Наноматериалы для солнечного паруса
"Солярис"



Партнеры
МИСиС

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» — один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны.


В лабораториях работают ученые мирового уровня, реализуются совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.

Актуальность

Илон Маск, известный американский изобретатель, не так давно высказал идею о колонизации Марса.
Но, чтобы транспортировать туда груз, потребуется огромное количество топлива и колоссальные материальные вложения.
В качестве альтернативы ракетным двигателям можно использовать солнечный парус, но все предыдущие запуски, увы, не были успешными.
Проанализировав литературу по теме, мы выяснили, что основные проблемы использования солнечного паруса связаны с материалом, из которого он создан.

Проблема

Выбор материала для Соляриса с необходимыми характеристиками; эффект отражения света, насколько это применимо для космических объектов; разработка принципа раскрытия и сложения паруса
Гипотеза

Солнечный парус должен быть лёгким, прочным, обладать отражающей способностью, быть устойчивым к действию космической среды и колебаниям температуры.

Алюминий - самый подходящий металл. Чтобы сделать его более гибким и пластичным, нужно соединить его с пленкой.

Решение и результаты
1
Необходимые характеристики

Материал для полотна солнечного паруса должен обладать:

высокой прочностью, отражающей способностью, стойкостью к перепадам температур.

2
Решение

Разработка технологии композитного материала для полотна солнечного паруса.

Мы будем использовать различные методы травления алюминия.

Разработка раскрывающего механизма и создание макета солнечного паруса.

Мы предлагаем использовать метод сложения паруса «Оригами» и механизм раскрытия «Рулетка». Это позволит сэкономить место и уложить парус так, чтобы риск возникновения поломки уменьшился.

3
Результаты

Смоделирован композитный материал;

Создана цифровая модель механизма;

Изготовлена уменьшенная модель паруса;

Разработан принцип сложения солнечного паруса.

Илон Маск:
Что за материал Вы выбрали?
Солярис:
Мы остановили свой выбор на композитном материале, который будет состоять из алюминия и СВМПЭ (Сверхвысокомолекулярный полиэтилен).
Илон Маск:
Алюминий и полиэтилен? Но почему?!?!??!?
Солярис:
Алюминий обладает высокой отражающей способностью, к тому же он является наиболее частым используемым металлом.
СВМПЭ - термопластичный полимер, конструкционный материал, пригодный для работы в экстремальных условиях.

Алюминий, протравленный хлоридом железа




Образцы СВМПЭ + волокна после спекания



Формирование развитой морфологии поверхности




Вакуумно-термическое напыление алюминия





Итоговое решение

Готовый макет "Соляриса"
Планы развития проекта
1
Создание полотна паруса нужного размера
через 6 месяцев
2
Монтирование рабочей модели Соляриса
через 1 год
3
Запуск в космос

через 1 год и 6 месяцев
4
Разработка патента

через 2 года
Команда
Корягина Софья
Янина Анастасия
Силаев Всеволод
Мельникова Ксения
Полетаева Ульяна
Сижажев Валерий
Гостева Екатерина Александровна
Жеребцов Дмитрий Дмитриевич
Контакты:
Екатерина Александровна Гостева
e.gosteva@misis.ru
Дмитрий Дмитриевич Жеребцов
dmitry_zherebtsov@bk.ru
Солярис
solar.is2021@yandex.ru
Олимпийский проспект, 1
Парк науки и искусств "Сириус"