Российские учёные изменили представление о том, как ведёт себя графит в экстремальных условиях космоса. Исследование, проведённое в НИИ механики МГУ, показало: под воздействием мощной ударной волны материал не плавится и не испаряется, как считалось раньше, а буквально откалывается, теряя микрочастицы. Это открытие может повлиять на выбор защитных покрытий для космических аппаратов.
В эксперименте был задействован специальный комплекс «Ударная труба», предназначенный для моделирования экстремальных аэродинамических нагрузок. В камеру помещался образец углеродного теплозащитного материала, подобного тому, который используется на внешней оболочке спускаемых аппаратов. Результаты удивили исследователей: материал начал разрушаться не в результате плавления, а из-за механического отделения мелких частиц.
«Проведённый эксперимент показал, что основным механизмом разрушения поверхности графита под действием сильной ударной волны является механическое откалывание углеродных микрочастиц с его поверхности».
— Владимир Левашов, заведующий лабораторией кинетических процессов в газах, НИИ механики МГУ
Это означает, что даже при сравнительно умеренных температурах графит может быстро терять свою защитную способность, если на него воздействует мощная динамическая нагрузка — например, при вхождении в атмосферу.
Открытие особенно важно для конструирования многоразовых космических аппаратов, где каждый цикл повторного использования требует стабильности теплозащитного слоя. Теперь инженерам предстоит учесть не только температурную стойкость материалов, но и их способность выдерживать механическое воздействие ударных волн.
Работа МГУ — ещё один шаг к созданию безопасных и долговечных систем для будущих миссий, в том числе лунных и марсианских, где атмосферное торможение может быть жёстким и разрушительным.
Источник: МГУ
