Мобильная версия
Проект Традиции суверенной Беларуси
ГОСОРГАНЫ
Лента новостей
Все новости

РЕПОРТАЖ: Двигатели для межпланетных полетов и защита от метеоров: белорусские ученые реализуют космические проекты

Технологии 15.12.2017 | 16:22

Белорусские специалисты активно участвуют в исследованиях по космической тематике, разрабатывают оборудование, материалы и технологии для космических аппаратов. В своей работе они активно сотрудничают с зарубежными коллегами, в первую очередь с российскими учеными. Пять союзных программ в области космоса уже завершены, в настоящее время реализуются две - "Мониторинг-СГ" и "Технология-СГ". В этих проектах участвует целый ряд белорусских организаций, каждая - по своему профилю. Институт тепло- и массообмена им. А.В Лыкова НАН Беларуси уже много лет занимается исследованиями космической направленности и сейчас является ответственным исполнителем союзной программы "Технология-СГ". Именно в этот институт и отправились журналисты БЕЛТА, чтобы познакомиться с перспективными космическими проектами белорусских разработчиков.

Программа "Технология-СГ" направлена на разработку новых материалов и технических решений для малых спутников дистанционного зондирования Земли. "Если удастся снизить габариты и массу космических аппаратов и при этом сохранить их функциональные возможности, это будет большим достижением. Во-первых, вывод на орбиту аппаратов с небольшой массой (от 10 до 200 кг) гораздо дешевле. Во-вторых, микро- и наноспутники имеют узкое целевое назначение, а значит, свою конкретную задачу могут решить лучше, чем универсальная система. Если уменьшить размеры космического аппарата и сохранить его возможности, тогда можно вывести на орбиту не один спутник, а целую серию малых, и каждый из них отлично выполнит свою функцию. Этой проблемой мы тоже занимаемся", - рассказал заместитель директора Института тепло- и массообмена им. А.В Лыкова НАН Валентин Асташинский.

Для союзной программы "Технология-СГ" белорусские специалисты разрабатывают микроплазменные двигатели с управляемым вектором тяги. Нам пояснили, что сейчас для управления положением космического аппарата на орбите нужно как минимум три двигателя. А если создать двигатель, в котором можно менять угол истечения плазменной струи, то и его одного будет достаточно - соответственно, масса космического аппарата значительно снизится.

Основа для разработки плазменных двигателей - многолетние исследования института по созданию квазистационарных сильноточных плазменных ускорителей нового поколения. В таких плазмодинамических системах плазма не только ускоряется, но и фокусируется на ось. В результате параметры плазмы в плазменном потоке увеличиваются в несколько сотен раз. В таких ускорителях уже получены рекордные параметры: скорость плазмы - до 200 км/с, температура заряженных частиц плазмы - более 200 тыс. градусов, а концентрация заряженных частиц в 1 куб.см - 1018.

Скорость плазменного потока на малых ускорителях (прототипах плазменных двигателей) составляет от 20 до 50 км/с. На среднем ускорителе - 50-100 км/с, большом - до 200 км/с. Именно скорость истечения плазмы и определяет характеристики плазменных двигателей.

Белорусские ученые ставят перед собой и более амбициозные задачи. Например, создание маршевых плазменных двигателей для межпланетных перелетов. "Конечно, это задача не на ближайшую перспективу. Но у нас есть наработки и научный задел. Мы не можем создавать такие сложные экспериментальные установки за бюджетные средства, поэтому наш институт ищет и выполняет международные контракты, которые позволяют нам развивать свою научно-техническую базу, а затем разрабатывать новейшие технологии. С нами заключают контракты компании из разных стран Европы, Ближнего Востока, Китая", - пояснил Валентин Асташинский.

Проведение испытаний теплозащитных материалов для космических аппаратов - также одно из важнейших направлений исследований института. Космический корабль возвращается на Землю с огромной скоростью, и когда он входит в атмосферу, его обшивка нагревается до огромной температуры и может просто сгореть, если не принять специальные меры.

Белорусские ученые создали уникальные экспериментальные стенды, которые позволяют проводить испытания новых теплозащитных материалов. Эти установки моделируют процессы вхождения космических аппаратов в атмосферу Земли. Причем рассматриваются несколько стадий: в верхних слоях атмосферы, где относительно разреженный воздух, и ближе к Земле. Для этого созданы разные установки. Наиболее интересная из них, не имеющая аналогов в мире, - холловский плазменный ускоритель, который может работать в непрерывном режиме.

Нам продемонстрировали установку, на которой проводятся исследования по моделированию условий вхождения космических аппаратов в атмосферу Марса. "Для Красной планеты характерно большое количество пыли. При посадке космического корабля на поверхность Марса на аппарат будут воздействовать плазменные потоки, смешанные с частицами пыли. На данной установке как раз отрабатывается такое воздействие. Если мы всерьез говорим о полетах на Марс, нужно предусмотреть все", - рассказали в институте.

Теплозащитные материалы для новых российских космических аппаратов, в том числе совместных проектов России и Европейского космического агентства, в последние годы проходили испытания именно в Институте тепло- и массообмена НАН.

