ТУСУР разработал терморегулирующее покрытие для космических аппаратов
Покрытие на основе силиката цинка и калиевого жидкого стекла поглощает около 7% солнечной энергии. Пока его испытали в лаборатории; в 2028 году его планируют подготовить к внедрению на предприятиях космической отрасли.
Учёные Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) создали керамическое терморегулирующее покрытие для космических аппаратов. Его основа — пигмент силикат цинка Zn2SiO4 и калиевое жидкое стекло K2SiO3. Работа выполнена в рамках программы «Приоритет 2030».
Терморегулирующие покрытия поддерживают заданную температуру на борту аппарата. В начале полетов температура КА поддерживается на уровне 20 о С. Со временем на покрытие действуют ионизирующие излучения: в нём появляются дефекты, поглощение солнечного тепла растёт, аппарат может перегреться, а приборы — ухудшить работу или выйти из строя.
В начале космической эры спутники летали 1-2 года. Сейчас срок службы необитаемых космических аппаратов может достигать 15-20 лет. Для дальнейшего увеличения сроков активного существования КА необходимы качественно новые покрытия, которые будут поддерживать температуру на заданном уровне, обеспечивать работу всех приборов и устройств в течение длительных сроков
В лабораторных испытаниях покрытие поглощает около 7% солнечной энергии и имеет коэффициент излучения порядка 90%, что обеспечивает излучение тепла, которое вырабатывает установленное на аппарате оборудование. Интегральный коэффициент поглощения солнечного излучения составил 0,077 — в 2-2,5 раза меньше, чем у известных покрытий. Пигмент разработали в лаборатории радиационного и космического материаловедения ТУСУРа в 2015 году. В его основе оксид цинка и диоксид кремния, которые соединили в единую структуру. Нанопорошок SiO2 вместо зёрен микронного размера повысил фото- и радиационную стойкость покрытия.
Отдельная задача — низкая адгезия покрытия. Её решили технологией нанесения: перед нанесением композиции на основе пигмента Zn2SiO4 алюминиевую подложку нужно подготовить и покрыть тонким слоем жидкого стекла (праймера). Это снижает риск отслаивания покрытия при перепадах температур, излучении, вакууме и вибрациях при запуске аппарата. Оптимальная толщина покрытия — от 80 до 120 мкм.
В 2027 году в ТУСУРе планируют разработать полимерное покрытие на основе пигмента Zn2SiO4. В 2028 году, в соответствии с программой исследований, оба вида покрытий будут готовы к внедрению на предприятиях космической отрасли.
Комментарии
Пока никто не написал. Будьте первым.