Околоземное пространство – агрессивная среда для искусственных аппаратов, которые человек выводит на орбиту.  На их оболочку воздействуют космическая пыль и солнечное излучение, ионный ветер и частицы высокой энергии, удары нанометеоритов и фрагменты разрушенных спутников. Как повреждаются поверхности космических аппаратов и какими характеристиками должны обладать материалы для их изготовления − это предмет исследования ученых.

К решению этой задачи подключились воспитанники Образовательного центра «Сириус» в рамках программы «Большие вызовы». В 2021–2022 годах они совместно с АО «Завод Протон», НИУ «МИЭТ» и ОГУ имени И.С. Тургенева создали прототип космического сканирующего зондового микроскопа и специальные антенны, которые будут принимать от него данные о воздействии космической среды на поверхность космических аппаратов.
После вывода на орбиту аппарат будет с нанометровой точностью сканировать поверхность зеркала из золота, которая подвергается всему спектру воздействий открытого космоса. Снимки поверхностей будут передаваться по радиосвязи на Землю для того, чтобы специалисты могли оценить процессы разрушения материалов в условиях космоса. В этой работе активное участие принимают школьники регионов РФ. 

«Это первая в России попытка вместе со школьниками создать реальный массив big data для конкретной практической цели и выполнить их распределенный анализ», − рассказал методист направления «Нанотехнологии» ОЦ «Сириус» Юрий Хрипунов.

В рамках первого этапа решения задачи дети работали в лаборатории Образовательного центра, оборудованной российскими сканирующими зондовыми микроскопами СММ-2000. Ребята сумели изготовить и успешно опробовать специальные антенны для приема кадров с космического зондового сканирующего микроскопа, создав после этого для всех других школьников видеоролик-пособие по приему снимков.
«На втором этапе участники работали на специальной вакуумно-плазменной установке, в которой воздействовали плазмой на образцы материалов по подобию солнечной плазмы, и исследовали на зондовых микроскопах их разрушение. В процессе школьники усовершенствовали зондовые микроскопы и создали летную версию космического микроскопа. Кроме того, получен патент на изобретение с мировым приоритетом», − пояснил руководитель и автор проекта, начальник научной лаборатории МИЭТ и ведущий конструктор «Протона» Борис Логинов.

В настоящее время проект вышел на новую стадию: ребята должны научиться анализировать данные, которые будут поступать с нанозонда после того, как его выведут на орбиту.

К работе над проектом планируют подключить талантливых ребят из российских регионов. По словам Юрия Хрипунова, в 2022 году эксперты намерены подобрать инфраструктуру и педагогов, готовых работать в команде проекта в своих городах.
В ноябре в рамках проекта стартовали две образовательных программы в Орле и Кемерове, которые будут вести педагоги, прошедшие курсы повышения квалификации в «Сириусе». Позже к проекту подключатся Воронеж, Брянск, Новосибирск, Белгород, Бийск − региональные центры, в чьем распоряжении есть зондовые микроскопы. Основная работа начнется в 2023/2024 учебном году, когда аппарат пройдет тестирование и заработает в полную силу.

Подробнее

Информация и иллюстрация сайта ОЦ «Сириус»