Разработки дошли до Меркурия и могли пригодиться на Венере. Чего достигли белорусские учёные в космической отрасли?

Новости Беларуси. «Поехали!» – с этой незамысловатой фразы Юрия Гагарина началась космическая эра. С тех пор человечество запустило в космос сотни спутников, космических кораблей и других межпланетных аппаратов, которые бороздят просторы Вселенной. Но мало кто знает, что разработки белорусских ученых достигли Меркурия и могли бы пригодиться на Венере, сообщили в программе «Минск и минчане» на СТВ.

В День космонавтики мы заглянули в лаборатории, где долгие годы проходили испытания под грифом секретности. Что ж, самое время рассекретить главные достижения космической отрасли, а заодно познакомиться с легендарными исследователями современности.

Николай Мухуров, доктор технических наук, профессор, заведующий лабораторией микро- и наносенсорики ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника» НАН Беларуси:
Наша лаборатория была организована в рамках создания Института электроники в 1973 году. Когда по приглашению правительства БССР, специалисты из Новосибирска приехали сюда для того, чтобы развивать направление вакуумной микроэлектроники. Если кратко говорить, это миниатюрные электронные лампы, которые раньше были во всех электронных приборах: радиоприемниках, в том числе и телевизорах. И благодаря тому, что они в очень маленьком, миниатюрном виде, они могли быть использованы для космических применений.

Их основа – керамика и тугоплавкие металлы. Это самые температуро- и радиационностойкие материалы, которые существуют на земле. Из них в лаборатории микро- и наносенсорики и производят датчики, многим из которых нет аналогов в мире. Но вот вопрос: если космос бесконечный, то для чего нужна такая миниатюрная техника?

Николай Мухуров:
Для того, чтобы с экономической точки зрения обеспечить эффективность запуска в космос аппаратов и дальнейшего проведения исследований. Чем меньше размеры, в том числе электронных изделий, тем большему количеству другой полезной нагрузки в аппарате мы можем предложить для данного космического аппарата и того, какие он должен выполнить функции в космосе.

Совсем недавно Николай Мухуров вместе со своими коллегами удостоился премии Союзного государства. В это трудно поверить, но в том числе благодаря его разработке мы с вами из метеосводок можем узнать о приближении магнитных бурь.

Николай Мухуров:
При возмущении солнечной энергии, которая распространяется очень быстро, есть определенное время, за которое она доходит до нашей атмосферы и возмущает ее. За это время мы должны зафиксировать, как быстро придет этот поток солнечной плазмы к нашей атмосфере с тем, чтобы заранее предупредить всех специалистов, которые занимаются жизнеобеспечением человечества, о приближении этого возмущения. Почему? Потому что в этом случае мы будем предупреждены и кратковременно отключим определенные области от потребления электроэнергии, от работы электронного оборудования. А человеку будем рекомендовать не выходить в определенное время в открытое пространство.

Все это передает специальный датчик.

Николай Мухуров:
Его основные компоненты – это такие миниатюрные различного диаметра сеточные структуры. Толщина витка такой сеточной структуры – 20 на 20 микрометра.

Анна Сушкова, корреспондент:
Если не секрет, эти датчики находятся на каких спутниках? Они действительно работают в настоящий момент?

Николай Мухуров:
Это датчики, которые были использованы в нескольких программах Института космических исследований РАН. В частности для интергелевого «Космос», нескольких проектов «Луна», LG, «Луна-Глоб» и так далее.

Так что метеозависимые люди могут быть спокойны. Еще одно ноу-хау, которым по праву гордится коллектив, – датчики космической плазмы. Ими оснастили летательный аппарат, который отправился в «одиссею» за 80 миллионов километров от Земли.

Николай Мухуров:
Спутник был запущен для исследования планеты Меркурий, где достаточно серьезные внешние условия. Имеется в виду температура – до 400 градусов, до минус 180 градусов. И при этом должны быть все приборы при этой температуре работоспособны, плюс, так как там аппаратура уникальная, состоящая из нескольких блоков, они должны работать одновременно.

Состав среды, колебания температуры, влияние Солнца на ближайшую от него планету – теперь у астрономов прибавилось информации для изучения. Правда, не всем уникальным приборам посчастливилось отправиться к звездам.

