В Китае разработали «черный ящик» для ядерных космических аппаратов

Китайские специалисты предложили инновационную концепцию защищенного модуля — своего рода «черного ящика» — для космической техники, оснащенной ядерными источниками энергии. Задача этого устройства заключается в фиксации полетных данных и трансляции точных координат в экстренных ситуациях. Такая мера позволит оперативно находить обломки и минимизировать экологические риски, связанные с возможным рассеиванием радиоактивных материалов.

Разработкой занималась команда исследователей из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики. Миниатюрный блок массой всего 4,5 кг при габаритах 16,5 × 16,8 см спроектирован так, чтобы выдерживать колоссальные механические нагрузки, поглощая ударную энергию до 25 969 Дж.

Развитие атомной энергетики в космосе становится глобальным трендом, так как для длительных экспедиций, где солнечная энергия недостаточно эффективна, ядерные установки являются наиболее перспективным решением. NASA уже прорабатывает возможности применения таких систем для марсианских миссий, а Китай активно инвестирует в технологии для изучения дальнего космоса.

Тем не менее, эксплуатация «ядерных» аппаратов сопряжена с повышенными требованиями к безопасности. В случае нештатной ситуации приоритетом становится не только обнаружение места крушения, но и контроль состояния реактора.

Инженерное решение китайских экспертов объединяет функции бортового регистратора и спутникового маяка, работающего в связке с системой BeiDou. Даже после критических повреждений устройство способно хранить логи полета и передавать сигнал бедствия.

Надежность электроники обеспечивается за счет многослойной архитектуры корпуса, состоящей из:

• внешнего защитного кожуха из алюминиевого сплава;
• алюминиевого сотового демпфера для поглощения кинетической энергии;
• слоя магниевого сплава;
• ударопрочного эластичного пеноматериала;
• внутреннего термобарьерного слоя из аэрогеля.

Эффективность конструкции была подтверждена суперкомпьютерным моделированием с мощностью 1400 Тфлопс, доказавшим способность модуля гасить до 90% энергии удара.

Практические тесты, проведенные с использованием баллистической установки, также продемонстрировали отличные результаты: несмотря на внешнюю деформацию, внутренний электронный блок сохранил работоспособность и успешно передавал данные после имитации жесткого столкновения с грунтом.

Кроме того, представлена усовершенствованная модель с надувной системой смягчения удара. По расчетам, она снижает перегрузки на 44% и обеспечивает устройству положительную плавучесть, что критически важно для поисково-спасательных работ на воде.

На текущий момент проект находится в фазе прототипирования. Хотя о сроках интеграции таких систем в реальные космические миссии пока не сообщается, предложенная технология имеет все шансы стать обязательным стандартом безопасности для будущих аппаратов с ядерными установками, особенно в условиях сверхдальних перелетов, где поиск потерпевшего аварию зонда — задача крайне сложная.

Источник: iXBT