Профессор ТУСУРа рассказал об уникальной технологии «интеллектуальных покрытий» для космических аппаратов.

Сейчас в лаборатории космического материаловедения ТУСУРа активно разрабатывают интеллектуальные покрытия для космических аппаратов, исследуют процессы деградации оптических свойств материалов и покрытий под действием факторов космического пространства.

В ТУСУРе лаборатория действует уже 15 лет. Как и прежде, ее заведующим остается Михайлов Михаил Михайлович - доктор физико-математических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, который разработал первый имитатор условий космического пространства.

Михаил Михайлович, для каких исследований необходим имитатор условий космического пространства?

Имитатор «Спектр» мы создали своими силами в 2000 году, Установка позволяет проводить исследования и испытания материалов и покрытий в условиях, имитирующих условия космического пространства на различных орбитах.

Что исследуется в лаборатории космического материаловедения ТУСУРа?

Исследуем температурные зависимости излучательной способности порошков и покрытий в широком диапазоне в положительной и отрицательной области. В лаборатории была создана методология прогнозирования деградации материалов космической техники с научно-обоснованной заменой спектров заряженных частиц в космосе моноэнергетическими пучками при наземных испытаниях. В специализированной вакуумной камере материалы облучаются электронами, а мы наблюдаем, как изменятся свойства материалов.

В лаборатории ведутся крупные научные исследования в космической области по государственным грантам Российского научного фонда (РНФ), Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) и Министерства образования и науки РФ. Среди последних разработок стратегического назначения - технология «интеллектуальных покрытий», в чем заключается уникальность данной разработки?

Мы выполняем две важные фундаментальные задачи: создаем покрытия, которые длительное время не меняют свои характеристики, поддерживая температуру и увеличиваем срок эксплуатации спутникового аппарата. Для того чтобы приборы исправно работали и предоставляли точную информацию, температура покрытий должна оставаться в пределах 20 оС. Однако в процессе длительной эксплуатации покрытия, находящиеся на поверхности аппарата, деградируют под действием внешних факторов: заряженных частиц и ультрафиолетового излучения. «Интеллектуальные покрытия» самостоятельно отслеживают, как изменяется коэффициент поглощения и излучательная способность.

В чем преимущество нанопорошков, которые применяют в основе «интеллектуальных покрытый»?

В основе «интеллектуальных покрытий» используется синтез нанопорошков, модифицированных наночастицами или синтезированных с применением наночастиц с фазовым переходом, который изменяет излучательную способность и сохраняет температуру неизменной. Использование порошков дает преимущество: повышает радиационную стойкость, способствует увеличению стабильности к облучению. На данный момент первый этап научно-исследовательской работы «Разработка поглощающих покрытий со свойствами стабилизации температуры на основе манганитов редкоземельных элементов с управляемыми фазовыми переходами» в рамках проектной части государственного задания завершен, но нам предстоят еще два года больших исследований до окончательного результата. В ТУСУРе также начинает разрабатываться технология «черных» покрытий. Есть аналоговые зарубежные проекты, но они не столь эффективны. Подобным проектом занимались японцы в начале 2000-х, но они предложили технологию в виде плиток, которую «наклеивали» на космический аппарат. Плитка быстро разрушалась, что приводило к поломке целого спутника. В нашей лаборатории впервые начали разрабатывать технологию в виде краски, которая более удобна в применении.

Возможно ли применение технологии «интеллектуальных покрытий» не только в космических, но и гражданских областях промышленности?

Термостабилизирующее покрытие способно в зависимости от температуры окружающего пространства и от температуры объекта, на который они нанесены, изменять излучаемую мощность. Материалы для покрытий могут использоваться в краске на основе пигментов с излучательной способностью. Если такую краску нанести на внешние стены жилого дома в холодное время, то тепло сохранится гораздо дольше. Для сибирских регионов такая разработка особенно актуальна. Еще одна область применений – использование покрытия для емкости, где происходят технологические или химические процессы. Такая технология необходима при изготовлении лекарств, где недопустимы температурные изменения. Если реактор обработать специальным покрытием, то при любых внешних изменениях температура внутри останется постоянной.

Справка

Михаил Михайлов - специалист в области радиационного и космического материаловедения, физики и химии поверхности твердого тела. Заслуженный деятель науки РФ, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, лауреат премии Томской области в сфере образования и науки, награжден медалью им. М.В. Келдыша Федерации космонавтики РФ.

С 2000 года работает в ТУСУРе, где организовал и возглавил лабораторию радиационного и космического материаловедения Является членом шести докторских диссертационных советов городов Сибири и Дальнего Востока, работает в оргкомитетах международных научных конференций.