Արևային մարտկոցների ազդեցությունը տիեզերանավի վրա. Արևային մարտկոցներ և մարտկոցներ տիեզերական կիրառությունների համար

Վերջերս Կոլորադոյում տեղի ունեցավ «Սուբորբիտալ հետազոտողների նոր սերունդ» համաժողովը, որում, մասնավորապես, քննարկվեցին տիեզերական արևային կայանների կառուցման նախագծերը։ Իսկ եթե ավելի վաղ նմանատիպ գաղափարներոչ ոք լուրջ չվերաբերվեց, հիմա իսկապես մոտ են իրականացմանը։

Այսպիսով, ԱՄՆ Կոնգրեսը պլան է պատրաստում հանածո վառելիքից տիեզերական էներգիայի Ամերիկայի աստիճանական անցման համար: Նախագծի իրականացման համար պատասխանատու կլինի հատուկ ստեղծված տիեզերական բաժինը, էներգետիկայի դեպարտամենտը և այլ կազմակերպություններ:

Մինչև այս տարվա հոկտեմբեր Արդարադատության նախարարությունը պետք է Կոնգրեսին ներկայացնի գործող դաշնային օրենսդրության բոլոր անհրաժեշտ փոփոխություններն ու լրացումները՝ տիեզերական արևային էլեկտրակայանների շինարարությունը սկսելու համար։ Ծրագրի շրջանակներում սկզբնական փուլում նախատեսվում է մշակել միջուկային տիեզերական շարժիչ համակարգեր՝ նավեր օգտագործելու համար բազմակի օգտագործմանտիեզերական լոգիստիկայի և ուղեծրում արևային էլեկտրակայանների կառուցման համար:

Տեխնոլոգիաները նույնպես ակտիվ մշակման փուլում են՝ արևի լույսը էլեկտրականության վերածելու և այն Երկիր տեղափոխելու համար:

Մասնավորապես, Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի փորձագետներն առաջարկում են մոլորակը լուսավորել ուղեծրային «թռչող գորգերի» միջոցով։ Սրանք 2500 պանելներից բաղկացած համակարգեր են՝ 25 մմ հաստությամբ և ֆուտբոլի դաշտի 2/3 երկարությամբ։ Նման կայանի տարրերը ուղեծիր կհասցվեն հրթիռներով, ինչպիսին է Տիեզերական արձակման համակարգը՝ ամերիկյան գերծանր արձակման մեքենան, որը մշակվում է NASA-ի կողմից: Տիեզերական էլեկտրակայանը ստեղծվում է որպես SSPI (Space Solar Power Initiative), որը համագործակցում է Կալիֆորնիայի տեխնիկական համալսարանի և Northrup Grumman-ի միջև: Վերջինս 17,5 մլն դոլար է ներդրել առաջիկա երեք տարիների ընթացքում համակարգի հիմնական բաղադրիչները զարգացնելու համար։ Նախաձեռնությանը աջակցել են նաև ՆԱՍԱ-ի Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայի հետազոտողները:

Ըստ Կալտեխի պրոֆեսոր Հարրի Աթուոթերի, ով ղեկավարել է Space Solar Power Initiative-ը, «կախարդական գորգերը» կվերափոխվեն. արեւային էներգիառադիոալիքների մեջ և դրանք ուղարկել երկիր: Էներգիան կփոխանցվի ռադիոլոկացիոն համակարգերում օգտագործվող փուլային դասավորության սկզբունքով: Սա ցանկացած ուղղությամբ շարժվող հոսք կստեղծի:

Արևային մարտկոցները բաղկացած են 10x10 սմ չափսի և մոտ 0,8 գ քաշով սալիկներից, ինչը կապահովի կառուցվածքի գործարկման համեմատաբար ցածր արժեքը։ Յուրաքանչյուր սալիկ ինքնուրույն կփոխանցի փոխարկված էներգիան, և եթե դրանցից մեկը ձախողվի, մնացածը կշարունակի աշխատել: Արեգակնային բռնկումների կամ փոքր երկնաքարերի պատճառով մի քանի տարրերի կորուստը չի վնասի էլեկտրակայանին։ Գիտնականների կարծիքով, զանգվածային արտադրության դեպքում նման աղբյուրից ստացվող էլեկտրաէներգիայի արժեքը կլինի ավելի քիչ, քան ածուխ կամ բնական գազ օգտագործելու դեպքում։

Աշխարհի շատ երկրների էներգիայի մատակարարման ընդհանուր հաշվեկշռում հողի վրա տեղադրված արևային կայանքների տոկոսը գնալով ավելի է բարձրանում: Բայց նման էլեկտրակայանների հնարավորությունները սահմանափակ են՝ գիշերը և թանձր ամպերի մեջ արեւային վահանակներկորցնում են էլեկտրաէներգիա արտադրելու իրենց ունակությունը. Ուստի իդեալական տարբերակն արևային էլեկտրակայանները ուղեծրում տեղադրելն է, որտեղ ցերեկը չի զիջում գիշերը, իսկ ամպերը արգելքներ չեն ստեղծում Արևի և վահանակների միջև։ Տիեզերքում էլեկտրակայանի կառուցման հիմնական առավելությունը դրա պոտենցիալ արդյունավետությունն է։ Տիեզերքում տեղակայված արևային մարտկոցները կարող են տասն անգամ ավելի շատ էներգիա արտադրել, քան Երկրի մակերեսին տեղակայված մարտկոցները։

Ուղեծրային էլեկտրակայանների գաղափարը վաղուց է մշակվել ՆԱՍԱ-ի և Պենտագոնի գիտնականները 60-ականներից զբաղվում են նմանատիպ հետազոտություններով. Նախկինում նման նախագծերի իրականացմանը խոչընդոտում էր տրանսպորտի բարձր արժեքը, սակայն տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ տիեզերական էլեկտրակայանները տեսանելի ապագայում կարող են իրականություն դառնալ։

