圣大在太空领域的古往今来
为了拓展着人类对宇宙与地球的认知,人类不断在太空领域取得新的科学研究和科技成就。不仅如此,太空更是一片实现最远大梦想的疆域。国际空间站第71期考察组乘员在校旗的庄严交接仪式上如是说。这面校旗是宇航员们在圣大三百年时在轨道上亲笔留名的。这一盛事得以实现,幸赖吾侪躬逢人类征服寰宇之新纪元。

1961年4月12日迈向星辰的第一步,离不开才华横溢的工程师和科学家。在50-60年代,太空时代的初期,圣彼得堡大学的天文学家为制定第一批航天计划做出了重要贡献。来自我校的弗谢沃洛德·沙罗诺夫和娜杰日达·瑟京斯卡娅基于望远镜观测数据和来自世界各地的土壤样本的光学特性研究,提出了月球土壤理论。研究发现,由于陨石轰击导致的尘埃烧结,月球表面是坚硬的。因此,科学家们确定,在月球表面有可能实现安全软着陆,这一理论在1966年被苏联的“月球9号”探测器所证实。
圣彼得堡大学的杰出校友中,还有参与首颗地球卫星发射工作的航天发动机设计师瓦连京·格卢什科,以及曾致力于实现首次火星软着陆技术的物理学家尼涅尔·罗戈娃。此外,我校的语言学家在创建声学表方面也发挥了重要作用,正是有赖于此,工程师们才能成功传递尤里·加加林那句著名的讯息:“五分钟,飞行正常。”
在早期航天器发射时代,圣彼得堡大学的科研人员组织开展了大规模的航天器轨道观测研究计划。
自1957年起,在教学楼屋顶设立了观测点,从这里定期对人造地球卫星进行目视和摄影监测。参与追踪工作的不仅有科研人员和教师,还包括学习轨道测定和弹道计算的学生。
圣大天文学系主任谢尔盖·彼得罗夫
半个世纪前在圣彼得堡大学开始的天文观测工作至今仍在继续,所积累的数据对整个科学界都具有重要价值。如今,科学家们研究种类十分广泛的天体(从行星及其卫星到遥远的星系和类星体),同时也研究各种物质:星际气体、尘埃、等离子体、磁场,以及从X射线到射电波段的辐射和粒子流。
圣彼得堡大学的科研人员每年发表约100篇学术论文,其中许多在国内外都获得了广泛认可。在Ф.А.灿德尔奖(俄罗斯科学院表彰火箭航天技术与科学领域杰出理论贡献颁发)10位得主中,有3位出自我校。
例如,苏联和俄罗斯应用数学与计算技术领域的科学家斯维亚托斯拉夫·拉夫罗夫于1996年凭借专著《制导导弹弹道学》获得该奖。圣彼得堡大学副教授、天体力学专家叶莲娜·波利亚霍娃在2005年因关于太阳帆空间飞行的专著获奖。她创造的理论表明能够利用太阳风实现无燃料空间推进。
首批太阳帆航天器于2010年发射,目前,我校研究人员正在完善所提出的这项独特技术。今年,波利亚霍娃老师将迎来90岁诞辰,她至今仍坚持科研工作。
圣大天文学系主任谢尔盖·彼得罗夫
圣彼得堡大学教授阿列克谢·吉洪诺夫(2020年Ф.А.灿德尔奖得主)目前领导着一个研究项目,旨在探索地球人造卫星运动的控制方法。该校科研团队首次证实了洛伦兹力矩对航天器绕质心旋转运动的稳定作用。
圣彼得堡大学的研究人员开发了新的理论方法,用于稳定配备防辐射屏蔽的卫星的复杂旋转轨迹。这些特殊模式确保了航天器在多种因素影响下的安全运行。所提出的模式将同时提供辐射防护并补充控制系统,这对大型航天器和空间站将非常有效。
关于我校科学家的这项研发成果,详见《圣彼得堡大学在行动》专题报道。
在执行涉及天体表面着陆的探测任务时,除克服空间距离外还产生了新的技术挑战。圣彼得堡大学科研人员开发的程序已成功计算出飞行器在金星、火星等大气富含二氧化碳的天体上安全降落的参数。该工具的通用性使其能研究和编程任何气体环境中的非平衡过程(包括地球大气)。
该方法创始人之一、圣彼得堡大学流体力学系主任叶莲娜·库斯托娃介绍道,实验计算工作持续至今。例如,上月发布的新模型能精确分析二氧化碳及其与惰性气体混合物中冲击波的结构。通过计入振动弛豫、扩散等物理过程,显著提升了模拟精度,这对深化大气过程认知和新技术研发至关重要。
实现飞行与着陆最关键的一环就是航天器。2024年,圣彼得堡大学获得资助,用于研制“圣彼得堡大学300号立方星”(CubeSat СПбГУ-300)以完成教学科研任务。目前,我校正与合作伙伴“Geoscan”和“Radar MMS”公司共同开展该航天器有效载荷的研制工作。
关于圣彼得堡大学研究人员在地球近地空间其他前沿研究方向的成果,详见最新一期《圣彼得堡大学报》。
“圣彼得堡大学300号立方星”将配备精密磁力计用于研究地球电离层的磁场和电流,同时搭载光学模块以验证光学和量子通信方法——利用开放光通信信道传输信息的高科技前沿领域之一。
校旗于国际空间站上签名后,被隆重地归还圣彼得堡大学。在典礼中,国际空间站第71期考察组成员奥列格·科诺年科、尼古拉·丘布和亚历山大·格列本科在未来的立方星侧板上留下了签名。
5月26日至6月7日,在圣彼得堡大学物理学暑期学校期间,将开设使用卫星设备的实践课程。
“除了技术工作,我们还在努力推出面向中小学生的工程教育和项目活动的新方法、新课程。我们计划开设关于航天学基础、小型卫星开发与运用、量子通信、地球磁层及其研究方法的选修课程。”圣彼得堡大学高级讲师、科学园物理方向教育资源中心副主任阿列克谢·斯米尔诺夫介绍道。
在超过三个世纪的历史中,圣彼得堡国立大学为俄罗斯航天事业的发展已经且将继续做出重要贡献。为纪念圣彼得堡大学三百年,在校庆之际,小行星带中的一颗小行星被命名为“Spbuni”。如今,不仅许多天体以我校天文学家的名字命名,他们的名字也出现在了月球和火星的地图上。