Ученые из ДВФУ, СахГУ, ТПУ и КНЦ РАН представили высокоэффективный материал для радиационной защиты в космосе. Его ключевые особенности — рекордно тонкий слой для ослабления потока частиц и потенциально низкая стоимость производства по сравнению с существующими мировыми разработками, что критически важно для длительных полетов к Луне и Марсу.
Основной проблемой для дальних космических миссий остается опасное излучение — потоки высокоэнергетических частиц и фотонов, угрожающие здоровью экипажа и работоспособности оборудования. Как пояснил академик РАН, профессор ДВФУ Иван Тананаев, для комплексной защиты требуются как легкие материалы с высоким содержанием водорода для рассеяния частиц, так и тяжелые элементы для поглощения фотонного излучения.
Коллектив поставил задачу создать не только эффективный, но и экономически целесообразный материал для масштабного применения. По словам руководителя исследования, кандидата химических наук Олега Шичалина, существующие аналоги, например, нанотрубки нитрида бора, могут стоить до тысячи долларов за грамм. Российская разработка направлена на создание композита со схожими или лучшими свойствами, но в 100–200 раз дешевле.
Предлагаемый материал представляет собой керамо-металлический композит системы гексаборид лантана — алюминий — магний, полученный методом электроимпульсного плазменного спекания. Исследования показали, что при увеличении доли металлической фазы до 90% формируется однородная структура с равномерным распределением частиц LaB6 и образованием стабильной двухфазной системы без побочных продуктов.
Основным результатом стала высокая протонопоглощающая способность материала. Наилучшие показатели защиты от тепловых нейтронов продемонстрировал состав с 50% содержанием гексаборида лантана. Для него зафиксирован минимальный слой половинного ослабления излучения — всего 2.02 миллиметра, что означает высокую эффективность даже при небольшой толщине. Дополнительным преимуществом является хорошая обрабатываемость материала инструментальными методами, что позволяет изготовлять из него сложные детали для космических конструкций.
Разработка ведется в рамках стратегических направлений российской космической программы, нацеленной на обеспечение длительных пилотируемых полетов, включая освоение окололунного пространства. Создание доступных и эффективных материалов радиационной защиты рассматривается как фундаментальный шаг на пути к межпланетным миссиям.