Ученый из Томска рассказал о запуске первого "напечатанного" наноспутника

Алексей Яковлев, директор Института физики высоких технологий Томского политехнического университета, рассказал о запуске первого в России и в мире наноспутника, напечатанного при помощи 3D-принтера, и объяснил, почему ученые сегодня обращают пристальное внимание на подобные технологии.

В последние годы ученые и инженеры НАСА и других космических агентств мира активно обсуждают планы по постройке постоянных обитаемых баз на поверхности Луны и Марса. Главным ключом к обеспечению их автономности и удешевлению постройки специалисты НАСА считают технологии трехмерной печати, позволяющие использовать воду и местные ресурсы – почву, горные породы и газы из атмосферы – для постройки зданий базы прямо на месте. 

Подобные принтеры, как показывают опыты на борту МКС и на Земле, позволяют напечатать почти все необходимое для жизни колонистов на Марсе и создания простых спутников, которые можно будет запускать на орбиту прямо с борта станции. Сегодня и в НАСА, и в России разработка таких устройств стала выходить на первые планы.

Три в одном

"Запущенных в космос, а уж тем более находящихся на орбите подобных аппаратов точно нет. В США ведутся работы по созданию кубсатов, которые можно напечатать на 3D-принтере прямо на борту космической станции и тут же запустить их в полет. Но должен заметить, что и мы не отстаем в этом деле", — рассказывает Яковлев в интервью агентству Sputnik.

Первопроходцем в этом деле выступает спутник "Томск-ТПУ-120",  разработанный студентами Томского университета и отправленный на МКС на борту грузового корабля "Прогресс-МС-02" в конце марта 2016 года. Он, как отмечает Яковлев, одновременно является и стендом для отработки технологий "космической" трехмерной печати, и средством для привлечения студентов к освоению и изучению космоса, а также инструментом для развития необходимых для этого кадров.

По словам Яковлева, "Томск-ТПУ-120" разрабатывался с применением новых программ моделирования свойств материалов, позволяющих понять, какой оптимальной толщиной и другими свойствами должны обладать стенки микроспутника для того, чтобы он мог нормально работать на орбите, обладая при этом минимальной массой. Подобная оптимизация и изготовление спутников на орбите в будущем помогут сократить расходы на их сборку и выведение в космос.

"Вывод на орбиту каждого килограмма полезного груза обходится в достаточно большую сумму. При этом, для того чтобы сохранить целостность изделий и конструкций во время подъема грузового корабля, приходится использовать узлы с кратным запасом прочности. Динамическое моделирование в сочетании с новыми технологиями производства, которым и является 3D печать, позволяет кратно снизить вес конструкции при сохранении ее прочностных характеристик и устойчивости к вибрациям", — объясняет директор института.

Долгая дорога в небо

Изначально планировалось, что данный микроспутник системы CubeSat-3U будет "отпущен" в открытый космос российскими космонавтами во время выхода на орбиту в мае 2016 года, когда Томский политехнический университет праздновал 120-летие, однако, в силу не зависящих от университета причин, этого не произошло. По словам Яковлева, спутник будет выведен на орбиту в июле 2017 года.

"Запуск спутника ТПУ должны осуществить российские космонавты с наружной поверхности Международной космической станции. Выход в открытый космос космонавтов не простая и дорогостоящая процедура, к которой предшествует длительная подготовка, осуществляется накопление задач, связанных с экспериментами, ремонтом или модернизацией самой МКС", — продолжает Яковлев.

По текущим оценкам Томского политеха, спутник проведет на орбите около 4-6 месяцев, после чего он войдет в плотные слои атмосферы и полностью сгорит. В дальнейшем, ТПУ и Институт физики прочности и материаловедения СО РАН планируют продолжить разработку "напечатанных" спутников и технологий для их космического изготовления. 

В частности, как отмечает директор института, в ноябре этого года Томский политех и Сибирское отделение Академии наук подали заявку на разработку "космического" трехмерного принтера, и она была одобрена Координационным научно-техническим советом Роскосмоса по программам научных и прикладных исследований и экспериментов на пилотируемых космических комплексах.

"Данный эксперимент является лишь первым этапом большой долгосрочной работы по разработке и созданию малых космических аппаратов различного назначения. В частности, это создание на орбите группировок спутников, решающих многие актуальные задачи, востребованные в сельском хозяйстве, при мониторинге лесных пожаров, наблюдении за климатом, поиске природных ресурсов и многое другое", — заключает Яковлев.

Источник: ria.ru