Արդեն մի քանի հետաքրքիր նախագծեր կան ուղեծրում արևային կայանքների կառուցման համար։ Բացի Space Solar Power Initiative-ից, ամերիկացիները մշակում են ուղեծրային արևային վահանակ, որը կկլանի արևի ճառագայթումը և ռադիոալիքների միջոցով էլեկտրոնային ճառագայթներ կփոխանցի երկրի վրա գտնվող ընդունիչին: Մշակման հեղինակները եղել են ԱՄՆ ռազմածովային ուժերի հետազոտական ​​լաբորատորիայի մասնագետները։ Նրանք կառուցել են կոմպակտ արևային մոդուլ, որի մի կողմում տեղադրված է ֆոտոգալվանային վահանակ: Վահանակի ներսում կա էլեկտրոնիկա, որը փոխակերպում է ուղիղ հոսանքը ռադիոհաճախականության՝ ազդանշանի փոխանցման համար, մյուս կողմը աջակցում է ալեհավաքին՝ էլեկտրոնային ճառագայթները Երկիր փոխանցելու համար:

Մշակման առաջատար հեղինակ Փոլ Ջաֆեի խոսքով, որքան ցածր է էներգիան կրող էլեկտրոնային ճառագայթի հաճախականությունը, այնքան ավելի հուսալի կլինի դրա փոխանցումը վատ եղանակին։ Իսկ 2,45 ԳՀց հաճախականությամբ դուք կարող եք էներգիա ստանալ նույնիսկ անձրեւային սեզոնին։ Արևային ընդունիչն էներգիա կապահովի բոլոր ռազմական գործողությունների համար.

ԱՄՆ-ը միակ երկիրը չէ, որը նախատեսում է էլեկտրաէներգիա ստանալ տիեզերքից։ Ավանդական էներգառեսուրսների համար կատաղի պայքարը ստիպել է շատ պետությունների փնտրել այլընտրանքային աղբյուրներէներգիա.

Ճապոնական տիեզերական JAXA գործակալությունը մշակել է ֆոտոգալվանային հարթակ՝ Երկրի ուղեծրում տեղադրելու համար։ Տեղադրման միջոցով հավաքված արևային էներգիան կմատակարարվի Երկրի ընդունող կայաններին և կվերածվի էլեկտրաէներգիայի։ Արեգակնային էներգիան կհավաքվի 36 հազար կմ բարձրության վրա։

Նման համակարգը, որը բաղկացած է մի շարք գրունտներից և ուղեծրային կայաններ, պետք է սկսի գործել 2030 թվականին, դրա ընդհանուր հզորությունը կկազմի 1 ԳՎտ, ինչը համեմատելի է ստանդարտի հետ։ ատոմակայան. Այդ նպատակով Ճապոնիան նախատեսում է կառուցել 3 կմ երկարությամբ արհեստական ​​կղզի, որի վրա կտեղակայվի 5 միլիարդ ալեհավաքից բաղկացած ցանց՝ գերբարձր հաճախականությամբ ռադիոալիքները էլեկտրաէներգիայի վերածելու համար։ JAXA-ի հետազոտող Սուսումի Սասակին, ով ղեկավարել է մշակումը, վստահ է, որ տիեզերքում արևային մարտկոցների տեղադրումը կհանգեցնի էներգիայի հեղափոխության՝ ժամանակի ընթացքում հնարավոր դարձնելով լիովին հրաժարվել էներգիայի ավանդական աղբյուրներից:

Նմանատիպ ծրագրեր ունի Չինաստանը, որը Երկրի ուղեծրում արևային էլեկտրակայան կկառուցի Միջազգային տիեզերակայանից ավելի մեծ։ Տեղակայման արևային մարտկոցների ընդհանուր մակերեսը կկազմի 5-6 հազար քառակուսի մետր։ կմ. Փորձագետների հաշվարկների համաձայն՝ նման կայանը ժամանակի 99%-ում կհավաքի արեգակնային ճառագայթներ, իսկ տիեզերական արևային մարտկոցները կկարողանան մեկ միավոր տարածքի համար 10 անգամ ավելի շատ էլեկտրաէներգիա արտադրել, քան իրենց ցամաքային նմանակները։ Ենթադրվում է, որ ստացված էլեկտրաէներգիան կվերածվի միկրոալիքային վառարանների կամ լազերային ճառագայթի՝ հողային կոլեկտորին փոխանցելու համար։ Շինարարությունը նախատեսվում է սկսել 2030 թվականին, իսկ նախագիծը կարժենա մոտ 1 տրիլիոն դոլար:

Աշխարհի ինժեներները գնահատում են արևային տիեզերական էլեկտրակայաններ կառուցելու հնարավորությունները ոչ միայն ուղեծրում, այլև Արեգակին ավելի մոտ՝ Մերկուրիի մոտ գտնվող տարածքներում։ Այս դեպքում գրեթե 100 անգամ պակաս արևային մարտկոցներ կպահանջվեն։ Որտեղ ընդունող սարքերկարող է տեղափոխվել Երկրի մակերևույթից դեպի ստրատոսֆերա, ինչը թույլ կտա էներգիայի արդյունավետ փոխանցում միլիմետրային և ենթամիլիմետրային միջակայքերում:

Մշակվում են նաև լուսնային արևային էլեկտրակայանների նախագծեր։

Օրինակ, ճապոնական Shimizu ընկերությունն առաջարկել է ստեղծել արևային մարտկոցների գոտի, որը ձգվում է Լուսնի ողջ հասարակածի երկայնքով 11 հազար կմ և 400 կմ լայնությամբ։

