Инновационный подход к обеспечению радиационной защиты обитаемых космических баз

Авиационная и ракетно-космическая техника

2023. Т. 30. № 4. С. 88–97.

Авторы

Алифанов О. М.*, Ермаков В. Ю.**, Туфан А. ***, Бирюкова М. В.****, Васиков Д. В.*****

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: o.alifanov@yandex.ru
**e-mail: v_ermakov2003@mail.ru
***e-mail: anttufan@gmail.com
****e-mail: mar_601_24@mail.ru
*****e-mail: denvasikov@mail.ru

Аннотация

Проводятся расчетно экспериментальные исследования активной защиты модулей космической среды обитания от заряженных частиц с использованием специального программного обеспечения на базе пакета MATLAB. Выполняется оценка пассивной защиты модулей космической среды обитания по дозам облучения образцов гасителей колебаний. Представлен подход к обеспечению защиты модулей космической среды обитания от заряженных частиц на основе перспективных наноматериалов, таких как магнитная жидкость и полые сферы, покрытые магнетитом.

Ключевые слова:

обитаемая космическая база, активная радиационная защита, круговая поляризация, полиэтиленовые полые сферы, магнетитовое покрытие, многослойная конструкция модуля, магнитная жидкость, гамма-излучение

Библиографический список

  1. Eckart P. The Lunar Base Handbook: An Introduction to Lunar Base Design, Development, and Operations. – New York, McGraw-Hill, 1999. – 850 p.

  2. Алифанов О.М., Анфимов Н.А., Беляев В.С. и др. Фундаментальные космические исследования: В 2 кн. – Кн. 2. Солнечная система. – М.: Физматлит, 2014. – 456 с.

  3. Halekas J.S., Brain D.A., Mitchell D.L. et al. On the occurrence of magnetic enhancements caused by solar wind interaction with lunar crustal fields // Geophysical Research Letters. 2006. Vol. 33. L08106. DOI: 10.1029/2006GL025931

  4. Гапоненко О.В., Гаврин Д.С., Свиридова Е.С. Анализ структуры стратегических планов развития ракетно-космической промышленности методом классификации НИОКР космических функциональных и промышленных технологий // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 1. С. 64–81.

  5. Ребеко А.Г. Защита людей и космических аппаратов в космосе // Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. № 5(53). DOI: 10.18698/2308-6033-2016-5-1496

  6. Донсков А.В. Анализ современных методов оценки и моделирования рисков возникновения нештатных ситуаций на борту космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 163–169.

  7. Joshi R.P., Qiu H., Tripathi R.K. Configuration studies for active electrostatic space radiation shielding // Acta Astronautica. 2013. Vol. 88, pp. 138-145. DOI: 10.1016/j.actaastro.2013.03.011

  8. Hoffman J., Fisher P., Batishchev O. Use of superconducting magnet technology for astronauts radiation protection. NIAC Phase 1 Final Report, American Physical Society Bulletin 49, 2004, 261.

  9. Ермаков В.Ю. Метод испытаний магнитожидкостной системы виброзащиты длинномерных пространственных конструкций // Космонавтика и ракетостроение. 2019. № 4(109). С. 80–88.

  10. Ермаков В.Ю., Туфан А. Проблемы, обусловленные работой систем с подвижными массами при эксплуатации космических аппаратов // Космонавтика и ракетостроение. 2022. № 5(128). С. 134–145.

  11. Бирюкова М.В., Туфан А., Ермаков В.Ю. Подход к снижению виброактивности малых космических аппаратов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машино строение. 2023. № 1(144). С. 4–21. DOI: 10.18698/0236-3941-2023-1-4-21

  12. Ермаков В.Ю., Туфан А. Динамика космических аппа ратов. – М.: Изд-во МАИ, 2023. – 92 с.

  13. Ермаков В.Ю. Экспериментально-математическое моделирование длинномерной конструкции на основе результатов частотных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 29–40. DOI: 10.34759/vst-2022-3-29-40

  14. 1ГОСТ 25645.150-90. Лучи космические галактические. Модель изменения потоков частиц. – М.: Изд-во стандартов, 1991. – 11 с.

  15. ГОСТ 25645.165-2001. Лучи космические солнечные. Вероятностная модель потоков протонов. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 12 с.

  16. Бабкин Г.В. Активная защита космических аппаратов от статического электричества в орбитальных условиях: Справ. пособие для конструкторов. – Королев (Моск. обл.): ЦНИИмаш, 2000. – 284 с.

  17. Cucinotta F.A., Kim M.-H.Y., Willingham V., George K.A. Physical and Biological Organ Dosimetry Analysis for International Space Station Astronauts // Radiation Research. 2008. Vol. 170. No. 1. pp. 127-38. DOI: 10.1667/ RR1330.1

  18. Townsend L.W. Critical analysis of active shielding methods for space radiation protection // IEEE Aerospace Conference Proceedings (05-12 March 2005; Big Sky, MT, USA). DOI: 10.1109/AERO.2005.1559364

  19. Гликман Л.Г. Качественное исследование движения заряженной частицы в поле магнитного диполя // Журнал технической физики. 1974. Т. 44. № 4. С. 689–697.

  20. Жук М.С., Молочков Ю.Б. Проектирование линзовых, сканирующих, широкодиапазонных антенн и фидерных устройств. – М.: Энергия, 1973. – 439 с.

  21. Ермаков В.Ю. Исследование влияния алгоритмов управления приводом остронаправленной антенны на его виброактивность на борту космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 175–181.

  22. Spillantini P., Taccetti F., Papini P., Rossi L.A. Radiation shielding of spacecraft in manned interplanetary flights // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2000. Vol. 443. Nos. 2-3, pp. 254-263. DOI: 10.1016/S0168-9002(99)01091-8

  23. Донсков А.В., Мишурова Н.В., Соловьев С.В. Автоматизированная система контроля состояния космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 151–160.

  24. Reznik S.V., Prosuntsov P.V., Railyan V.S. et al. Method and results of investigations of thermophysical properties of carbonpolymer composites with full scale samples of beam space structures // Inverse Problems, Design and Optimization Symposium (IPDO, 16-18 2007; April Miami Beach, Florida, USA), pp. 657–660.

  25. Черногиль В.Б., Жан-Люк К., Гринавцев В.Н. и др. Способ изготовления микрошариков и микросфер. Патент RU 2527047 C1. Бюл. № 24, 27.08.2014.

  26. Головин К.Б., Головин Б.А., Калинникова М.В. Ядерная геофизика: Учебное пособие. – Саратов: Изд-во Саратовского университета, 2014. – 140 с.

  27. Shenyi Z., Donghui H., Wimmer-Schweingruber R.F. et al. Radiation dose of LND on the lunar surface in two years // Chinese Journal of Space Science. 2021. Vol. 41. No. 3. pp. 439-444. DOI:10.11728/cjss2021.03.439

  28. Tomašovičová N., Haysak I., Koneracká M. et al. Radiation stability of biocompatibile magnetic fluid // ICMF12 (01-05 August 2010; Sendai, Japan). DOI: 10.48550/ arXiv.1004.3448

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024