Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду. Это позволяет в наземных условиях дать реальную оценку эффективности покрытия и довести его прочность до нужного уровня.
Испытания проводятся по заказу Ракетно-космической корпорации «Энергия», которая ведет разработку нового космического корабля и перспективных модулей международной космической станции, и заинтересована в повышении защиты стекол иллюминаторов и других оптических деталей от повреждающего воздействия высокоскоростных микрометеороидов.
– Мы в лабораторных условиях моделируем процессы соударения микрочастиц с такими преградами на космических скоростях, – говорит профессор кафедры динамики полета ФТФ ТГУ и ведущий научный сотрудник НИИ ПММ ТГУ Юрий Христенко. – После этого ученые ИФПМ СО РАН и ТПУ анализируют специфику полученных повреждений.
Уже проведена серия испытаний защитных покрытий системы на основе никеля, алюминия, кремния и азота, характеризующихся высокой степенью прозрачности в видимом диапазоне спектра, и высоким уровнем механических свойств. Экспериментальные образцы бомбардировали потоком микрочастиц железа со средним размером 56 мкм, и формой, близкой к сферической.
Результаты совместных научных исследований показали, что нанесение многослойных защитных покрытий с наноструктурой позволяет не только обеспечить трехкратное увеличение микротвердости поверхностного слоя образцов кварцевого стекла, но и существенно поднять их упругие и релаксационные характеристики. Результаты исследований и опытные образцы стекол иллюминаторов с покрытиями переданы заказчику.
Планируется, что помимо тестирования новых стекол космических аппаратов, ученые НИИ ПММ будут проводить испытания специальных покрытий для солнечных батарей, обеспечивающих электропитание спутников и орбитальных станций. Их фотоэлементы тоже страдают от ударного воздействия космической пыли. Эрозия приводит к ухудшению прозрачности верхнего слоя и снижает КПД систем энергообеспечения космических аппаратов. Перед тем как использовать новые покрытия на практике, защиту солнечных батарей на Земле опробуют томские ученые.
Видео доступно здесь.