Прорыв в области материаловедения для космических технологий
На предприятии Химико-технологического кластера, входящего в научный дивизион госкорпорации «Росатом», российские инженеры совершили настоящий научный прорыв, создав уникальный материал — новейшее углеволокно. Этот композит не имеет аналогов в отечественной промышленности и рассчитан специально для эксплуатации в самых сложных условиях космического пространства.
Углеволокно представляет собой ультратонкие нити из чистого углерода — материал одновременно легчайший и исключительно прочный. В условиях вакуума, резких перепадов температур и воздействия космического излучения оно превосходно сохраняет свои свойства: почти не расширяется при нагреве и проявляет высочайшую теплопроводность, что незаменимо при создании новых космических аппаратов.
Передовые возможности для масштабных орбитальных конструкций
Углеволокно, произведенное специалистами «Росатома», открывает широчайшие перспективы для строительства сверхкрупных орбитальных инфраструктур. Благодаря впечатляющей прочности и минимальному весу из него возможно изготовление гигантских модулей длиной до 200 метров — таких, которые по площади сравнимы с двумя футбольными полями.
Новый материал способен не просто выдерживать экстремальные нагрузки длительных полётов, но и обеспечивать эффективную теплопередачу — это критически важно для систем жизнеобеспечения орбитальных станций, приборов терморегуляции, солнечных рефлекторов и корпусных элементов сложных спутниковых платформ.
Технология производства: сочетание эффективности и экологичности
В основе разработанного в «Росатоме» углеволокна лежит инновационная комбинация изотропных и мезофазных пеков — производных нефтехимии и переработки угля. Такой подход позволяет использовать вторичные ресурсы, делая процесс экологически безопасным и экономически оправданным.
Создание углеродных волокон требует сложной предварительной подготовки: сырье подвергается тщательной очистке, удаляются летучие компоненты и фрагменты сажи, затем происходит нагревание в бескислородной среде. Затем формируется однородное вещество — изотропный пек, из которого тянутся чрезвычайно прочные угледержимые нити. После специфической термической обработки материал приобретает уникальные эксплуатационные характеристики. Теперь он способен уверенно конкурировать с традиционным углеволокном из вискозы (продукта переработки древесины), при этом реализация менее затратна и более технологична.
Уникальные свойства, востребованные в космосе и не только
В результате дополнительной очистки и теплового воздействия под давлением получается особый жидкокристаллический состав. Из него формируются волокна с выдающимися параметрами: модуль упругости варьируется в диапазоне 600–1000 ГПа, а коэффициент теплопроводности достигает 600–1100 Вт/(м·К). Эти значения существенно выше аналогичных показателей многих существующих материалов, а сравниться с ними может лишь природный графит.
Впечатляющие физические свойства разработанного углеволокна позволяют использовать его в создании широкого спектра космических систем: мощных тепловых рефлекторов для спутников, элементов энергосберегающих корпусов, теплоотводящих систем для орбитальных станций длительной работы, а также корпусов для перспективных космических кораблей дальнего радиуса действия. Такой материал открывает новые горизонты для развития отечественной космонавтики и ускоряет создание инновационных орбитальных платформ, которые будут служить опорой космической инфраструктуры будущего.
Экспертная оценка и признание перспективности
Как отметил Артур Гареев, заместитель директора по науке и инновациям Химико-технологического кластера госкорпорации «Росатом», созданное их коллективом углеволокно превосходит все существующие аналоги по целому ряду эксплуатационных характеристик. До сих пор углеволокна с такими свойствами не выпускались на серийной основе в России, что теперь позволит отечественной промышленности выйти на новый уровень.
Уникальный российский материал вызвал неподдельный интерес у специалистов аэрокосмической отрасли: ведь именно с подобными технологиями становится возможным производство полностью отечественных и конкурентоспособных космических аппаратов, рассчитанных на сверхдолгую службу в самых суровых условиях. Расширение применения нового углеволокна — яркое подтверждение технологической независимости и инновационного потенциала России, а также значимый вклад в будущее освоения дальнего космоса.
Источник: naked-science.ru
