Образцы материалов
3 апреля в НИИЯФ МГУ прошло очередное заседание руководимого заведующим ОЯКИ профессором Л.С. Новиковым Межведомственного семинара «Воздействие космической среды на материалы и элементы космических аппаратов». Заседание было посвящено обсуждению научных результатов космического эксперимента «Компласт» по длительному экспонированию образцов материалов на внешней поверхности Международной космической станции, целью которого являлось изучение изменения свойств материалов под действием космической среды. В заседании семинара приняли участие представители ряда научно-исследовательских организаций, предприятий космической отрасли и вузов Москвы, Королева, Обнинска, Калуги и др.
В ноябре 1998 г. вместе с модулем ФГБ «Заря», с запуска которого начиналось строительство МКС, на орбиту было отправлено несколько раскрываемых панелей «Компласт» с образцами различных материалов, используемых в космической технике. Первоначально предполагалось, что панели, размещенные на внешней поверхности модуля, будут возвращаться на землю для проведения лабораторных исследований образцов с периодичностью в 1–2 года. Однако по ряду причин организовать регулярное возвращение панелей не удалось, и лишь в марте 2011 г. американский космический корабль Discovery, выполняя свой последний полет, доставил в космический центр имени Кеннеди две панели с образцами. Благодаря этому ученые получили уникальную возможность исследовать образцы материалов, экспонировавшиеся в открытом космосе более 12 лет!
Одна из панелей «Компласт» на поверхности МКС
В июле 2011 года панели с образцами были привезены из США в ГКНПЦ имени М.В. Хруничева и затем переданы в НИИЯФ, где было запланировано проведение большого объема исследований. Доставка панелей с МКС осуществлялась в специальном гермоконтейнере, разработанном совместно специалистами НИИЯФ и ГКНПЦ имени М.В. Хруничева. В НИИЯФ было произведено вскрытие гермоконтейнера и извлечение панелей с образцами в заполненной инертным газом герметичной камере, что предотвращало нежелательное воздействие на образцы кислорода, содержащегося в воздухе. При выполнении указанных операций присутствовали прибывшие из США представители NASA и аэрокосмической корпорации Boeing, а также сотрудники ГКНПЦ имени М.В. Хруничева и других российских организаций, принимающих участие в эксперименте «Компласт».
В 2011–2012 годах специалистами НИИЯФ и ряда российских научных центров были выполнены многочисленные исследования образцов с использованием самых современных методов и технических средств. Высокий интерес к результатам этого уникального по длительности экспонирования образцов эксперимента обусловлен не только его научными задачами, но и необходимостью прогнозирования допустимого срока эксплуатации МКС. Для повышения точности такого прогноза учеными НИИЯФ был предложен и реализован метод дополнительного облучения образцов, экспонировавшихся в открытом космосе, пучками электронов, ионов и плазмы, с помощью которых моделировалось воздействие на материалы различных составляющих космической среды.
Вскрытие гермоконтейнера в камере НИИЯФ МГУ
На заседании семинара были заслушаны доклады по наиболее важным результатам проведенных исследований. Во вступительном слове научного руководителя работ по изучению экспонировавшихся образцов Л.С. Новикова были изложены основные задачи эксперимента «Компласт» и кратко охарактеризованы его главные этапы. Представитель ГКНПЦ имени М.В. Хруничева А.Е. Шумов рассказал участникам семинара об истории эксперимента «Компласт» и о том, с какими трудностями было сопряжено возвращение образцов с МКС. Он же представил результаты проведенного в НИИ эластомерных материалов и изделий исследования экспонировавшихся в открытом космосе образцов технических резин. Большой интерес вызвал доклад В.Н. Черника (НИИЯФ), посвященный результатам исследования состава атмосферы в гермоконтейнере, которое было выполнено в НИИЯФ перед вскрытием контейнера. В НИИЯФ с помощью целого ряда диагностических методов, развиваемых в институте, исследовались также обнаруженные на панелях загрязнения, обусловленные выделением из образцов материалов в условиях космического вакуума летучих соединений. Эти результаты были представлены В.П. Петуховым (НИИЯФ). Л.С. Новиков ознакомил участников семинара с результатами анализа воздействия твердых микрочастиц естественного и искусственного происхождения на специально подготовленные для этих исследований образцы материалов с хорошо отполированной поверхностью и на открытые участки поверхности панелей «Компласт». Полученные данные позволяют судить о степени загрязнения околоземного космического пространства техногенными микрочастицами. В докладе Н.А. Козлова (МАТИ имени К.Э. Циолковского) были представлены результаты исследования физических свойств доставленных из космоса образцов клеевых соединений в сопоставлении с контрольными образцами, хранившимися в наземных условиях. И.С. Деев (ФГУП «ВИАМ») рассказал об обнаруженных изменениях в структуре и элементном составе образцов углепластиков.
Обсуждение доклада: слева – Л.С. Новиков, в центре – докладчик В.П. Петухов
Несмотря на то, что исследования образцов еще продолжаются, уже сейчас можно констатировать, что результаты эксперимента «Компласт» позволяют не только предсказать стойкость различных материалов к длительному воздействию космической среды, но и дать достаточно корректный прогноз относительно допустимого срока функционирования МКС. Участники семинара единодушно высказали большую заинтересованность в возвращении с МКС других панелей «Компласт», остающихся до настоящего времени на поверхности станции.