Разработаны новые российские терморегулирующие покрытия для эксплуатации в космосе

Российские ученые разработали уникальные пигментные покрытия для космических аппаратов из силиката кальция (СаSiO3) и карбоната кальция (СаCO3), модифицированных диоксидом церия (CeO2). Такие терморегулирующие покрытия позволяют поддерживать температуру объектов на орбите на заданном уровне, обеспечивать работу всех приборов и устройств в течение длительных сроков. Исследования выполнены в Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) и вызвали большой интерес у потенциальных заказчиков.

Как объясняют разработчики, во время нахождения на орбите космический аппарат постоянно подвергается воздействию различных повреждающих факторов, включая ионизирующие излучения. Это приводит к постепенному износу используемых терморегулирующих покрытий, а значит к повышению температуры на борту, ухудшению условий работы приборов и оборудования. Сегодня для космических аппаратов, как правило, используют покрытия на основе оксида цинка или диоксида титана. Ученые из Томска поставили задачу разработать более совершенные покрытия и в течение 2 лет выполнили большой объем исследований, изучив более 10 типов оксидов, на базе которых можно создать новые виды покрытий.

И силикат, и карбонат кальция поглощают очень мало солнечного света. Главный недостаток покрытий на основе таких немодифицированных порошков СаSiO3 и СаCO3 – нестабильность сложных анионов при облучении, которая приводит к их разложению, образованию дефектов и центров поглощения, а также к их «потемнению» — уменьшению отражательной способности. Для стабилизации в ТУСУРе ввели в состав пигмента наночастицы, снижающие эти первичные дефекты. Исследователи выбрали оксид, у которого катион является редкоземельным элементом – диоксид церия (CeO2). Химические особенности оксидов редкоземельных элементов позволяют использовать одновременно два механизма увеличения радиационной стойкости материалов. Эксперименты показали, что для получения максимального эффекта в состав пигмента достаточно ввести 0,1-0,5% наночастиц. Стойкость оптических свойств при облучении частицами в космическом пространстве при этом возрастает до 2-2,5 раз, а расчетный срок службы – до 15-20 лет.

Кстати, применять новую разработку можно и не в космосе. Она может пригодиться для изготовления керамики, применяющейся в ядерных реакторах, ускорителях заряженных частиц, рентгеновских аппаратах и обладать повышенной радиационной стойкостью. Новые пигменты могут быть востребованы для нанесения на емкости и оборудование для хранения и транспортировки нефтепродуктов.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ в нашей рубрике «НАУКА»:

Российские ученые создают новый отечественный бескорпусный фотодиод

В России разработали новые антенны для систем спутниковой навигации

Российские физики разработали первый отечественный непрерывный квантово-каскадный терагерцовый лазер