Вы здесь

Строим будущее вместе


Несколько лет назад белорусские и российские ученые закончили работу над одним из знаковых проектов, который осуществлялся по программе научно-технического сотрудничества Союзного государства, — «Нанотехнологии СГ». За время реализации проекта был создан ряд уникальных разработок, важность которых нам еще предстоит оценить. Успехи не остались незамеченными — уже сейчас дан старт новой программе под названием «Технологии СГ». Отсутствие приставки «нано» не говорит о меньшей технологичности, — наоборот, ученые обеих стран ставят перед собой еще более амбициозные задачи. О том, что уже было и что еще будет создано белорусами и россиянами в этом направлении, рассказали представители организации-исполнителя обеих программ с белорусской стороны — Института тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова Национальной академии наук Беларуси.


Инженер-технолог лаборатории высокоточной обработки поверхности Дмитрий Соколовский демонстрирует установку магнитно-реологического полирования, созданную по программе сотрудничества ученых Беларуси и России.

Целью первой программы под названием «Нанотехнологии СГ», которая реализовывалась в 2009—2012 годах, было объединение усилий ведущих академических и технических организаций Беларуси и России для разработки нанотехнологий и последующего создания материалов и устройств для космической техники, — рассказывает директор института Олег ПЕНЯЗЬКОВ. — Бралась во внимание и возможная последующая адаптация разработок для других отраслей экономики. Среди главных глобальных задач, которые поставили перед нашими учеными, были удешевление вывода спутников на орбиту и уменьшение веса космической аппаратуры при сохранении функциональности и технических характеристик.

Работа по программе велась по пяти основным направлениям. Первое — создание структурной техники, в первую очередь, различных датчиков (к примеру, замеряющих световые потоки, обеспечивающих работу электроники и т.д.).

При помощи современных подходов в области микроэлектроники были созданы аналоги, не уступающие существующим образцам по техническим показателям, но значительно более легкие по весу.

В рамках второго направления создавались новые материалы (пластики и углепластики) для составных частей спутников, которые могут заменить металлы, использующиеся сейчас. Кроме того, разрабатывались покрытия для различной аппаратуры. Созданные составы могут, к примеру, защитить радиоаппаратуру корабля от мощного электромагнитного излучения, которое существует в космосе. Отдельные вещества не позволяют сложнейшей оптике «бликовать» в ярких лучах Солнца.

Третье направление — системы для обеспечения устойчивости техники. На большинстве космических аппаратов есть небольшие двигатели, которые используются для тонкого маневрирования (так называемые RCS). С их помощью корабль может изменять орбиту, поворачиваться вокруг своей оси и многое другое. Большинство существующих образцов такой техники работает на плазме, нашими же учеными был создан новый двигатель — детонационный.

Фактически корабль начинает управляться при помощи небольших взрывов, импульсы от которых направляются в трубки диаметром несколько миллиметров.

Новая система занимает гораздо меньше места и обеспечивает более длительную работу по сравнению с аналогами.

Еще одно направление — решение более общих проблем. К примеру, солнечные батареи, которые используются практически на всех спутниках, требуют определенной защиты — под воздействием радиации срок их жизни и производительность часто уменьшаются. Покрытие из нитрида кремния решает эту задачу. Упомянутые выше RCS-двигатели обладают относительно небольшой тягой — созданные в рамках программы топливные смеси с добавлением высокоэнергетических частиц определенных металлов в разы увеличивают температуру сгорания, а следовательно, и тягу при прежнем расходе.

Уста­нов­ка для добавления высокоэнергетических наночастиц в топливо продлит срок эксплуатации спутников.

Последнее направление «Нанотехнологий СГ» — разработка программного обеспечения (баз данных по наноматериалам, систем моделирования, программно-вычислительных комплексов и т.д.).

В результате выполнения только с российской стороны было создано 25 новых технологий для ракетно-космической отрасли, 36 опытных экспериментальных и лабораторных образцов технологического оборудования и устройств, а также 17 предложений по адаптации этих технологий к другим отраслям.

Некоторые разработки поражают своей уникальностью и возможностью к применению в самых разных сферах. К примеру, установка магнитно-реологического полирования позволяет обработать поверхность диаметром до пяти метров до шероховатости в 0,1 нанометра (несколько атомных слоев) и не требует участия оператора. Ее используют для шлифовки оптики, но актуальность разработки для множества других сфер тяжело подвергнуть сомнению.

Системы шифровки данных, датчики, покрытия, экраны, сложнейшие системы — все это было воплощено в жизнь учеными Беларуси и России всего за пару лет. Уже сейчас начинается работа над продолжением программы, которое получило название «Технологии СГ». Его концепция утверждена, программные мероприятия проходят процедуру принятия в Министерстве финансов России. Олег Пенязьков надеется, что приступить к работе над новыми проектами получится уже в этом году.

— Программа «Технологии СГ» рассчитана на 2016—2020 годы, — отмечает заместитель директора института по научной работе и инновационной деятельности Валентин АСТАШИНСКИЙ. — Глобальная цель остается прежней — снижение массовых и габаритных характеристик космических аппаратов. Однако на этот раз мы хотим не только сохранить технические возможности и надежность аппаратуры, но и увеличить их. Все это даст возможность гораздо дешевле (по предварительным расчетам в 2—3 раза) поднимать в космос целые группировки спутников.

Планируется, что программа будет иметь три раздела. Первый — все те же материалы, которые смогут выдерживать высокую температуру, механическое и электромагнитное воздействие (к примеру, вспышки на Солнце). Второй — технологии создания систем управления космическим аппаратом. Речь в первую очередь о плазменных двигателях с управляемым вектором тяги (похожая система используется в реактивных самолетах, только в созданном прототипе нет механики — плазма изгибается в нужную сторону под воздействием собственных токов). Их для нормального маневрирования потребуется гораздо меньше, чем статичных, а размеры двигателя составляют всего 2-3 см. И третья — диагностическая аппаратура: оптические приборы и лазерные системы с более высокими характеристиками.

По словам специалистов, созданные разработки имеют гораздо более широкую сферу применения, чем только космос. Это и машиностроение, и электроника, и даже сельское хозяйство. Многочисленные датчики могут использоваться в системах инфракрасного наблюдения, контроля и других сферах.

lyskavets@zvіazda.by

Фото Сергея НИКОНОВИЧА

Выбор редакции

Общество

Галина Левина: Памятник — не конструктор и не чертеж, его надо пережить, выстрадать

Галина Левина: Памятник — не конструктор и не чертеж, его надо пережить, выстрадать

У архитектора Галины Левиной — Хатынь, творческое наследие ее отца.

Общество

Премия красоты. Ради чего люди ложатся под нож пластического хирурга?

Премия красоты. Ради чего люди ложатся под нож пластического хирурга?

Привлекательным людям проще пробиться в жизни.

В мире

Как Европа восстанавливается от ковидного удара?

Как Европа восстанавливается от ковидного удара?

В этом году европейская экономика будет переживать глубокую рецессию из-за вспышки коронавируса.

Экономика

Тонкое искусство благополучия. Составляем семейный бюджет вместе со специалистом Нацбанка

Тонкое искусство благополучия. Составляем семейный бюджет вместе со специалистом Нацбанка

2020 год поставил всех нас перед необходимостью четко планировать свои расходы.