У Києві продемонстрували інженерні зразки наносупутників. ФОТО

Моделі є виключно українськими і створені фахівцями з лабораторії алюмінієвих теплових труб і наносупутникових технологій КПІ при співпраці з українськими біологами зі SpaceBox.

На науковій конференції INSCIENCE CONFERENCE 2023, яка відбулася 17 червня у Києві, інженери з КПІ і фахівці з біологічних питань об’єднались як партнери з командою SpaceBox та презентували інженерні моделі розроблених наносупутників та концепт біокапсули.

Науковці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» розробили серію наносупутники PolyITAN, які вже запущені компанією SpaceX та можуть відстежуватися в онлайн режимі.

Перший наносупутник PolyITAN-1 був запущений у 2014 році з метою оцінити можливості та надійність платформи. Виконавши свою функцію, він досі може відстежуватися в онлайн режимі наземною станцією КПІ.

Другий наносупутник PolyITAN-2 був більший за розмірами та мав елементи для вимірювання атомарного кисню в верхніх шарах атмосфери. Це дослідження відіграло значну роль для світової спільноти під час проведення експериментів в аерокосмічній сфері та розробці ракетоносіїв. Місія була успішно виконана. В результаті перебування супутника на орбіті, яке тривало 20 місяців, створена відповідна мапа, яка була поширена серед європейських колег.

Наразі сигнал отримується від першого наносупутника PolyITAN-1, а також — від PolyITAN-HP-30, який створили науковці до 30-річчя незалежності України. PolyITAN-2 після успішного завершення місії зійшов з орбіти та згорів в атмосфері, що пов’язано з особливостями експерименту — низькою навколоземною орбітою, близько 250 км від поверхні Землі. Проте PolyITAN-2 є рекордсменом поміж іншими наносупутниками, запущеними разом з ним, перебуваючи на орбіті найдовше.

Основною ціллю супутника PolyITAN-HP-30 є дослідження впливу мікрогравітації та інших факторів космічного простору на ефективність роботи теплової труби. В космічних апаратах і раніше використовувались системи терморегуляції з використанням теплових труб. Проте наші інженери розробили унікальну конструкцію, яка в перспективі допоможе розсіювати тепловий потік від елементів супутника з більшою ефективністю протягом тривалого проміжку часу.

На конференції також була представлена інженерна модель четвертого наносупутника PolyITAN-4-Bio. Його основною особливістю є наявність прототипу біокапсули. Всередині біокапсули забезпечено необхідний рівень вологості, кількість кисню та вуглекислого газу.

У ній може бути розміщена рослина або будь-яка інша органічна речовина, для якої імітуватиметься вплив земної атмосфери ті інших факторів. Це зроблено за допомогою розташування в середині спеціальної платформи, на якій розміщуватимуться датчики концентрації CO2, О2, також датчики освітленості, вологості та температури та певних фітогормонів.

Також буде розміщений вентилятор для імітації вітру на Землі та перемішування повітряної маси, фіто світлодіоди, які випромінюють у подібному до Сонця діапазоні частот — тобто умови, що отримують рослини на Землі, будуть отримувати від фіто світлодіодів.

Такі експерименти проводились на Міжнародній космічній станції тривалістю лише до 30 днів та за умови постійного нагляду і втручання в експеримент людини.

«Наш експеримент максимально автоматизований. Спочатку все буде налаштовано на Землі під конкретну рослину або інший біологічний об’єкт. Надалі апарат функціонує самостійно, ми тільки спостерігаємо за перебігом експерименту. Дослідження розраховане на 3-5 років, це суттєво більше всіх космічних досліджень. Варто зазначити, що успішно подібні біологічні дослідження не провела жодна команда у світі.

Це допоможе Україні стати провідною країною в галузі наносупутникових біологічних досліджень. З огляду на складність задачі особливо важливим питанням є забезпечення необхідного для розвитку органіки теплового стану. Оскільки наносупутник постійно перебуває як на сонячній стороні Землі, так і у тіні, надзвичайно важливо мінімізувати коливання температур всередині біокапсули», — розповів розробник та інженер із забезпечення теплового режиму Костянтин Половинкін.

Задля цього, з його слів, розробники використовують екранно-вакуумну ізоляцію у сукупності з нагрівачем плівкового типу, який розроблено фахівцями нашої лабораторії:

«У контексті питання забезпечення теплового стану неможливо не зазначити, що особливу увагу ми приділяємо саме комп’ютерному моделюванню теплових процесів, а також — фізичним експериментам на вібраційних стендах і термовакуумній камері. Окрім презентованих наносупутників хочу звернути Вашу увагу ще на одну розробку українських вчених — плазмовий двигун. Його робота заснована на проходженні розряду струму через інертний газ ксенон».

Під час цього процесу інертний газ іонізується та випускає заряджені частинки — іони. Потік заряджених частинок і є плазмою, що створює рушійний момент. Ця розробка може сильно змінити наші уявлення про космічні дослідження та допоможе нам зробити величезний крок у цьому напрямі».

Також у біокапсулах будуть розташовані камери відеоспостереження, аби слідкувати за всіма процесами росту рослини. Адже на Землі в стандартних умовах рослина розвивається вертикально, а низка біологічних досліджень показала, що високо в горах коренева система відходить від вертикалі в сторону. Команда очікує спостерігати це ж явище в ході експерименту. Існує ймовірність росту рослини горизонтально, заповнюючи простір біокапсули, лише після чого вона підніметься вертикально.

Наразі команда інженерів з Лабораторії алюмінієвих теплових труб і наносупутникових технологій зі своїми партнерами SpaceBox працюють лише на ентузіазмі фахівців та інженерів і шукають інвесторів для популяризації та розширення Української науки навіть у такий скрутний для країни час.

Олександра ПЛАКІНА, фото Борис КОРПУСЕНКО