Китай создал «черный ящик» для ядерных космолетов

Китайские исследователи разработали концепцию специального защищенного «черного ящика» для космических аппаратов с ядерными энергетическими установками. Устройство должно сохранять данные о полете и передавать координаты в случае аварии, помогая быстрее обнаруживать обломки и снижая риск распространения радиоактивных материалов.

Изображение: NASA

Разработку представила группа ученых из Нанкинского университета аэронавтики и астронавтики. По расчетам инженеров, компактный модуль массой всего 4,5 кг и размерами около 16,5 × 16,8 см способен выдерживать сильные механические нагрузки и поглощать энергию удара до 25 969 Дж.

Интерес к космическим аппаратам с ядерными энергетическими системами в последние годы растет. Подобные технологии рассматриваются для длительных миссий, где солнечные панели могут быть недостаточно эффективны. Например, NASA изучает варианты использования ядерных установок для будущих полетов к Марсу, а Китай рассматривает перспективные проекты дальних космических миссий.

Однако такие аппараты требуют особых мер безопасности. В случае аварии ракеты важно не только найти место падения, но и быстро определить состояние ядерных компонентов.

Предложенный китайскими инженерами модуль объединяет сразу две функции: бортовой регистратор данных и спутниковый маяк на базе навигационной системы BeiDou. Даже после серьезного повреждения аппарат должен сохранять информацию о полете и передавать свое местоположение.

Для защиты электроники разработчики создали многослойный корпус, в который входят:

  • внешний защитный слой из алюминиевого сплава;
  • алюминиевая сотовая структура для поглощения энергии удара;
  • слой магниевого сплава;
  • эластичный пеноматериал;
  • внутренний слой аэрогеля для защиты от высоких температур.

Сначала конструкцию проверили с помощью компьютерного моделирования на суперкомпьютере мощностью около 1400 Тфлопс. Расчеты показали, что многослойная система защиты способна поглощать примерно 90% энергии удара.

Затем инженеры провели реальные испытания прототипа. Устройство разогнали с помощью баллистической установки и направили на грунт, имитируя падение с большой скоростью. В результате внешний корпус получил повреждения, но внутренний электронный модуль сохранил работоспособность и продолжил передавать сигнал.

Кроме того, исследователи разработали усовершенствованную версию с надувной системой амортизации. Согласно моделированию, такая конструкция снижает ударные нагрузки примерно на 44%, а также позволяет устройству оставаться на поверхности воды после падения, что упрощает его поиск.

Пока проект находится на стадии экспериментальной разработки. Китайские ученые представили концепцию и результаты испытаний прототипа, но информации о планах установки подобных систем на реальные космические аппараты пока нет. Если технология получит дальнейшее развитие, подобные «черные ящики» могут стать важным элементом безопасности будущих космических миссий с ядерными энергетическими установками — особенно для дальних полетов, где поиск аварийного аппарата может быть крайне сложной задачей.

©  iXBT