В космических аппаратах используется пироавтоматика. Она необходима при старте ракеты, отстыковке ступеней, для запуска двигателей, раскрытия солнечных батарей и во многих других случаях. Победитель программы Фонда содействия инновациям, аспирант Томского политехнического университета Алексей Разин разрабатывает лазерную систему пиротехнического инициирования для космических аппаратов, которая повысит надежность отстыковки модулей космических систем.

"Многоканальная лазерная оптоволоконная система инициирования" — это передовая технология, предназначенная для аэрокосмической отрасли и проведения взрывных работ. В классических системах инициирования используется электрический взрыватель. В системе, которую предлагает Алексей Разин и команда его единомышленников, планируется использовать оптические сигналы для инициирования. Воздействовать на взрывчатое вещество будут короткими лазерными пучками. Сигнал распространяется по оптическому волокну и является источником энергии для инициирования взрывных процессов.

По сравнению с традиционными способами такое инициирование получается очень быстрым, задержки инициирования составляют сотни микросекунд, а использование лазера обеспечивает безопасность при настройке и монтаже системы, синхронность срабатывания нескольких элементов, снижение массы оборудования.

Дело в том, что электрические системы боятся электромагнитной наводки — любой статический заряд может спровоцировать несанкционированное срабатывание пироавтоматики. Энергия лазера передается по оптическому каналу, на который никакая помеха не наводится.

"При использовании электрического импульса требуется использование промежуточных высокочувствительных воспламеняющихся веществ. В оптоволоконной системе остаются только малочувствительные, — говорит Алексей Разин. — Они нечувствительны к механическим ударам, трению, но хорошо реагируют на небольшой поток лазерного излучения".

Главные преимущества системы политехников раскрываются именно в космосе. Поэтому в планах разработчиков участвовать в космическом эксперименте на борту МКС, а затем с учетом полученных данных усовершенствовать конструкцию устройства для инициирования пироболтов и другой автоматики.

Помимо космической отрасли, подобные устройства могут применяться в различных автоматических аварийных системах — например, для катапультирования пилота самолета во внештатной ситуации.

Лазерная технология дает преимущества и в горных работах, так как исключает риск возникновения искр, которые в условиях высокой концентрации угольной пыли в шахте могут привести к взрыву. Экспериментальная оптическая система уже сейчас показывает меньшее время срабатывания, чем аналогичные устройства.

Исследования и разработки Алексей Разин ведет под руководством Владимира Ципилева, профессора кафедры лазерной и световой техники Института физики высоких технологий. На кафедре ведется целый комплекс исследований в этом направлении. Ученые изучают процессы, протекающие во взрывчатых веществах при облучении лазерным излучением, подбирают компоненты для оптимального состава самого вещества.

Справка

Разин Алексей, инженер центра аддитивных технологий ТПУ, победитель конкурса "УМНИК". Программа "УМНИК" Фонда содействия инновациям действует с 2006 года, и в Томске на сегодняшний день уже 583 УМНИКа. Эта программа позволяет студентам и молодым ученым получить поддержку на ранних стадиях работы над научными проектами". В 2015 году победители программы получали гранты в размере 400 тысяч рублей сроком на два года.