Այն կտեղադրվի Երկրի արբանյակի հետևի մասում, որպեսզի համակարգն անընդհատ տակ լինի արեւի ճառագայթները. Վահանակները կարելի է միացնել սովորական հոսանքի մալուխների միջոցով կամ օպտիկական համակարգեր. Արտադրված էլեկտրաէներգիան նախատեսվում է փոխանցել մեծ ալեհավաքների միջոցով և ստանալ Երկրի վրա գտնվող հատուկ ընդունիչների միջոցով։

Տեսականորեն, նախագիծը հիանալի տեսք ունի, մնում է պարզել, թե ինչպես կարելի է հարյուր հազարավոր պանելներ հասցնել Երկրի արբանյակին և տեղադրել դրանք այնտեղ, ինչպես նաև ինչպես էներգիա հասցնել Լուսնից մեր մոլորակ՝ առանց զգալի մաս կորցնելու: դրանից ճանապարհին. ի վերջո, դուք պետք է անցնեք 364 հազար կմ: Այսպիսով, լուսնային էլեկտրակայանների ստեղծման գաղափարները շատ հեռու են իրականությունից, և եթե դրանք իրականանան, դա շատ շուտ չի լինի։

Տատյանա Գրոմովա

Ավելի քան վաթսուն տարի առաջ սկսվեց գործնական արևային էներգիայի դարաշրջանը: 1954 թվականին երեք ամերիկացի գիտնականներ աշխարհին ներկայացրեցին սիլիցիումի վրա հիմնված առաջին արևային բջիջները: Ստանալու հեռանկարը անվճար էլեկտրաէներգիաշատ արագ իրացրեց, իսկ առաջատար գիտական ​​կենտրոններամբողջ աշխարհում սկսեցին աշխատել արևային էլեկտրակայանների ստեղծման վրա։ Արևային մարտկոցների առաջին «սպառողը» տիեզերական արդյունաբերությունն էր: Հենց այստեղ էր, ինչպես ոչ մի այլ տեղ, վերականգնվող էներգիայի աղբյուրների կարիքը, քանի որ արբանյակների վրա տեղադրված մարտկոցները արագորեն սպառում էին իրենց ռեսուրսները:

Եվ ընդամենը չորս տարի անց տիեզերքում արևային մարտկոցները սկսեցին իրենց անժամկետ աշխատանքը: 1958 թվականի մարտին Միացյալ Նահանգները արբանյակը արձակեց արևային մարտկոցներով։ Երկու ամիս էլ չանցած՝ 1958 թվականի մայիսի 15-ին, Խորհրդային Միությունը «Սպուտնիկ 3»-ը արձակեց Երկրի շուրջ էլիպսաձև ուղեծրով՝ արևային մարտկոցներով։

Առաջին կենցաղային արևային էլեկտրակայանը տիեզերքում

Sputnik 3-ի հատակին և քթին տեղադրվել են սիլիկոնային արևային մարտկոցներ։ Այս պայմանավորվածությունը հնարավորություն տվեց գրեթե անընդհատ լրացուցիչ էլեկտրաէներգիա ստանալ՝ անկախ արբանյակի ուղեծրում արևի նկատմամբ դիրքից:

Երրորդ արհեստական ​​արբանյակը. Արևային մարտկոցը հստակ երևում է

Բորտային մարտկոցները սպառել են իրենց ծառայության ժամկետը 20 օրվա ընթացքում, և 1958 թվականի հունիսի 3-ին արբանյակի վրա տեղադրված գործիքների մեծ մասը հոսանքազրկվել է։ Սակայն Արեգակի ճառագայթումն ուսումնասիրող սարքը, ստացված տեղեկատվությունը գետնին ուղարկող ռադիոհաղորդիչը և ռադիոփարոսը շարունակում էին աշխատել։ Բորտային մարտկոցների սպառվելուց հետո այս սարքերն ամբողջությամբ սնուցվում էին արևային մարտկոցներով: Ռադիոփարոսը գործել է գրեթե մինչև արբանյակը այրվել է Երկրի մթնոլորտում 1960 թվականին:

Կենցաղային տիեզերական ֆոտոէներգիայի զարգացում

Դիզայներները մտածել են տիեզերանավերի էլեկտրամատակարարման մասին նույնիսկ առաջին մեկնարկային մեքենաների նախագծման փուլում: Ի վերջո, տիեզերքում մարտկոցները չեն կարող փոխարինվել, ինչը նշանակում է, որ տիեզերանավի ակտիվ ծառայության ժամկետը որոշվում է միայն ներսի մարտկոցների հզորությամբ: Առաջին և երկրորդ արհեստական ​​երկրային արբանյակները հագեցված էին միայն բորտային մարտկոցներով, որոնք մի քանի շաբաթ աշխատելուց հետո սպառվեցին։ Երրորդ արբանյակից սկսած՝ բոլոր հետագա տիեզերանավերը հագեցված էին արևային մարտկոցներով:

Տիեզերական արևային էլեկտրակայանների հիմնական մշակողը և արտադրողը Kvant գիտահետազոտական ​​և արտադրական ձեռնարկությունն էր։ Kvant արևային մարտկոցները տեղադրվում են կենցաղային գրեթե բոլոր տիեզերանավերի վրա։ Սկզբում դա սիլիկոնային արևային մարտկոցներ էին։ Նրանց ուժը սահմանափակված էր թե՛ տրված չափերով, թե՛ քաշով: Բայց հետո Կվանտի գիտնականները մշակեցին և արտադրեցին աշխարհում առաջին արևային բջիջները՝ հիմնված բոլորովին նոր կիսահաղորդչի՝ գալիումի արսենիդի (GaAs) վրա:

