Ученые ОмГТУ решают проблемы экологии космоса

Освоение космического пространства неизменно влечет за собой воздействие на экологию околоземной среды. Наиболее серьезное влияние на окружающую среду в ракетно-космической деятельности происходит в процессе длительного нахождения на орбите топливных баков ракет-носителей с неиспользуемыми остатками ракетного топлива. Нагрев от солнечного излучения баков приводит к взрывам и созданию космического мусора. Также это относится и к возвращаемым ступеням в районы падения (морские, сухопутные), находящиеся на поверхности Земли. Данная проблема стала предметом научного исследования аспиранта Омского государственного технического университета Владислава Урбанского. Под руководством профессора кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ Валерия Трушлякова на протяжении нескольких лет молодой ученый работает над уникальным проектом – «Извлечение энергетических ресурсов из неиспользуемых остатков топлива в баках ступени ракеты-носителя после выключения маршевого жидкостного ракетного двигателя в условиях невесомости».

В соответствии с принятыми Научно-техническим подкомитетом Комитета ООН по мирному использованию космического пространства и Межагентским координационным комитетом по космическому мусору рекомендациями необходима полная ликвидация неиспользуемых остатков жидких компонентов ракетного топлива в баках отделяющейся части ракеты-носителя, остающихся на орбитах в околоземном космическом пространстве и возвращаемых ступеней в районы падения.

Владислав Урбанский, аспирант ОмГТУ: «После выключения двигателя в невесомости остатки топлива находятся в виде газокапельной смеси в объеме бака. Ранее были проведены эксперименты в башне невесомости Московского авиационного института, которые показали различные варианты положения жидкости в баках. Перед нами стояла задача – ликвидировать неиспользуемые остатки топлива любым способом. Наиболее эффективным решением этой проблемы стало испарение топлива с дальнейшим выбросом газа в борт ступени. Бортовая система газификации остатков топлива в баках осуществляется путем подачи теплоносителя на основе перекиси водорода в топливный бак. Полученными продуктами газификации, представляющими собой энергетический ресурс, можно управлять, например, подать на блок газореактивных сопел. Разрабатываемая система газификации позволяет расширить возможности ступени ракеты, в том числе для ступеней многократного использования и т. д. Наша основная цель на данный момент – проанализировать процессы, протекающие в топливном баке при подаче теплоносителя. Результаты исследования в дальнейшем будут использованы для разработки методики проектирования».

По словам Владислава, исследование находится на этапе проведения экспериментов совместно с Институтом теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН (Новосибирск). Недавно результаты исследования были представлены Госкорпорации «Роскосмос» на научно-техническом совете. В настоящее время готовятся материалы проекта с целью определения возможных направлений его применения.

Отметим, исследование аспиранта ведется на базе инновационного научно-образовательного центра «Космическая экология» ОмГТУ по техническому заданию Госкорпорации «Роскосмос». К проекту также привлекаются студенты вуза, которые выполняют дипломные работы, проходят научную практику, а более заинтересованные продолжают работать в лаборатории по данному научному направлению.