Российская аппаратура для Китайской космической станции
Приборы для совместных научных исследований на Китайской космической станции создают ученые Самарского национального исследовательского университета. Как сообщает пресс-служба вуза, по контракту с Пекинским институтом инженерии космического пространства самарские исследователи разрабатывают и изготавливают макеты аппаратуры для мониторинга параметров высокоскоростных пылевых частиц — микрометеороидов и частиц «космического мусора» в околоземном космическом пространстве.
Базой для разработок стал накопленный вузом опыт создания и испытания научных приборов в условиях открытого космоса на собственной действующей группировке малых космических аппаратов (МКА) серии «Аист», а также на научно-исследовательских спутниках серий «Фотон» и «Бион».
Российские и китайские специалисты объединили усилия, чтобы оснастить космические аппараты современной научной аппаратурой для космической миссии, запланированной на 2021 год.
В Пекинском институте инженерии космического пространства собираются и тестируются 80% космических аппаратов и все пилотируемые корабли Китая. Этот вуз специализируется на разработках стендов для моделирования факторов космического пространства (ФКП) в наземных условиях, в подготовке и проведении предполетных испытаний космической техники, испытаний на устойчивость к воздействию ФКП на элементы космической техники. На базе Института космического приборостроения Самарского университета и Пекинского института инженерии космического пространства организована совместная российско-китайская лаборатория.
«Нас с пекинским институтом, с его сотрудниками связывают плодотворные отношения, мы взаимодействуем с начала 2000-х, — рассказал “Стимулу” руководитель Института космического приборостроения СамГУ Константин Воронов. — В ходе неоднократных встреч мы обсуждали проблемы исследования факторов космического пространства, их моделирование в наземных лабораторных условиях. Китайская сторона заинтересована в том, чтобы проводить исследования в ближнем и дальнем космосе. Она быстро наращивает технические и технологические возможности для их проведения. Китай позиционирует свою полную открытость для научных исследований. Охотно сотрудничают с вузами Китая также дальневосточные и сибирские вузы».
Самарский университет — один из основных научно-образовательных центров российской космонавтики. Среди его научной аппаратуры, установленной на МКА серии «Аист», — комплекс «Метеор-М». Он предназначен для изучения потоков микрометеороидов и частиц «космического мусора». Причем комплекс не только регистрирует факт соударения с микрометеороидом, размеры которого могут составлять от 0,5 до 100 мкм, но и определяет энергию и скорость частицы. Использование данных орбитального движения МКА дает возможность для «картографирования» микрометеороидных потоков, для определения нежелательных орбит, где много техногенного «космического мусора». В совместных исследованиях предполагается использовать полностью переработанный прибор нового поколения — «Метеор-М1» .
Еще один научный прибор, создаваемый специально для российско-китайского проекта, — датчик частиц «ДЧ-Оптика». Он исследует влияние различных факторов космического пространства на материалы, оптические элементы и микросхемы. В ходе экспериментов на его предшественнике ДЧ-01 на МКА серии «Аист» ученые зафиксировали осаждение на поверхность оптических элементов газовой составляющей в виде тонкой пленки. В связи с этим у исследуемых оптических элементов изменились характеристики с точки зрения прохождения излучения, но при этом сами элементы не разрушились. Полученные результаты были учтены инженерами вуза при создании прибора следующего поколения «ДЧ-Оптика».
«Мы существенно увеличили чувствительность, разрешение и измерительные возможности и “ДЧ-Оптика”, и комплекса “Метеор-М1”. Чем больше у нас опыта по итогам экспериментов в космосе, тем более конкурентоспособный продукт мирового уровня мы можем создавать, получать данные, представляющие интерес для мирового научного сообщества. Крайне важно, что это научное направление поддерживают и руководство Самарского университета, и руководство РКЦ “Прогресс”», — отметил Константин Воронов.
Третий прибор — масс-спектрометр «Спектр» — это новый аппарат, испытанный пока только в лабораторных условиях, на стенде моделирования факторов космической среды Самарского университета. «Спектр» предназначен для исследования химического элементного состава пылевых частиц, будь то частицы «космического мусора» — алюминия, частички топлива, разрушенных КА, краски или микрометеороиды — частицы естественного происхождения.
В качестве метода исследования ученые используют здесь ударную масс-спектрометрию — в процессе удара частицы о мишень происходит ионизация вещества, прибор раскладывает ионы на спектры и оценивает его элементный состав.
«“Спектр” — самый интересный из представленных приборов. Состав космических микрочастиц, диапазон их параметров огромен. И мы рассчитываем, что наш масс-спектрометр позволит определить, из чего они состоят. Сейчас мы испытываем два созданных нами образца на электродинамическом ускорителе, где бомбардируем их высокоскоростными микрочастицами», — пояснил Константин Воронов.
Подобные совместные исследования, по словам ученого, интересны и России, и Китаю: «Мы учимся, совершенствуем свои возможности в создании научной аппаратуры, создаем приборы нового поколения для новых МКА серий “Аист”, “Фотон” и “Бион”, а в будущем рассчитываем провести длительные исследования на борту МКС и Китайской космической станции. А наши иностранные коллеги учатся вместе с нами, получают возможность совместного проведения экспериментов. В совокупности наше партнерство позволяет получить новые знания, продвинуть мировую науку вперед», — заключил руководитель Института космического приборостроения.
Группировка МКА научно-образовательного назначения серии «Аист», успешно функционирующая на орбите, создана Самарским университетом совместно со стратегическим партнером АО «РКЦ “Прогресс”».
Эта группировка является частью распределенной научно-образовательной лаборатории с наземным и космическим сегментами. Помимо МКА дистанционного зондирования Земли «Аист-2Д» в ее состав также входят два МКА «Аист» первого поколения. На них в качестве целевой аппаратуры установлены приборные комплексы разработки Института космического приборостроения Самарского университета.
«Стимул» уже писал о разработках и истории Самарского национального исследовательского университета. В сентябре стало известно о создании прототипа двигательной установки на водно-спиртовой смеси для маневрирующего наноспутника SamSat-M. И в этом же месяце ученые вуза совместно со специалистами завода «Металлист-Самара» завершили испытания мобильной опреснительной установки, которая поможет обеспечить пресной водой засушливые районы Крыма, Краснодарского и Ставропольского краев.