117

К космосу у томских политехников отношение особое. Большое внимание работам в этом направлении уделяется на протяжении многих лет, начиная со знаменитых исследований, которые проводились при создании аппарата для забора лунного грунта «Луна-24». Руководителем этого проекта был один из самых известных в стране специалистов по бурению шпуров и скважин малого диаметра Олег Алимов, выпускник ТТИ, академик Киргизской Академии наук. Вместе ученые-политехники решали и успешно решили задачу государственной важности: станция должна была взять грунт с поверхности Луны на глубине не менее 2–3 метров за один-единственный рейс.

Сейчас модель автоматической межпланетной станции «Луна-24» навечно представлена в музее ТПУ, а перед политехниками стоят новые задачи, вызванные временем. Это проектирование материалов с многоуровневой иерархической структурой для создания легких и надежных конструкций ракетно-космической техники нового поколения. Создание оборудования и технологий нанесения радиационностойких покрытий элементов космических аппаратов, а также разработка технологий послойного, то есть аддитивного «выращивания» необходимых функциональных изделий в условиях космоса.

Для решения космических вопросов сегодня требуется не просто кооперация ученых одного государства, но и международная кооперация всех стран-участниц «Большого космического клуба». Научные открытия и прорывные идеи генерируются сетевыми центрами по всему земному шару. Одним из таких центров в России является Томский политех, в котором в плотной связке с ИФПМ СО РАН и РКК «Энергия» создаются «космические» ресурсоэффективные технологии и материалы.

С 2013 года ТПУ, РКК «Энергия» и ИФПМ в рамках 218-го постановления Правительства РФ (о сотрудничестве предприятий с университетами) совместно реализуют мегапроект. Он касается разработки высокоэффективной технологии контроля качества соединений, полученных методом сварки трением с перемешиванием, для изготовления корпусных элементов ракетно-космической техники нового поколения.

В 2014 году научная школа «Физическая мезомеханика материалов и нанотехнологий» под руководством академика РАН, заведующего кафедрой ТПУ Виктора Панина получила грант Президента Российской Федерации на поддержку ведущих научных школ. Ученые представили на конкурс проект «Разработка подходов и методов нелинейной механики к конструированию многослойных наноструктурных покрытий с высокой диссипативной способностью для работы в экстремальных условиях нагружения».

В 2015 году в коллаборации с РКК «Энергия» и ИФПМ Томский политех создал научно-образовательный центр «Современные производственные технологии» и центр перспективных исследований «Многоуровневое динамическое моделирование материалов и конструкций». В декабре 2016 года открылся Международный сетевой научно-образовательный центр ресурсных испытаний материалов ТПУ. Все три подразделения вошли в инжиниринговый центр перспективных материалов, обеспечивающий полный цикл всего необходимого, чтобы перспективные материалы и изделия «пошли» в космос.

На сегодняшний день выполнены все необходимые испытания оптически прозрачных покрытий для иллюминаторов, отработана технология, и в конце 2015 года получен патент. По словам разработчиков, на данный момент противометеоритные прозрачные покрытия не имеют аналогов в мире. Они защищают иллюминаторы от космической пыли. Прозрачные многослойные наноструктурные металлокерамические покрытия обладают высокой релаксационной способностью (свойство материала гасить энергию), что позволяет защитить стекло от ударов высокоскоростных микрочастиц. Ученые поясняют, при бомбардировке микрочастиц со скоростью 5-8 км/с резко уменьшается количество образующихся кратеров. Это позволяет стеклу сохранять в течение длительного срока эксплуатации свои оптические свойства и прозрачность. Сейчас разработаны технические задания на проведение космических экспериментов на Международной космической станции (МКС) по исследованию воздействия факторов космического пространства на оптически прозрачные защитные покрытия. Первая партия стекол для иллюминаторов с уникальными защитными оптически прозрачными покрытиями поставлена в РКК «Энергия» для проведения испытаний.

С текущего года все стекла для иллюминаторов российских космических кораблей нового поколения будут обрабатываться в Томске.

В этом году научный коллектив во главе с профессором Угловым, ведущим научным сотрудником Лаборатории №1 ТПУ получил грант Российского научного фонда на исследования радиационно-стойких покрытий для использования в космической промышленности. Такие нанокомпозитные покрытия могут быть востребованы в самых разных отраслях.
К 120-летию Томского политеха ученые ТПУ, ИФПМ СО РАН и РКК «Энергия» создали первый спутник с использованием 3D-технологий. Впервые корпус спутника изготовлен с применением многоуровневого динамического моделирования и аддитивных технологий. Запуск спутника «Томск-ТПУ-120» уже произведен с космодрома Байконур. В студенческом центре управления полетами при ИФПМ студенты и все желающие могли принять приветствие со спутника.

Проект космического эксперимента «3D-печать» включен в Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте МКС. Уже запланировано продения испытания 3D-принтера в условиях невесомости. Принтер позволит печатать детали, необходимые для работы с оборудованием орбитальной станции. Действующий макет принтера собран и продемонстрирован специалистам РКК «Энергия».

Принтер для 3D-печати в космосе, который создают томские ученые, может стать прототипом для штатного оборудования орбитальных станций, а также марсианских и лунных комплексов.

На сегодня в процессе подготовки находятся еще два космических эксперимента: «Исследование воздействия динамических нагрузок на корпусные элементы модуля российского сегмента Международной космической станции с использованием многоуровневого динамического моделирования» и «Изучение воздействия факторов космического пространства на оптически прозрачные защитные покрытия и исследование метода ремонта экспериментальных образцов стекол иллюминаторов российского сегмента МКС».

Осенью в ТПУ, совместно с Институтом сильноточной электроники СО РАН и Томским научным центром СО РАН был проведен V Международный Конгресс «Потоки энергии и радиационные эффекты» EFRE-2016, привлекший десятки всемирно известных ученых.

На базе имеющихся наработок в ТПУ была создана САЕ «Космическое материаловедение».

Сейчас обширные планы ученых требуют подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать научные и производственные задачи в области проектирования многоуровневых материалов и создания перспективных технологий для экстремальных условий космоса. Для этого разрабатывается и начинает реализовываться совместно с РКК «Энергия» уникальная магистерская программа «Технологии космического материаловедения». По словам специалистов РКК, в настоящее время отрасли не хватает специалистов по передовым технологиям, в том числе по композитным материалам, которые все активнее применяются в аэрокосмической промышленности. На магистерскую программу в следующем году планируется набрать 10 человек.

Кроме того, в планах вуза значится открытие в рамках сотрудничества c РКК «Энергия» в Лицее при ТПУ аэрокосмического класса, который поможет школьникам выбрать профессию заранее, а также позволит подготовить абитуриентов для профильных специальностей.