Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: НАНОЧАСТИЦА
Направление НПИ: 5. Технологии освоения космического пространства
Секция КНТС: 7. Технические исследования и эксперименты
Наименование эксперимента: Исследование размерных спектров и количественных характеристик частиц, присутствующих как во внутренней атмосфере Международной космической станции, так и в собственной внешней атмосфере МКС
Цель эксперимента:

Исследование размерных спектров наночастиц атмосферы внутренних объемов МКС и получение исходных данных для диагностической аппаратуры контроля состояния воздушной среды модулей МКС

 

Описание эксперимента:

 Аэрозоли субмикронной и наноразмерной компоненты внутреннего пространства МКС малоизученны. Известно, что наноаэрозоли и субмикронные частицы могут формироваться как за счет поступления биологических частиц продуцируемых самим экипажем, так и посредством формирования их вследствие работы научного и вспомогательного оборудования в замкнутом объеме станции.

Между тем данные о наноарозолях необходимы для практических целей эксплуатации орбитальной станции, поскольку их концентрация непосредственно влияет на состояние работников станции, в связи с тем, что имеется возможность задержания, накопления наноаэрозоля и субмикронных частиц в дыхательной системе организма работников, а также поступление содержащегося в них вещества непосредственно в кровоток.

Цель проведения КЭ.

Исследование размерных спектров наночастиц атмосферы внутренних объемов МКС и получение исходных данных для диагностической аппаратуры контроля состояния воздушной среды модулей МКС.

Задачи КЭ.

Измерение размеров частиц дисперсной фазы, присутствующих в воздушной среде обитаемых модулей РС МКС.

Измерение счетной и объемной концентраций частиц дисперсной фазы в воздушной среде обитаемых модулей РС МКС.

Определение пространственно-временной неоднородности пылевой компоненты воздушной среды РС МКС.

Объекты исследований в КЭ.

Объектом исследований в эксперименте являются аэрозоли воздушной среды обитаемых модулей МКС диапазона размеров от 5 нм до 120 мкм. (В данном эксперименте под наночастицами понимаем частицы аэрозоля с диаметром от 5 нм до 100 нм, субмикронными — от 100 нм до 1000 нм, микронными — от 1 мкм до 120 мкм).

 

Новизна эксперимента:

 

Новизна КЭ «Наночастица» состоит в том, что впервые предлагается определить уровень содержания субмикронных и наночастиц в герметичных объемах в условиях микрогравитации, выявить динамику изменения изучаемых параметров во времени. Наиболее близким исследованием из КЭ, проводившихся на МКС, является эксперимент «Ветерок» под руководством Карелина В.Г., в котором предлагаются пути оптимизации газовой среды в орбитальных отсеках МКС. В исследовании рассматривается концентрация аэроионов, органических микропримесей в воздухе. Существуют исследования Пахомовой А.А., Мухамедиевой Л.Н., Капустиной Е.А., Наголкина А.В., Володиной Е.В., посвященных гигиенической оценке, а также обеззараживанию воздушной среды на МКС. Объектами этих исследований являются малые газовые составляющие, а также присутствующие микроорганизмы в воздухе станции [10, 11].

Предлагаемый эксперимент на борту станции призван выявить размерные характеристики рассматриваемых наночастиц на борту станции, с тем, чтобы впоследствии контролировать их генерацию во внутренней атмосфере МКС. Наличие тех или иных наночастиц (в том числе наночастиц, формирующихся в процессе функционирования электротехнических приборов на станции; наночастиц биологического происхождения, образующихся в процессе жизнедеятельности экипажа станции; водных наночастиц, формирующихся путем конденсации влаги на аэроионах), взвешенных в воздухе МКС, может указывать на застойные явления при циркуляции воздуха в атмосфере станции. Модификация прибора, предлагаемого к использованию в эксперименте, сконструирована для целей КЭ, и пройдет все необходимые испытания при наземной подготовке КЭ.

Таким образом, предлагаемый КЭ не дублирует текущие исследования на МКС, поскольку рассматривает размерные спектры аэрозоля, их динамику во времени с применением специально модифицированного счетчика частиц.

Существуют международные стандарты качества воздуха в замкнутых помещениях, регламентирующие, в том числе, концентрацию наноаэрозоля в воздухе ISO/TR 27628:2007. КЭ «Наночастица» поможет установить соответствие уровней концентрации наночастиц, взвешенных во внутренней атмосфере МКС международным стандартам.

 

Научная аппаратура:

Для измерения концентрации и размерных спектров частиц на интервале размеров 0,005 – 120 мкм применяется прибор ИДЛ-1М, адаптированный к условиям проведения КЭ.

 

Ожидаемые результаты:

Результатом КЭ должны явиться:

— исходные данные о состоянии и динамике пылевой компоненты внутренней атмосферы МКС, модель поведения наноаэрозолей для создания комплекса аппаратуры контроля;

— данные физических характеристик микронных и наночастиц во внутреннем объеме станции, полученные в удаленном доступе.

—  Временная динамика изменения размерного спектра микронных и наночастиц во внутреннем объеме станции.

Результаты измерений, проведенных на МКС в рамках КЭ «Наночастица», предполагается использовать в качестве показателей  состояния среды проживания и работы экипажа. На основании полученных данных планируется предложить рекомендации по улучшению качества внутренней атмосферы МКС с уменьшением влияния наноаэрозолей на организм космонавтов.


Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2013 – 2015 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: Государственное учреждение «Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова»
Организации участники: • Федеральное Государственное Унитарное Предприятие «Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических и Радиотехнических Измерений» Институт коллоидной химии и химии воды им. А. В. Думанского
Научный руководитель:
Публикации по эксперименту:

 

Последнее обновление: 09.04.2014

Информационная справка

Программы

Изображения