Холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») представил в рамках международного авиационно-космического салона МАКС-2017 датчиковую аппаратуру, позволяющую существенно продлить срок службы и повысить надежность систем космических аппаратов, средств выведения и реактивных двигателей. Разработка позволяет контролировать параметры электризации для защиты космической электроники от помех и повреждений. Аппаратура полностью герметична и отличается от аналогов миниатюрными массогабаритными характеристиками, высокой надежностью и механической прочностью.
Космический аппарат во время полета подвергается воздействию потоков высокоэнергетической плазмы, а также оптических, радиационных излучений. Это приводит к электризации его поверхности, причем разные участки в зависимости от свойств материалов и их ориентации по отношению к Солнцу могут заряжаться по-разному, а значения электрических потенциалов могут достигать десятков киловольт.
Электрические напряжения между отдельными участками поверхности космического аппарата создают риск разряда, который может привести к сбою в передаче полезной информации и выходу из строя отдельных электронных компонентов. Для контроля работы бортовых систем и включения систем защиты используется мониторинг электростатических полей. Для этого на космические аппараты и ракеты-носители устанавливаются специальные датчики, обеспечивающие контроль электростатических полей и разрядов.
Главный конструктор по направлению электрофизических измерений АО «Научно-производственное объединение измерительной техники» (НПО ИТ, входит в РКС) Николай ПУШКИН: «Нам впервые в России удалось сделать по-настоящему миниатюрную систему электризации, которая может устанавливаться в том числе на малые космические аппараты. Датчики электризации – трехканальные, состоят из чувствительного элемента для измерения постоянного электрического поля и плоской антенны для измерения переменного электрического поля и токов облучения Последним этапом стала доработка преобразователя, который также приобрел малые габариты».
Для эффективного контроля электризации требуется установить на космический аппарат несколько датчиков, что ранее не всегда было возможно из-за их размера и веса. Миниатюрность датчиков электрического поля и преобразователя, также имеющего малые размеры, позволяет решить эту задачу.
Миниатюризация датчиковой аппаратуры является частью работ по созданию бортовой аппаратуры для нового поколения малых космических аппаратов – микроспутников и наноспутников. Вес нового датчика параметров электризации составляет около 40 грамм против 300 грамм для аналогичного устройства предыдущего поколения. В ходе испытаний системы на специальном стенде была подтверждена способность изделия измерять напряженность электрического поля в диапазоне от 0 до 100 кВ/м.
Новые датчики также будут применяться и для контроля внутриприборной электризации на перспективных полноразмерных российских космических аппаратах, работающих на геостационарных, высокоэллиптических и полярных орбитах.
Аппаратуру планируется применять в научных исследованиях электрического поля Земли и облаков при контроле молниеопасности.