Спутник размером с микроволновку, школьники с паяльниками и золото, которое помнит каждый удар — такой вот проект «Нанозонд-1». И да, это снова про нанотехнологии. 27 июня 2023 года Россия запустила спутник, который не смотрит в дальний космос, а водит острой иглой по золотой пластинке.
Зачем? Чтобы ответить на два вопроса: почему спутники ломаются, даже если их никто не трогает? И сколько в космосе пыли? Спустя полтора года «Нанозонд-1» дал первые ответы — и они могут удивить.
Что такое «Нанозонд-1» Итак, «Нанозонд-1» — это сверхмаленький российский спутник-лаборатория, который несёт на борту уникальный сканирующий зондовый микроскоп СММ-2000С.
Внутри — игла с алмазным наконечником в 1 нанометр. Микроскоп «ощупывает» поверхность образца и строит трёхмерную карту рельефа с точностью до атомного уровня.
При этом прибор питается от солнечных батарей — кушает всего 0,1 Ватта (ваша зарядка для телефона мощнее в 50 раз). А ещё он выдерживает пятикратные перегрузки при старте. Минус у такого девайса тоже есть: без шуток, создать такое надёжное и маленькое устройство оказалось нелёгкой задачей, но российским учёным и инженерам из Московского института электронной техники (МИЭТ) и «Протона» это удалось.
Университеты и школьники «Нанозонд-1» — это коллаборация НИУ МИЭТ (Москва), завода «Протон» (Зеленоград) и Орловского госуниверситета имени Тургенева.
Разработка микроскопа и спутника началась примерно в 2021 году.
Учёные и инженеры провели множество испытаний и прототипирований: приборы настраивались в лабораториях, моделировались цифровые копии, отрабатывались алгоритмы работы.
Но главное — к проекту присоединились школьники из «Сириуса» и «Больших вызовов» по всей России. При этом они не просто писали отчёты — они паяли антенны, тестировали графен и даже собирали систему аварийной сигнализации для спутника.
Например, чтобы ловить данные с орбиты, нужно было создать антенну. Взрослые дали школьникам алюминиевые трубки, серебряную проволоку и сказали: «Разберитес».
Ребята рассчитали параметры, согнули трубки в форме квадрифилярной антенны (эдакая спираль) и собрали три прототипа. Теперь эти антенны используют по всей России для приема спутниковых сигналов.
Символично, что вместе с «Нанозондом-1» на одном носителе вывели ещё 42 спутника (39 российских и 3 зарубежных). Такой «конвейер» показывает, насколько активно развивается космическое направление среди молодёжи и учёных.
А в 2024 году команда школьников на «Больших вызовах» конструировала прототипы: они собирали макет нового спутника «Нанозонд-А» и узлы следующей версии микроскопа (изготавливали детали на 3D‑принтере).
Но только зачем вообще нужен микроскоп в космосе? Почему он в космосе? Главная задача «Нанозонда» — посмотреть в нано-мир прямо там, где на материал действуют всякие космические явления: солнечный ветер, радиация и мельчайшие метеоритные частички.
Раньше для всех экспериментов образец возвращали на Землю, где гоняли его по термокамерам и ускорителям. Но даже лучшие установки не воссоздают вакуум и невесомость одновременно — да даже шаги в коридоре лаборатории создают вибрации, которые мешают сканированию.
Теперь же микроскоп делает всё «на месте» и сразу шлёт снимки домой.
А ещё он в космосе для того, чтобы анализировать околоземную нанопыль и искать «чистые» орбиты, где мало мелких частиц. Так микроскоп помогает изучать состав мельчайших космических осколков и находить относительно безопасные «чистые» траектории вокруг Земли.
Для этого у СММ-2000С есть золотое зеркало — такая ловушка для частиц. Если в него врежется микрометеорит или пылинка от космического мусора, микроскоп их увидит.
Что узнали за полтора года? Изначально поверхность зеркала была почти идеально гладкой (шероховатость.
Рубрика: Hi-Tech. Читать весь текст на www.ferra.ru.