Рис.1. Станция «Мир» (вверху), кратер и наноструктура его дна (справа)

 

Так, в научных работах сотрудников МИЭТа (Логинов Б.А., Беспалов В.А.) при исследованиях спущенных на Землю элементов обшивки станции «МИР» в сканирующих зондовых микроскопах было показано, что при ударе микрометеорита диаметром 10 мкм со скоростью около 70 км/с о металлический экран станции «Мир» (рис.1) возникает кратер с ровными стенками от мгновенного превращения металла в пар, который в большинстве своём испаряется (формируя пыль на орбите при конденсации), но и в небольшой части также конденсируется на дне кратера, упрочняя этим металл экрана ввиду большей прочности металла в его нанокристаллическом полиморфном состоянии. Это может явиться аргументом для снижения общей толщины, и, соответственно, массы защитных экранов (и, соответственно, затрат), что, однако, требует сбора большого количества экспериментальных данных и их научного анализа. Анализом кратеров от пыли, приводящей к замутнению «стёкол» многоразовых кораблей – челноков, занимаются также и за рубежом.

Кроме того, так называемый «естественный ускоритель» - Солнце - рождает потоки частиц, которые, воздействуя на поверхность материалов, непредсказуемым образом влияют на их структуру и свойства. При этом возможность доставлять элементы конструкции из Космоса практически отсутствует и еще требует специального технического оснащения, поскольку введение в атмосферу планеты приводит как минимум к окислительным процессам, что вносит искажения в эксперимент, а оценка стоимости спускаемых обшивок и элементов, подвергшихся воздействию частиц представляет собой существенные суммы, как и строительство ускорителей на Земле. Так почему бы не запустить зондовый микроскоп в Космос?

Ведь наработки в области конструировании сканирующих зондовых микроскопов для различных специальных условий от космического вакуума до широкого диапазона температур, включая околосолнечные температуры - имеются у сотрудников (Логинов Б.А., Беспалов В.А.) научного партнёра проекта НИУ МИЭТ.

«Первый в мире…»

Данный проект задумывался давно, его впервые предложил ведущий конструктор АО «Завод ПРОТОН» (г. Зеленоград), начальник лаборатории атомной модификации поверхности НИУ МИЭТ Логинов Борис Альбертович, стоявший у истоков зондовой микроскопии в России и по сей день создающий уникальные конструкции СЗМ. Тогда на июльской смене «Большие вызовы» 2020 года мы и начали обсуждать, как возможности создания и запуска самого аппарата, так и построение на его основе образовательной деятельности со школьниками. И, прежде всего, необходимо было понять, какими ресурсами обладаем мы (наша команда) и какие ресурсы нам необходимы. Пришлось отвечать на целую серию вопросов и, порой, даже вызовов. Но, накопленный опыт команды позволил осуществить эту работу.

Например, стало необходимо привлечь опыт по спутникостроению. И приятно отметить, что выпускник системы ЮСНИШ, трижды участник программы «Большие вызовы» по направлению «Космические технологии», «соавтор» первых запущенных кубсатов («СириусСат-1», «СириусСат-2», 2018) Илья Оразов, ныне студент МИЭТа и стал тем «ресурсом» и носителем компетенций, который работает конструктором в коллективе под руководством Бориса Альбертовича.

С одной стороны, первый в мире зондовый микроскоп – спутник Земли разрабатывается и изготавливается заводом Протон (Зеленоград), но, с другой стороны, необходимо было попасть в программу по запускам, а также создать систему по ведению образовательной деятельности со школьниками под этот проект. И если со вторым вопросом проблем не возникало и ответ партнеров был один – Ресурсный модельный центр дополнительного образования детей ОГУ имени И.С.Тургенева, то под запуск ответ нужно было искать. И он нашелся в виде программы «Space π» фонда Бортника, в которой было принято решение участвовать и там, глядя на специфику конкурса и наш опыт - решение было принято в сторону РМЦ ДОД.

Обсудив с партнерами (куда входят АО «Завод ПРОТОН» (г. Зеленоград), НИУ МИЭТ, ФИОП (группа РОСНАНО), МГПУ, МГУ им.М.В.Ломоносова, НИФХИ  им.Л.Я.Карпова, Военная академия связи имени С. М. Будённого, наш университет и, конечно, образовательные центры регионов (Орла, Воронежа, Белгорода, Брянска, Перми, Зеленограда и др.) этапы проекта, каждый начал выполнять свои задачи. Разумеется, и мы. В Орле еще в команду участников разработки, апробации и проведения этой модели образовательного процесса вступил Региональный центр, созданный по модели Сириуса - БОУ ОО «Созвездие Орла».

Началась кропотливая работа…

«Первый этап – прототип…»

Этот этап стал одним из решающих и подтверждающим, что эта работа может выполняться школьниками. Сначала ряд конструкторских, исследовательских и айтишных задач мы направили в ЮСНИШ, где они были достаточно быстро решены. После чего на направлении «Нанотехнологии»* Всероссийской научно-технологической программы «Большие вызовы 2021» в одном из 6 проектов была поставлена задача создать прототип,  выполнение которой превзошло все ожидания. Ребята справились на отлично!