Зачем на Луну сбрасывают зеркала? И как мы пользуемся достижениями метрологии?

Наука и техникаHi-Tech

Космос начинается с Земли: метрологическое обеспечение космической техники

Автор: Анастасия Рогачёва

Источник: freepik.com

В выпуске № 6 журнала “Наука и техника” наш эксперт Сергей Алексеев рассказал о значении метрологии для фундаментальной науки. Современные достижения в области метрологии открывают перед нами новые горизонты также и в освоении космоса. Например, ультраточные часы на навигационных спутниках позволяют с исключительной точностью определять местоположение на Земле, что становится критически важным для авиации, мореплавания и беспилотных технологий, а также для работы привычных нам сервисов. Другая важная задача метрологии — обеспечить работу космических аппаратов и инструментов в суровых условиях космического пространства. Передовые технологии и достижения метрологии не только помогают исследовать Вселенную, но и оказывают непосредственное влияние на нашу повседневную жизнь. Какой отбор проходят научные организации для участия в международных космических проектах? Зачем на Луну сбрасывают зеркала? Как мы, не задумываясь, ежедневно пользуемся достижениями метрологии? Новые факты и интересные подробности в интервью с Сергеем Алексеевым.

Сергей Алексеев

Член экспертного комитета МинЦифры «Современные и перспективные сети мобильной связи», научный куратор программы МПТ по развитию современных средств навигации («Квант–2030»), главный конструктор частной космической компании SR CMS

— Какую роль играет метрология в обеспечении надежности и безопасности космических миссий?

— Метрология играет ключевую и критическую роль, особенно в космической отрасли. Именно от уровня метрологии зависит итоговая надежность космических миссий. Даже в США, где сохранилась имперская система мер (была создана Британской империей в 1824 г. — Прим. ред.), при разработке всех технологических проектов, продуктов и миссий используют исключительно международную систему единиц (фр. Système international d’unités, SI). То есть все шаттлы, ракеты, запуски аппаратов основаны на измерениях, которые проводятся в сантиметрах, граммах и т.д. Ведь только СИ привязана к воспроизводимым, естественным процессам для обеспечения единства всех измерений.

— Какие основные задачи решает метрология при проектировании и разработке космических аппаратов?

— Метрология непосредственно отвечает за точность и воспроизводимость. Например, если качество метрологического обеспечения невысокое, то любые две одинаковые (по идее и задумке инженеров) детали будут разного размера. Конечно, в целом в мире нет абсолютно одинаковых объектов. Но с прикладной точки зрения главный вопрос метрологии заключается в том, насколько именно отличны друг от друга два одинаковых предмета. Иными словами, метрология обеспечивает максимальное сличение двух запланированно одинаковых объектов.

Чем более ответственная цель у проекта, тем более строгие требования к обеспечению воспроизводимости, надежности и точности. Поэтому в задачи метрологии в аэрокосмической отрасли входит обеспечение наивысшего уровня точности и воспроизводимости изделий.

— Как можно добиться максимальной точности, когда речь идет о международных проектах, в которых принимают участие разные страны и учреждения с разным уровнем метрологического обеспечения?

— Вновь отмечу, что даже США, которые на бытовом уровне все еще используют имперскую систему, во всех технологических операциях, и тем более в международных проектах, используют единую систему единиц и метрологическое обеспечение этих самых единиц.

Если говорить о разном уровне метрологического обеспечения, то здесь следует рассматривать весь проект в целом и то, к какому поколению он относится. В прошлой статье мы детально разбирали это. Напомню, что условно каждые 10 лет значительно повышается уровень метрологического обеспечения. Поэтому аппараты, запускаемые сегодня, при любых прочих равных многократно точнее и воспроизводимее, чем 20 лет назад. А метрологическое обеспечение между разными участниками одного проекта будет абсолютно одинаковым, ведь это прописывается в регламентах и технических условиях.

Красным цветом отмечены регионы, использующие неметрические системы как основные. Источник: BlankMap-World.svg, NYKevin, Pabloab, Cherkash, Martinvl / Wikipedia

— То есть проходит сверка часов?

