Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры
Рассматривается принцип интеграции низкотемпературных исследований, планируемых к постановке на борту Российского сегмента МКС, с учетом особенностей криогенной экспериментальной аппаратуры, включающей объект исследования и систему криостатирования. Исследуются системные вопросы создания универсальн...
Збережено в:
| Дата: | 2003 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2003
|
| Назва видання: | Физика низких температур |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128866 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры / С.В. Бускин, Ю.Е. Левицкий, В.И. Лукьященко, И.Ю. Репин, В.В. Суворов, В.А. Шувалов // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 6. — С. 633-636. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-128866 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1288662018-01-15T03:02:58Z Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры Бускин, С.В. Левицкий, Ю.Е. Лукьященко, В.И. Репин, И.Ю. Суворов, В.В. Шувалов, В.А. 3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации Рассматривается принцип интеграции низкотемпературных исследований, планируемых к постановке на борту Российского сегмента МКС, с учетом особенностей криогенной экспериментальной аппаратуры, включающей объект исследования и систему криостатирования. Исследуются системные вопросы создания универсальной криогенной лаборатории на орбитальной станции для проведения космических экспериментов с глубоким охлаждением в условиях микрогравитации. Приведены блок-схема лаборатории и классификация оборудования, а также требования к экспериментальной аппаратуре. The principle of integration of the low-temperature research planned for onboard the Russian segment of the International Space Station (ISS) is discussed in relation to the features of the cryogenic experiment packages, including the object of study and the cryostatic system. Systemic questions concerning the creation of a universal cryogenic laboratory on the orbital station for conducting deep-cooling experiments in the microgravity environment of space are examined. A block diagram of the laboratory is given, a classification of the equipment is presented, and the requirements on the experiment packages are discussed. 2003 Article Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры / С.В. Бускин, Ю.Е. Левицкий, В.И. Лукьященко, И.Ю. Репин, В.В. Суворов, В.А. Шувалов // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 6. — С. 633-636. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 05.70.Ln, 05.70.Jk http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128866 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации 3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации |
| spellingShingle |
3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации 3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации Бускин, С.В. Левицкий, Ю.Е. Лукьященко, В.И. Репин, И.Ю. Суворов, В.В. Шувалов, В.А. Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры Физика низких температур |
| description |
Рассматривается принцип интеграции низкотемпературных исследований, планируемых к постановке на борту Российского сегмента МКС, с учетом особенностей криогенной экспериментальной аппаратуры, включающей объект исследования и систему криостатирования. Исследуются системные вопросы создания универсальной криогенной лаборатории на орбитальной станции для проведения космических экспериментов с глубоким охлаждением в условиях микрогравитации. Приведены блок-схема лаборатории и классификация оборудования, а также требования к экспериментальной аппаратуре. |
| format |
Article |
| author |
Бускин, С.В. Левицкий, Ю.Е. Лукьященко, В.И. Репин, И.Ю. Суворов, В.В. Шувалов, В.А. |
| author_facet |
Бускин, С.В. Левицкий, Ю.Е. Лукьященко, В.И. Репин, И.Ю. Суворов, В.В. Шувалов, В.А. |
| author_sort |
Бускин, С.В. |
| title |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| title_short |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| title_full |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| title_fullStr |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| title_full_unstemmed |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| title_sort |
технологическая интеграция низкотемпературных исследований на рс мкс и оптимизация экспериментальной аппаратуры |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2003 |
| topic_facet |
3-й Международный семинар по физике низких температур в условиях микрогравитации |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128866 |
| citation_txt |
Технологическая интеграция низкотемпературных исследований на РС МКС и оптимизация экспериментальной аппаратуры / С.В. Бускин, Ю.Е. Левицкий, В.И. Лукьященко, И.Ю. Репин, В.В. Суворов, В.А. Шувалов // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 6. — С. 633-636. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT buskinsv tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury AT levickijûe tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury AT lukʹâŝenkovi tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury AT repiniû tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury AT suvorovvv tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury AT šuvalovva tehnologičeskaâintegraciânizkotemperaturnyhissledovanijnarsmksioptimizaciâéksperimentalʹnojapparatury |
| first_indexed |
2025-07-09T10:07:42Z |
| last_indexed |
2025-07-09T10:07:42Z |
| _version_ |
1837163524911005696 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 6, ñ. 633–636
Òåõíîëîãè÷åñêàÿ èíòåãðàöèÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûõ
èññëåäîâàíèé íà ÐÑ ÌÊÑ è îïòèìèçàöèÿ
ýêñïåðèìåíòàëüíîé àïïàðàòóðû
Ñ.Â. Áóñêèí1, Þ.Å. Ëåâèöêèé2, Â.È. Ëóêüÿùåíêî1,
È.Þ. Ðåïèí1, Â.Â. Ñóâîðîâ1, Â.À. Øóâàëîâ1
1 ÔÃÓÏ ÖÍÈÈÌÀØ, ã. Êîðîëåâ Ìîñêîâñêîé îáë., 141090, Ðîññèÿ
E-mail: vadim_suvorov@hotmail.com
2 Ðîñàâèàêîñìîñ, Ìîñêâà, Ðîññèÿ
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 19 äåêàáðÿ 2002 ã.
