Российские ученые создали уникальную защиту от радиации
Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в
Госкорпорацию «РОСКОСМОС») разработали инновационное
радиационно-защитное покрытие радиоэлектронной аппаратуры, превосходящее
иностранные аналоги по экономическим и технологическим характеристикам.
Его применение позволит продлить сроки работы российских спутников на
орбите, уменьшить массу и габариты приборов космического назначения и
дать новый импульс развитию малых космических аппаратов. Кроме
ракетно-космической промышленности инновационное покрытие будет
применяться в атомной энергетике и медицине. Разработка представлена на
авиакосмическом салоне МАКС-2017.
Космическая радиация – один из ключевых негативных факторов, влияющих
на продолжительность работы космических аппаратов. Под воздействием
ионизирующих излучений в структуре материалов возникают дефекты,
изменяются их механические и электронные свойства. Особенно губительна
радиация для электроники космических аппаратов. По мере накопления дозы
от ионизирующего излучения происходит деградация характеристик
устройства, что зачастую приводит к выходу из строя комплектов приборов
или всего космического аппарата.
Для защиты наиболее чувствительных компонентов космических аппаратов
применяются алюминиевые корпуса, что существенно увеличивает их габариты
и вес. Разработанное в РКС специальное покрытие для защиты электроники
от радиации позволяет решить эту проблему.
Инженер-исследователь РКС, разработчик радиационно-защитного покрытия
Федор ВИЛКОВ: «Наше решение даст большую свободу разработчикам и
позволит им создавать более сбалансированные по соотношению веса и
защищенности приборы. Покрытие, в отличие от корпусов, позволяет
действовать более точечно, защищая не весь прибор, а только его наиболее
уязвимые элементы. При этом все проведенные тесты и испытания
демонстрируют, что разработанный нами защитный состав как минимум в
2–2,5 раза эффективнее аналогичного по толщине слоя алюминия».
Радиационно-защитное покрытие представляет собой многослойную
структуру, состоящую из чередующихся слоев с разным эффективным атомным
номером. Такая структура не только останавливает налетающие частицы, но и
эффективно поглощает образовавшееся в результате их рассеивания
тормозное излучение.
Важнейшей особенностью, отличающей созданное в РКС
радиационно-защитное покрытие от лучших мировых аналогов, является
простота его нанесения. Для выполнения этой операции не требуется
специальное «чистое» помещение и сложное оборудование. При этом
стоимость российского покрытия по сравнению с французскими и
американскими аналогами отличается в несколько раз.
Еще одним преимуществом разработки РКС является возможность его
применения на низких околоземных орбитах, что особенно актуально для
перспективных малых космических аппаратов, аппаратов ДЗЗ и Международной
космической станции.
На низких орбитах присутствует атомарный кислород, который вызывает
эрозию приповерхностных слоев материалов. В составе разработанного в РКС
покрытия использовали неорганическую матрицу – связующие слои
неорганических веществ, устойчивые к воздействию атомарного кислорода.
Применение защитного покрытия расширит номенклатуру компонентной базы
для малых космических аппаратов. Обработка составом позволит для
повышения радиационной стойкости использовать даже обычные промышленные
микросхемы, стоимость которых иногда в разы меньше специальной
«космической» электроники.
Сейчас радиационно-защитное покрытие проходит испытания. В ходе
тестирования, которое специалисты РКС проводили вместе с коллегами из
Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (НИЯУ
МИФИ), покрытие, задействованное в качестве дополнительной защиты
алюминиевого корпуса, повысило показатель ослабления потока частиц в 4–7
раз.
После завершения испытаний радиационно-защитное покрытие планируется
использовать в бортовой аппаратуре космического назначения,
производящейся в РКС. При этом, учитывая высокие экономические и
технологические характеристики разработки, оно может использоваться на
Земле – для обеспечения защиты медицинской техники или элементов
оборудования атомных реакторов.
https://www.roscosmos.ru/23791...
Рейтинг публикации:
|
