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The goal of Project 5-100 is to maximize the competitive position of a group of leading Russian universities in the global research and education market.

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够到星星!俄罗斯大学科学工作解决哪些航天问题

12 апреля 2018 года
Фото: MIPT
Источник: World Huanqiu

环球网综合报道】1962年4月12日传奇的苏联宇航员尤里·加加林完成了人类历史上首次绕地球飞行。为纪念这个历史性事件,联合国将这一天确定为国际载人航天日。

现代宇航学不仅解决探索近地和外太空的科学问题,还确保着从导航和天气预报到卫星通讯和农业监测等方面的诸多需求。

空间探索意味着各国之间的密切合作--国际空间站就是最著名的例子之一。2017年俄罗斯总统弗拉基米尔·普京声明说,俄罗斯将加强与中国的相互协作。第一份国家间联合协议确定了若干方向:月球和深空研究、地球遥感、空间碎片监测。

开采宇宙矿物质的国家项目("space mining")正在快速发展,在国家平台上正在测试新型火箭和卫星,制造相应的配件和材料。

这些计划的落实在很大程度上取决于俄罗斯联邦教育项目“5-100计划”的参与高校。该计划的目的在于提高俄罗斯高等教育的声望和竞争力。该计划旨在增强高等教育机构的科学研究潜力,因此为最迫切的研究项目给予相应的财政支持,包括太空探索领域在内。

莫斯科物理技术学院的学者们作为大型国际联盟的成员制定了提高宇航员抗辐射性的战略。该战略涉及保护宇航员免受辐射的一系列研究,包括药物治疗、基因工程和休眠技术。作者们发现,辐射和衰老以类似的方式在毁掉机体,因此对付一个的方法可能对另一个也会起作用。

莫斯科物理技术学院的副教授亚历山大·扎沃龙科夫表示:“航天发展将带来首次载人火星飞行和深空飞行。但为了在高宇宙辐射条件下得以生存,人们需要更高的抗辐射性。我们提供全面的方法提高对辐射、压力和衰老的抵抗力。它不仅在太空中有效,在地球上也是如此,如果‘副作用’是健康长寿的话。”

托木斯克国立大学的学者们在观测空间碎片一年来收集了10000多个对近地空间物体的观测结果。该研究任务是确保卫星在高于国际空间站轨道上的安全。在空间碎片不会威胁到宇航员生命的情况下,这种长期计划是非常合理的。

托木斯克国立大学应用数学和力学研究所研究员伊万·丘瓦绍夫解释说:“我们试图测量这些物体的轨迹,长期确定它们相撞的可能性。在美国这都是在网上完成的,每一次都要记录概率。而我们用另一种方法:建立数值模型,以大概相同的概率确定这些碰撞,但在少量观测的情况下。”

以科罗廖夫院士命名的萨马拉国立研究型大学的“鹳”系列卫星在轨道上运行,并将信息传输到大学的小型航天器管理综合体。

“航天工程和技术”科学教育中心负责人伊万·特卡琴科评论说:“‘鹳’是一个非常成功的平台,但我们很清楚,在这个平台上安装具有高性能的地球遥感设备是不可能的。因此我们提出了更重的设备项目—‘鹳-3’。新一代的‘鹳’被设计成不仅可以观测地球表面,而且还可以成为科学实验的平台。”

萨马拉大学科学家的另一个项目是纳米卫星控制、导航和通信综合体,旨在用于生态监测和及时发现自然灾害的迹象。

喀山联邦大学正在研发格洛纳斯系统内的高精度天文导航网络。喀山联邦大学的优先工作方向之一就是在国民经济中使用航天活动成果:宇宙大地测量、宇宙绘图技术、生态和领土发展管理。

喀山联邦大学物理学院计算物理和物理过程模拟教研室尤里·涅费季耶夫教授说:“我们实验室的工作人员正在进行研究,以确定航天器与月球信标协调的准确性。在地球上建立一个使用激光信标的导航网络是不可能的,因为大气层会阻碍。由于在月亮上没有大气层,所以信标的光在很远的距离都能看到。或许,在地表望远镜中也能够看到它。”

目前正在紧张测试卫星新一代发动机的燃烧室样品和相应的“绿色”燃料。乌拉尔联邦大学和俄罗斯科学院乌拉尔分院高温电化学研究所的科学家们正在进行设备研究。

“由于铱和铼的逐层应用,燃烧室能够在2000度的温度下运行,脉冲增加,有效载荷提高,失效次数减少。”项目研发人员之一安德烈·伊萨科夫介绍说。

托木斯克理工大学的项目侧重于空间材料学的发展和新材料的设计--加强和简化结构,确保辐射防护,组织太空生产。

例如,该大学创建了透明陶瓷的工业生产方法,用于制造航空航天设备的防弹玻璃。这种独特的玻璃已供给能源火箭太空公司。此外,该公司还向托木斯克理工大学订购了用于生产航天飞船部件的搅拌摩擦焊机。2017年首颗3D打印机制造的俄罗斯卫星“托木斯克120”成功进入轨道。托木斯克理工大学工程学院院长阿列克谢·雅科夫列夫指出,发射纳米卫星使用的方法和工具、3D打印机可以进一步应用于月球基地、空间站和其他重要战略设施的建设。

月亮是俄罗斯航天领域的重要目标。2019年,俄罗斯航天国家集团公司计划为月球俄罗斯导航系统运去由喀山联邦大学参与研发的首座信标。此外,“5-100计划”的参与高校代表成立了空间探索者俱乐部。

“我们的主要目标是利用资源在航天器和轨道上建造研究基地。目前运入轨道的99%的货物是燃料。如果从月球土壤中能够获取水,燃料将在当地生产,那么探索太空将会更便宜。”国立研究型技术大学莫斯科国立钢铁合金学院创新采矿技术中心主任帕维尔·阿楠耶夫说:“我们已研制出能够模拟月球土壤的设备,能够进行更接近月球环境的测试。”

上述例子表明,当代俄罗斯科学工作(包括“5-100计划”项目参与高校内的科学工作)继续积极发展并在解决实用任务的同时确保科学的长远发展。(作者:瓦尔瓦拉  诺维科瓦 , 亚历山大  季特科夫,5-100项目中心与俄罗斯卫星社联合报道)

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