Բացի այդ, արտադրության մեջ դրվեցին հելիումի բոլորովին նոր պանելներ, որոնք նմանը չունեին աշխարհում։ Այս նոր արտադրանքը հելիումի բարձր արդյունավետ պանելներ է ցանցի կամ լարային կառուցվածքով սուբստրատի վրա:

Հելիումի վահանակներ ցանցով և թելերով

Երկկողմանի զգայունությամբ սիլիկոնային հելիումային վահանակները նախագծվել և արտադրվել են հատուկ ցածր ուղեծրով տիեզերանավերի վրա տեղադրելու համար: Օրինակ՝ միջազգայինի ռուսական հատվածի համար տիեզերակայան(Զվեզդա տիեզերանավի), արտադրվել են երկկողմանի զգայունությամբ սիլիկոնային հիմքով վահանակներ, իսկ մեկ վահանակի մակերեսը կազմել է 72 մ²։

Zvezda տիեզերանավի արևային մարտկոց

Ճկուն արևային մարտկոցներ՝ գերազանց տեսակարար կշռի բնութագրերով, նույնպես մշակվել են ամորֆ սիլիցիումի հիման վրա և գործարկվել. ընդամենը 400 գ/մ² քաշով այս մարտկոցները արտադրել են էլեկտրաէներգիա՝ 220 Վտ/կգ ցուցանիշով։

Ամորֆ սիլիցիումի վրա հիմնված ճկուն գելային մարտկոց

Արեգակնային բջիջների արդյունավետությունը բարելավելու համար իրականացվել են լայնածավալ ցամաքային հետազոտություններ և փորձարկումներ՝ բացահայտելու համար. բացասական ազդեցություններՄեծ տարածություն հելիումի վահանակների վրա: Դա հնարավորություն տվեց անցնել տիեզերանավի համար արևային մարտկոցների արտադրությանը: տարբեր տեսակներմինչև 15 տարի ակտիվ աշխատանքի ժամկետով։

Վեներա առաքելության տիեզերանավ

1965 թվականի նոյեմբերին չորս օր ընդմիջումով երկու տիեզերանավ՝ Վեներա 2-ը և Վեներա 3-ը, մեկնարկեցին մեր ամենամոտ հարևան՝ Վեներա: Սրանք երկու բացարձակապես նույնական տիեզերական զոնդեր էին, որոնց հիմնական խնդիրն էր վայրէջք կատարել Վեներայի վրա։ Երկու տիեզերանավերն էլ հագեցված էին արևային մարտկոցներով, որոնք հիմնված էին գալիումի արսենիդի վրա, որոնք իրենց ապացուցել էին նախորդ մերձերկրյա տիեզերանավերի վրա: Թռիչքի ընթացքում երկու զոնդերի բոլոր սարքավորումներն աշխատել են անխափան։ Վեներա-2 կայանի հետ իրականացվել է 26 կապ, իսկ Վեներա-3 կայանի հետ՝ այսպիսով հաստատվել է արևային մարտկոցների ամենաբարձր հուսալիությունը։

Կառավարման սարքավորումների խափանումների պատճառով կապը կորել է Venera 2-ի հետ, սակայն Venera 3 կայանը շարունակել է իր ճանապարհը։ 1965 թվականի դեկտեմբերի վերջին, Երկրի հրամանից հետո, հետագիծը շտկվեց, և 1966 թվականի մարտի 1-ին կայանը հասավ Վեներա։

Այս երկու կայանների թռիչքի արդյունքում ստացված տվյալները հաշվի են առնվել նոր առաքելության նախապատրաստման ժամանակ, և 1967 թվականի հունիսին Վեներայի ուղղությամբ գործարկվել է նոր ավտոմատ կայանը՝ Venera-4-ը։ Ճիշտ այնպես, ինչպես իր երկու նախորդները, այն հագեցած էր գալիումի արսենիդային արևային մարտկոցներով՝ 2,4 մ² ընդհանուր մակերեսով։ Այս մարտկոցները ապահովում էին գրեթե բոլոր սարքավորումների աշխատանքը:

«Վեներա-4» կայարան. Ստորև ներկայացված է վայրէջքի մոդուլը

1967 թվականի հոկտեմբերի 18-ին, այն բանից հետո, երբ վայրէջքի մոդուլը առանձնացավ և մտավ Վեներայի մթնոլորտ, կայանը շարունակեց իր աշխատանքը ուղեծրում, այդ թվում՝ ծառայելով որպես ազդանշանների ռելեներ դեպի Երկիր իջնող մեքենայի ռադիոհաղորդիչից:

Luna առաքելության տիեզերանավը

Գալիումի արսենիդի վրա հիմնված արևային մարտկոցներն էին Lunokhod-1 և Lunokhod-2: Երկու սարքերի արևային մարտկոցները տեղադրվել են կախովի կափարիչների վրա և հավատարմորեն ծառայել են ողջ աշխատանքային կյանքի ընթացքում: Ավելին, Lunokhod-1-ում, որի ծրագիրն ու ռեսուրսը նախատեսված էին մեկ ամսվա շահագործման համար, մարտկոցները սպասարկեցին երեք ամիս՝ նախատեսվածից երեք անգամ ավելի։

