Студент МИФИ собрал спектрометр для сверхбыстрой диагностики плазмы
Первую версию спектрометра студент собрал буквально из простых доступных деталей.
Источник: МИФИ. Автора разработки Ярослав Леонов.
МОСКВА, 14 апреля. /ТАСС/. Студент магистратуры НИЯУ МИФИ Ярослав Леонов разработал и собрал спектрометр для высокоскоростной диагностики плазмы. Прибор нужен для анализа работы плазменных двигателей для космических спутников, которые создаются в университете, и позволяет с высоким временным разрешением измерять электронную температуру плазмы, сообщили в МИФИ.
«Спектрометр нужен для определения параметров плазмы на выходе из двигателя, точнее — для измерения электронной температуры. Это позволяет понимать, какие процессы происходят в плазме, что, в свою очередь, может использоваться для повышения эффективности самого двигателя», — пояснил Ярослав Леонов.
Как рассказали в вузе, интерес к космической тематике привел молодого исследователя в лабораторию плазменных ракетных двигателей МИФИ, где он занялся созданием собственного диагностического прибора.
Необходимость в такой разработке возникла потому, что готовые промышленные спектрометры не подходили для задач лаборатории. Их временное разрешение оказалось слишком низким, тогда как длительность импульса двигателя VERA, созданного в МИФИ, составляет всего 100 миллисекунд.
При этом в лаборатории уже была высокоскоростная камера, способная снимать со скоростью до 10 миллисекунд на кадр, но без подходящей диспергирующей системы она не позволяла полноценно изучать, как меняется температура плазмы во времени.
Первую версию спектрометра студент собрал буквально из простых доступных деталей. «Спектрометр был реализован чуть ли не из подручных средств. В первой итерации я использовал два бритвенных лезвия и дифракционную решетку», — рассказал Леонов.
Позже конструкция была усовершенствована: в нее добавили конденсорную и коллиматорную линзы, которые позволяют собирать и точнее фокусировать свет.
В рамках бакалаврской работы молодой ученый уже смог определить электронную температуру плазмы на выходе из сопла двигателя с высоким временным разрешением. Сейчас, в магистратуре, он продолжает эту тему и изучает, как параметры плазмы распределяются по сечению потока.
По словам разработчика, созданный прибор может быть полезен не только для спутниковых двигателей. Его можно применять для высокоскоростной диагностики плотной и достаточно горячей плазмы на других научных установках, в том числе на токамаке «МИФИСТ» и в других исследовательских центрах.
Леонов также считает, что у прибора есть и практический потенциал. По его оценке, подобные зарубежные системы могут стоить сотни миллионов рублей, поэтому более доступная отечественная разработка может быть востребована и за пределами университета.
Помимо учебы и научной работы, молодой исследователь работает в малом инновационном предприятии «СТАР» при МИФИ, где участвует в космических проектах, а также привлекает школьников и студентов к профильным разработкам и конкурсам.
«Спектрометр нужен для определения параметров плазмы на выходе из двигателя, точнее — для измерения электронной температуры. Это позволяет понимать, какие процессы происходят в плазме, что, в свою очередь, может использоваться для повышения эффективности самого двигателя», — пояснил Ярослав Леонов.
Как рассказали в вузе, интерес к космической тематике привел молодого исследователя в лабораторию плазменных ракетных двигателей МИФИ, где он занялся созданием собственного диагностического прибора.
Необходимость в такой разработке возникла потому, что готовые промышленные спектрометры не подходили для задач лаборатории. Их временное разрешение оказалось слишком низким, тогда как длительность импульса двигателя VERA, созданного в МИФИ, составляет всего 100 миллисекунд.
При этом в лаборатории уже была высокоскоростная камера, способная снимать со скоростью до 10 миллисекунд на кадр, но без подходящей диспергирующей системы она не позволяла полноценно изучать, как меняется температура плазмы во времени.
Первую версию спектрометра студент собрал буквально из простых доступных деталей. «Спектрометр был реализован чуть ли не из подручных средств. В первой итерации я использовал два бритвенных лезвия и дифракционную решетку», — рассказал Леонов.
Позже конструкция была усовершенствована: в нее добавили конденсорную и коллиматорную линзы, которые позволяют собирать и точнее фокусировать свет.
В рамках бакалаврской работы молодой ученый уже смог определить электронную температуру плазмы на выходе из сопла двигателя с высоким временным разрешением. Сейчас, в магистратуре, он продолжает эту тему и изучает, как параметры плазмы распределяются по сечению потока.
По словам разработчика, созданный прибор может быть полезен не только для спутниковых двигателей. Его можно применять для высокоскоростной диагностики плотной и достаточно горячей плазмы на других научных установках, в том числе на токамаке «МИФИСТ» и в других исследовательских центрах.
Леонов также считает, что у прибора есть и практический потенциал. По его оценке, подобные зарубежные системы могут стоить сотни миллионов рублей, поэтому более доступная отечественная разработка может быть востребована и за пределами университета.
Помимо учебы и научной работы, молодой исследователь работает в малом инновационном предприятии «СТАР» при МИФИ, где участвует в космических проектах, а также привлекает школьников и студентов к профильным разработкам и конкурсам.
