Биотехнические комплексы, спектрофотометрия и сенсор угловой скорости: технологии ЛЭТИ – отечественн

Биотехнические комплексы, спектрофотометрия и сенсор угловой скорости: технологии ЛЭТИ – отечественн
12 апреля в России отмечается День космонавтики. Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» внесли заметный вклад в технологическое обеспечение освоения космического пространства.

Лауреат Ленинской премии, профессор кафедры биомедицинской электроники и охраны среды (ныне – кафедры биотехнических систем), генеральный директор – главный конструктор ОКБ БИМК Владимир Михайлович Ахутин, долгое время работавший с родоначальником отечественной космонавтики Сергеем Павловичем Королевым, по заказу Центра подготовки космонавтов разработал датчики для регистрации функционального состояния человека.

После первого выхода человека в открытый космос, который в 1965 году совершил Алексей Архипович Леонов, особо актуальными стали проблемы тренировок на Земле. Для их решения в Центре подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина был построен гидробассейн, в который устанавливались фрагменты космической станции в натуральную величину. Условия пребывания человека в космосе были приближены к реальным, благодаря правильно подобранному давлению в скафандре.

Задача по созданию расширенных систем контроля состояния человека, регистрирующих кардиограмму, пневмограмму, температуру тела и энцефалограмму, была возложена на Владимира Михайловича Ахутина, имевшего подобный опыт при работе с водолазами. В 1977 году была выпущена система контроля «Шверт-1». Прибор встраивался в скафандр, регистрировал параметры и передавал их на берег.

В 1982 году в гидролаборатории был разработан усовершенствованный биотехнический комплекс «Шверт-2», который измерял психофизиологические показатели организма космонавта, контролировал технические параметры систем жизнеобеспечения скафандра типа «Орлан» в реальном времени одновременно для двух космонавтов, а также давал возможность наблюдать за их деятельностью с помощью систем подводного телевидения.

Сегодня дело Владимира Михайловича Ахутина продолжают сотрудники кафедры биотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и НИКТИ БТС, которые ведут работы по усовершенствованию комплекса приборов для оценки функционального состояния космонавтов во время тренировок на центрифуге. Ведется разработка программы контроля состояния напряженности сердечного ритма, по которому можно дать оценку дальнейшей работоспособности человека.

«Работа в данном направлении позволяет не только применить фундаментальные знания, полученные учеными университета, при разработке уникальной аппаратуры, но и заглянуть за передний край науки и техники, сделать реальностью мечту о покорении далеких галактик и открытию внеземных цивилизаций чуть ближе», – отмечает директор НИКТИ БТС Дмитрий Вячеславович Гайворонский.

Основоположником космической спектрофотометрии природной среды является профессор кафедры физической электроники и оптико-электронных приборов (ныне – кафедра фотоники) Анатолий Алексеевич Бузников. С помощью его приборов впервые в мировой практике были проведены спектральные исследования природной среды с пилотируемых орбитальных станций.

«Свои исследования я начал после полета Германа Титова, во время которого он впервые в истории человечества сделал 17 витков вокруг Земли, благодаря чему мог наблюдать полную картину развития оптических явлений в атмосфере Земли при взаимодействии атмосферы с солнечным излучением, – вспоминал Анатолий Алексеевич Бузников. Мне довелось присутствовать на совещании Титова с академиком С.П. Королевым, на котором он докладывал о своих наблюдениях во время полета. Во время той встречи я предложил идею создания специального спектрометра для спектрографирования атмосферы у сумеречного и дневного горизонтов Земли. Через два года нами был создал такой прибор. Первые спектры сумеречной атмосферы с помощью спектрографа получил летчик-космонавт Евгений Хрунов, на основании полученных материалов он защитил кандидатскую диссертацию. В дальнейшем с такими приборами на других космических кораблях работали многие советские и российские космонавты».

Анатолий Алексеевич Бузников также разработал оборудование для глобальной съемки с помощью комплекса солнечных спектрометров высокого разрешения, который при каждом восходе и заходе Солнца мог регистрировать спектры поглощения солнечного излучения малыми газовыми компонентами (озоном, водяным паром и др.) при прохождении его через атмосферу Земли на скользящих оптических трассах. Современные спектрофотометрические приборы дают подробную информацию о лесных пожарах, состоянии ледового покрова, сельскохозяйственных культур и воды.

Сегодня одно из научных направлений СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в интересах освоения космоса связано с разработкой радиотелевизионной аппаратуры и мультиспектральных телевизионных систем.

Для ориентации космического аппарата в пространстве сотрудники кафедры телевидения и видеотехники (ТВ) разработали телевизионную камеру малогабаритного звездного датчика, обеспечивающую точность ориентации 5 угловых секунд при массе менее 300 г. На выставке МАКС 2017 камера была представлена Верховному главнокомандующему, который высоко оценил эту разработку. По итогам 2017 года камера вошла в десятку лучших изделий Ростеха.

Помимо этого, коллектив кафедры ТВ участвует в модернизации телевизионной системы стыковки космических аппаратов «Союз» и «Прогресс», а также в разработке системы стыковки научно-энергетического модуля (НЭМ) для МКС. Для биологического спутника БИОН разрабатывается телевизионная система, позволяющая следить за пассажирами космического аппарата – малыми лабораторными животными.

Аспиранты и студенты старших курсов кафедры ТВ под руководством заместителя заведующего кафедрой по научной работе Павла Сергеевича Баранова создали мультиспектральную систему видеомониторинга для контроля движения искусственных объектов на околоземной орбите, обеспечения безопасности людей и техники при работе в открытом космосе. Система способна классифицировать точечные объекты естественного и искусственного происхождения, анализировать его траекторные параметры и оценивать потенциальную угрозу для космического аппарата.

Ассистент кафедры электроакустики и ультразвуковой техники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Ясемин Староверова разработала макет чувствительного элемента твердотельного сенсора угловой скорости. Принцип его работы основан на выявлении изменения поляризации объемных акустических волн. Разработка может использоваться в системах ориентации и навигации авиационной и космической техники для измерения угловой скорости вращения объекта. Датчик отличается потенциальной способностью функционировать в условиях вибраций и перегрузок, обладает большим динамическим диапазоном измеряемой угловой скорости.

Источник:
СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
15:44
1619
RSS
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...