Еще одна задача, которая стоит перед наукой, - создание экранной противометеорной защиты. Когда космический аппарат длительное время находится на орбите, очень важно, чтобы микрочастички, которые в большом количестве находятся в космосе, не повредили его обшивку. Для этого создается так называемая экранная защита, которая защищает особо важные и уязвимые элементы.

Нам продемонстрировали баллистическую установку, на которой моделируется процесс столкновения метеорита с обшивкой космического корабля. "Задача нашего материала для экранной противометеорной защиты не столько выдержать столкновение, сколько принять на себя удар и заставить метеорит рассыпаться на мелкие осколки, кинетическая энергия которых будет слишком мала и не пробьет обшивку корабля", - пояснил Валентин Асташинский.

Еще одно актуальное направление работы института - магнитореологическое полирование. Это принципиально новый подход к финишной обработке оптических изделий. Именно в Институте тепло- и массообмена НАН были разработаны научные основы этого метода, а затем и освоены технологические процессы.

Данная технология позволяет получать поверхность с шероховатостью в доли нанометра. Поверхности такого класса необходимы для создания уникальных и качественных приборов для использования в космосе - телескопов, камер, зеркал. Эти приборы требуют особой точности для получения картинки очень высокого качества.

Создано оборудование, которое позволяет полировать оптические изделия самых разных размеров - от 5 мм до 2,5 м. Одни станки работают с маленькими деталями, другие - с крупными оптическими изделиями. Сейчас даже разрабатываются проекты специальных модулей, которые позволят обрабатывать зеркала диаметром до 6 м. Можно полировать не только оптические, но и полупроводниковые материалы и твердые немагнитные сплавы. А магнитная жидкость, с помощью которой происходит обработка деталей, готовится на специальном станке.

Оптические системы, обработанные особым образом, были необходимы и для реализации российского проекта по созданию установки для лазерного термоядерного синтеза. "Такие установки позволяют получать новое научное знание о природе, Вселенной, процессах, которые происходят в звездах и галактиках, а потому требуют уникального оборудования. Для этого проекта мы поставляли в Россию специальные установки для полирования оптических элементов большого размера", - рассказали специалисты.

Сейчас в институте создается участок для собственного оптического производства, который обеспечит выпуск конечной продукции - от изготовления заготовок до финального этапа особо точного магнитореологического полирования изделий. Этот мини-завод планируется запустить к концу 2018 года.

Ученые не планируют останавливаться на достигнутом. В глубинах космоса много неизведанного, и люди стремятся к новым открытиям, мечтают о пилотируемых полетах на Марс и другие планеты. Чтобы это стало возможным, нужны прорывные исследования и уникальные разработки.

Валерия ГАВРИЛОВА,

фото Андрея ПОКУМЕЙКО,

БЕЛТА.-0-

Присоединяйтесь к нам в мессенджерах! telegramm.png viber.png
Новости рубрики Технологии
Погода
Минск
Барановичи
Бобруйск
Борисов
Брест
Варшава
Вильнюс
Витебск
Гомель
Гродно
Жлобин
Киев
Лида
Минск
Могилёв
Мозырь
Москва
Орша
Полоцк
Рига
Санкт-Петербург
Солигорск
МЧС предупреждает
Курсы валют
Нацбанк Лучшие курсы
Покупка Продажа
EUR
2.3316 BYN 2.32 BYN 2.328 BYN
USD
2.0854 BYN 2.081 BYN 2.085 BYN
RUB
3.2282 BYN 3.22 BYN 3.23 BYN
Подробнее курсы валют нацбанка Лучшие курсы
ТВ программа

Видео

II Европейские игры: спортивная аэробика

Инфографика

Календарь выпускника-2019 29 или 30 мая - последний звонок для выпускников 9-х и 11-х классов; 1-8 июня - выпускные экзамены за 9-е и 11-е классы; 8-9 июня - выпускные вечера для учащихся 11-х (12-х) классов; 2 мая - 1 июня - регистрация на ЦТ (30 июня - 2 июля - регистрация на ЦТ в резервные дни); 11 июня - 1 июля - основной этап ЦТ (6, 8 и 10 июля - резервные дни ЦТ).
Круглый стол Эдуард Томильчик,
Алеся Береснева,
Виктор Морозов,
Олег Максимов,
Ольга Матюхова,
Александра Алексеева,
Олег Шаблыко
10 апреля Создание безопасных условий при организации образовательного процесса
Круглый стол Валентина Гинчук,
Галина Черник,
Татьяна Олихвер,
Ирина Арефьева
11 февраля Современной школе – современные программы и учебники
Круглый стол Элла Селицкая,
Дмитрий Семенкевич,
Ирина Бабаченок,
Виолетта Брезовская,
Жанна Тарасевич
28 декабря Условия ведения бизнеса в Беларуси: что изменилось за год?
Круглый стол Геннадий Давыдько,
Ольга Левко,
Василий Воронин,
Степан Темушев,
Денис Дук
1 октября Исторические формы белорусской государственности в IX–XIII вв.
Круглый стол Елена Моргунова,
Валерий Шилов,
Ирина Почицкая
27 сентября Как сделать питание белорусов более полезным? Круглый стол газеты "7 дней"