Ученые Научно-исследовательского института прикладной математики и механики (НИИ ПММ) Томского государственного университета разработали систему защитных конструкций для исследовательского спутника «Спектр-УФ». Орбитальная обсерватория предназначена для работы в ультрафиолетовом диапазоне спектра, недоступном для наблюдения с Земли. Космический телескоп позволит ученым проводить исследования наиболее загадочных стадий эволюции Вселенной, изучать раннюю эволюцию звезд типа Солнца, а также физико-химический состав планетных атмосфер в Солнечной системе и за ее пределами.
– К нам обратился представитель НПО им. С.А. Лавочкина – одного из главных разработчиков и создателей орбитальной обсерватории, – рассказывает заведующий отделом механики деформируемого твердого тела НИИ ПММ ТГУ Александр Герасимов. – Техническая задача, которую потребовалось решить – обеспечение защиты наиболее важных частей нового спутника – его топливных баков – от мелких фрагментов космического мусора и метеорных частиц естественного происхождения, приходящих из дальнего космоса.
От крупных техногенных осколков, которые отслеживаются с Земли, МКС и другие исследовательские объекты уводят посредством маневров. Но и частицы даже самого малого диаметра 1,5-2 мм представляют серьезную опасность. Двигаясь со скоростью 8 километров в секунду, они способны повредить спутник или и вовсе вывести его из строя. Для защиты от таких атак на корпус космических аппаратов устанавливают специальные экраны. К ним предъявляются два основных требования – прочность и легкость.
Чтобы максимально обезопасить космический телескоп, его создатели обратились в НИИ ПММ ТГУ. Именно здесь находятся две из пяти российских баллистических установок, позволяющих в наземных условиях имитировать воздействие различных элементов осколочно-метеороидной среды на космические аппараты.
– При помощи теоретических расчетов удалось подобрать оптимальный способ защиты баков спутника, он заключается в установке двух преград – защитного экрана и металлической сетки, которая первой встречает атакующие частицы и дробит их, – рассказывает Александр Герасимов. – Затем была проведена серия практических экспериментов – производились выстрелы из легкогазовой пушки металлическими частицами весом 0,3 грамма (в соответствии с ТЗ) со скоростью 8 км в секунду по преградам.
Результаты испытаний подтвердили, что конструкция, предложенная учеными ТГУ, обеспечивает максимально эффективную защиту корпусу спутника. Остатки фрагментов, раздробленные сеткой попадают на экран и рассеиваются, не нанося ущерба космическому аппарату. Добавим, что запуск исследовательского спутника, созданного совместными усилиями России и Испании, запланирован на май 2021 года.
Работу над проектом «СПЕКТР-УФ» возглавляет Россия, но также в нем участвуют Германия и Испания. Предполагается, что эта космическая обсерватория будет единственным крупным инструментом для ультрафиолетовых исследований после завершения работы космического телескопа Hubble, срок службы которого должен закончиться примерно через два года.