Lunokhod-2-ն աշխատել է Լուսնի մակերեսի վրա չորս ամսից մի փոքր ավելի՝ անցնելով 37 կիլոմետր տարածություն։ Այն դեռ կարող էր աշխատել, եթե սարքավորումները չտաքացվեին: Սարքն ընկել է չամրացված հողով թարմ խառնարանի մեջ։ Ես երկար ժամանակ սահում էի, բայց վերջում կարողացա դուրս գալ հետընթաց փոխանցումով։ Երբ նա դուրս է եկել փոսից, փոքր քանակությամբ հող է ընկել արևային մարտկոցներով ծածկույթի վրա։ Տվյալ ջերմային ռեժիմը պահպանելու համար ծալված արևային մարտկոցները գիշերը իջեցվել են ապարատային խցիկի վերին ծածկի վրա: Խառնարանից դուրս գալուց և կափարիչը փակելուց հետո դրանից հողն ընկել է ապարատային խցիկի վրա՝ դառնալով մի տեսակ ջերմամեկուսիչ։ Ցերեկը ջերմաստիճանը բարձրացել է հարյուր աստիճանից, տեխնիկան չդիմացավ ու խափանվեց։

Ժամանակակից արևային մարտկոցները, որոնք արտադրվել են վերջին նանոտեխնոլոգիայի կիրառմամբ, նոր կիսահաղորդչային նյութերի օգտագործմամբ, թույլ են տվել հասնել մինչև 35% արդյունավետության՝ քաշի զգալի կրճատմամբ: Եվ այս նոր հելիումային վահանակները հավատարմորեն ծառայում են բոլոր սարքերին, որոնք ուղարկվում են ինչպես Երկրի մերձավոր ուղեծիր, այնպես էլ խորը տիեզերք:

Սրանք ֆոտոգալվանային փոխարկիչներ են՝ կիսահաղորդչային սարքեր, որոնք արեգակնային էներգիան վերածում են ուղղակի էներգիայի: էլեկտրաէներգիա. Պարզ ասած, սրանք սարքի հիմնական տարրերն են, որոնք մենք անվանում ենք «արևային մարտկոցներ»: Նման մարտկոցների օգնությամբ տիեզերական ուղեծրերում գործում են Երկրի արհեստական ​​արբանյակները։ Նման մարտկոցները պատրաստվում են այստեղ՝ Կրասնոդարում՝ Սատուրն գործարանում։ Գործարանի ղեկավարությունը հրավիրել է այս բլոգի հեղինակին նայելու արտադրական գործընթացըև պատմիր այդ մասին քո օրագրում:

1. Կրասնոդարում գտնվող ձեռնարկությունը մտնում է Դաշնային տիեզերական գործակալության մեջ, սակայն Սատուրնը պատկանում է Ochakovo ընկերությանը, որը բառացիորեն փրկել է այս արտադրությունը 90-ականներին։ Օչակովոյի սեփականատերերը գնել են վերահսկիչ փաթեթըբաժնետոմսեր, որոնք գրեթե հասել են ամերիկացիներին։ Օչակովոն այստեղ մեծ ներդրումներ է կատարել՝ գնումներ կատարելով ժամանակակից սարքավորումներ, կարողացավ պահպանել մասնագետներ, և այժմ Սատուրնը երկու առաջատարներից մեկն է Ռուսական շուկաարևային և վերալիցքավորվող մարտկոցների արտադրություն տիեզերական արդյունաբերության՝ քաղաքացիական և ռազմական կարիքների համար։ Բոլոր շահույթները, որոնք ստանում է Սատուրնը, մնում են այստեղ՝ Կրասնոդարում և գնում են արտադրական բազայի զարգացմանը։

2. Այսպիսով, ամեն ինչ սկսվում է այստեղից՝ այսպես կոչված կայքից։ գազաֆազային էպիտաքսիա. Այս սենյակում կա գազային ռեակտոր, որում բյուրեղային շերտ է աճեցվում գերմանիումի սուբստրատի վրա երեք ժամ շարունակ, որը հիմք կծառայի ապագա արևային մարտկոցի համար։ Նման տեղադրման արժեքը մոտ երեք միլիոն եվրո է։

3. Սրանից հետո ենթաշերտը դեռ երկար ճանապարհ ունի անցնելու. էլեկտրական կոնտակտներ կկիրառվեն ֆոտոբջիջի երկու կողմերում (ավելին, աշխատանքային կողմում կոնտակտը կունենա «սանրի նախշ», որի չափերը մանրակրկիտ հաշվարկված են։ արևի լույսի առավելագույն անցումն ապահովելու համար, ենթաշերտի ծածկույթի վրա կհայտնվի հակառեֆլեկտիվ ծածկույթ և այլն: - ընդհանուր առմամբ ավելի քան երկու տասնյակ տեխնոլոգիական գործողություններ տարբեր տեղակայանքներում, մինչև ֆոտոբջիջը դառնա արևային մարտկոցի հիմքը:

4. Ահա, օրինակ, ֆոտոլիտոգրաֆիայի տեղադրումը: Այստեղ ֆոտոխցիկների վրա ձևավորվում են էլեկտրական կոնտակտների «օրինաչափություններ»: Մեքենան բոլոր գործողությունները կատարում է ավտոմատ կերպով՝ համաձայն տվյալ ծրագրի: Այստեղ լույսը տեղին է, որը չի վնասում ֆոտոբջիջի լուսազգայուն շերտին. ինչպես նախկինում, անալոգային լուսանկարչության դարաշրջանում մենք օգտագործում էինք «կարմիր» լամպեր։

5. Փրփրող կայանքի վակուումում էլեկտրական կոնտակտները և դիէլեկտրիկները տեղադրվում են էլեկտրոնային փնջի միջոցով, կիրառվում են նաև հակառեֆլեկտիվ ծածկույթներ (դրանք 30%-ով մեծացնում են ֆոտոէլեկտորի առաջացրած հոսանքը)։

