Завершился полёт кубсата Орловского государственного университета имени И. С. Тургенева

Запущенный 27 июня 2023 года с космодрома Восточный спутник «Нанозонд-1», предназначенный для исследования условий и факторов в космосе, влияющих на поверхность самого космического аппарата, сошёл с орбиты и сгорел в плотных слоях атмосферы 20 апреля 2026 года.

Кубсат бесперебойно работал почти три года, снял сотни кадров, но постепенно снижал орбиту из-за притяжения к Земле и воздействия ионосферы. Ко дню космонавтики, 12 апреля, он опустился до 250 км, и команда спутника наблюдала кадры встречающей атмосферу металлической поверхности вплоть до начала сгорания спутника в плотных слоях атмосферы и окончания с него радиопередач кадров утром 20 апреля 2026 года.

Был сделан предварительный вывод, что сильное взаимодействие атмосферы с поверхностью движущегося в ней с космической скоростью тела начинается уже как минимум на высоте 150 км. Для проверки этого, а также для проверки и правильности работы космического микроскопа, который мог давать неверные кадры в жёстких условиях удара об атмосферу, хотя на это он был рассчитан, были проведены опыты, приближённо повторяющие ситуацию в космосе. Опыты были проведены вместе с большой командой талантливых старшеклассников, отобранных со всех уголков республики Казахстан, издавна славящейся космодромом Байконур, в рамках «Второго саммита талантов», проводимого образовательным центом «Сириус» в г. Астана сразу после схода с орбиты космического микроскопа — 20 апреля 2026 года.

С помощью бесщёточного мотора мощностью 3000 Вт со скоростью вращения до 350 тыс. оборотов в минуту, закрепив золотой образец на диаметре 68 мм на конце одной из лопаток охлаждения мотора, по расчётам, удалось получить линейную скорость образца около 1250 м/с, что всего в шесть раз меньше первой космической скорости. На образце с иммерсионным золочением поверхности наблюдался очень сходный с космическим эффект разрыва исходной наноструктуры зёрен поверхности, что подтвердило правильность космических кадров.

Независимо от этого, московская школьница провела такие же эксперименты, но с образцом, покрытым «твёрдым золотом», с гальваническими присадками (кобальт, никель). Разгон образца до больших скоростей фиксировался тепловизором. Результатом разгона также стало разрушение поверхности, но с трещинами меньшей глубины и с перестройкой остальной структуры в более мелкую из того же начального состояния, как и у иммерсионного золота.

Данная работа выполнена при партнёрстве Национального исследовательского университета МИЭТ и АО «Завод ПРОТОН» из Зеленограда, Орловского государственного университета имени И. С. Тургенева, Образовательного центра «Сириус» со школами Москвы и Казахстана, компании «СПУТНИКС», МГУ им. М. В. Ломоносова и Фонда содействия инновациям, а также оценена Мэром Москвы Сергеем Собяниным:

«Сканирующий зондовый микроскоп СММ-2000С разработали на заводе “Протон”. Его установили на спутник “Нанозонд-1” и отправили на орбиту в июне 2023 года. И изобретение, и лётный экземпляр устройства созданы московскими инженерами и учёными. Микроскоп выдерживает космические перегрузки, потребляет мало энергии и стабильно работает в открытом космосе».

Команда проекта выражает благодарности радиолюбителям всего мира, инициативно и с интересом принимавших картинки со спутника «Нанозонд-1»: Аксенов Дмитрий R6DWQ (Краснодар); Артёмов Антон UB6HWD (Михайловск, Ставропольский край); Заев Александр UA2020SWL (Калининград); Игнатенко Сергей RA0SAB (Ангарск); Лиховцов Павел R3DOD (Московская область); Прохоренко Михаил и Колпаков Владимир R1WAT (Псков, директор МБУ Планетарий); Конышевы Иван и Ксенья R1CBC (Лехтуси); Соболев Никита R9OOT (Новосибирск); Мульгин Андрей R3TAB и Шведов Андрей из Нижнего Новгорода; Сухов Геннадий и школьники Николай Сухов, Семён Половников, Алиса Кочкурова, Анастасия Климина, Даниил Муравьев из г. Семёнов Нижегородской области; Третьяков Михаил UB9YCL (Барнаул); Хасанов Хасан UB6EAV (Усть-Джегута); Чих Татьяна и Саша из Саратова, а также благодарим радиолюбителей не только из России: John David Trolinger N5ZKK Kerrville, Texas, USA, Delbert Long K7PD, Utan, USA, Funing Mo BG7XTQ Nanning People’s Republic of China, Varun Dwarakanath VU3IPU Bangalore, India, Eugen Gez DO1EG, Hamburg, Germany, Jose Angel Rivas EB3EIC, Sodupe, España, Ben Zandstra PE2BZ, Netherlands, Merkouris Gogos SV2HWM Thessaloniki, Greece, Vladimir Cherny EU1SAT, Minsk, Belarus, Evgeny Savchenko UR1358SWL, Ukraine, Klinden Flores Lima OA4DEX, Lima, Peru, Juan Jesús Ramos Viciedo CM6JVR, Sancti Spíritus, Cuba, David Alejandro Saavedra HJ3DSH, Bogota, Colombia, Igor Monteiro PU4ELT, Pará de Minas, Brazil, Juan León Díaz CD1NLD, Antofagasta, Chile, Boris Oliveros Burgos HJ5RTD, Cali, Colombia.

Однако на этом космические исследования с помощью сканирующего зондового микроскопа не останавливаются. В грантовом конкурсе проекта Space-π Фонда содействия инновациям, реализуемом при поддержке Федерального проекта «Кадры для космоса» Минобрнауки России, победил научный эксперимент школы «Летово» — «Двухканальный квантовый датчик метеороидных и пылевых частиц пульсирующего типа для анализа статистики частиц нано- и микрометровых размеров в космическом пространстве». Разработка технических решений будет вестись совместно с АО «Завод ПРОТОН» и НИУ МИЭТ, а также ОГУ имени И. С. Тургенева.

Новый спутник получил имя «Басов (Нанозонд-2)» — в честь нобелевского лауреата Николая Геннадиевича Басова, одного из создателей квантовой электроники. Проект будет продолжать исследования, начатые на спутнике «Нанозонд-1». Его задача — расширить возможности космической аппаратуры и повысить точность регистрации микро- и наночастиц пыли и микрометеороидов в околоземном пространстве.

Статья «Первое в мире наблюдение изменения наноструктуры поверхности материала, с космической скоростью встречающего атмосферу в процессе падения на землю» в журнале «Наноиндустрия».