Перспективные методы защиты космических аппаратов и космонавтов от радиации Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

Секция

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ»

УДК 629.78.01

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И КОСМОНАВТОВ ОТ РАДИАЦИИ

М. А. Абдурахманова, А. Б. Брагин, Д. Р. Тележенко Научный руководитель - А. В. Гирн

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-mail: Mirvari_2295@mail.ru

Представлены перспективные методы защиты космических аппаратов и космонавтов от радиации, находящейся длительное время в космическом пространстве.

Ключевые слова: радиация, композитный материал, метод.

PERSPECTIVE METHODS OF PROTECTION OF SPACE APPLIANCES AND COSMONAUTICS FROM RADIATION

M. A. Abdurakhmanova, A. B. Bragin, D. R. Telezhenko Scientific Supervisor - А. В. Гирн

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Mirvari_2295@mail.ru

Perspective methods of protecting space vehicles and astronauts from radiation that has been in space for a long time are presented.

Keywords: radiation, composite material, method.

Космическая радиация представляет большую проблему для конструкторов космических аппаратов. Они стремятся защитить от нее космонавтов, которые будут долгое время пребывать в космосе, тем самым подвергать свою жизнь опасности. Материалы, традиционно применяемые для строительства космических аппаратов, например алюминий, задерживают некоторые космические частицы, но для многолетних полетов в космосе нужна более крепкая защита. И для того чтобы защитить космические аппараты и космонавтов от радиации были придуманы различные методы [1].

Метод защиты определенными материалами. Некоторые материалы, например, вода или полипропилен, обладают хорошими защитными свойствами. Но для того, чтобы защитить ими космический корабль, их понадобится очень много, вес корабля станет недопустимо велик. И поэтому был разработан новый сверхпрочный материал, родственный полиэтилену, который собираются использовать при сборке космических кораблей будущего. «Космическая пластмасса RXF1» сможет защитить космонавтов от космической радиации лучше, чем металлические экраны, но намного легче известных металлов. Специалисты убеждены, что когда материалу придадут достаточную термостойкость, из него можно будет делать даже обшивку космических аппаратов. Данный материал может выдержать втрое больше нагрузки при втрое меньшей плотности и улавливает больше высокоэнергетических частиц по сравнению с алюминием. В настоящее время полимер является не запатентованным и о способе его изготовления ничего не сообщается [1].

Секция «Проектирование и производство летательньк аппаратов»

Надувные конструкции. Надувной модуль, изготовленный из особо прочного пластика RXF1, окажется не только компактнее при запуске, но и легче цельной стальной конструкции. Конечно, его разработчикам потребуется предусмотреть и достаточно надежную защиту от микрометеоритов вкупе с «космическим мусором», но ничего принципиально невозможного в этом нет. Но данная конструкция довольно дорогая по производству [2].

Защита из жидкого водорода. Также рассматривается возможность использовать в качестве защиты от космической радиации топливные баки космических аппаратов, содержащие жидкий водород, которые можно расположить вокруг отсека с экипажем. В основе этой идеи лежит тот факт, что космическое излучение теряет энергию, сталкиваясь с протонами других атомов. Поскольку атом водорода имеет только один протон в ядре, протон каждого его ядра «тормозит» радиацию. В элементах с более тяжелыми ядрами одни протоны загораживают другие, поэтому космические лучи их не достигают. Защиту водородом обеспечить можно, но недостаточную для того, чтобы предотвратить риски онкологических заболеваний [2].

Данные методы имеют много отрицательных характеристик и не дают долговременную защиту от радиации в космическом пространстве, как ни космических аппаратов, так и самих космонавтов. На сегодняшний день разрабатывается более перспективный метод защиты, основанный на создании специального композитного материала [1]. В качестве основы для данного композитного материала предлагается использовать богатую водородом глину. Благодаря этому будет обеспечиваться более высокая (примерно на десять процентов), чем алюминий, защита пилотируемых кораблей от потоков протонов и космических лучей. Главным минусом данного метода является то, что данную глину придется добывать на астероидах, что существенно затрудняет процесс добычи. Для решения данной проблемы Физики из Университета Центральной Флориды (США) предлагают использование современной космической и роботизированной техники [3].

Особый эффект может быть достигнут при комбинированном использовании последнего метода с методом защиты определенными материалами, при успешной добыче обогащённой водородом глины возможно создание из глины и алюминия более эффективного в защите от радиации композитного материала.

Таким образом, использование материи небесных тел позволяет экономить на стоимости крупных исследовательских инициатив по исследованию дальнего космоса, создавая более надежную и более дешевую защиту, что немаловажно в настоящее время на рынке транспортно-космических услуг.

Библиографические ссылки

1. Тестоедов Н. А., Михнев М. М. Технология производства космических аппаратов : учебник для вузов. Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2009. 352 с.

2. Предложен действенный способ защиты от космической радиации [Электронный ресурс]. URL: https://texnomaniya.ru/predlozhen-deiystvenniiy-sposob-zashiti-ot-kosmicheskoiy-radiacii (дата обращения: 05.04.2017).

3. Защита от радиации в космосе. НАСА и Роскосмос. [Электронный ресурс]. URL: http://ligaspace.my1.ru/news/2010-05-21-233 (дата обращения: 05.04.2017).

© Абдурахманова М. А., Брагин А. Б., Тележенко Д. Р., 2017