6. Դե, ֆոտոբջիջը պատրաստ է, և դուք կարող եք սկսել արևային մարտկոցի հավաքումը: Ավտոբուսները զոդում են ֆոտոբջիջի մակերեսին՝ հետագայում դրանք միմյանց հետ միացնելու համար, և ա պաշտպանիչ ապակի, առանց որի տիեզերքում, ճառագայթման պայմաններում, ֆոտոբջիջը կարող է չդիմանալ բեռին։ Եվ, չնայած ապակու հաստությունը ընդամենը 0,12 մմ է, նման ֆոտոբջիջներով մարտկոցը երկար ժամանակ կաշխատի ուղեծրում (բարձր ուղեծրերում ավելի քան տասնհինգ տարի):

7. Ֆոտոբջիջների էլեկտրական միացումը միմյանց հետ կատարվում է ընդամենը 0,02 մմ հաստությամբ արծաթե կոնտակտներով (դրանք կոչվում են ձողեր):

8. Արեգակնային մարտկոցի կողմից առաջացած պահանջվող ցանցի լարումը ստանալու համար ֆոտոբջիջները միացվում են հաջորդաբար: Ահա թե ինչ տեսք ունի շարքով միացված ֆոտոբջիջների մի հատվածը ( ֆոտոէլեկտրական փոխարկիչներ- ճիշտ է)։

9. Վերջապես, արևային մարտկոցը հավաքվում է: Այստեղ ցուցադրված է մարտկոցի միայն մի մասը՝ վահանակը մոդելային ձևաչափով: Արբանյակի վրա կարող է լինել մինչև ութ այդպիսի վահանակ՝ կախված նրանից, թե որքան էներգիա է անհրաժեշտ: Ժամանակակից կապի արբանյակների վրա այն հասնում է 10 կՎտ-ի: Նման վահանակներ կտեղադրվեն արբանյակի վրա, տիեզերքում դրանք թեւերի պես կբացվեն և նրանց օգնությամբ մենք արբանյակային հեռուստատեսություն կդիտենք, կօգտագործենք. արբանյակային ինտերնետ, նավիգացիոն համակարգեր (GLONASS արբանյակներն օգտագործում են Կրասնոդարի արևային մարտկոցներ)։

10. Երբ տիեզերանավը լուսավորվում է Արեգակի կողմից, արեգակնային մարտկոցի արտադրած էլեկտրաէներգիան սնուցում է տիեզերանավի համակարգերը, իսկ ավելորդ էներգիան կուտակվում է մարտկոցում: Երբ տիեզերանավը գտնվում է Երկրի ստվերում, սարքն օգտագործում է մարտկոցում կուտակված էլեկտրաէներգիան։ Նիկել-ջրածնային մարտկոցը, որն ունի էներգիայի բարձր հզորություն (60 Վտժ/կգ) և գործնականում անսպառ ռեսուրս, լայնորեն կիրառվում է տիեզերանավի վրա։ Նման մարտկոցների արտադրությունը Սատուրն գործարանի աշխատանքի ևս մեկ մասն է։ Այս լուսանկարում նիկել-ջրածնային մարտկոցի հավաքումն իրականացնում է Անատոլի Դմիտրիևիչ Պանինը, «Հայրենիքի համար արժանիքների համար» շքանշանի II աստիճանի շքանշանակիր:

11. Նիկել-ջրածնային մարտկոցների հավաքման տարածք: Մարտկոցի պարունակությունը պատրաստվում է պատյանում տեղադրելու համար: Լցոնումը դրական և բացասական էլեկտրոդներ են, որոնք առանձնացված են բաժանարար թղթով. դրանցում է, որ տեղի է ունենում էներգիայի փոխակերպում և կուտակում:

12. Էլեկտրոնային ճառագայթով եռակցման տեղադրում վակուումում, որի օգնությամբ մարտկոցի պատյանը պատրաստվում է բարակ մետաղից։

13. Արտադրամասի բաժին, որտեղ մարտկոցների պատյանները և մասերը ստուգվում են բարձր ճնշման համար: Շնորհիվ այն բանի, որ մարտկոցում էներգիայի կուտակումն ուղեկցվում է ջրածնի ձևավորմամբ, և մարտկոցի ներսում ճնշումը մեծանում է, արտահոսքի փորձարկումը մարտկոցի արտադրության գործընթացի անբաժանելի մասն է:

14. Նիկել-ջրածնային մարտկոցի պատյանը շատ է կարևոր մանրամասնտիեզերքում գործող ամբողջ սարքի մասին: Բնակարանը նախատեսված է փորձարկման ժամանակ 60 կգ ս/սմ ճնշման համար, ճեղքվածք է տեղի ունեցել 148 կգ ս/սմ 2 ճնշման դեպքում:

15. Փորձարկված մարտկոցները լիցքավորվում են էլեկտրոլիտով և ջրածնով, որից հետո պատրաստ են օգտագործման։

16. Նիկել-ջրածնային մարտկոցի կորպուսը պատրաստված է հատուկ մետաղական համաձուլվածքից և պետք է լինի մեխանիկորեն ամուր, թեթև և ունենա բարձր ջերմահաղորդություն։ Մարտկոցները տեղադրված են խցերում և միմյանց չեն դիպչում։

17. Վերալիցքավորվող մարտկոցները և դրանցից հավաքված մարտկոցները տեղադրվում են էլեկտրական փորձարկումների. սեփական արտադրություն. Տիեզերքում անհնար կլինի որևէ բան շտկել կամ փոխարինել, այնպես որ այստեղ յուրաքանչյուր ապրանք մանրակրկիտ փորձարկվում է:

18. Բոլորը տիեզերական տեխնոլոգիաենթարկվում է մեխանիկական սթրեսի փորձարկումների՝ օգտագործելով թրթռումային կանգառներ, որոնք նմանակում են բեռնվածությունը տիեզերանավը ուղեծիր արձակելիս:

