геометрии и методах изготовления. Окончательное строительство поселения также входит в сферу ответственности этого отдела. Инженерия эксплуатации отвечает за проектирование и планирование обслуживания критически важных систем жизнеобеспечения космического поселения. Эти системы включают, помимо прочего, управление жидкими и твердыми отходами, управление атмосферой, производство и распределение электроэнергии, а также функции, связанные с назначением поселения. Human Factors (Инженерия человеко-машинного интерфейса) проектирует внутреннее жилое пространство колонии и обеспечивает поселенческое сообщество необходимыми сервисами. В колониях, где предусмотрено индивидуальное жилье, проектированием домов занимается отдел Human Factors. Планирование использования внутренних территорий осуществляется этим отделом совместно со структурным и операционным отделами, при этом проекты сообществ включают жилые, коммерческие и промышленные зоны. Отдел автоматизированного проектирования и обслуживания определяет автоматизированные функции поселения. Отдел автоматизации определяет, как роботы будут использоваться в колонии, включая этапы строительства, обслуживания и эксплуатации. Этот отдел разрабатывает системы внешней связи и внутренние сети передачи данных. Отдел развития бизнеса отвечает за детализацию прибыльной деятельности поселения. Этот раздел связан с другими разделами в части коммерческих возможностей, стоимости промышленного производства, исследований и разработок, а также затрат на обслуживание. Предложение также включает обязательный раздел "График и стоимость", в котором описывается график строительства, детализированный по местоположению и этапам, а также общая первоначальная стоимость, детализированная по основным разделам и этапам строительства. Дополнительный раздел "Специальные исследования" добавляется только на финальном этапе и включает планы действий в чрезвычайных ситуациях для реагирования на два сценария катастроф, указанных в запросе на предложение (RFP). Описываемые сценарии меняются ежегодно.

Колонии

Колонии, участвующие в соревновании, появляются по регулярному циклу раз в четыре года, чтобы у конкурсантов не было преимущества от личного предыдущего завершения одного и того же проекта. Колонии чередуются между орбитальным (отборочным) и планетарным (финальным) этапами. Название колонии задается заранее, но участникам разрешается его изменять, при соблюдении трех основных правил:

Название должно заканчиваться суффиксом, указывающим на местоположение. Например, орбитальные объекты Земли заканчиваются на "at" (на Земле), а лунные колонии – на "ol" (на Луне). Название должно начинаться с буквы, обозначающей его позицию в последовательности строительства в данном месте. Александриат перед Беллевистат, перед Колумбиат и т.д. Название должно быть уместным и соответствовать тематике.

Земные колонии (на орбите)

Александриат (Земля-Солнце L5) – Колония, построенная в 2024 году для начала строительства солнечного щита в точке Лагранжа Земля-Солнце L1 с целью замедления глобального потепления. В настоящее время это производственный центр, обеспечивающий обслуживание солнечного щита, где работают 10 000 человек. Эта колония, часто упоминаемая в справочной информации, не участвует в соревновательном цикле. Название колонии происходит от имени Александра Македонского. Bellevistat (Земля-Солнце L4) – Вторая колония, построенная как основной центр тяжелого производства в условиях невесомости. Используется для производства в космосе. Названа в честь испанской фразы Belle Vista, означающей «прекрасный вид». Квалификационные соревнования, повторяющиеся. Columbiat (Земля-Солнце L5) – Третья колония, созданная по образу и подобию «Сингапура на орбите». Также является новой штаб-квартирой Фонда. Предполагается, что к 2052 году эта колония станет крупнейшей из всех орбитальных колоний. Изначально название отсылало к реке Колумбия и её торговым возможностям, но теперь также ассоциируется с космическим шаттлом «Колумбия». Квалификационные соревнования, повторяющиеся. Darwinat (Корабль-Ной) – Четвёртое поселение на орбите Земли и единственное, которое должно быть способно переместиться в другую звёздную систему в качестве межзвёздного ковчега. Названа в честь Чарльза Дарвина, английского натуралиста, который осознал и представил убедительные доказательства эволюции всех видов жизни от общих предков. Квалификационные соревнования, прекращены.

Лунные колонии

Аляскол – первая лунная колония. Она используется для снабжения орбитальных колоний материалами для производства. Это также центр лунного туризма, расположенный на ближней стороне Луны. Название дано в честь Аляски, суровой территории, предлагавшей множество преимуществ поселенцам. Финальные соревнования, регулярные; в 2004 году победителем стала средняя школа Эджвотер в Орландо, штат Флорида, и общественная школа Будда Дал из Патиалы, Индия; в 2008 году победителем стали средняя школа Ричарда Монтгомери, средняя школа Дюранго и школа Апиджея (индийская команда). В 2023 году победу одержала Академия Лакшмипат Сингания, Индия.

