На экспериментальном комплексе «Ударная труба» были проведены работы по исследованию абляции теплозащитного углеродного материала при отражении от него ударной волны.

В ходе работы были зарегистрированы спектры излучения ударно нагретого газа, содержащего продукты абляции, вблизи поверхности графитовой пластины.

«Безопасность полета при движении спускаемого космического аппарата в атмосфере Земли в первую очередь зависит от надежности теплозащитного слоя на его поверхности. Такие слои обычно состоят из абляционных композиционных материалов на основе углерода», – объяснил заведующий лабораторией кинетических процессов в газах Левашов В. Ю.

Проведенный эксперимент показал, что основным механизмом разрушения поверхности графита под действием сильной ударной волны является механическое откалывание углеродных микрочастиц с его поверхности. Полученные результаты исследования – это важный шаг в понимании процессов, происходящих с теплозащитными покрытиями. 

Таким образом, основным фактором разрушением графита в рассмотренных условиях становится не испарение и плавление, а откол его фрагментов. Это открытие может повлиять на выбор материалов и стратегий защиты будущих космических аппаратов, особенно для многоразовых конструкций.

Статья опубликована в журнале Acta Astronautica. DOI: 10.1016/j.actaastro.2024.12.003