Наука и технологии России

Вход Регистрация

Космические излучения будут изучать сообща

Срок «жизни» спутников сегодня ограничен в лучшем случае 10-15 годами. Одной из главных причин выхода приборов из строя является жёсткое воздействие космических излучений, даже естественное радиационное поле нашей планеты негативно влияет на космические аппараты, лишённые защиты земной атмосферы. Потоки тяжёлых заряженных частиц — протонов, ядер химических элементов, ионов, обладающих относительно высокой энергией, «пронзают» поверхность спутника и приводят к параметрическим и функциональным сбоям. Чтобы продлить срок службы космических аппаратов, необходимо создать для них соответствующую «броню», но сделать это можно лишь изучив влияние космических излучений, как на определённые приборы, так и на системы в целом. На базе Российского федерального ядерного центра — Всероссийского НИИ экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) создаётся Межотраслевой распределённый комплексный центр испытаний ЭКБ (электронной компонентной базы) и РЭА (радиоэлектронной аппаратуры), который объединит опыт российских и зарубежных институтов, занимающихся этой проблематикой. Директор Института ядерной радиационной физики, входящего в состав РФЯЦ-ВНИИЭФ, д.ф-м.н. Николай Завьялов рассказал корреспонденту STRF.ru о самом центре и задачах, которые ставят перед собой его создатели.

Николай_Завьялов Николай Завьялов: «Человечеству на Земле стало тесновато»

В чём основная задача Межотраслевого центра?

– Центр дает возможность реализовать задачи, связанные с защитой космических аппаратов от ионизирующих излучений, с повышением их надёжности и прогнозированием необходимых характеристик составных частей, начиная от основных узлов и блоков, и изделия в целом. На сегодняшний день вся документация по созданию Центра находится на технико-экономическом обосновании в правительстве РФ.

Мы ставим перед собой вопрос о создании нового подхода, с помощью которого можно проводить в полном объёме испытания влияния всех существующих видов космического излучения на электронно-компонентную базу, приборы, даже системы (энергоснабжения, сближения и стыковки и другие) космических аппаратов.

Для этого мы предлагаем дополнить существующую базу принципиально новым оборудованием. Ещё одно очень важное направление связано с преодолением разрыва – сегодня не хватает научной составляющей, связи между разработчиком приборов и производством.

Всё это будет направлено на продление гарантийных сроков эксплуатации всего оборудования и создание более современных по функциональному применению и использованию аналогов – это и экономический эффект нашей работы.

Расскажите подробнее, с помощью каких исследований Центр будет решать поставленные задачи.

На сегодняшний день известно много видов ионизирующего излучения. Максимальная степень отказа оборудования в космосе связана с электростатическими разрядами, есть такое понятие, как «одиночное событие» – воздействие тяжёлых заряженных частиц, есть дозовые эффекты, которые накапливаются в результате длительного процесса облучения, они очень значительно снижают возможный срок службы. Это три основных вида губительного облучения.

Одна из самых главных задач – это проведение в полном объёме исследований на получение одиночных событий под воздействием тяжело заряженных частиц. Для этого Центр будет оборудован ускорителем частиц размером чуть больше футбольного поля, где мы будем разгонять не менее 25 ионов ионы тяжёлых элементов, в первую очередь – висмута. Эти ионы должны в полной мере моделировать все возможные события, которые происходят при облучении прибора в космосе, а мы будем получить отклик от его электронно-компонентной базы.

РФЯЦ-ВНИИЭФ Макет Межотраслевого распределённого комплексного центра испытаний ЭКБ и РЭА на территории РФЯЦ-ВНИИЭФ – ускоритель частиц

Кроме того, будут отдельные приборы для исследования влияния дозовых эффектов и электро-разрядов. Соответствующие установки  по моделированию электронного либо гамма-излучения сегодня существует у нас в стране, в том числе и во ВНИИЭФ. Таким образом, появится возможность одновременно в одном месте проводить испытания по всем видам излучений, чего сейчас нет нигде в России.
Тут важен опыт ВНИИЭФ по изучению ядерных взрывов. С одной стороны, взрывы и космические излучения отличаются по своим характеристикам, но по природе воздействия на ту же электронику они очень близки.

С какими структурами будет сотрудничать Центр?

Сам Межведомственный центр создаётся на базе, в том числе, существующих мощностей ВНИИЭФ и будет находиться в Сарове. Его цель – объединить наших коллег, которые занимаются этой проблематикой, таких, как НИЯУ МИФИ, Институт космических проблем «Роскосмоса» и других. Уже собирается вся экспериментальная и методическая база, которая существует на сегодняшний день.

Кстати, и с зарубежными центрами ведётся совместная деятельность, кроме того, наши сотрудники очень тщательно изучают опыт в данной сфере американских, европейских, японских коллег, смотрят, какие работы планируются в Китае.

И есть ли у Центра конкретные планы по проведению испытаний непосредственно в космосе?

Конечно, в лабораторных условиях не всегда можно в полном объёме смоделировать те условия, которые происходят на самом деле. Когда мы говорим про воздействие лучей в космическом пространстве, мы всегда имеем в виду проведение испытаний на моделирующих установках, с помощью определённых методов, проверяя соответствие условий эксперимента реальным космическим условиям.

На сегодняшний день на орбите находится очень много космических аппаратов, которые занимаются напрямую проведением исследований, в том числе, и по воздействию космического излучения. Естественно, там много своих сложностей: не только с разворачиванием исследований, но и с обеспечением безопасности. Так или иначе, исследования ведутся по очень широким направлениям. Космос сегодня является одной из самых актуальных, я бы даже сказал, сверхактуальных тем.

По-моему, человечеству на Земле стало тесновато. Хотя мы не использовали все ресурсы нашей планеты сегодня, насущной необходимостью является освоение новых территорий.

Космос всегда притягивал, и будет притягивать к себе взгляды. Я думаю, его освоение – это одно из самых величайших приключений человечества.

РЕЙТИНГ

4.51
голосов: 39

Обсуждение