Инновационные виброизоляторы на основе материала МР, созданные специалистами Самарского национального исследовательского университета, станут надежной защитой для сложнейшей исследовательской аппаратуры миссии "ЭкзоМарс-2020". Этот прорывной проект реализуется в тесном сотрудничестве с ИКИ РАН и открывает новые горизонты в освоении Красной планеты.
Подготовка к грандиозной космической миссии
Исследовательское оборудование, предназначенное для изучения Марса в рамках амбициозной миссии "ЭкзоМарс-2020", успешно проходит финальные испытания. Центральным элементом научного комплекса выступает высокотехнологичный оптический инструмент — фурье-спектрометр ФАСТ, который займет свое место на посадочной платформе космического аппарата. Этот революционный прибор создан для комплексного анализа марсианской атмосферы, точной регистрации ее компонентов, включая загадочный метан, а также для непрерывного мониторинга температурных показателей, изучения аэрозолей и детального анализа минералогического состава поверхности планеты.
Поиск жизни на Красной планете
Данные о концентрации метана в атмосфере Марса могут стать ключом к разгадке одной из величайших тайн Вселенной — существования жизни на соседней планете. На Земле этот газ активно производят различные микроорганизмы, что делает его важнейшим биомаркером. Ученые уже обнаружили, что уровень метана в марсианской атмосфере подвержен периодическим изменениям, однако природа этих флуктуаций остается загадкой. Фурье-спектрометр ФАСТ, специально сконструированный для прецизионного анализа газовых образцов, призван пролить свет на эту интригующую проблему. Однако для корректной работы этого сложнейшего прибора необходима качественная защита от вибраций, поэтому ИКИ РАН обратился за помощью к ведущим экспертам Самарского университета.
Революционная технология металлорезины
Непревзойденную динамическую стабильность фурье-спектрометра ФАСТ обеспечат инновационные виброизоляторы, изготовленные из уникального материала МР (металлорезины). Этот передовой демпфирующий материал представляет собой плод многолетних исследований ученых Самарского университета и производится в специализированных лабораториях вуза. Материал МР сочетает в себе лучшие эксплуатационные характеристики резины с исключительной устойчивостью к агрессивным космическим условиям: радиационному излучению, экстремальным температурным перепадам и интенсивным динамическим воздействиям, типичным для космического пространства.
Секреты уникальной конструкции
Особенность материала МР кроется в инновационной технологии изготовления, основанной на специальном плетении и прессовании спиральных металлических волокон различного диаметра. Благодаря этому уникальному сочетанию редких физических свойств, виброизоляторы из МР эффективно нейтрализуют разрушительное воздействие экстремальных вибрационных и ударных нагрузок на бортовое оборудование, неизбежно возникающих при запуске космических аппаратов и выведении их на орбиту.
Ведущий специалист отраслевой научно-исследовательской лаборатории вибрационной прочности и надежности авиационных изделий Самарского университета отмечает значительные преимущества металлорезины перед традиционными резиновыми виброизоляторами. В условиях открытого космоса, где температура может достигать абсолютного нуля, обычная резина становится хрупкой и непригодной для использования. Кроме того, резиновые материалы подвержены озоновому старению и разрушению под воздействием солнечной радиации.
Впечатляющие характеристики материала МР
Изделия из материала МР, благодаря своей цельнометаллической структуре, демонстрируют удивительную стойкость к температурам до минус 270 °С. Они обладают высокими ресурсными показателями, поскольку процессы деградации в них протекают значительно медленнее по сравнению с альтернативными материалами. Еще одно замечательное преимущество металлической альтернативы резины заключается в том, что при частичном разрушении прессованных волокон спирали внутри виброизолятора его демпфирующие характеристики только усиливаются, обеспечивая дополнительную надежность системы.
Плодотворное партнерство с ИКИ РАН
Данное сотрудничество представляет собой уже второй успешный опыт взаимодействия Самарского университета с ИКИ РАН в рамках марсианских исследований. На первом этапе миссии "ЭкзоМарс-2016" потребовалось создать надежную виброзащиту для фурье-спектрометра ТИРВИМ. Для таких высокоточных приборов необходима исключительно цельнометаллическая конструкция без использования полимерных компонентов, и металлорезина идеально соответствует этим строгим требованиям.
Плодотворное сотрудничество между учреждениями насчитывает уже около 15 лет успешной работы. За этот период специалисты Самарского университета создали восемь различных систем виброизоляции для разнообразных типов научных приборов, что свидетельствует о высоком уровне доверия и признания качества их разработок.
В настоящее время активно продолжается сборка и всесторонние испытания фурье-спектрометра ФАСТ. По завершении текущего этапа, возможно, потребуется дополнительная оптимизация системы виброзащиты. Тем не менее, предыдущая партия виброизоляторов из материала МР для прибора ТИРВИМ в полной мере соответствовала всем строгим требованиям ИКИ РАН и была успешно интегрирована в космический аппарат без каких-либо модификаций, что подтверждает высочайший уровень качества самарских разработок.
