Разработка учёных из Сибири поможет защитить летательные аппараты от космического мусора

12.04.2023 ТАСС 1
Фото: Gettyimages.ru / janiecbros

В Томске разработали модель, которая поможет защитить аппараты от мусора в космосе.

Влияние космического мусора на поверхность летательных аппаратов на орбите изучили с помощью компьютерной модели ученые Института физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск). Такая модель может не только предугадать реакцию материалов на удары мусора, но и подсказать, как можно оптимизировать конструкции аппаратов, сообщило в среду официальное издание СО РАН «Наука в Сибири».

Отмечается, что на орбите очень много космического мусора. И если о приближении больших объектов можно узнать заранее, то о мелких — далеко не всегда. При этом даже песчинка кварца или кусок алюминия, летящие со скоростью несколько тысяч метров в секунду, могут нанести весьма серьезный урон, поэтому летательные аппараты требуют защиты. Но проведение экспериментов в лаборатории очень дорого стоит, поэтому ученые создали компьютерную модель.

«Ученые создали модели, дающие представление о том, что происходит при столкновении космического мусора со специальными защитными экранами и иллюминаторами космических летательных аппаратов. Крошечная песчинка летит в разы быстрее пули, со скоростью 7-8 км/с, и при столкновении с незащищенной поверхностью может оставить на ней след или даже сделать пробоину. Однако использование экрана небольшой толщины позволяет избежать этого», — говорится в сообщении.

На рисунках, иллюстрирующих процесс взаимодействия, видно, как мелкая частица встречается с поверхностью экрана, которая, в свою очередь, тормозит ее, и космический мусор начинает разрушаться. Даже если в экране образуется отверстие, то главная задача выполнена — важный модуль или конструкция летательного аппарата не пострадали, что позволяет продлить срок их эксплуатации на орбите.

Что же касается иллюминаторов, то стекло, из которого они выполнены, — материал очень капризный. С одной стороны, он очень хрупкий, с другой — стекло обладает устойчивостью к ударным нагрузкам. Исследователи моделировали ситуации взаимодействия иллюминатора с космическим мусором разной массы, летящим с разной скоростью. Это позволило им описать, что именно в таких ситуациях происходит с иллюминатором: могут образовывать трещины, сколы или даже отколоться целые куски стекла, а образовавшаяся трещина может привести к разрушению всего иллюминатора.

Данные на перспективу

При этом ученые анализируют воздействие космического мусора не только на уже применяемые материалы, но и на новые — с заранее заданными свойствами, перспективные для использования в аэрокосмической отрасли. Экспериментаторы, в свою очередь, выявляют характеристики материалов или конструкций, а специалисты по компьютерному моделированию имитируют разные варианты развития событий в условиях открытого космоса.

«Полученные результаты могут лечь в основу конструкторских решений, таких как изменение геометрии отдельных элементов конструкций и их оптимизация. Например, применение специальных защитных экранов позволит уменьшить массу основных модулей: в космосе не должно быть ничего лишнего, каждый дополнительный килограмм на орбите стоит космических денег, поэтому летательный аппарат должен быть сконструирован идеально», — отмечается в сообщении.

В дальнейшем исследователи намерены изучить, каким образом удары космического мусора влияют на сварные швы конструкций и околосварные зоны, а также исследовать физические свойства материалов и поведение всей конструкции. Исследования ведутся в рамках госзадания и нескольких грантов Российского научного фонда на уникальных программных комплексах, разработанных учеными ИФПМ СО РАН.

5:00 «Быль о белом горностае». Документальный фильм 12+
6:00 Новости 12+
6:10 Жажда странствий. Непал 12+
7:00 Новости 12+

Получайте лучшие новости от Большой Азии

Подпишитесь на рассылку последних новостей.

Абхазия Азербайджан Армения Афганистан Бангладеш Бахрейн Бруней Бутан Восточный Тимор Вьетнам Грузия Израиль Индия Индонезия Иордания Ирак Иран Йемен Казахстан Камбоджа Катар Кипр Киргизия Китай КНДР Кувейт Лаос Ливан Малайзия Мальдивские Острова Монголия Мьянма Непал ОАЭ Оман Пакистан Палестина Республика Корея Россия Саудовская Аравия Сингапур Сирия Таджикистан Таиланд Туркменистан Турция Узбекистан Филиппины Шри-Ланка Южная Осетия Япония