Специалисты Института оптики атмосферы им. В. Е. Зуева СО РАН (Томск) совместно с командой АО «Информационные спутниковые системы им. ак. М. Ф. Решетнёва» (Железногорск) реализовали серию испытаний для измерения светового давления на материалы спутниковых антенн при вариативных углах освещения. Проект возглавил директор ИОА СО РАН, доктор физико-математических наук Игорь Васильевич Пташник.
Цель эксперимента: точность для космических технологий
Исследователи изучали воздействие солнечного излучения на крупногабаритные сетчатые антенны спутников связи, достигающие десятков метров в диаметре. «Несмотря на низкую плотность материала, давление света создаёт кумулятивный эффект, — поясняет Игорь Пташник. — За годы работы аппарата на орбите даже микроскопические силы способны нарушить его ориентацию, что требует дополнительных ресурсов топлива для стабилизации». Определение точных параметров давления позволит оптимизировать расход горючего, снизив затраты на вывод спутников в космос.
Инновационные методы измерений
Команда использовала уникальные возможности Фурье-спектрометра IFS-125, доступного в ИОА СО РАН, для анализа рассеивания и пропускания света через металлическую сетку (толщина волокон — 20 мкм). «Наша задача — построить индикатрису рассеяния, которая станет основой для расчётов давления при различных углах падения лучей», — отметил Пташник. Для этого потребовалось разработать автоматизированную систему поворота образца и создать цифровую модель сетки, расширяющую возможности эксперимента.
Технологические решения и тысячи замеров
Учёные провели более тысячи измерений, фиксируя параметры рассеяния в разных спектральных диапазонах. Автоматизация процесса поворота образца ускорила сбор данных, а численное моделирование помогло восполнить пробелы в экспериментах с большими углами падения света. Калибровка оборудования под солнечный спектр обеспечила высокую достоверность итоговых расчётов.
Результаты: эффективность и перспективы
«Давление на сетку составило лишь 3% от показателя сплошной отражающей поверхности, — подчеркнул Игорь Пташник. — Это подтверждает её эффективность, но и ставит сложные задачи по детекции слабых сигналов». Успешное завершение проекта открыло новые горизонты для применения методики — от анализа рассеяния света кристаллами до проектирования перспективных космических систем.
Вклад в развитие космической отрасли
Полученные данные помогут усовершенствовать конструкции спутниковых антенн, минимизировав влияние светового давления на их работу. Разработанная установка для измерения индикатрис рассеяния уже рассматривается как инструмент для исследований в смежных областях оптики, укрепляя лидерство российских учёных в решении высокотехнологичных задач.
Источник: scientificrussia.ru
