Графит не плавится — он крошится: в МГУ узнали, как улучшить теплозащиту космических аппаратов
Ученые НИИ механики МГУ им. М. В. Ломоносова выяснили, что графит, который используют в теплозащитных покрытиях космических аппаратов, при резком нагреве не испаряется и не плавится. Он раскалывается — из него вылетают микрочастицы. Это открытие может изменить подход к выбору материалов для многоразовых спускаемых конструкций.
Исследование провели на экспериментальной установке «Ударная труба». Образец углеродного материала, который обычно используют в теплозащитных слоях, подвергли воздействию мощной ударной волны. При этом фиксировали как спектры излучения ударно нагретого газа у поверхности графита, так и сам характер разрушения материала.
По словам заведующего лабораторией кинетических процессов в газах Владимира Левашова, основной вклад в разрушение вносит именно откол графитовых фрагментов — то есть абляция (удаление вещества с поверхности) происходит в результате механического, а не теплового воздействия. Это меняет представление о том, как работают углеродные покрытия при входе в атмосферу и при высоких аэродинамических нагрузках.
Авторы говорят, что надежность теплозащиты — ключевой фактор безопасности при спуске аппарата на Землю. Обычно для этой цели применяют абляционные материалы на основе углерода, которые должны выдерживать резкий нагрев и поток плазмы. Новые данные помогут точнее рассчитывать ресурс таких покрытий и повысить эффективность будущих космических экспедиций.
Результаты опубликовали в журнале Acta Astronautica.
Самое популярное
