Главная / Общество / Инженеры Самарского университета разрабатывают научную аппаратуру для российско-китайских исследований

Инженеры Самарского университета разрабатывают научную аппаратуру для российско-китайских исследований

Комплект научных приборов испытан в условиях космоса и на ускорителе Самарского университета

Самарский университет разрабатывает научную аппаратуру для работы на околоземной орбите в рамках сотрудничества с Пекинским институтом инженерии космического пространства. Базой для этого 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 серии «Фотон» и «Бион».

Вузы объединили свои компетенции для того, 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. Самарский же университет является одним из основных научно-образовательных центров российской космонавтики.

“В соответствии с контрактом с Пекинским институтом мы разрабатываем и изготавливаем макеты научной аппаратуры для мониторинга параметров высокоскоростных пылевых частиц - микрометеороидов и частиц “космического мусора” в околоземном космическом пространстве. Планируется, что после испытаний и соответствующих доработок будут созданы окончательные варианты научных приборов для проведения совместных научных исследований на Китайской космической станции в 2021 году в рамках российско-китайского проекта”, - рассказал руководитель Института космического приборостроения Самарского университета Константин Воронов.

Самарский университет, единственный в России имеющий действующую группировку МКА серии «АИСТ» на протяжении нескольких лет проводит программу научных экспериментов на базе установленной на борту МКА аппаратуры. И существенную ее часть занимают исследования частиц «космического мусора» и частиц естественного происхождения.

«Подобные исследования - это тренд, в последнее время появилось достаточно большое количество выступлений, публикаций и предложений, посвященных проведению экспериментов в данном направлении. При этом интерес к результатам измерения параметров частиц как естественного, так и искусственного происхождения постоянен, - отметил Константин Воронов. - Причины такого интереса - задачи как прикладного характера, среди которых оценка воздействия факторов космического пространства на элементы космического аппарата. Так и задачи чисто научного плана - исследование метеорного вещества. Данные исследования помогают понять как вело себя это вещество вне Земли, как зарождалась жизнь во вселенной. По данной теме есть множество теоретических исследований и гипотез, а вот практических результатов по итогам проведенных в космосе экспериментов недостаточно».

Среди научной аппаратуры Самарского университета, 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 (размером от 0,5 до 100 мкм), но и определяет энергию и скорость частицы. Используя данные орбитального движения МКА появляется возможность для «картографирования» микрометеороидных потоков, для определения нежелательных орбит, где много техногенного “космического мусора”. Полностью переработанный прибор нового поколения - «Метеор-М1» - предполагается использовать в совместных с Пекинским институтом исследованиях.

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 этой связи 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” - для совместных с китайскими партнерами исследований.

«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 АО «РКЦ «Прогресс», - добавил руководитель Института космического приборостроения.

Третий прибор для изучения факторов космического пространства, который самарские инженеры разрабатывают вместе с китайскими коллегами - это 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 ученый.

Подобные совместные исследования, по словам Константина Воронова, интересы и России, и Китаю: “Мы учимся, совершенствуем свои возможности в создании научной аппаратуры, создаем приборы нового поколения для новых МКА серии “АИСТ”, “Фотон” и “Бион”, рассчитываем, в будущем, на проведение длительных исследований 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 ученый.

Для справки:
Самарским университетом совместно со стратегическим партнером АО «РКЦ «Прогресс» создана группировка малых космических аппаратов (МКА) научно-образовательного назначения серии «АИСТ», успешно функционирующая на орбите.
Данная 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.