Кварц-М

Кварц-М
Шифр эксперимента: Кварц-М
Информационная справка: is_kvarts_m.doc
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: Технические исследования и технологии пилотируемых космических полетов
Наименование эксперимента: Исследование и контроль в динамическом режиме космической коррозии поверхностей орбитальной станции при коллективном воздействии факторов верхней атмосферы в условиях эксплуатации
Цель эксперимента:

Определение механизмов, зон возникновения и развития орбитальной коррозии материалов и покрытий поверхностей РС МКС для разработки рекомендаций по защите рабочих внешних поверхностей РС МКС от ее воздействия.

Описание эксперимента:

Космическое пространство на высоте от 200 до 1000 км представляет собой сложную физико-химическую систему - сильноразреженную слабоионизированную низкотемпературную плазму, состоящую из нейтральных газовых частиц (фотодиссоциированных возбужденных атомов, фотовозбужденных молекул), атомарных фотоионов, электронов и протонов различных энергий.

Физические условия остаточной атмосферы на этих высотах характеризуются также солнечными протонами, гравитационными и электромагнитными полями, потоками высокоскоростных космических и низкоскоростных техногенных пылевых частиц.

Основным компонентом орбитальной среды, наиболее активно воздействующим на внешние поверхности КА, являются нейтральные частицы (атомы, молекулы остаточных газов). На поверхности МКС возникают и одновременно воздействуют на нее два вида атомарных газов: быстрые возбужденные атомы Г* (кислород, азот, водород) и тепловые возбужденные атомы Гт (кислород, азот).

Воздействие высокоэнергетичных частиц порождает на поверхности КА специфическое явление – космическую коррозию. Космическая коррозия – это плазмофотохимическое разрушение поверхности конструкционных материалов КА потоками высокоэнергетичных частиц окружающей среды при их коллективном воздействии.

Непосредственно выделить измерением, а затем проимитировать в наземных условиях какой-либо вид энергетических орбитальных частиц и исследовать его воздействие на материалы затруднительно.

В связи с этим оценку изменения функциональных свойств материалов, подвергшихся космической коррозии, возможно провести только по суммарному (комплексному) воздействию всех факторов космического пространства, а именно по воздействию всех энергетических частиц при данном уровне солнечной активности и высоты орбиты.

В ходе проведения КЭ предполагается изучить явления, характеризующие процесс внешней космической коррозии непосредственно в условиях полета, ее влияние на функциональные свойства внешних рабочих поверхностей РС МКС.

Новизна эксперимента:

Анализ воздействия орбитальной окружающей среды на конструкционные материалы в контролируемых условиях.

Научная аппаратура:

Кварцевый измеритель «Кварц - Масса» для определения показателей космической коррозии материалов при комплексном воздействии факторов космического пространства (скорости и глубины космической коррозии, напряжения);

Комплект диэлектрических датчиков «Кварц - Альфа» для измерения физических свойств исследуемых материалов, определяющих механизм космической коррозии (поглощательной способности, электропроводности);

Ионизационный преобразователь давления «Кварц - В» для определения параметров собственной внешней атмосферы.

Разработчик и изготовитель – ФГУП НИИ ВТ им.В.А.Векшинского

Сканирующее устройство СКАН-А, состоящее из многоразовой трансформируемой конструкции «Кварц – МТК» и поворотной платформы «Кварц – ПП», для размещения научного оборудования и перемещение его в точки измерений.

Разработчик и изготовитель - НКТБ "Феррит"

Ожидаемые результаты:

Определение параметров орбитальной окружающей среды с последующим анализом основных механизмов возникновения, протекания космической коррозии, ее воздействия на применяемые в космической технике материалы и элементы конструкций, а также выявление зон, наиболее критичных к воздействию космической коррозии.

Сроки проведения: 2020-2022 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: РКК "Энергия"
Организации участники: НИИ ВТ им.С.А.Векшинского, Российский государственный технологический университет им. К.Э.Циолковского (МАТИ), ЦПК, ЦУП, НКТБ "Феррит"
Научный руководитель: Чурило И.В., ПАО РКК "Энергия", к.т.н.
Публикации по эксперименту:

Список публикаций в процессе редактирования.

Последнее обновление: 04.06.2019
Задачи эксперимента:

• отработка технических средств для изучения процессов космической коррозии, возникающей при совместном воздействии факторов космического пространства (ФКП) на внешние поверхности РС МКС, для оценки состояния внешних поверхностей РС МКС, а также для обнаружения и регистрации зон, наиболее подверженных космической коррозии;

• отработка вспомогательных технических средств для обеспечения сканирования научного оборудования по внешней поверхности РС МКС;

• изучение процессов и механизмов протекания космической коррозии на модельных, функциональных и перспективных материалах в реальных условиях эксплуатации РС МКС;

• топографирование собственной внешней атмосферы (СВА) и внешних рабочих поверхностей РС МКС для диагностики и раннего обнаружения очагов космической коррозии и для обнаружения зон с повышенным давлением;

• уточнение физической и математической модели внешней орбитальной среды РС МКС по результатам измерений, проведенных в ходе эксперимента;

• разработка рекомендаций по восстановлению исходных рабочих характеристик внешних поверхностей РС МКС.
Страна: Россия