Ðàññìàòðèâàåòñÿ ïðèíöèï èíòåãðàöèè íèçêîòåìïåðàòóðíûõ èññëåäîâàíèé, ïëàíèðóåìûõ ê
ïîñòàíîâêå íà áîðòó Ðîññèéñêîãî ñåãìåíòà ÌÊÑ, ñ ó÷åòîì îñîáåííîñòåé êðèîãåííîé ýêñïåðè-
ìåíòàëüíîé àïïàðàòóðû, âêëþ÷àþùåé îáúåêò èññëåäîâàíèÿ è ñèñòåìó êðèîñòàòèðîâàíèÿ. Èñ-
ñëåäóþòñÿ ñèñòåìíûå âîïðîñû ñîçäàíèÿ óíèâåðñàëüíîé êðèîãåííîé ëàáîðàòîðèè íà îðáè-
òàëüíîé ñòàíöèè äëÿ ïðîâåäåíèÿ êîñìè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ ñ ãëóáîêèì îõëàæäåíèåì â
óñëîâèÿõ ìèêðîãðàâèòàöèè. Ïðèâåäåíû áëîê-ñõåìà ëàáîðàòîðèè è êëàññèôèêàöèÿ îáîðóäîâà-
íèÿ, à òàêæå òðåáîâàíèÿ ê ýêñïåðèìåíòàëüíîé àïïàðàòóðå.
PACS: 05.70.Ln, 05.70.Jk
1. Ââåäåíèå
Êðèîãåííîå îáîðóäîâàíèå, íåîáõîäèìîå äëÿ íèç-
êîòåìïåðàòóðíûõ èññëåäîâàíèé â êîñìè÷åñêîì ïðî-
ñòðàíñòâå, äîâîëüíî äîðîãî è ãðîìîçäêî, ïðè÷åì
â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå ñèñòåìà êðèîãåííîãî
îáåñïå÷åíèÿ ïîìèìî åìêîñòè ñ êðèîãåííîé æèäêî-
ñòüþ ìîæåò âêëþ÷àòü ðàçäåëèòåëè æèäêîñòè è ïàðà,
ñèñòåìû ïåðåëèâà õëàäàãåíòà, óïðàâëåíèÿ, äèàãíî-
ñòèêè è äð. Ýòè ñèñòåìû èìåþò ìíîãî îáùèõ ýëå-
ìåíòîâ. Ïîýòîìó ïðåäñòàâëÿåòñÿ öåëåñîîáðàçíûì
âûäåëèòü â îòäåëüíóþ ãðóïïó âñå ýêñïåðèìåíòû íà
ñòàíöèè, òðåáóþùèå ãëóáîêîãî îõëàæäåíèÿ, è äëÿ
âûïîëíåíèÿ ýòèõ èññëåäîâàíèé ñîçäàòü ñïåöèàëèçè-
ðîâàííóþ êðèîãåííóþ ðàáî÷óþ ïëîùàäêó ñ åäèíîé
óíèâåðñàëüíîé ñèñòåìîé îõëàæäåíèÿ — êðèîãåííîå
óíèâåðñàëüíîå ðàáî÷åå ìåñòî. Íàëè÷èå òàêîé ïëî-
ùàäêè íà áîðòó Ðîññèéñêîãî ñåãìåíòà Ìåæäóíàðîä-
íîé êîñìè÷åñêîé ñòàíöèè (ÐÑ ÌÊÑ) ïîçâîëèò ïðî-
âîäèòü øèðîêèé êëàññ íàó÷íûõ è òåõíîëîãè÷åñêèõ
èññëåäîâàíèé: èçó÷åíèå ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ êðèî-
ãåííûõ æèäêîñòåé â óñëîâèÿõ ìèêðîãðàâèòàöèè è
íåâåñîìîñòè; îòðàáîòêó ìåòîäîâ êðèîñòàòèðîâàíèÿ
áîëüøèõ îáúåìîâ æèäêîñòåé íà óðîâíå ãåëèåâûõ
òåìïåðàòóð, ìåòîäîâ äîñòàâêè êðèîãåííûõ æèäêî-
ñòåé íà áîðò è äîçàïðàâêè áîðòîâîé ñòàíöèè â
êîñìè÷åñêèõ óñëîâèÿõ; èñïûòàíèÿ áîðòîâûõ ðåôðè-
æåðàòîðîâ ãåëèåâîãî óðîâíÿ; îòðàáîòêó òåõíîëîãèè
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ñ ïðèìåíåíèåì
ìîùíûõ ñâåðõïðîâîäÿùèõ ñèñòåì íà áîðòó êîñìè÷å-
ñêèõ àïïàðàòîâ; íàó÷íûå èññëåäîâàíèÿ â ðàçëè÷íûõ
îáëàñòÿõ çíàíèé ñ ïðèìåíåíèåì êðèîãåííîé àïïàðà-
òóðû âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ è ò.ï.
Íàëè÷èå ñïåöèàëèçèðîâàííîãî ðàáî÷åãî ìåñòà íà
áîðòó ñîçäàåò ïðåäïîñûëêè äëÿ îïòèìèçàöèè íàó÷-
íîé àïïàðàòóðû êàæäîãî êîíêðåòíîãî ýêñïåðèìåíòà
ïî ñëåäóþùèì ïîêàçàòåëÿì: ñíèæåíèå âåñà è ãà-
áàðèòîâ äîñòàâëÿåìîãî ýêñïåðèìåíòàëüíîãî îáî-
ðóäîâàíèÿ; óïðîùåíèå ïðîöåññà ïðåäñòàðòîâîé
ïîäãîòîâêè; ïîâûøåíèå ñòåïåíè áåçîïàñíîñòè ýêñ-
ïëóàòàöèè áîðòîâîãî îáîðóäîâàíèÿ.
Ïî ñðàâíåíèþ ñ ïîñòàíîâêîé îòäåëüíûõ íèç-
êîòåìïåðàòóðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ, èíòåãðàöèÿ êðèî-
ãåííîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íà åäèíîé
ïëîùàäêå ïðèâîäèò ê ñëåäóþùèì ïðåèìóùåñòâàì:
— ìíîãîêðàòíîå ïðèìåíåíèå áàçîâîãî îáîðóäîâà-
íèÿ, óñòàíàâëèâàåìîãî íà áîðòó, ñîêðàùàåò ãðóçî-
ïîòîê è ïîçâîëÿåò äîñòàâëÿòü íà ñòàíöèþ ñìåííûå
ýêñïåðèìåíòàëüíûå ÿ÷åéêè ïðè íîðìàëüíûõ óñëî-
© Ñ.Â. Áóñêèí, Þ.Å. Ëåâèöêèé, Â.È. Ëóêüÿùåíêî, È.Þ. Ðåïèí, Â.Â. Ñóâîðîâ, Â.À. Øóâàëîâ, 2003
âèÿõ (áåç ïðåäâàðèòåëüíîãî îõëàæäåíèÿ è ñîîòâåò-
ñòâóþùèõ ñèñòåì êðèîñòàòèðîâàíèÿ);
— âîçìîæíîñòü îäíîâðåìåííîãî ïðîâåäåíèå íå-
ñêîëüêèõ ðàçíîïëàíîâûõ èññëåäîâàíèé;
— óâåëè÷åíèå äëèòåëüíîñòè ýêñïåðèìåíòîâ, ïî-
ñêîëüêó âðåìÿ ïðîâåäåíèÿ èñïûòàíèé íå îãðàíè÷è-
âàåòñÿ çàïàñàìè êðèîàãåíòîâ, äîñòàâëÿåìûõ ñ Çåìëè
îäíîâðåìåííî ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûì îáîðóäîâàíèåì;
— ñòàíäàðòèçàöèÿ òåõíîëîãèè ïðîâåäåíèÿ íèçêî-
òåìïåðàòóðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ óâåëè÷èâàåò èõ áåçî-
ïàñíîñòü, ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü îðãàíèçàöèè íå-
ñêîëüêèõ óðîâíåé îõëàæäåíèÿ è áîëåå ïîëíîãî
èñïîëüçîâàíèÿ õëàäàãåíòîâ.
2. Îðãàíèçàöèÿ êðèîãåííîé ïëîùàäêè
Ïåðâûå èññëåäîâàíèÿ îñîáåííîñòåé ðàáîòû òåõ-
íè÷åñêèõ óñòðîéñòâ ñ æèäêèì ãåëèåì â óñëîâèÿõ
êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà áûëè âûïîëíåíû åùå â
êîíöå 60-õ [1]. Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ êîñìè÷åñêîé òåõ-
íèêè êîëè÷åñòâî íèçêîòåìïåðàòóðíûõ ýêñïåðèìåí-
òîâ è òðåáîâàíèÿ ê áîðòîâîé êðèîãåííîé àïïàðàòóðå
çàìåòíî âîçðàñòàþò [2,3].
Àíàëèç ïîêàçûâàåò, ÷òî ïî ïðèíöèïó ïðèìåíåíèÿ
ìîæíî âûäåëèòü ñëåäóþùèå ýëåìåíòû: êðèîãåííûå
äàò÷èêè è òåðìîìåòðû, îõëàæäàåìûå ïðèåìíèêè
èçëó÷åíèÿ; êðèîýëåêòðîíèêà è ìàãíèòîìåòðèÿ,
âûñîêîðàçðåøàþùàÿ èçìåðèòåëüíàÿ àïïàðàòóðà;
ñâåðõïðîâîäÿùèå ñèñòåìû, ïðåäíàçíà÷åííûå äëÿ
ñîçäàíèÿ ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé; àâòîíîìíûå
ñðåäñòâà ìåòðîëîãè÷åñêîãî îáåñïå÷åíèÿ (àòîìíûå
÷àñû, ñòàíäàðòû ÷àñòîòû è ò.ï. óñòðîéñòâà).  òîé
èëè èíîé êîìáèíàöèè óêàçàííûå ýëåìåíòû èñïîëü-
çóþòñÿ êàê â ôóíäàìåíòàëüíûõ íàó÷íûõ èññëåäî-
âàíèÿõ, òàê è ïðè ïðîâåäåíèè òåõíîëîãè÷åñêèõ ýêñ-
ïåðèìåíòîâ íà êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòàõ, ïîýòîìó èõ
ðàçðàáîòêà è ñîâåðøåíñòâîâàíèå â íàçåìíûõ ëàáî-
ðàòîðèÿõ è â óñëîâèÿõ êîñìè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ
îòíîñèòñÿ ê ÷èñëó àêòóàëüíûõ çàäà÷ ñîâðåìåííîé
êîñìè÷åñêîé òåõíèêè è òåõíîëîãèè.
Èçâåñòíî, ÷òî ëþáîé íèçêîòåìïåðàòóðíûé êîñìè-
÷åñêèé ýêñïåðèìåíò (èëè ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ àïïà-
ðàòóðà) âêëþ÷àåò äâå ñîñòàâëÿþùèå: ïåðâàÿ — ýòî
ñîáñòâåííî èçó÷àåìûé íèçêîòåìïåðàòóðíûé îáúåêò
(ïðèåìíèê, ãåíåðàòîð, ñîëåíîèä, ÑÊÂÈÄ, êðèîãåí-
íàÿ æèäêîñòü èëè òâåðäîå òåëî è ò.ä.), âòîðàÿ —
êðèîãåííàÿ ñèñòåìà, êîòîðàÿ âûïîëíÿåò ñëóæåáíóþ
ôóíêöèþ ïî ñîçäàíèþ è ïîääåðæàíèþ òðåáóåìûõ
óñëîâèé. Ïðè÷åì ñòîèìîñòü ñîçäàíèÿ ñëóæåáíîé àï-
ïàðàòóðû ìîæåò âî ìíîãî ðàç ïðåâîñõîäèòü ñòîè-
ìîñòü ïåðâîé ÷àñòè. Ïîñëå çàâåðøåíèÿ ýêñïåðèìåí-
òà âñÿ àïïàðàòóðà, êàê ïðàâèëî, ñíèìàåòñÿ ñ
îðáèòû. Â ñâÿçè ñ ýòèì ïðåäñòàâëÿåòñÿ öåëåñîîáðàç-
íûì ñîçäàòü íà ÌÊÑ êðèîãåííóþ ïëîùàäêó ñ îá-
ùèì êðèîãåííûì îáîðóäîâàíèåì, êîíòðîëüíî-äèàã-
íîñòè÷åñêîé àïïàðàòóðîé, ýíåðãåòèêîé, èíôîðìàöè-
îííî-óïðàâëÿþùèì îáåñïå÷åíèåì (ñì. ðèñ. 1). Ïðè
ýòîì ñîáñòâåííî îáúåêò ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëå-
äîâàíèé áóäåò äîñòàâëÿòüñÿ íà êðèîãåííîå óíèâåð-
ñàëüíîå ðàáî÷åå ìåñòî (ÊÓÐÌ) ñòàíöèè è óñòàíàâ-
ëèâàòüñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèé óíèôèöèðîâàííûé
óçåë.
 ïðåäëàãàåìîì íàìè ïðîåêòå ïðåäïîëàãàåòñÿ,
÷òî íà áîðòó ÐÑ ÌÊÑ áóäåò òðè ïîäîáíûõ ìåñòà:
äëÿ èññëåäîâàíèé ôèçèêè êðèîãåííûõ æèäêîñòåé è
ãàçîâ; äëÿ èññëåäîâàíèé â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïî-
ëÿõ è äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ, òðåáóþùèõ ïðèìåíåíèÿ
êðèîãåííîé èçìåðèòåëüíîé àïïàðàòóðû. Îòäåëüíî
ìîæíî ðàññìàòðèâàòü àñòðîôèçè÷åñêèé óçåë ñ ìà-
ëûì êîñìè÷åñêèì àïïàðàòîì, âêëþ÷àåìûé â èíôðà-
ñòðóêòóðó ÌÊÑ.
Íåñìîòðÿ íà ðàçíîîáðàçèå ýêñïåðèìåíòîâ, èõ
îáúåäèíÿåò íàëè÷èå îáùåãî áàçîâîãî îáîðóäîâàíèÿ
íà áîðòó êîñìè÷åñêîãî àïïàðàòà, òàêîãî êàê åìêîñòè
ñ êðèîãåííûìè æèäêîñòÿìè, ñèñòåìû òðàíñïîðòè-
ðîâêè æèäêîñòè è õîëîäíîãî ïàðà, ðåôðèæåðàòîðû,
ñèñòåìû êîíòðîëÿ è óïðàâëåíèÿ ïàðàìåòðàìè êðèî-
ñòàòîâ, ñèñòåìû ñáîðà è îáðàáîòêè íàó÷íîé èí-
ôîðìàöèè. Ïî ñðàâíåíèþ ñ èñïîëüçîâàííîé ðàíåå
ñèñòåìîé ïîñòàíîâêè êðèîãåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ,
èñïîëüçîâàíèå ÊÓÐÌ îáåñïå÷èâàåò âîçìîæíîñòü
ìíîãîêðàòíîãî ïðèìåíåíèÿ áàçîâîãî îáîðóäîâàíèÿ,
ñòàöèîíàðíî óñòàíîâëåííîãî íà áîðòó ÐÑ ÌÊÑ, ÷òî
ñîêðàùàåò ãðóçîïîòîê, ïîçâîëÿåò äîñòàâëÿòü ýêñïå-
ðèìåíòàëüíûå ÿ÷åéêè íà áîðò â «ñóõîì» âèäå (áåç
êðèîàãåíòîâ) è çàìåòíî óâåëè÷èâàòü ïðîäîëæèòåëü-
íîñòü ýêñïåðèìåíòîâ. Â ñâÿçè ñî ñòàíäàðòèçàöèåé
òåõíîëîãèè ïðîâåäåíèÿ ðàáîò óâåëè÷èâàåòñÿ èõ
áåçîïàñíîñòü è ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü îðãàíèçà-
öèè îäíîâðåìåííî íåñêîëüêèõ óðîâíåé îõëàæäåíèÿ
ñ öåëüþ áîëåå ïîëíîãî èñïîëüçîâàíèÿ îòðàáîòàí-
íîãî õëàäàãåíòà. Ýòî ïîâûøàåò êîíêóðåíòîñïîñîá-
íîñòü ÐÑ ÌÊÑ ïðè îáñóæäåíèè âîçìîæíîñòåé ïî-
ñòàíîâêè íàó÷íûõ è òåõíîëîãè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé
634 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 6
Ñ.Â. Áóñêèí è äð.
Ðèñ. 1. Áëîê-ñõåìà êðèîãåííîãî ðàáî÷åãî ìåñòà íà ÐÑ
ÌÊÑ.
â êîñìîñå íà êîììåð÷åñêîé îñíîâå. Ïî ñóùåñòâó,
ÊÓÐÌ áóäåò âûïîëíÿòü ðîëü ïîñòîÿííî äåéñòâóþ-
ùåé êðèîãåííîé ëàáîðàòîðèè, ïðåäíàçíà÷åííîé äëÿ
ñîçäàíèÿ ñåðâèñíûõ óñëîâèé ðàáîòû è ïðîâåäåíèÿ
ýêñïåðèìåíòîâ â óñëîâèÿõ íèçêèõ òåìïåðàòóð íà
áîðòó ÐÑ ÌÊÑ, à òàêæå äëÿ èññëåäîâàíèÿ ôèçè÷å-
ñêèõ ïðîöåññîâ â ñàìèõ êðèîãåííûõ æèäêîñòÿõ è
ñîñóäàõ, çàïîëíåííûõ ýòèìè æèäêîñòÿìè.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì âñå îáîðóäîâàíèå ÊÓÐÌ
ìîæíî ðàçáèòü íà íåñêîëüêî ãðóïï:
1. Ïîñòîÿííîå ñëóæåáíîå îáîðóäîâàíèå — îáîðó-
äîâàíèå, íåîáõîäèìîå äëÿ ïðîâåäåíèÿ âñåõ ýêñïå-
ðèìåíòîâ, êîòîðîå âêëþ÷àåò ñèñòåìû êðèîñòàòèðî-
âàíèÿ, äîçàïðàâêè åìêîñòåé è òðàíñïîðòèðîâêè
êðèîàãåíòîâ, àïïàðàòóðó äëÿ êîíòðîëÿ ïàðàìåòðîâ
êðèîàãåíòîâ è îáåñïå÷åíèå áåçîïàñíîñòè ÊÓÐÌ;
áëîêè ýëåêòðîïèòàíèÿ ñëóæåáíîé àïïàðàòóðû
ÊÓÐÌ è íàó÷íîãî îáîðóäîâàíèÿ; áëîêè ñáîðà, îá-
ðàáîòêè, õðàíåíèÿ è ïåðåäà÷è íàó÷íîé è ñëóæåáíîé
èíôîðìàöèè.
2. Ñìåííîå ñëóæåáíîå îáîðóäîâàíèå — îáîðóäî-
âàíèå, êîòîðîå âèäîèçìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò õà-
ðàêòåðà èññëåäîâàíèé: ðåôðèæåðàòîðû äëÿ îæèæå-
íèÿ õîëîäíîãî ïàðà; ðîáîòû-ìàíèïóëÿòîðû äëÿ
ìîíòàæà, çàìåíû è äåìîíòàæà íàó÷íîé àïïàðàòóðû
è ñëóæåáíîãî îáîðóäîâàíèÿ; ðàáî÷èå ïëîùàäêè,
øòàíãè è ôåðìû äëÿ ðàçìåùåíèÿ íàó÷íîé àïïàðàòó-
ðû; ñïåöèôè÷åñêèå ñðåäñòâà íàáëþäåíèÿ çà õîäîì
ýêñïåðèìåíòà, ìàãíèòîìåòðû, àíàëèçàòîðû ñîñòàâà
ñîáñòâåííîé àòìîñôåðû, äàò÷èêè ýëåêòðè÷åñêèõ ïî-
ëåé è ò.ï.
3. Íàó÷íàÿ àïïàðàòóðà, ê êîòîðîé îòíîñèòñÿ ñïå-
öèàëüíàÿ àïïàðàòóðà, ðàçðàáàòûâàåìàÿ è ïîñòàâ-
ëÿåìàÿ ïîñòàíîâùèêîì ýêñïåðèìåíòà è ñîäåðæàùàÿ
îáúåêò èññëåäîâàíèé, ñïåöèàëüíûå (îòñóòñòâóþùèå
â ñîñòàâå ÊÓÐÌ) ñðåäñòâà êîíòðîëÿ è óïðàâëåíèÿ
õîäîì ýêñïåðèìåíòà, à òàêæå ñèñòåìà ñáîðà ñïåöè-
àëüíîé èíôîðìàöèè. Ýòà àïïàðàòóðà äîëæíà áûòü
ïî âñåì ïàðàìåòðàì ñîâìåñòèìà ñî ñëóæåáíûìè ñèñ-
òåìàìè ÊÓÐÌ è íå äîëæíà äóáëèðîâàòü åãî âîç-
ìîæíîñòè. Îáîðóäîâàíèå ìîæåò áûòü ðàçìåùåíî
âíóòðè èññëåäîâàòåëüñêîãî ìîäóëÿ (ÈÌ) ÐÑ ÌÊÑ
è âíå åãî. Âûáîð êîíêðåòíîãî âàðèàíòà ÊÓÐÌ çàâè-
ñèò îò ïðîãðàììû ïëàíèðóåìûõ íèçêîòåìïåðàòóð-
íûõ ýêñïåðèìåíòîâ.
