В этом контексте материалы становятся ключевым фактором. Одним из наиболее распространённых современных подходов является использование композиционных материалов на основе углеродного волокна вместо традиционных алюминиевых сплавов. Такие материалы значительно легче, при этом сохраняют высокую прочность и жёсткость, а также позволяют гибко адаптировать конструкцию под конкретные требования. Благодаря этому они подходят не только для основных конструктивных элементов, но и особенно перспективны для изготовления защитных корпусов спутниковых компонентов — отсеков для чувствительного электронного оборудования, которое должно выдерживать сильные вибрации при запуске спутника. Однако слабым местом таких материалов остаётся эпоксидная смола — связующий компонент, соединяющий структурные слои, который отличается хрупкостью и склонностью к растрескиванию при динамических нагрузках.
Исходя из этих практических требований, доктор То Ань Дык и исследовательская группа Вьетнамский космический центр при Вьетнамская академия наук и технологий успешно реализовали академический проект «Исследование, изготовление и испытание применения материалов CFRP/CNMs в защитных корпусах спутниковых компонентов». Исследование проводилось с января 2024 года по декабрь 2025 года.
Вместо полной разработки нового материала группа выбрала более эффективный путь — улучшение наиболее уязвимого элемента, а именно эпоксидной смолы, выполняющей роль «клея» между слоями углеродного волокна, путём добавления углеродных нанотрубок. Эти материалы обладают исключительно высокой прочностью, однако имеют серьёзный недостаток — склонность к агломерации, что снижает эффективность армирования. Исследователи модифицировали поверхность нанотрубок, добавив функциональные химические группы (-COOH), что позволило им лучше взаимодействовать с эпоксидной смолой. В результате нанотрубки перестали собираться в отдельные кластеры и стали равномерно распределяться внутри материала. Хотя изменения происходят на микроскопическом уровне, они обеспечили существенный эффект: материал стал более стабильным, нагрузка распределяется равномернее, а риск появления трещин значительно снизился.
На этой основе группа усовершенствовала весь технологический процесс — от распределения наноматериалов и изготовления армированной эпоксидной смолы до интеграции с углеродным волокном для получения полноценного композиционного материала. Далее был изготовлен реальный защитный корпус спутниковых компонентов и проведены вибрационные испытания, имитирующие условия запуска спутника, что стало решающим этапом проверки.
Результаты показали значительную разницу. При использовании необработанных углеродных нанотрубок свойства материала практически не улучшались из-за агломерации, а в некоторых случаях даже ухудшались механические характеристики. Напротив, обработанные нанотрубки, особенно при оптимальной концентрации около 0,2%, обеспечили впечатляющий баланс между прочностью и пластичностью: материал стал не только более устойчивым к нагрузкам, но и получил повышенную способность к деформации до разрушения.
При использовании композиционного материала на основе углеродного волокна для изготовления защитного корпуса его масса составила всего около 65 граммов — примерно 70% массы аналогичного алюминиевого корпуса тех же размеров, при этом были сохранены необходимая жёсткость и герметичность. Во время вибрационных испытаний, моделирующих запуск, параметры колебаний изменились незначительно и оставались в пределах международных стандартов, что свидетельствует о практически полном сохранении структуры после испытаний. Это подтверждает высокую надёжность материала и перспективы его практического применения.
Особенно важно, что при одинаковой массе композиционный корпус из углеродного волокна продемонстрировал более высокую несущую способность и жёсткость по сравнению с алюминием, особенно в направлении основной вибрационной нагрузки. Иными словами, новый материал не только легче, но и «работает эффективнее», что является важным преимуществом при проектировании современных спутников.
Приёмочный совет Вьетнамской академий наук и технологий высоко оценил результаты исследования группы, отметив системный подход в области технологий материалов для спутников. Проект также охватил полный цикл создания ценности — от исследования материалов и разработки технологий до изготовления продукции и её испытаний в условиях, приближённых к реальным. Особенно важно, что благодаря усовершенствованию эпоксидной смолы на уровне материала проект постепенно способствует формированию решений для спутниковых технологий, ориентированных на снижение массы, повышение прочности и адаптацию к практическим условиям внедрения во Вьетнаме.
Доктор Ле Суан Хюи — заместитель генерального директора Вьетнамского космического центра — считает, что прикладные исследования, подобные проекту доктора То Ань Дыка и его исследовательской группы, являются частью процесса накопления технологического потенциала Вьетнамского космического центра. В космической отрасли способность к технологической самостоятельности не появляется сразу в виде готового продукта, а формируется постепенно — через исследования, испытания и освоение каждого компонента, каждого модуля и каждого технологического процесса.
«Проект доктора То Ань Дыка и его исследовательской группы можно рассматривать как начальное направление исследований, способствующее расширению технических решений в области защиты компонентов и оборудования внутри спутников. Результаты исследования необходимо и далее оценивать, испытывать и соотносить с конкретными требованиями отдельных спутниковых миссий, прежде чем рассматривать возможность их практического применения», — отметил доктор Ле Суан Хюи.
По словам доктора Ле Суан Хюи, с точки зрения Вьетнамского космического центра подобные исследования помогают формировать дополнительную базу данных, практический опыт и кадровый потенциал для решения будущих задач в области спутниковых технологий. Это необходимые шаги, которые способствуют постепенному укреплению внутреннего технологического потенциала и служат долгосрочной цели — более глубокому освоению Вьетнамом космических технологий./.