— Да, конечно. По сути, метрологическое обеспечение той или иной организации становится критерием отбора. Она просто не сможет принять участие в современном проекте, если у нее нет необходимого уровня метрологии. И это не вопрос престижа и репутации. От этого зависит успешность миссии.

Если вдруг один из участников проекта не соответствует должному уровню метрологического обеспечения, то есть качество измерений, которое он производит при проектировании или изготовлении, не соответствует необходимым, это может повлиять на вероятность возникновения критических ошибок. Даже винтик, который может быть толще, уже, длиннее или короче, чем другие, даже крошечные отклонения имеют значение. Космические миссии в целом имеют огромное количество факторов, которые могут привести к авариям. Поэтому любой вклад ошибок измерения на этапе проектирования и изготовления многократно увеличивает риски провала миссии.

— В чем заключается специфика метрологических измерений для обеспечения работы космических аппаратов в условиях космоса?

— Специфика, безусловно, есть. В прошлый раз мы много говорили о том, что в задачи метрологии входят абсолютные и относительные измерения. Это две тесно связанные, но независимые области применения. И говоря о космосе, нельзя не учитывать важный нюанс: огромный разброс температур. То есть абсолютные величины, с которыми приходится работать, лежат в широком диапазоне от очень отрицательных до резко положительных. Это один из самых важных аспектов обеспечения работоспособности в космическом пространстве. Для обеспечения верифицированной работоспособности в таких условиях оборудование должно очень достоверно работать как минимум в тех же диапазонах.

Отмечу, что метрологическое обеспечение никогда не существует само по себе. Оно всегда зависит от того, что мы пытаемся этой метрологией обеспечить. В случае космических миссий это температурный перепад, давление, радиация и вибрации.

На Земле все находится под конкретным давлением. А в космическом пространстве наоборот: в нем полностью отсутствует давление. И если внутри космического аппарата есть полость, изготовленная на Земле, то, запущенная в космическое пространство, она будет испытывать гигантское давление изнутри. Этот фактор сильно влияет на проектирование и работоспособность продукта, непосредственно разрабатываемого для космического применения.

Радиационная нагрузка также значительно отличается от земных условий. На Земле мы защищены электромагнитным полем. Когда мы его пересекаем, радиационная нагрузка резко возрастает и продолжает расти по мере удаления от Земли.

Последний из критических параметров, который требует обеспечения, — это вибрация. Прежде чем аппарат начнет работу на орбите, он должен с Земли пройти через атмосферу с помощью средства выведения — ракеты, шаттла и пр. Этот путь сопровождается колоссальными ударными и вибрационными нагрузками.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Щедрость не порок Щедрость не порок

Растет число компаний, возобновляющих практику дивидендных выплат

Деньги
Безумству поем мы славу Безумству поем мы славу

Второй «Джокер»: Хоакин Феникс и Леди Гага отказываются развлекать публику

Weekend
Первый митинг хунвейбинов Первый митинг хунвейбинов

«Убивайте, убивайте их!» — призывали китайские газеты…

Дилетант
Новые русские ремесленники Новые русские ремесленники

Как делают свои прекрасные вещи настоящие ремесленники

Монокль
Диалог с человечеством: художники и коллекционеры о связи искусства и благотворительности Диалог с человечеством: художники и коллекционеры о связи искусства и благотворительности

Как искусство и благотворительность меняют общество

СНОБ
Живем один джаз Живем один джаз

7 вопросов, из которых Игорь Бутман сложил свою джазовую композицию

Men Today
Море по колено Море по колено

Haval H3 — первый кроссовер из профессиональной серии Pro

Автопилот
Чистое место: как убираться в ванной и туалете правильно Чистое место: как убираться в ванной и туалете правильно

Лайфхаки по уборке ванной и туалета

Новый очаг
Я — сноб: искусствовед Анастасия Постригай Я — сноб: искусствовед Анастасия Постригай

Анастасия Постригай об академии OP-POP-ART и любви к художникам-шестидесятникам

СНОБ
Агросектор накрыла волна консолидации Агросектор накрыла волна консолидации

Группа компаний «Русагро» завершила сделку по приобретению конкурента

Монокль
Почему мы ездим на электро, а не на био: кто придумал моду на электромобили Почему мы ездим на электро, а не на био: кто придумал моду на электромобили

Почему Nissan в нулевые как проклятый пахал именно над электромобилем Leaf?

