Нанощит против радиации: как новое покрытие продлевает жизнь спутников в открытом космосе

Учёные Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) в 2026 году начнут создание нового терморегулирующего покрытия для космических аппаратов.

Проект основан на модифицированных смолах и классическом пигменте — оксиде цинка, а его цель — снизить риск перегрева спутников и продлить срок службы оборудования.

Как сообщили в пресс-службе университета, разработка станет шагом к более эффективной защите систем, работающих в экстремальных условиях открытого космоса.

Как работает новое покрытие

Терморегулирующие покрытия поддерживают стабильную температуру аппаратов за счёт физических свойств материалов, не требуя дополнительного энергопотребления.

По словам научного сотрудника лаборатории радиационного и космического материаловедения Владимира Горончко, команде удалось почти вдвое повысить стойкость оптических свойств полимерных связующих к воздействию ускоренных электронов и квантов солнечного спектра.

"Мы занимаемся улучшением традиционных и созданием новых терморегулирующих покрытий, которые поддерживают рабочую температуру космических аппаратов без затрат энергии, используя физические свойства материалов", — отметил Горончко.

Для повышения радиационной стойкости исследователи модифицируют полимерные связующие наночастицами диоксида кремния, что позволяет увеличить устойчивость к излучению в 1,5-2 раза.

Испытания и оборудование

Все эксперименты проводятся на уникальной установке "Спектр", которая воспроизводит условия космоса: вакуум, радиацию и солнечное излучение. Эта технология позволяет изучать оптические и механические характеристики покрытий без нарушения герметичности вакуума, что обеспечивает точность измерений.

А что если материалы не выдержат воздействие космоса? Именно для этого "Спектр" моделирует экстремальные условия. Если образцы теряют отражательную способность или трескаются, учёные корректируют состав полимеров и концентрацию наночастиц. Альтернатива — разработка керамического варианта покрытия, который устойчивее к радиации и температурным колебаниям.

По словам специалистов лаборатории, испытания проходят в несколько этапов:

1. Проверка термостойкости и адгезии материалов.
2. Оценка оптических свойств при воздействии имитированной радиации.
3. Измерение теплового излучения в инфракрасном диапазоне.
4. Механические тесты на растрескивание и старение.

Новые материалы и научные результаты

Параллельно с разработкой полимерных покрытий в лаборатории создаётся керамическое покрытие нового типа на основе оксида иттрия, модифицированного наночастицами диоксида кремния. По предварительным данным, этот материал поглощает солнечное излучение в 2-4 раза меньше, чем традиционные пигменты — диоксид титана и оксид цинка.

"Исследования оксида иттрия показали, что его отражательная способность заметно выше, чем у применяемых десятилетиями порошков. Мы рассчитываем, что новое покрытие повысит энергетическую эффективность терморегулирующих систем без использования активного охлаждения", — пояснил руководитель проекта Семён Юрьев.

Почему именно оксид иттрия? Он отличается стабильностью при высоких температурах и слабой подверженностью радиационному старению. В отличие от органических пигментов, этот материал сохраняет структуру даже при длительном воздействии солнечного излучения.

Сравнение лабораторных образцов показало: отражательная способность новых композиций на 30-40 % выше, чем у стандартных покрытий на основе диоксида титана. Это позволит снизить нагрев спутниковых панелей и продлить срок службы электроники.

Перспективы применения

Интерес к разработкам ТУСУРа уже проявили предприятия госкорпорации "Роскосмос", включая АО "Композит" и Центр подготовки космонавтов. По оценке специалистов, такие покрытия могут применяться не только на спутниках, но и на других объектах, где требуется контроль температуры без активного охлаждения.

Можно ли использовать материал вне космоса? Да — в промышленности, строительстве и энергетике. Отражающие и теплоизолирующие свойства пригодны для резервуаров, фасадов и крыш зданий. Альтернатива привычным краскам — долговечное покрытие, которое не выгорает и снижает нагрев поверхности летом.

Исследования выполняются при поддержке Российского научного фонда и входят в программу национального проекта "Космос". По словам представителей университета, первые опытные образцы планируется протестировать на спутниковых компонентах уже в 2027 году.