Разработанные в ИФПМ СО РАН компьютерные модели помогут защитить поверхность летательных аппаратов от космического мусора

Ученые лаборатории механики структурно-неоднородных сред Института физики прочности и материаловедения СО РАН с помощью разработанного программного комплекса EFES (Explicit Finite Element Solver) создают математические модели процессов, протекающих в защитных экранах и иллюминаторах космических аппаратов при их столкновении с космическим мусором.

Как поясняют участники научного коллектива – ведущий научный сотрудник Андрей Радченко, научные сотрудники Павел Радченко и Станислав Батуев, – крошечная песчинка в космосе летит в разы быстрее пули, со скоростью 7-8 километров в секунду. При столкновении с поверхностью, не защищенной экраном, на ней может остаться след или даже пробоина. Использование экрана небольшой толщины позволяет избежать этого: встречаясь с поверхностью экрана, частица космического мусора начинает разрушаться, и даже если в экране образуется отверстие, то главная задача выполнена – важный модуль или конструкция летательного аппарата не пострадали, срок их эксплуатации на орбите увеличивается.

Что же касается иллюминаторов, то стекло, из которого они выполнены, материал очень капризный. Исследователи моделировали ситуации взаимодействия иллюминатора с космическим мусором разной массы, летящим с разной скоростью. Это позволило описать, что именно в таких ситуациях происходит с иллюминатором: могут образовывать трещины, сколы или даже отколоться целые куски стекла, а образовавшая трещина может привести к разрушению всего иллюминатора.

Создание компьютерных моделей позволит не только понять, как ведут себя на орбите сложные конструкции из перспективных материалов, но и предложить новые конструкторские решения по их оптимизации.