Ïðîöåññ ðàçâåðòûâàíèÿ ÊÓÐÌ ìîæíî ðàçäåëèòü
íà íåñêîëüêî ýòàïîâ.
Ýòàï 1 — âûâîä íà îðáèòó ÈÌ ñ îáîðóäîâàíèåì
ÊÓÐÌ, íàõîäÿùèìñÿ âíóòðè ñïåöèàëèçèðîâàííîãî
îòñåêà ÈÌ, ïðîâåðêà ðàáîòîñïîñîáíîñòè îáîðóäîâà-
íèÿ; äîñòàâêà íà îðáèòó è ðàçìåùåíèå íà èíäèâèäó-
àëüíûõ ðàáî÷èõ ïëîùàäêàõ íàó÷íîé àïïàðàòóðû â
ñîáñòâåííûõ êðèîñòàòàõ äëÿ ïðîâåäåíèÿ êðàòêîâðå-
ìåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ; íà÷àëî ôîðìèðîâàíèÿ ðàáî-
÷åé ïëàòôîðìû ïî âûáðàííîìó âàðèàíòó.
Ýòàï 2 — çàâåðøåíèå ôîðìèðîâàíèÿ ðàáî÷åé
ïëàòôîðìû; îòðàáîòêà ñèñòåì äîçàïðàâêè è òðàíñ-
ïîðòèðîâêè êðèîàãåíòîâ; ïðîâåðêà ðàáîòîñïîñîá-
íîñòè ðîáîòà-ìàíèïóëÿòîðà; êîíòðîëü íàó÷íîé àï-
ïàðàòóðû; íà÷àëî ýêñïåðèìåíòîâ íà óíèôèöèðî-
âàííûõ ïëîùàäêàõ ñ èñïîëüçîâàíèåì êðèîðåñóðñîâ
ÊÓÐÌ.
Ýòàï 3 — ðàçâåðòûâàíèå ïðîãðàììû ýêñïåðè-
ìåíòîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàñõîäóåìûõ êðèîðåñóð-
ñîâ ÊÓÐÌ; íà÷àëî ýêñïëóàòàöèè ðåôðèæåðàòîðîâ.
Ýòàï 4 — ïîëíîìàñøòàáíàÿ ýêñïëóàòàöèÿ
ÊÓÐÌ. Ñðîêè ðåàëèçàöèè êàæäîãî ýòàïà çàâèñÿò îò
âàðèàíòà ôîðìèðîâàíèÿ ðàáî÷åé ïëàòôîðìû è âîç-
ìîæíîñòåé ãðóçîïîòîêà è îïðåäåëÿþòñÿ íà ýòàïå ýñ-
êèçíîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ.
Òðåáîâàíèÿ ê íàó÷íîé àïïàðàòóðå
Íà ïåðâîì è, ÷àñòè÷íî, âòîðîì ýòàïàõ ðàçâåðòû-
âàíèÿ ÊÓÐÌ íàó÷íàÿ àïïàðàòóðà (ÍÀ) ïîñòàâëÿåò-
ñÿ â ñîáñòâåííûõ êðèîñòàòàõ ñ íåîáõîäèìûì çà-
ïàñîì êðèîãåííîé æèäêîñòè. Íàó÷íàÿ àïïàðàòóðà
äîëæíà óäîâëåòâîðÿòü òðåáîâàíèÿì ðàáîòû â îò-
êðûòîì êîñìîñå. Ýëåêòðîïèòàíèå àïïàðàòóðû, êîí-
òðîëü ïàðàìåòðîâ êðèîãåííûõ æèäêîñòåé, ñáîð è
îáðàáîòêà èíôîðìàöèè îñóùåñòâëÿþòñÿ ñðåäñòâàìè
ÊÓÐÌ. Íàó÷íàÿ àïïàðàòóðà äîëæíà äîïóñêàòü
ìîíòàæ íà âíåøíåé ïîâåðõíîñòè ÈÌ, à òàêæå ïîä-
êëþ÷åíèå ê êàáåëüíîé ñåòè ÊÓÐÌ îïåðàòîðîì â ðå-
æèìå «Âûõîä». Äðåíàæ êðèîàãåíòà äîëæåí îñó-
ùåñòâëÿòüñÿ ÷åðåç ìîíòàæíûå ñîïëà. Íà âòîðîì
(÷àñòè÷íî) è íà ïîñëåäóþùèõ ýòàïàõ íàó÷íàÿ àïïà-
ðàòóðà ïîñòàâëÿåòñÿ â òåïëîì «ñóõîì» êðèîñòàòå.