19. Ընդհանուր առմամբ, ամենանպաստավոր տպավորությունը թողեց Սատուրն բույսը։ Արտադրությունը լավ կազմակերպված է, արտադրամասերը մաքուր ու լուսավոր, աշխատողները որակյալ, նման մասնագետների հետ շփվելը հաճելի է և շատ հետաքրքիր այն մարդու համար, ով գոնե ինչ-որ չափով հետաքրքրված է մեր տարածքով։ Ներս թողեց Սատուրնը մեծ տրամադրությամբ- Միշտ հաճելի է այստեղ նայել մի վայր, որտեղ նրանք չեն զբաղվում պարապ շաղակրատանքներով և թղթեր չեն փոխանցում, այլ իրական, լուրջ աշխատանք են կատարում, հաջողությամբ մրցակցում են այլ երկրների նմանատիպ արտադրողների հետ: Ռուսաստանում նման բան ավելի շատ կլիներ:

Այս կիսահաղորդչային սարքերը արեգակնային էներգիան վերածում են ուղղակի էլեկտրական հոսանքի: Պարզ ասած, սրանք սարքի հիմնական տարրերն են, որոնք մենք անվանում ենք «արևային մարտկոցներ»: Նման մարտկոցների օգնությամբ տիեզերական ուղեծրերում գործում են Երկրի արհեստական ​​արբանյակները։ Նման մարտկոցները պատրաստվում են այստեղ՝ Կրասնոդարում՝ Սատուրն գործարանում։ Եկեք գնանք այնտեղ էքսկուրսիայի:

Լուսանկարները և տեքստը՝ Ռուստեմ Ադագամովի

Կրասնոդարի ձեռնարկությունը մտնում է Դաշնային տիեզերական գործակալության մեջ, սակայն Սատուրնը պատկանում է Ochakovo ընկերությանը, որը բառացիորեն փրկեց այս արտադրությունը 90-ականներին: Ochakovo-ի սեփականատերերը գնել են բաժնետոմսերի վերահսկիչ փաթեթ, որը գրեթե հասել է ամերիկացիներին։

Այստեղ մեծ գումարներ են ներդրվել և ժամանակակից սարքավորումներ են ձեռք բերվել, և այժմ Սատուրնը տիեզերական արդյունաբերության՝ քաղաքացիական և ռազմական կարիքների համար արևային և վերալիցքավորվող մարտկոցների արտադրության ռուսական շուկայի երկու առաջատարներից մեկն է։ Բոլոր շահույթները, որոնք ստանում է Սատուրնը, մնում են այստեղ՝ Կրասնոդարում և գնում են արտադրական բազայի զարգացմանը։

Այսպիսով, ամեն ինչ սկսվում է այստեղից՝ այսպես կոչված կայքից: գազաֆազային էպիտաքսիա. Այս սենյակում կա գազային ռեակտոր, որում 3 ժամվա ընթացքում բյուրեղային շերտ է աճեցվում գերմանիումի սուբստրատի վրա, որը հիմք կծառայի ապագա արևային մարտկոցի համար։ Նման տեղադրման արժեքը մոտ 3 միլիոն եվրո է.

Դրանից հետո ենթաշերտը դեռ երկար ճանապարհ ունի անցնելու. էլեկտրական կոնտակտներ կկիրառվեն ֆոտոբջիջի երկու կողմերում (ավելին, աշխատանքային կողմում կոնտակտը կունենա «սանրի նախշ», որի չափերը մանրակրկիտ հաշվարկված են՝ ապահովելու համար. արևի լույսի առավելագույն անցումը), հիմքի վրա կհայտնվի հակառեֆլեկտիվ ծածկույթ և այլն: - ընդհանուր առմամբ ավելի քան երկու տասնյակ տեխնոլոգիական գործողություններ տարբեր տեղակայանքներում, մինչև ֆոտոբջիջը դառնա արևային մարտկոցի հիմքը:

Օրինակ, ֆոտոլիտոգրաֆիայի տեղադրում. Այստեղ ֆոտոխցիկների վրա ձևավորվում են էլեկտրական կոնտակտների «օրինաչափություններ»: Մեքենան բոլոր գործողությունները կատարում է ավտոմատ կերպով՝ համաձայն տվյալ ծրագրի: Այստեղ լույսը տեղին է, որը չի վնասում ֆոտոբջիջի լուսազգայուն շերտին. ինչպես նախկինում, անալոգային լուսանկարչության դարաշրջանում մենք օգտագործում էինք «կարմիր» լամպեր^

Թափող տեղադրման վակուումում էլեկտրական կոնտակտները և դիէլեկտրիկները տեղադրվում են էլեկտրոնային փնջի միջոցով, և կիրառվում են նաև հակառեֆլեկտիվ ծածկույթներ (դրանք 30% -ով մեծացնում են ֆոտոբջիջի կողմից առաջացած հոսանքը).

Դե, ֆոտոշարքը պատրաստ է, և դուք կարող եք սկսել արևային մարտկոցի հավաքումը: Ավտոբուսները կպչում են ֆոտոխցիկի մակերեսին, որպեսզի այնուհետև դրանք միացնեն միմյանց, և դրանց վրա սոսնձված է պաշտպանիչ ապակի, առանց որի տիեզերքում, ճառագայթման պայմաններում, ֆոտոսելը կարող է չդիմանալ բեռներին: Եվ, չնայած ապակու հաստությունը ընդամենը 0,12 մմ է, նման ֆոտոբջիջներով մարտկոցը երկար ժամանակ կաշխատի ուղեծրում (բարձր ուղեծրերում ավելի քան 15 տարի):

Ֆոտոբջիջների էլեկտրական միացումը միմյանց հետ իրականացվում է միայն 0,02 մմ հաստությամբ արծաթե կոնտակտներով (դրանք կոչվում են ձողեր):

Արեգակնային մարտկոցի կողմից առաջացած ցանցի պահանջվող լարումը ստանալու համար ֆոտոբջիջները միացված են հաջորդաբար: Ահա թե ինչ տեսք ունի սերիայի միացված ֆոտոբջիջների մի հատվածը (ֆոտոէլեկտրական փոխարկիչներ՝ ճիշտ է).

