Рассказываем о космических исследованиях, которые помогут освоить новые планеты и улучшить жизнь на Земле

Рассказываем о перспективных разработках ведущих российских университетов — участников программы «Приоритет 2030», которая в 2021 году стартовала в рамках национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России, и федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» национальной программы «Цифровая экономика РФ».

Отслеживать миграцию животных и замечать нефтяные разливы

В 2022 году на Международной космической станции (МКС) появится новейшая разработка ученых из Московского физико-технического института — многоканальный гиперспектральный комплекс. Установку создали на базе лаборатории космической оптико-электронной аппаратуры «Элфокс» МФТИ при участии Научно-производственного объединения «Лептон». В октябре 2021 года комплекс прошел полный цикл испытаний для отправки в космос.

Разработка многоканального гиперспектрального комплекса. Фото: mipt.ru

Гиперспектральный комплекс будет наблюдать Землю из космоса и проводить детальную съемку наземных объектов в видимом и инфракрасном диапазонах спектра.

Комплекс сможет определить и распознать, например, структуру лиственного покрова или маршруты ухода животных из привычной зоны обитания. Эти данные помогут ученым сделать выводы относительно состава лесных массивов и причин миграции животных.

Еще одна важная функция гиперспектрального комплекса — возможность выявлять и фиксировать разливы нефти. Аппарат позволит не только заметить загрязнение акваторий в результате морских и океанических разливов нефти, но и проконтролировать его уровень. Только в 2019 году, по данным Министерства энергетики, на топливно-энергетических предприятиях произошло более 17 тысяч аварий, которые привели к разливам нефти. Гиперспектральная информация поможет вовремя купировать и минимизировать последствия таких событий.

У МФТИ есть прямой доступ к российскому сегменту МКС как к лаборатории, позволяющей проверить прибор в реальных условиях:

«В случае успеха мы подготовим свои предложения руководству Российского космического агентства для их реализации в рамках федеральной космической программы. Подобные приборы крайне востребованы, а аппарат, разработанный в России, не уступает зарубежным аналогам», — говорит заведующий лабораторией космической оптико-электронной аппаратуры «Элфокс» МФТИ Сергей Шибанов.

Как Россия развивает науку и технологии

3D-принтер на орбите

На МКС в скором времени отправится 3D-принтер, разработанный в Томском политехническом университете (ТПУ). По плану уже в июне 2022 года грузовой корабль «Прогресс МС-20» доставит 3D-принтер на орбиту.

Прямо сейчас в томском Политехе завершается финальный этап проектирования 3D-принтера, который будет печатать образцы и детали из термопластичных полимеров методом послойного наложения расплавленной полимерной нити. Разработка нужна для эксперимента по 3D-печати, посвященного отработке аддитивных технологий производства изделий из полимерных материалов в условиях орбиты.

Разработка 3D-принтера для работы на МКС. Фото: news.tpu.ru

Эксперимент начнут космонавты Олег Артемьев, Денис Матвеев и Сергей Корсаков, которые полетят на станцию в марте на пилотируемом корабле «Союз МС-21». Сначала полученные образцы 3D-печати вернут на Землю, чтобы ученые смогли сравнить их с такими же образцами, сделанными наземным 3D-принтером. Это позволит всесторонне исследовать влияние микрогравитации на 3D-печать и подготовиться к полноценному внедрению новой технологии.

Такое применение аддитивных технологий позволит изготавливать необходимые детали и инструменты прямо в космосе, а не ждать их поставки на транспортных кораблях с Земли. Более того, 3D-печать сможет обеспечить выполнение дальних и долгосрочных пилотируемых космических полетов. Кроме этого, похожая технология 3D-печати может применяться для лечения критических переломов и опухолей костной ткани или в окружающих мягких тканях с метастазами в кость.

Ученые томского Политеха имеют внушительную экспертизу в сфере исследования космических разработок. Именно в этом университете создали последнюю советскую автоматическую межпланетную станцию, запущенную к Луне. В 1976 году «Луна-24» доставила на Землю ценные образцы лунного грунта, позволяющие проводить дальнейшие исследования.

Новый способ защиты от космической радиации придумали ученые из ИТМО

В открытом космосе спутники часто портятся из-за электромагнитного излучения и воздействия потоков ионов с высокой энергией. При постоянном высокоинтенсивном воздействии происходит ионизация материалов, и устройство начинает работать с перебоями. Поэтому так необходимо совершенствовать защиту техники в космосе.

Ученые Университета ИТМО разработали новый материал для создания силовой электроники. Это полупроводник на основе оксидов галлия и алюминия, который лучше переносит воздействие космической радиации по сравнению со своими предшественниками.

Образцы кристаллов оксида галлия. Фото: news.itmo.ru

Во время разработки защитного материала ученые обращали внимание на полупроводники с максимально широкой запрещенной зоной. Чем шире у полупроводникового материала запрещенная зона, тем выше его удельное сопротивление и, как правило, тем большие напряжения он может выдерживать. Как выяснилось, этот показатель также влияет и на устойчивость к радиации.

Эксперты ИТМО стали экспериментировать с оксидом галлия, хорошо известным полупроводниковым материалом, но в процессе работы выяснилось, что оптимальным материалом является арсенид алюминия-галлия.

Ученые не исключают, что новый материал можно будет применять не только для космических спутников, но и для земных приборов, которые работают в условиях повышенного радиационного фона.

Как Россия развивает науку и технологии

Маршруты кораблей в опасных зонах будут мониторить из космоса

Группа студентов Высшей школы экономики принимает участие в разработке российской спутниковой автоматической идентификационной системы (AIS) мониторинга судоходства. Этот проект поможет отслеживать и корректировать маршруты движения судов, в том числе в таких опасных зонах, как Арктика и Северный морской путь.

В основе проекта — отечественная платформа формата CubeSat 3U разработки компании «СПУТНИКС». Это наноспутник стандартного размера 30×10 х 10 см. Его полезная нагрузка состоит из аппаратно-программного комплекса AIS, который принимает навигационные данные с судов. Собранная информация с космического аппарата передается на наземные станции. Запуск спутниковой миссии состоится в течение 2022 года.

Это не первый проект космических аппаратов, реализованный специалистами НИУ ВШЭ. Прямо сейчас на орбите находятся кубсаты CubeSX-HSE и CubeSX-Sirius-HSE, запущенные в 2021 году.

Малый космический аппарат формфактора Cubesat 3U, CubeSX-HSE. Фото: miem.hse.ru

Это тоже интересно:

Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас