Есть ли пыль в космосе?

За полгода полёта спутника «Нанозонд-1» с первым в мире космическим сканирующим зондовым микроскопом на кубсате учёные получили возможность непосредственно на орбите провести уникальные исследования – детально изучить воздействие космической среды на поверхность конструкций космических аппаратов и получить информацию о количестве пыли на орбитах. Пробные кадры наномикроскопа были переданы сразу после запуска спутника, а теперь, по результатам нескольких месяцев его работы, пришло время делать первые выводы о чистоте орбит.

«Недавно мы получили первый действительно результативный кадр, по которому можем говорить о результатах нашего исследования космоса – а именно, об отсутствии пыли. Пока на зеркало нашего микроскопа не попало ни одной пылинки! То есть, на высотах около 550 км над уровнем моря космос чистый», – подводит промежуточный итог работы спутника инициатор и один из руководителей проекта, начальник научной лаборатории МИЭТа и начальник отдела приборостроения завода «ПРОТОН», старший преподаватель Института интегральной электроники МИЭТ, автор идеи создания космического зондового микроскопа Борис Логинов.

Спутник «Нанозонд-1» с космическим сканирующим зондовым микроскопом (марки СММ-2000С) был запущен 27 июня с космодрома «Восточный». Над его созданием несколько лет в инициативном порядке работала команда учёных и инженеров НИУ МИЭТ и завода «ПРОТОН». Запуск спутника с микроскопом на борту обеспечили специалисты Орловского государственного университета им. И. С. Тургенева на средства гранта Фонда содействия инновациям. Для кубсата использовалась спутниковая платформа компании «СПУТНИКС».

Первый космический сканирующий зондовый микроскоп был создан для того, чтобы прямо на спутнике изучать воздействие космической среды на образцы, которые раньше доставляли на Землю для исследований, а также «ловить» пыль и анализировать содержание её на орбитах Земли. Полированное золотое «зеркало», установленное на спутнике, играет роль ловушки для космических частиц – поскольку золото является мягким материалом, в него врезаются и застревают естественные метеориты и искусственная пыль. Их и сканирует зондовый микроскоп, передавая все данные на Землю.

«Принцип работы зондового микроскопа заключается в том, что он очень острой иглой, с радиусом кончика на уровне одного нанометра, ощупывает поверхность и составляет её трёхмерный кадр с точностью до нанометра. Если на поверхность падает частица или если на поверхности образуются неровности из-за воздействия солнечной плазмы – всё это «видит» микроскоп», – поясняет Борис Логинов.

Предполагается, что за два года полёта микроскоп зафиксирует данные о частицах со всех пройденных спутником орбит: их состав, размеры и плотность, среднее их количество на каждой орбите. Эта информация представляет существенный интерес как для учёных, так и для инженеров сферы космонавтики.

«Наш спутник запущен на высоту 560 километров и в течение двух лет пройдёт по всем орбитам, пока будет падать под воздействием земного притяжения, – говорит Борис Логинов. – За это время мы посмотрим, что творится на разных орбитах, проанализируем их пылевой и метеороидный состав – это и есть главная цель запуска. Сейчас неизвестно, какова текущая ситуация с космическими частицами, пылью и мусором на орбитах. Вокруг Земли летают тысячи спутников, многие из них уже неуправляемые, некоторые сталкиваются, поэтому орбиты запыляются разными частицами, и точные данные о них имеют большое значение».

Уникальность первого в мире космического зондового микроскопа – в его характеристиках: учёным удалось создать аппарат, выдерживающий космические перегрузки до 50 g и потребляющий энергию мощностью не более 0,1 Ватта, чтобы он мог годами работать в космосе от солнечных батарей.

«В этом проекте строится уникальная образовательная инфраструктура, охватывающая все регионы России – открываются учебные курсы по зондовым микроскопам СММ-2000, строятся приёмные антенны. Совсем скоро школьники всей страны начнут самостоятельно вести эксперименты на космическом микроскопе, принимать с него и анализировать данные», – рассказал методист направления «Нанотехнологии» программы «Большие вызовы» Образовательного центра «Сириус», директор проектного офиса Орловского государственного университета им. И. С. Тургенева Юрий Хрипунов.

В 2025 году планируется запуск второго космического сканирующего зондового микроскопа на кубсате MIET-SatLAB (позывной RS84S), созданном с использованием спутниковой платформы Геоскан 3U.

Также отметим, что в первом выпуске текущего года в журнале «Наноиндустрия» была опубликована статья, посвящённая исследованию способа термоэмиссионного распыления для создания тонкоплёночных покрытий из металлов для работы сканирующего туннельного микроскопа в открытом космосе.

Источник.