Николай Мухуров:
Разработка выполнялась параллельно с американскими специалистами. Тогда к этой работе были привлечены специалисты из пяти институтов СССР под руководством Всесоюзного научно-исследовательского института космического приборостроения. Задача была – выполнить устройство в виде передатчика, который бы на поверхности планеты Венера, где сто атмосфер – избыточное давление, +500 градусов, непрозрачная атмосфера. Вот такой передатчик нужно было создать для того, чтобы он работал и передавал информацию о состоянии поверхности Венеры минимум десять тысяч часов.

И получилось. Все испытания передатчик прошел на ура. Вот только космическая программа по изучению Венеры свернулась.

Николай Мухуров:
В 1994 году, когда была снята секретность нашей разработки, я принял участие в одной из международных конференций по вакуумной электронике в Гренобле, где встретились в том числе и с разработчиками с американской стороны, которые не смогли сделать то, что сделали мы, потратив от двух до трех раз больше средств. Это порядка сотен миллионов долларов на тот момент.

От «умного носа» до системы «умного города». Лаборатория микро- и наносенсорики сегодня готова принять участие в самых невероятных проектах. Как изготавливаются уникальные датчики – мы проследили за некогда секретной технологией.

Николай Мухуров:
Для того, чтобы создать основу уникального любого прибора, который будет работать в том числе и при высокой температуре. Исходная, соответствующим образом подготовленная пластина алюминия помещается в ячейку с электролитом специальным и к ней прикладывается разность потенциалов. Через определенное время по определенной программе, заранее заданной, мы получаем здесь слой керамики.

Анна Сушкова:
Когда создается определенная программа, формируется материал, а что дальше происходит?

Николай Мухуров:
Вот дальше, пожалуйста, пройдемте туда. Это второй этап, который один из самых главных, потому что какой шаблон мы приготовим, с какой точностью выполним их элементы, точно так же мы сможем получить, в частности, такие сеточные структуры, которые дальше используются при создании датчика потока космической плазмы.

Чудеса литографии – и образец готов. Кстати, датчики, которые здесь производят, могут служить самым разным целям. Более того, практически любую разработку можно поставить на поток.

Николай Мухуров:
Очень интересное направление, которое мы развиваем вместе с нашими китайскими партнерами, – это датчики газовой среды. Они позволяют на достаточно высоком уровне детектировать наличие определенных компонентов газовой среды. В первую очередь, опасных, взрывоопасных и ядовитых.

Такие микропомощники пригодятся не только в добывающей отрасли и на производствах, но и в каждом доме.

Николай Мухуров:
Попытаться сделать газовый сенсор на метан и подобные компоненты для того, чтобы обеспечить безопасность эксплуатации газовых плит в жилых помещениях или же безопасность эксплуатации оборудования для технологического процесса, в которых используется метан и другие компоненты. Датчик водорода, который позволяет нам отслеживать компоненты содержаний водорода в окружающей среде – от пяти сотых процента до ста процентов. Такого типа датчиков нет ни у кого.

Анна Сушкова:
Николай Иванович, мы говорим о Дне космонавтики. Хотелось бы понять, какой шаг сделало все-таки человечество, какие важные-важные открытия есть, какие изменения произошли, какое космическое будущее нас ждет?

Николай Мухуров:
По моему мнению, в первую очередь, интерес связан с созданием долговременных станций на различных планетах. В первую очередь, на Луне. Потому что первый ближайший к нам спутник, потому что там потенциально есть все условия для жизнедеятельности человека. В первую очередь, вода в виде льда. Один из вариантов возможности построения таких станций – это использование тех глубоких кратеров, которые есть на поверхности, которые позволяют, в том числе, использовать глубину этих кратеров в несколько километров, чтобы организовывать там при наличии воды в достаточном количестве, долговременную станцию.

И прилуниться, и преодолеть не один световой год – наука позволит сделать многое. Особенно важно, что белорусские ученые имеют ко всему непосредственное отношение.

Николай Мухуров:
Нам своим разумом трудно представить, что такое Вселенная и сколько там может быть систем, как Солнечная. Скорее всего, как многие говорят, бесконечная. Но в других условиях разумные существа также могут жить.

Вот такое поистине космическое будущее нас ждет. Можно долго восхищаться смелостью первого космонавта, но на самом деле космическое пространство есть внутри каждого.