Разработанный в МАИ плазменный инжектор поможет изучить ионосферу Земли с МКС

Специалисты Московского авиационного института создали импульсный плазменный инжектор для исследования изменений, которые происходят в ионосфере вследствие применения электроракетных двигателей. Оборудование было доставлено на Международную космическую станцию на борту транспортного грузового корабля «Прогресс». Осенью стартует эксперимент «Импульс (2 этап)», цель которого – постоянный мониторинг давления, электрических и магнитных полей, токов и уровней электрического заряда вблизи поверхности МКС.

– Тысячи космических аппаратов с электрическими двигателями уже летают вокруг Земли и выбрасывают заряженные частицы. Эти частицы сталкиваются с ионосферой, которая тоже заряжена. Этот эксперимент поможет учёным из ИЗМИРАН, который является его заказчиком, понять, как плазма движется в верхних слоях атмосферы, как образуются и сколько времени существуют искусственно созданные сгустки плазмы и электрический ток, которые появляются вдоль магнитных линий Земли. Кроме того, появится возможность оценить, какое максимальное воздействие на ионосферу допустимо оказывать человеку, – рассказал заместитель директора Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ Александр Богатый. 

Иными словами, исследование позволит учёным лучше понять, как естественные и техногенные процессы меняют околоземную среду и влияют на жизнь людей и связь (электросети, радио, телекоммуникации, навигация). Помимо этого, важными вопросами исследования являются создание новых средств связи и борьба с электризацией космических аппаратов – накоплением электростатического заряда на их поверхности.

– Электрические разряды могут вызвать сбои в работе электроники, систем связи и навигации, сильный перегрев некоторых элементов и даже физические повреждения (кратеры, эрозии) на поверхности материалов. Их возникновение создаёт опасность для здоровья и жизни космонавтов и приводит к искажению измерений, делая научные данные неточными или бесполезными, – добавил Александр Богатый.

Инжектор является одним из двух блоков комплекса научной аппаратуры «ИПИ-500», которая также включает специальный блок для контроля электрофизических параметров разработки компании «НПО ИТ». Разработка аппаратуры выполнена по заказу ПАО РКК «Энергия» им. С.П. Королёва. С помощью инжектора в ионосферу Земли будут исходить импульсы плазмы (то есть короткие, мощные выбросы заряженных частиц). Далее устройство будет записывать все физические изменения, которые при этом произойдут.

Запланированный эксперимент будет проводиться на многоцелевом лабораторном модуле «Наука» российского сегмента МКС. В течение срока службы МКС учёные смогут включать аппаратуру в нужное время и в нужной точке орбиты, чтобы исследовать ионосферу во время различных космических событий, таких как магнитные бури или солнечная активность.

Помимо фундаментальных исследований, учёные МАИ также планируют изучить особенности работы плазменного инжектора в реальных космических условиях, включая его электромагнитную совместимость с бортовыми системами станции. Эта работа имеет огромное значение для развития перспективных плазменных двигательных установок и повышения безопасности будущих космических полётов.