Балдерол – вторая лунная колония, выполняющая ту же функцию, что и Аляскол. Она расположена на обратной стороне Луны и служит научным и промышленным форпостом. Название дано в честь Бальдера, скандинавского бога красоты, что указывает на открывающиеся с Балдерола виды. Финальные соревнования, регулярные; в 2005 году победителем стали средняя школа Уитни и общественная школа Будда Дал (индийская команда); в 2009 году победителем стали австралийские финалисты (колледж Сент-Лоуренс, Квинсленд; Strathmore Secondary College, Виктория; англиканская школа для девочек Сент-Айдана, Квинсленд; школа All Hallows, Квинсленд), Phoenix Quintessential (Серритос, Калифорния), восточноевропейские финалисты (Румыния) и средняя школа East Chapel Hill (Чапел-Хилл, Северная Каролина). В 2014 году победу одержала индийская команда Академии Лакшмипат Сингания.

Марсианские колонии

Аресам – Первая колония, построенная за пределами системы Земля-Луна, Аресам является орбитальной колонией Марса. Станция служит точкой входа на Марс и базой для будущих операций за пределами и вокруг Марса. Она названа в честь Ареса, греческого бога войны, который послужил прообразом для римского бога Марса. Квалификационные соревнования, проводятся регулярно. Аргоном – Первая колония на поверхности Марса, этот аванпост является основным на Марсе, ориентированным на туризм и промышленность. Эта колония также создает научные аванпосты. Она названа в честь «Арго», корабля Ясона и аргонавтов. Финальные соревнования, проводятся регулярно; цикл 2006 года выиграли Уитни Хайскул и Апиджей Школа, Махавир Марг (индийская команда); цикл 2010 года выиграли Уитни Хайскул, Лахорская гимназия (пакистанская команда), Ист Чапел Хилл Хайскул (Чапел Хилл, Северная Каролина) и Объединенные школы Великобритании (Сити оф Лондон Академи, Пате’с Граммар Скул и Уоллингтон Каунти Граммар Скул). Брэдбериом – Вторая колония на поверхности Марса, колония расширяет цели Аргонома, осуществляя поиск дополнительных природных ресурсов. Основная задача колонии – служить базой для терраформирования Марса, продолжая научные исследования. Она названа в честь Рэя Брэдбери, в знак признания влияния «Марсианских хроник» на современное восприятие Марса. Финальные соревнования, проводятся регулярно; цикл 2007 года выиграли Дуранго Хайскул, Команда «B» Студенческого исследовательского центра Мирча чел Батран (румынская команда), школы All Hallows' and St. Aidan's (австралийская команда) и Liceo 4 Maldonado (уругвайская команда); цикл 2016 года выиграли Академия Лакшмипат Сингания, Калькутта, Индия, Айова Интернэшнл Скул, Айова, США, Лахорская гимназия JT Boys, Пакистан, и команда из Великобритании.

Пояс астероидов

Астория – Первая и в настоящее время единственная колония, основанная в поясе астероидов. Эта станция служит отправной точкой для будущих экспедиций во внешнюю Солнечную систему, а также центром добычи и переработки полезных ископаемых, как частных, так и коммерческих, и строительства и ремонта кораблей. Она названа в честь Джона Джейкоба Астора, инвестора, который разбогател, воспользовавшись возможностями, которые другие не заметили. Квалификационный конкурс, заменяющий Дарвинат в соревновательном цикле, проводится регулярно; Делийская государственная школа РК Пурам (Sum 42) из Индии и Лахорская грамматическая школа Джохар-Таун стали победителями в 2016 году. Кассендрас – Транспортная колония, находящаяся на 50-дневной циклической орбите между Землей и Марсом. Это первый и единственный в своем роде коммерчески доступный космический корабль, работающий на термоядерной энергии. Она названа в честь Кассандры.

Колонии Меркурия

Айна – первая колония, основанная на орбите Меркурия. Эта станция служит местом добычи и переработки уникального металла, Реардония, который извлекается на поверхности Меркурия. Она названа в честь Айн Рэнд, автора романа «Атлант расправил плечи». Этот уникальный металл лёгок, прочен, самосмазывается и обеспечивает защиту от жары, холода и радиации. Производство и экспорт этого металла – высокодоходный источник, определяющий экономику Айны. Повторяющиеся участники; цикл 2017 года выиграла Делийская публичная школа, Р. К. Пурам (команда 1: Астра и команда 2: Алексиарес), Академия Лакшмипат Сингхания, школа Литтл Флауэр, школа для девочек имени Сушилы Бирлы, школа Р. Н. Поддар (все из Индии); LGS JT (мальчики), LGS 55 Main и LGS JT (девочки, все из Пакистана). Анконио – первая колония на поверхности Меркурия, участвовавшая в азиатских региональных полуфиналах и международных финалах 2022 года. Это передвижное поселение, расположенное вдоль линии терминатора, построено для увеличения добычи Реардония. В 2022 году победу одержала команда Vulture Aviation, состоявшая из студентов из Великобритании, США (включая школу Дункана), Аргентины (Международная школа островов, Буэнос-Айрес) и Индии (Международная школа Амити, Нойда).

Венерианские колонии

Азимов – первая колония, основанная на Венере, парящая в атмосфере на высоте около 56 км. Она была создана для экспериментов со свойствами реардония и других веществ в венерианских условиях, а также для добычи полезных ископаемых. Колония названа в честь Айзека Азимова, чьи романы из цикла «Основание» дали имя Обществу «Основание». Цикл соревнований 2012 года выиграла компания Rockdonnell, состоявшая из студентов из Румынии, Великобритании, Австралии и Соединенных Штатов.