X Международная научно-техническая конференция
"Информационные технологии в науке, технике и образовании"

Республика Абхазия, Пицунда. Сентябрь 2013 г.
Ю.В.Кубарев
Председатель Оргкомитета - вице-президент
Академии инженерных наук имени А.М.Прохорова,
д.ф.-м.н., проф. КУБАРЕВ Юрий Васильевич
На главную страницу Лаборатория Ю.В. Кубарева
Лаборатория
Ю.В. Кубарева
 
О конференции и её участниках
Оргкомитет и Секретариат
О председателе Оргкомитета
Секции
Тематика
Фотогалерея
Новости конференции
Органы власти и общественные организации о конференции
СМИ о конференции
Контакты
 
Яндекс.Метрика
К началу Научные труды Публикации Интервью

Магнитоплазмодинамический ускоритель, его применение в наземных и космических условиях

ЧАСТЬ 1. Применение магнитоплазмодинамического ускорителя для наземных испытаний материалов наружных поверхностей космических аппаратов

Ю.В. КУБАРЕВ, д.ф.-м.н., проф., лауреат Государственной премии СССР, Заслуженный деятель науки РФ, вице-президент АИН им. А.М. Прохорова

В.Н. ЧЕРНИК, старший научный сотрудник НИИЯФ МГУ, к.ф.-м.н., доцент

 

 

Рассмотрено применение магнитоплазмодинамического ускорителя для формирования высокоскоростных потоков плазмы и нейтральных частиц кислорода для задачи имитации воздействия ионосферы на материалы при орбитальных полетах космических аппаратов.

 

Заметки о важности изобретения Ю.В. Кубарева

 

Развитие мировой космонавтики в последние десятилетия XX века поставило целый ряд взаимосвязанных научно-технических проблем, часть которых приведена во введении статьи.

Не подлежит сомнению, что дальнейшие исследования Солнечной системы автоматическими космическими аппаратами (КА), а также межпланетные пилотируемые экспедиции будут осуществляться с массовым использованием электрореактивных двигателей (ЭРД). Уже сейчас стоит задача исследования воздействия на КА и окружающую среду плазменных образований, создаваемых ЭРД. Необходимыми представляются и исследования воздействия на КА (на его поверхность, оборудование, экипаж) межпланетного пространства и излучения Солнца. Особенно актуальны такие исследования в связи с проектами пилотируемых космических кораблей к Марсу, проектами обитаемых лунных баз.

Одна из главных проблем при конструировании и создании пилотируемого марсианского корабля состоит в том, чтобы защитить его экипаж от воздействия космического излучения при полете к Марсу и обратно, а также при нахождении космонавтов на марсианской орбите и на поверхности этой планеты. Аналогичные задачи возникнут при создании обитаемых баз на Луне и на астероидах. Исследование и решение этих и иных проблем в реальных космических условиях - задача, несомненно, сложная, долговременная и дорогостоящая.

В числе важных шагов в этом направлении можно назвать обязательные наземные испытания с использованием магнитоплазмодинамического ускорителя (МПДУ) в его различных конструктивных вариантах. Этот новый тип многоцелевого ускорителя впервые в мире изобрел и испытал, будучи еще студентом МФТИ, известный отечественный ученый-исследователь Ю.В. Кубарев. Сначала им в лабораторных, а затем и в космических условиях были проведены комплексные исследования МПДУ, установлено важное научное открытие. Автор доказал перспективность использования ускорителя в качестве ЭРД средней и большой тяги в космонавтике и в других областях науки и техники. Так, например, при разработке радиоантенн перед установкой их на орбитальных станциях «Алмаз», «Салют-7», а затем и «Мир», они предварительно проходили испытания в лаборатории Ю.В. Кубарева в плазменных образованиях, созданных МПДУ в высоковакуумной камере, имитирующей условия Космоса. Сегодня радиотехнические антенны связи широко используются на действующей МКС.

Созданные с помощью МПДУ в лабораторных условиях потоки плазмы и нейтральных частиц используются в космическом материаловедении.

Обычно исследования лакокрасочных покрытий космических аппаратов, а также конструкционных материалов проводятся с испытанием их на пилотируемых долговременных орбитальных станциях (ДОС). На поверхности станции перед их запуском закрепляются образцы материалов покрытий, которые в полете подвергаются воздействию Космоса в течение нескольких месяцев. Космонавты во время выхода в открытый Космос снимают эти образцы и устанавливают новые. Снятые образцы возвращаются на Землю для исследований. Так было и на станции «Салют-7».

Экипаж этой первой длительной основной экспедиции был составлен из командира А. Березового и бортинженера В. Лебедева. В рамках программы полета мы вышли 30 июля 1982 г. в открытый Космос на 78-е сутки полета. Программа выхода предусматривала работу на поверхности ДОС с приборами и оборудованием, TV-репортаж, кино- и фотосъемки, осмотр солнечных батарей и разных датчиков. В числе важнейших задач выхода значилась работа с эталонными образцами материалов с поверхности станции, которые подвергались агрессивному воздействию космического излучения, атомарного кислорода и потока электронов, экстремальным факторам резкого перепада температур. Все это нужно было осмотреть, проверить, часть блоков снять, другие заменить, а также установить на поверхности станции новые приборы и образцы материалов. Это заняло около двух с половиной часов напряженной работы. Снятые образцы материалов впоследствии мы отправили на Землю для исследования при возвращении экипажа второй экспедиции посещения, состоящей из командира Л. Попова, исследователя С. Савицкой и бортинженера А. Сереброва.

Процедура испытаний материалов в Космосе существенно упрощается при использовании в наземных условиях МПД ускорителей.

Солнечные батареи (СБ) - основной источник энергии на ДОС. Поэтому конструкторы батарей проявляют особый интерес к воздействию атомарного кислорода на фотоэлементы и токопроводники, выполненные из серебра. Испытания СБ с применением МПДУ показали, что воздействие атомарного кислорода приводит к потере массы материала и уменьшению толщины токопроводящей шины, что ухудшает электрические свойства батарей.

Лабораторные исследования позволили конструкторам рассчитать токопроводящую систему СБ, улучшить ее, что дало возможность продлять срок эксплуатации всей орбитальной станции.

В нижеприведенной статье исследованы эти и названы другие задачи, в которых использовался МПДУ, часть из них будет опубликована в дальнейшем. Изобретенный Ю.В. Кубаревым уникальный ускоритель плазмы, испытанный на Земле и в Космосе, востребован мировой космонавтикой и будет необходим землянам при исследованиях Солнечной системы, во время межпланетных пилотируемых полетов, при освоении Луны и астероидов.

А.Н. Березовой, летчик-космонавт СССР, Герой Советского Союза, академик Российской академии космонавтики, член бюро Президиума ФК РФ

 

"Наука и технологии в промышленности". №4, 2008

Чтобы прочитать всю статью с иллюстрациями, её надо скачать в формате PDF

Скачать статью полностью в формате PDF