В 2023 году на программе «Большие вызовы» участники включились в масштабный проект по исследованию космического пространства. Ему предшествовал запуск в космос спутника «Нанозонд-1» с первым в мире сканирующим зондовым микроскопом для открытого космоса (СММ-2000С). Это событие произошло 27 июня. Для науки такие разработки – это возможность решить довольно актуальную задачу. Космический мусор, который появляется на орбитах, в том числе даже очень маленькие частицы микро- и наноразмеров, из-за больших скоростей может существенно повредить поверхность космических кораблей. Чтобы предотвратить такие ЧП, ученые создали спутник со специальным зондовым микроскопом. Он поможет определить, какие участки орбит менее загрязнены этими маленькими частицами. Это первый, но не единственный такой запуск. В конце 2023 года ученые намерены отправить в космос еще один спутник, «Нанозонд-2», с усовершенствованным зондовым микроскопом. В задачу по его модернизации предложили включиться участникам программы «Большие вызовы» в 2023 году.
Спутник «Нанозонд-1» с первым в мире сканирующим зондовым микроскопом разработала команда ученых и сотрудников НИУ «МИЭТ», зеленоградского завода «ПРОТОН», Орловского государственного университета имени И.С. Тургенева. Аппарат уже запущен и работает на орбите. Но для выполнения новых задач при последующем запуске необходимо расширить функциональные возможности спутникового зондового микроскопа. В эту задачу включились участники программы «Большие вызовы» в 2023 году.
Команда работает в направлении «Нанотехнологии» под руководством ведущего конструктора АО «Завод-ПРОТОН» (г. Зеленоград), начальника научно-исследовательской лаборатории атомной модификации и анализа поверхности полупроводников и старшего преподавателя института интегральной электроники Московского института электронной техники» (МИЭТ) Бориса Логинова, а также методиста направления, директора проектного офиса ОГУ имени И.С. Тургенева Юрия Хрипунова.
.jpg)
«Спутник со сканирующим зондовым микроскопом исследует многочисленные микроскопические элементы космического мусора на всех орбитах с высоты 560 км над поверхностью Земли до плотных слоев атмосферы. Аппарат оснащен специальной мягкой пластиной, в которой застревают все попавшие на нее частички. Их сканирует микроскоп, и кадры тут же передает на Землю. Таким образом, можно определить участки атмосферы, более или менее загрязненные. Однако действующий микроскоп может визуализировать только электропроводные частички. Неэлектропроводные материалы, такие как оксиды металлов и метеориты-хондриты, не просматриваются. Наша задача – придумать, как в условиях невысокого космического вакуума сделать прямо в спутнике напыление тонких проводящих пленок на такие непроводящие частички, чтобы эти частички стали видны. Это позволит получить более полную картину и определить безопасные траектории для спутников», – рассказывает Борис Логинов.
Такая работа будет проведена впервые. Школьники занимаются исследованием на специальных вакуумных установках, где моделируется нужный для работы уровень остаточных газов, который есть в космосе. Экспериментальным методом ребята пытаются определить оптимальный состав проводящей пленки, тестируют различные металлы и способы их напыления.
«Большим вызовом для команды является то, что работа проводится с нуля. Дети с большим энтузиазмом включились в это исследование и реально работают как настоящие ученые: и рассматривают теоретические основы, и проводят многочисленные эксперименты по напылению около двух десятков разных металлов и сплавов, даже создавая при этом новые приспособления и датчики для экспериментов. Выводы, которые представят ребята, могут стать существенным вкладом в проектирование нового спутника», – отметил Борис Логинов.
В проекте принимают участие школьники из Орла, Кемеровской области, Волгограда, Череповца и города Бийска Алтайского края.
Проект «Нанозонд-1» реализуется при поддержке Фонда содействия инновациям (проект Space Pi) с использованием спутниковой платформы ООО «Спутникс».
