Виброизоляторы из материала МР помогут в изучении атмосферы Марса

Научная аппаратура, предназначенная для исследований Красной планеты в ходе миссии «ЭкзоМарс-2020», проходит испытания. В ее состав входит оптический прибор фурье-спектрометр ФАСТ, который планируется запустить на посадочной платформе космического аппарата «ЭкзоМарс-2020». Он разработан для исследований атмосферы планеты, включая регистрацию ее составляющих, в том числе метана, а также для мониторинга температуры и аэрозолей, изучения минералогического состава поверхности.

Информация о содержании метана в марсианской атмосфере позволит дать ответ на вопрос о возможности существовании на этой планете живых организмов. В условиях Земли этот газ вырабатывается, в том числе, микробами. Установлено, что концентрация метана в атмосфере Марса периодически изменяется, но причина этих колебаний неизвестна. Фурье-спектрометр ФАСТ, предназначенный для анализа содержания веществ в газовой пробе, поможет разобраться в этом вопросе. Но сам прибор нуждается в вибрационной защите. Для ее обеспечения Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) обратился в Самарский университет.

Необходимую высокую динамическую устойчивость фурье-спектрометра ФАСТ обеспечат виброизоляторы из материала МР (металлорезины). Этот демпфирующий материал разработан учеными Самарского университета и производится в лабораториях вуза. Он обладает полезными свойствами резины и крайне устойчив к агрессивным средам, радиации, высоким и низким температурам, интенсивным динамическим нагрузкам, характерным для космического пространства.

Секрет материала МР заключается в особой технологии плетения и прессования спиральных металлических нитей разного диаметра. Благодаря удачному сочетанию редких свойств виброизоляторы из МР способны нивелировать разрушительное воздействие экстремальных вибрационных и ударных нагрузок на бортовую аппаратуру, которые сопутствуют запуску космического аппарата и вывода на орбиту.

«Если сравнить МР с резиновыми виброизоляторами, то резина не просто проигрывает металлорезине, она вообще не может эксплуатироваться для этих целей, потому что в открытом космосе температура изменяется в широких пределах, вплоть до абсолютного ноля. При такой температуре резина становится хрупкой, а МР — нет, ее свойства не меняются. Кроме того, у резины есть и другие недостатки, среди них — озоновое старение. Солнечная радиация, озон ее разрушают, — поясняет главный инженер отраслевой научно-исследовательской лаборатории вибрационной прочности и надежности авиационных изделий Самарского университета Федор Паровай. — А изделия из материала МР, благодаря цельнометаллической структуре, спокойно выдерживают температуры до минус 270 °С. Кроме того, они имеют высокие ресурсные показатели, поскольку процессы разрушения в них развиваются сравнительно медленно».

Еще одно преимущество металлического аналога резины в том, что при разрушении прессованных нитей спирали внутри виброизолятора его демпфирующие свойства усиливаются.

Это уже второй опыт сотрудничества Самарского университета с ИКИ РАН в рамках миссий по изучению Марса.

«В рамках первого этапа миссии «ЭкзоМарс-2016» понадобилось обеспечить виброзащиту для фурье-спектрометра ТИРВИМ. Для подобных приборов нужна цельнометаллическая конструкция, без полимерных материалов. Металлорезина для этих целей подходит идеально. Поэтому коллеги из Института космических исследований обратились к нам, — рассказывает Федор Паровай. — Опыт сотрудничества с ИКИ РАН насчитывает около 15 лет. За это время они мы создали для них 8 систем виброизоляции для разных типов приборов».

В настоящее время идет сборка и испытания фурье-спектрометра ФАСТ. После данного этапа возможно потребуется доработка системы виброзащиты. Однако предыдущая партия виброизоляторов из МР для прибора ТИРВИМ полностью удовлетворяла всем требованиям ИКИ РАН и была установлена на космический аппарат без доработок.

Источник: m.vk.com