Невероятно, но факт!
Главная / Космос / Космические технологии и материаловедение

Космические технологии и материаловедение

Регулярные исследования, касающиеся создания космических технологий и материаловедения, начались примерно с 1976 г. Проведение научных и технологических экспериментов в космосе открыло принципиально новые возможности углубленного исследования многих физических явлений, изучение которых на Земле затруднено или даже невозможно из-за действия силы тяжести. Анализ результатов проведенных экспериментов позволил существенно продвинуться в понимании особенностей протекания процессов диффузии, кристаллизации и газообразования. Исследования, проведенные на борту орбитальных станций и автоматических космических аппаратов, привели к созданию нового научно-технического направления — космического материаловедения.

В ходе работ прикладного характера изучались процессы кристаллизации полупроводниковых материалов, влияние технологических режимов на свойства магнитных и сверхпроводящих материалов, условия термодинамической устойчивости фаз сплавов и их обращения с областями несмешиваемости, влияние различных режимов на свойства композиционных материалов, способы снижения концентрации разного рода включений в оптические стекла и т.д. Для изучения процессов тепло- и массообмена, фазовых переходов в жидких и газовых средах потребовалось создание специального научного оборудования; для выращивания полупроводниковых кристаллов также был разработан целый ряд устройств многоцелевого специализированного оборудования, работающего как в автоматическом режиме, так и при непосредственном участии в эксперименте космонавта-оператора.

Проведенные к настоящему времени эксперименты показали перспективность развития работ в невесомости для получения как новых материалов, так и фундаментальных данных с целью улучшения наземных технологий. Наиболее перспективным направлением этих работ является производство в космосе высокочистых биологических веществ, кристаллов, белков, полупроводниковых материалов.

Важными итогами проведенных исследований являются получение большого количества экспериментальной информации о процессах выращивания полупроводниковых кристаллов различными методами, а также создание условий для моделирования технологических процессов в условиях микроускорения. Кроме того, появились новые научные направления, такие как физика невесомости, гидромеханика и тепломассообмен в невесомости. В ближайшем будущем главной задачей в области космического материаловедения станет проведение исследований с целью получения новых фундаментальных знаний о процессах кристаллизации веществ, явлениях тепло- и массообмена в них, условиях формирования макро- и микронеоднородностей материалов, состава, структуры и электрофизических свойств выращиваемых кристаллов в условиях микрогравитации и создание на этой базе научных основ опытного или промышленного «космического» производства материалов с уникальными свойствами, не достижимыми в земных условиях, а также усовершенствование земных технологий.

Основные направления развития орбитальных средств

Новые технологии, носящие революционный характер, существенным образом повлияют на облик, характеристики и стоимостные показатели орбитальных средств XXI в. Эксперты выделяют следующие основные направления, определяющие разработки перспективных КА: Бортовая обработка, источники питания, средства связи. Новые принципы использования КА, заключающиеся в оплате потребителями услуг только тогда, когда они ими пользуются, повлекли за собой необходимость создания бортовых средств…

Многоразовые транспортные космические системы

В настоящее время в мире существует одна действующая многоразовая космическая система — американская Space Shuttle. Регулярные эксплуатационные запуски МТКС начались в ноябре 1982 г. По состоянию на 1 января 1999 г. осуществлено 93 полета, один из которых (двадцать пятый) завершился катастрофой МТКС с утратой орбитальной ступени (ОС) Challenger. МТКС Space Shuttle представляет собой двухступенчатую ракетную…

Обеспечение надежности перспективных средств выведения

В настоящее время в ведущих ракетно-космических странах мира проводятся интенсивные работы по созданию перспективных средств выведения. Позади длительный, сорокалетний (1957-1997 гг.) период создания ракет-носителей на основе боевых ракет. Значительное числомодификаций базовых моделей, разработанных в отмеченный период, созданы путем модернизации отдельных элементов РН в рамках установленных компоновочных схем. Эволюционный период совершенствования РН завершается, потенциальные возможности старых…

Обеспечение астероидной безопасности

Столкновение Земли даже с небольшими по земным представлениям небесными телами (диаметром от сотен метров до одного километра) может привести к серьезным экологическим последствиям, а при их больших размерах поставить человечество на грань исчезновения. Археологические исследования позволяют выдвинуть гипотезу о существовании подобных фактов в истории Земли. В этой связи обеспечение астероидной безопасности будет одной из важнейших…

Электроракетные двигатели

Практические работы над электроракетными двигателями, начатые в 1970-е гг., были связаны с ограниченными возможностями бортовых энергоустановок КА, максимальная электрическая мощность которых составляла около 1 кВт. Такой уровень мощности и предъявляемые к ЭРД требования обусловили целесообразность разработки стационарных плазменных двигателей (СПД) на основе холловского ускорителя плазмы с замкнутым дрейфом электронов. Первые образцы СПД были выполнены в…

Существующая структура наземных комплексов и средств управления КА

Для управления космическими аппаратами различного назначения в Российской Федерации в основном используется наземный автоматизированный комплекс управления Минобороны. Кроме того, для управления некоторыми КА научного и социально-экономического назначения, обеспечения полетов КА пилотируемых программ и управления коммерческими КА используются комплексы и средства Росавиакосмоса, а также комплексы и средства ряда других государственных ведомств и коммерческих организаций. НАКУ МО…

В заключении о космосе

Одновременная смена веков и тысячелетий — уникальный временной период,который характеризуется определяющими историческими поворотами в развитии человечества. Такова «магия» чисел. В это время подводятся итоги деятельности в областях знаний, определяющих прогресс человечества, и оцениваются перспективы их последующего развития. Не миновала сия участь и космонавтику. Бурное развитие космонавтики во второй половине XX в. значительно ускорило научно-технический прогресс….

Средства связи

В настоящее время рынок телекоммуникаций развивается весьма динамично — его объем в 1998 г. превысил 1 трлн дол. При этом объем космического сегмента рынка телекоммуникаций составил примерно 27 млрд дол., или 2,3 % от всего мирового рынка. Однако в течение 10 лет прогнозируется рост удельной доли космического сегмента до 6 %. Это означает, что среднегодовые…

Комплексы управления КА США

В США средства управления КА военного и двойного назначения эксплуатируют МО, НАСА и Управление по исследованию атмосферы и океанов НОАА (NOAA) Министерства торговли. В США формальное разделение космической программы на гражданскую и военную произошло в начале 1960-х гг. К 1964 г. сформировался НКУ военной навигационной системы Transit. С запуском первых разведывательных КА типа Samos и…

Достигнутый уровень долговечности КА зарубежных стран

Анализ развития РКТ зарубежных стран в течение 1970-1990-х гг. позволяет сделать следующие выводы. В США для КС связи и ретрансляции, навигации, системы раннего предупреждения о ракетном нападении и радиотехнической разведки созданы КА с расчетными сроками активного существования 7…10 лет (DSCS-2, DSCS-3, Leasat, Fleetsatcom, TDRSS, Navstar). Это позволяет развертывать космические системы в штатном составе на весь…

Все права защищены ©2006-2024. Перепечатка материалов с сайта возможна только с указанием ссылки на сайт – Невероятно, но факт!.
Email: hi@poznovatelno.ru. Карта сайта
 

Невероятно, но факт!