Ученые ПГНИУ разрабатывают космические оболочки нового поколения

Ученые Пермского университета разрабатывают самораспаковывающиеся оболочки для крупногабаритных конструкций, которые отвердевают прямо в космосе. Как уточняют в университе, такие разработки ведут только в Перми и Австралии. Поднимают опытные образцы в стратосферу и тестируют в вакуумных камерах. Исследовательская группа готовится запатентовать свое изобретение.

Вакуумная камера в ПГНИУ

Источник: пресс-служба ПГНИУ

Во время космических исследований на станциях необходимы помещения для лабораторных отсеков, хранения вещей, сбора космического мусора. Если в сам летательный аппарат эти конструкции не вписываются, то обычно их запускают отдельными блоками (модулями), которые после вывода на орбиту стыкуются с МКС. Однако транспортные ракеты имеют ограничения по грузоподъемности, а их грузовые отсеки жестко ограничены в объемах.

Сообщается, что новый подход, предлагаемый учеными Пермского университета, предполагает использование надувных или пневматических конструкций, которые распаковываются и отвердевают прямо в космосе. В основе оболочки — препрег, ткань из углеродного волокна, которая пропитывается эпоксид-полимерами. В открытом космосе ткань отвердевает и превращается в устойчивую жесткую конструкцию.

Они имеют менее жесткие ограничения по размерам, не требуют многочисленных запусков носителей. Экипаж корабля может не участвовать в сборке, так как раскрываются они автоматически. Оболочки компактны и удобны для транспортировки,

— рассказал один из руководителей проекта, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой прикладной математики и информатики Сергей Русаков.

Благодаря небольшому весу оболочки, ракетоноситель испытывает меньше перегрузок при старте, а сами конструкции применимы даже в дальнем космосе. Кроме того, если придать оболочке специальную форму, то ее можно использовать как антенну для наноспутников.

Сейчас разработчики решают задачу отработки технологии отверждения конструкции в космосе. Большинству смол для отвердевания требуется определенный температурный режим. Для нагрева ученые предлагают использовать солнечную энергию, а для равномерного отвердевания поверхности — вращать оболочку вокруг своей оси. Этому решению посвящена статья в американском международном журнале в сфере космической политики и права «Acta Astronautica», которая выйдет в октябре 2018 года.

Для экспериментального подтверждения разработки исследовательская группа проверяет небольшие опытные образцы в специальных вакуумных камерах, в которых создается разреженный воздух как на околоземной орбите. Чтобы проверить воздействие космического излучения на конструкцию в целом, в 2014–2016 ученые совершили шесть стратосферных запусков опытных образцов. Их поднимали на высоту 35 км, где атмосфера Земли уже не защищает от излучения. Это уникальный опыт для российского научного сообщества — до этого подобные запуски удалось сделать только единожды в Австралии, сотрудникам университета Сиднея, в партнерстве с которыми идет разработка проекта.

В конце 2017 года ученые выиграли новый грант регионального конкурса научных проектов международных исследовательских групп на продолжение разработки. В ближайшие три года разработчики получат субсидии от Министерства образования и науки Пермского края для реализации научного проекта в размере 6 млн рублей.