ТехИнсайдер
Культура публичной порки: почему мы так любим «казнить» провинившихся знаменитостей Культура публичной порки: почему мы так любим «казнить» провинившихся знаменитостей

Глава из книги Джонатана Сакса — о культуре отмены и самосуде

Psychologies
«Быть битмейкером — это не круто» «Быть битмейкером — это не круто»

Wallem, певец и автор песен, поделился наблюдениями за музыкальными трендами

ЖАРА Magazine
Далекий гром: как распознать признаки грядущего разрыва с китайским партнером Далекий гром: как распознать признаки грядущего разрыва с китайским партнером

Как не потерять китайского партнера?

Forbes
Кочевые племена Кочевые племена

Хотите ли вы узнать, что ощущали русские землепроходцы?

Отдых в России
Как за каменной стеной Как за каменной стеной

Почему города становятся заповедниками для редких животных

N+1
Как 25-летняя москвичка выручила 32 млн рублей на подвесках из бусин Как 25-летняя москвичка выручила 32 млн рублей на подвесках из бусин

Как появился и за счет чего вырос бренд подвесок из бусин Krivokoso

Forbes
Как выйти замуж после 50 (в первый раз): личный опыт Как выйти замуж после 50 (в первый раз): личный опыт

Она впервые вышла замуж в 53 года, разрушив все возможные стереотипы

Psychologies
Как отменяют Макгрегора: удалили из видеоигры, магазины изымают напитки с его именем Как отменяют Макгрегора: удалили из видеоигры, магазины изымают напитки с его именем

Все про процесс «отмены» Макгрегора

Forbes
Семейные ценности Семейные ценности

Уютный загородный дом для большой семьи из трех поколений

SALON-Interior
Как выбрать щетки дворников: 6 главных вещей и еще 4 мелочи, о которых молчит продавец Как выбрать щетки дворников: 6 главных вещей и еще 4 мелочи, о которых молчит продавец

Нужны ли вам крутые фишки, которые есть в дорогих моделях дворников?

ТехИнсайдер
Муж или папа? Как перестать искать недополученной отцовской любви Муж или папа? Как перестать искать недополученной отцовской любви

Как достроить отношения с отцом, если не хватило его любви в детстве

Psychologies
22% молодых россиян рассказали об отсутствии сексуальной жизни 22% молодых россиян рассказали об отсутствии сексуальной жизни

О наличии проблем в сексуальных отношениях рассказали 51% респондентов

Forbes
Как из анекдотов: 5 типов тещ, которые могут разрушить любую семью Как из анекдотов: 5 типов тещ, которые могут разрушить любую семью

Пять характерных типажей свекрови и как с ними бороться?

Psychologies
Девочка созрела Девочка созрела

Как помочь дочери принять свое тело и вовремя заметить, если что-то идет не так

Лиза
Вы поразитесь, как диабет влияет на ваши глаза! Вот о чем предупредили эксперты Вы поразитесь, как диабет влияет на ваши глаза! Вот о чем предупредили эксперты

Неочевидно, но диабет может привести к серьёзным проблемам и с глазами

ТехИнсайдер
Вышел из тени Вышел из тени

С какими тенями борется актер Борис Хвошнянский?

Men Today
Джонни, бегут Джонни, бегут

Как тяга к красивым цифрам заставила Антона Иванова пробежать 42 км в 42 года

Men Today
В Европу через Океанию: как получить ВНЖ в Греции с помощью паспорта Вануату В Европу через Океанию: как получить ВНЖ в Греции с помощью паспорта Вануату

Почему востребован ВНЖ Греции и какую роль тут играет паспорт Вануату

Forbes
Принципы качественного онлайн-обучения: как выбрать онлайн-курс, который реально научит Принципы качественного онлайн-обучения: как выбрать онлайн-курс, который реально научит

Как подобрать онлайн-обучение, которое захочется пройти до конца?

Inc.
Открыть в приложении