Airbus
Defence and Space, вторая в мире компания по разработкам в
области космических технологий, построила Электромагнитный
Левитатор (ЭМЛ) в рамках параллельных контрактов с
Европейским космическим агентством ESA и космической
администрацией Германского центра авиации и космонавтики (ГЦАиК).
ЭМЛ — безъемкостная печь, созданная для исследования
материалов в европейском модуле-лаборатории Columbus на МКС,
предназначенная для подробного изучения перспективных
сплавов и полупроводниковых материалов и свойств их
расплавленных состояний с целью оптимизации процессов
промышленного литья и для проведения базовых исследований.
Отправка ЭМЛ и первой партии образцов на МКС на борту
автоматического грузового корабля ATV-5 (Automated Transfer
Vehicle) европейского производства вместе с другими грузами
назначена на июнь.
Уникальное устройство, использующее принципы
электромагнитной левитации и индукционного нагрева, будет
использоваться для тестирования образцов различных металлов
и полупроводников при температурах вплоть до 2000 градусов
по Цельсию по крайней мере до 2020 года. Перед несколькими
командами материаловедов и промышленных исследователей
поставлена цель получить высокоточные данные о температурно
зависимых термофизических свойствах жидких состояний
перспективных материалов, играющих ключевую роль в сложных
процессах плавления и затвердевания этих материалов при
использовании их в промышленном производстве деталей. В
условиях микрогравитации левитация достижима при малых
левитационных силах, и позволяет избежать деформации
образцов, являющейся причиной неточности измерений при
использовании оптического принципа непосредственно на
производстве.
Практически невозможно представить современную жизнь без
изделий, изготовленных из высокотехнологичных материалов.
Они используются в товарах промышленного производства, таких
как лопасти реактивных турбин и экологически чистые
автомобильные двигатели. К ним относятся суперметаллы,
используемые для изготовления электронных компонентов и
высокопроизводительных магнитов, а также медицинских
приспособлений, таких как искусственные суставы и протезы.
Они используются и в составе мелких металлических порошков —
катализаторов химических реакций. Более глубокое понимание
свойств перспективных материалов в жидком состоянии для
калибрации параметров их литья и затвердевания необходимо
как для контроля процесса производства деталей, так и для
обеспечения высокого качества производимых продуктов.
С этой целью, при помощи ЭМЛ, который будет размещен на
стойке полезной нагрузки в лаборатории Columbus на борту
МКС, будет проведена серия экспериментов. Весом
приблизительно в 360 килограмм, ЭМЛ состоит из четырех
модулей, самым важным из которых является Экспериментальный
модуль (ЭМ). Способ подачи в камеру образцов, хранящихся в
специальных контейнерах, изготовленных из керамики и рения,
напоминает принцип работы барабана револьвера. Обойма для
экспериментов содержит 18 металлических сфер-образцов,
включающие различные сплавы алюминия, меди и никеля.
При помощи электромагнитной левитации образец помещается в
нужное положение. Далее он подвергается индукционному
нагреву в электромагнитном поле, генерируемом системой
катушек. Капля левитирующего металла позволяет одновременно
замерять несколько параметров. Во всех экспериментах будет
применяться безъемкостный бесконтактный метод, что позволит
избежать погрешностей, неизбежно возникающих при
использовании контейнеров, когда замеры проводятся на Земле.
Использование Электромагнитного Левитатора будет проходить
под управлением и наблюдением центра контроля над работой
пользователей Германского центра авиации и космонавтики в
Кельне. Ученые, ответственные за исследования, могут
проводить эксперименты в режиме реального времени из
контрольного центра, отслеживая каждую деталь циклов
плавления при помощи высокоскоростной цифровой камеры
видеонаблюдения, способной снимать 30000 изображений в
секунду, и пирометра. Перед отправкой параметры каждого
образца были тщательно замерены в параболических полетах при
помощи аппаратуры Tempus, предоставленной ГЦАиК. Образцы,
предназначенные для МКС, впоследствии можно будет вернуть на
Землю для дальнейших исследований.
Электромагнитный Левитатор был разработан и построен
командами Airbus Defence and Space Systems, выступающего в
качестве основного промышленного подрядчика. Эксперты из
Фридрихсхафена, обладающие более чем 25-летним опытом работы
в данной сфере, в 1990-х годах разработали ряд устройств для
проекта Tempus для параболических полетов (с длительностью
эксперимента в 20 секунд), ракетных зондов (6 минут) и
лабораторных миссий на борту американских космических
шаттлов (с длительностью миссий в 1-2 недели). Сегодня
лаборатории МКС предоставляют неограниченный доступ к
условиям микрогравитации.
ПОДВЕРСТКА
Airbus Defence and Space является подразделением
компании Airbus Group, возникшей при слиянии Cassidian,
Astrium and Airbus Military. Новое подразделение является
предприятием номер один в Европе в космической и оборонной
отрасли, вторым предприятием мире в области космических
технологий, а также входит в десятку крупнейших оборонных
предприятий мира. В Airbus Defence and Space работает 40000
сотрудников, прибыль достигает 14 млрд евро в год.
