В Томском научном центре разрабатывают защиту космических кораблей от мелких частиц
19.09.2017
Цель исследований — найти технологическое решение для защиты кораблей от мелких частиц космического мусора, которые, двигаясь на большой скорости, могут причинить аппарату значительный ущерб и стать причиной чрезвычайной ситуации. На данный момент ученые создают физико-математические модели, позволяющие спрогнозировать условия возникновения подобных ситуаций на орбите.
«Мы проводим эксперименты на уникальных баллистических установках, позволяющих в наземных условиях имитировать воздействие мелких частиц на космические аппараты, — рассказывает руководитель проекта, заведующий отделом НИИ прикладной математики механики ТГУ Александр Герасимов. — Очень важно изучить процессы деформации и разрушения, которым подвергаются металлы, стекло, композиционные материалы, а также получить представление о повреждениях элементов корпуса космического аппарата и различного оборудования, например, оптических приборов».
Наряду с экспериментами томичи занимаются численным моделированием на базе суперкомпьютера ТГУ «СКИФ Cyberia». Математические модели позволят спрогнозировать, как поведут себя те или иные конструкции в ситуациях с заданными условиями внешнего воздействия.
В рамках реализации проекта, поддержанного Российским научным фондом, ученые должны создать новые установки для высокоскоростного метания, позволяющие проводить еще более сложные эксперименты, а также разработать так называемый SPH-метод, который в несколько раз повысит эффективность и скорость расчетов.
Уже полученные результаты исследований позволили предложить и новые средства защиты космических аппаратов. Так, по заказу НПО им. С.А. Лавочкина выполнены расчеты и экспериментально проверены защитные конструкции для исследовательского спутника — орбитальной обсерватории «Спектр-УФ».
«Мы доказали, что практически стопроцентный уровень безопасности от маленьких частиц гарантирует использование комбинированной защиты — двухслойных экранов, выполненных из сетки и сплошного материала. Сетка имеет «зубчатую» конфигурацию и действует по принципу обычной терки. Соударяясь с сеткой, микрочастица дробится, а сплошной экран не дает ее остаткам столкнуться с корпусом спутника. Уже подобраны такие варианты размещения этих элементов, которые позволяют кратно повысить их эффективность», — добавил Александр Герасимов.
В перспективе ученые планируют изучить возможность применения для защиты слоистых материалов — система будет напоминать строение оболочек морских раковин. Работы по изучению и созданию подобного класса материалов ведутся на базе ТНЦ СО РАН. Результаты, полученные объединенным научным коллективом, подтверждены патентами и получили признание как в России, так и за рубежом — в Англии, Португалии, Южной Корее, Китае, США.
Источник: Инновационный портал Томской области
«Мы проводим эксперименты на уникальных баллистических установках, позволяющих в наземных условиях имитировать воздействие мелких частиц на космические аппараты, — рассказывает руководитель проекта, заведующий отделом НИИ прикладной математики механики ТГУ Александр Герасимов. — Очень важно изучить процессы деформации и разрушения, которым подвергаются металлы, стекло, композиционные материалы, а также получить представление о повреждениях элементов корпуса космического аппарата и различного оборудования, например, оптических приборов».
Наряду с экспериментами томичи занимаются численным моделированием на базе суперкомпьютера ТГУ «СКИФ Cyberia». Математические модели позволят спрогнозировать, как поведут себя те или иные конструкции в ситуациях с заданными условиями внешнего воздействия.
В рамках реализации проекта, поддержанного Российским научным фондом, ученые должны создать новые установки для высокоскоростного метания, позволяющие проводить еще более сложные эксперименты, а также разработать так называемый SPH-метод, который в несколько раз повысит эффективность и скорость расчетов.
Уже полученные результаты исследований позволили предложить и новые средства защиты космических аппаратов. Так, по заказу НПО им. С.А. Лавочкина выполнены расчеты и экспериментально проверены защитные конструкции для исследовательского спутника — орбитальной обсерватории «Спектр-УФ».
«Мы доказали, что практически стопроцентный уровень безопасности от маленьких частиц гарантирует использование комбинированной защиты — двухслойных экранов, выполненных из сетки и сплошного материала. Сетка имеет «зубчатую» конфигурацию и действует по принципу обычной терки. Соударяясь с сеткой, микрочастица дробится, а сплошной экран не дает ее остаткам столкнуться с корпусом спутника. Уже подобраны такие варианты размещения этих элементов, которые позволяют кратно повысить их эффективность», — добавил Александр Герасимов.
В перспективе ученые планируют изучить возможность применения для защиты слоистых материалов — система будет напоминать строение оболочек морских раковин. Работы по изучению и созданию подобного класса материалов ведутся на базе ТНЦ СО РАН. Результаты, полученные объединенным научным коллективом, подтверждены патентами и получили признание как в России, так и за рубежом — в Англии, Португалии, Южной Корее, Китае, США.
Источник: Инновационный портал Томской области