Ի վերջո, արևային մարտկոցը հավաքվում է: Այստեղ ցուցադրված է մարտկոցի միայն մի մասը՝ վահանակը մոդելային ձևաչափով: Արբանյակի վրա կարող է լինել մինչև ութ այդպիսի վահանակ՝ կախված նրանից, թե որքան էներգիա է անհրաժեշտ: Ժամանակակից կապի արբանյակների վրա այն հասնում է 10 կՎտ-ի: Վահանակները կտեղադրվեն արբանյակի վրա, տիեզերքում դրանք կբացվեն թևերի պես և դրանց օգնությամբ մենք կդիտենք արբանյակային հեռուստատեսություն, կօգտագործենք արբանյակային ինտերնետ, նավիգացիոն համակարգեր (GLONASS արբանյակները օգտագործում են Կրասնոդարի արևային վահանակներ).

Երբ տիեզերանավը լուսավորվում է Արեգակի կողմից, արեգակնային մարտկոցի արտադրած էլեկտրաէներգիան սնուցում է տիեզերանավի համակարգերը, և ավելորդ էներգիան կուտակվում է մարտկոցում։ Երբ տիեզերանավը գտնվում է Երկրի ստվերում, սարքն օգտագործում է մարտկոցում կուտակված էլեկտրաէներգիան։ Նիկել-ջրածնային մարտկոց, ունենալով էներգիայի բարձր ինտենսիվություն (60 Վտժ/կգ) և գործնականում անսպառ ռեսուրս, լայնորեն կիրառվում է տիեզերանավի վրա։ Նման մարտկոցների արտադրությունը Սատուրն գործարանի աշխատանքի ևս մեկ մասն է։

Այս լուսանկարում նիկել-ջրածնային մարտկոցի հավաքումն իրականացնում է Անատոլի Դմիտրիևիչ Պանինը, «Հայրենիքի համար արժանիքների համար» շքանշանի II աստիճանի շքանշանակիր.

Նիկել-ջրածնային մարտկոցների հավաքման տարածք: Մարտկոցի պարունակությունը պատրաստվում է պատյանում տեղադրելու համար: Լցոնումը դրական և բացասական էլեկտրոդներ են, որոնք առանձնացված են բաժանարար թղթով. դրանցում է, որ տեղի է ունենում էներգիայի փոխակերպում և կուտակում.

Էլեկտրոնային ճառագայթով եռակցման տեղադրումվակուումում, որի օգնությամբ մարտկոցի պատյանը պատրաստվում է բարակ մետաղից.

Արտադրամասի տարածքը, որտեղ մարտկոցների պատյանները և մասերը փորձարկվում են բարձր ճնշման համար: Շնորհիվ այն բանի, որ մարտկոցում էներգիայի կուտակումն ուղեկցվում է ջրածնի ձևավորմամբ, և մարտկոցի ներսում ճնշումը մեծանում է, արտահոսքի փորձարկումը մարտկոցի արտադրության գործընթացի անբաժանելի մասն է.

Նիկել-ջրածնային մարտկոցի պատյանը տիեզերքում գործող ողջ սարքի շատ կարևոր մասն է: Բնակարանը նախատեսված է 60 կգ ս/սմ 2 ճնշման համար, ճեղքվածքը տեղի է ունեցել 148 կգ ս/սմ 2 ճնշման դեպքում.

Հզորության փորձարկված մարտկոցները լիցքավորվում են էլեկտրոլիտով և ջրածնով, որից հետո դրանք պատրաստ են օգտագործման.

Նիկել-ջրածնային մարտկոցի կորպուսը պատրաստված է հատուկ մետաղական համաձուլվածքից և պետք է լինի մեխանիկորեն ամուր, թեթև և ունենա բարձր ջերմահաղորդություն։ Մարտկոցները տեղադրված են խցերում և միմյանց չեն դիպչում.

Վերալիցքավորվող մարտկոցները և դրանցից հավաքված մարտկոցները ենթարկվում են էլեկտրական փորձարկման մեր սեփական արտադրական օբյեկտներում: Տիեզերքում անհնար կլինի որևէ բան շտկել կամ փոխարինել, այնպես որ այստեղ յուրաքանչյուր ապրանք մանրակրկիտ փորձարկվում է:

Տիեզերական բոլոր տեխնոլոգիաները ենթարկվում են մեխանիկական սթրեսի թեստավորման՝ օգտագործելով թրթռման ստենդները, որոնք նմանակում են բեռները տիեզերանավը ուղեծիր արձակելիս:

Ընդհանրապես, Սատուրնի բույսը ամենաբարենպաստ տպավորություն թողեց։ Արտադրությունը լավ կազմակերպված է, արտադրամասերը մաքուր ու լուսավոր, աշխատողները որակյալ, նման մասնագետների հետ շփվելը հաճելի է և շատ հետաքրքիր այն մարդու համար, ով գոնե ինչ-որ չափով հետաքրքրված է մեր տարածքով։ Ես հեռացա Սատուրնից հիանալի տրամադրությամբ. միշտ հաճելի է այստեղ տեսնել մի տեղ, որտեղ նրանք չեն զբաղվում պարապ շաղակրատելով և թղթեր խառնելով, այլ իրական, լուրջ աշխատանք են կատարում, հաջողությամբ մրցակցում են այլ երկրների նմանատիպ արտադրողների հետ: Ռուսաստանում նման բան ավելի շատ կլիներ:

հետ շփման մեջ