Ýòîò êðèîñòàò ìîíòèðóåòñÿ íà óíèôèöèðîâàííîé
ðàáî÷åé ïëîùàäêå è ïîäñîåäèíÿåòñÿ ê êðèîãåííîé
ñèñòåìå ÊÓÐÌ, êîòîðàÿ îáåñïå÷èâàåò òðåáóåìûé
òåìïåðàòóðíûé ðåæèì ýêñïåðèìåíòà çà ñ÷åò ñîáñò-
âåííûõ ðåñóðñîâ. Îäíîâðåìåííî ïðîèñõîäèò ïîä-
êëþ÷åíèå ÍÀ ê ñèñòåìå ýëåêòðîïèòàíèÿ è ñáîðà èí-
ôîðìàöèè. Ïîñëå îòðàáîòêè ïðîòî÷íîé ñèñòåìû
îõëàæäåíèÿ ÍÀ âîçìîæíà åå äîñòàâêà íà áîðò áåç
êðèîñòàòà.
Çàìåíà íàó÷íîé àïïàðàòóðû
Íà ïåðâîì è âòîðîì ýòàïàõ äåìîíòàæ àïïàðàòóðû
ïðîèçâîäèòñÿ îïåðàòîðîì â ðåæèìå «Âûõîä» ïîñëå
çàâåðøåíèÿ (èëè ïðåêðàùåíèÿ) ýêñïåðèìåíòà. Ïðè
íåîáõîäèìîñòè íà ýòó æå ðàáî÷óþ ïëîùàäêó ìîíòè-
ðóåòñÿ íîâàÿ àïïàðàòóðà. Íà âòîðîì è ïîñëåäóþ-
ùèõ ýòàïàõ ìîíòàæ, äåìîíòàæ è çàìåíà àïïàðàòóðû
íà óíèôèöèðîâàííûõ ïëîùàäêàõ ïðîèçâîäèòñÿ ðî-
áîòîì-ìàíèïóëÿòîðîì. Èñïîëüçîâàííàÿ àïïàðàòóðà
Òåõíîëîãè÷åñêàÿ èíòåãðàöèÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûõ èññëåäîâàíèé íà ÐÑ ÌÊÑ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 6 635
âîçâðàùàåòñÿ íà Çåìëþ èëè óòèëèçèðóåòñÿ èíûì
îáðàçîì.
Ñóùåñòâóþùèé íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé è òåõíî-
ëîãè÷åñêèé çàäåë â îáëàñòè êðèîãåííîé òåõíèêè,
ïðèêëàäíîé ñâåðõïðîâîäèìîñòè è êðèîýëåêòðîíè-
êè, èìåþùèéñÿ â ÐÔ, äîñòàòî÷åí äëÿ ðåàëèçàöèè
Êîíöåïöèè ÊÓÐÌ ÐÑ ÌÊÑ. Ýòî ïîçâîëèëî áû ðîñ-
ñèéñêèì è çàðóáåæíûì ó÷eíûì ïðîâîäèòü íà ÐÑ
äëèòåëüíûå íàó÷íûå è ïðèêëàäíûå èññëåäîâàíèÿ ñ
ìåíüøèìè óñèëèÿìè.
1. À.Á. Ôðàäêîâ, Â.Ô. Òðîèöêèé, Òðóäû ÔÈÀÍ 77, 85
(1974).
2. C. Jewell, Overview of Cryogenic Development in
ESA, Proceedings of the Sixth European Symposium
on Space Environmental Control Systems (1997), p.
447.
3. B. Collaudin and N. Rando, Cryogenics 40, 797 (2000).
Technology integration of the low-temperature
studies abord the ISS RS and optimization of the
experimental equipment
S.V. Buskin, Yu.E. Levitskii, V.I. Lukjashchenko,
I.Yu. Repin, V.V. Suvorov, and V.A. Shuvalov
The principle of integration of the low-tem-
perature studies to be performed abord the ISS
Russian Segment is considered with taking into
account the peculiarities of the cryogenic experi-
mental equipment involving the object under
study and a cryostating system. The problems of
realization of the universal cryogenic laboratory
abord the orbital station to perform space deep-
refrigeration experiments under microgravity
conditions are investigated. A block diagram of
the laboratory and the equipment specifications
are given.
636 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 6
Ñ.Â. Áóñêèí è äð.
|