Augantis Lietuvos įsitraukimas į Europos kosmoso agentūros (ESA) veiklas suteikia galimybes valstybei ne tik vykdyti kosmoso pramonei aktualius tyrimus, bet ir įsilieti į pasaulinę kosmoso rinką. KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (MGMF) mokslininkai, kurdami neatspindinčias dangas, siekia rasti nišą jų taikymui kosmose. Pavyzdžiui, padėti pagrindą inovacijoms, kurios leistų teleskopais registruoti ir labiausiai nutolusius šviesos šaltinius.

Kauno technologijos universiteto MGMF mokslininkai dar vasaros pabaigoje laimėjo Europos kosmoso agentūros (EKA, angl. European Space Agency – ESA) skelbtą konkursą pagal Lietuvos su EKA vykdomą Europos bendradarbiaujančių valstybių planą (angl. Plan for European Cooperating States – PECS).

Jiems, kartu su kitais aštuoniais konkursą laimėjusiais verslo ir mokslo projektais, bus skiriamas beveik 1,7 mln. eurų finansavimas – lietuviai projektuose vystys naujas ir pasaulinei kosmoso pramonei aktualias technologijas bei vykdys pažangius mokslinius tyrimus.

Vienas jų – minėtų neatspindinčių dangų kūrimas. Tyrinėjant nutolusius kosmoso kūnus, pavyzdžiui, žvaigždes, jų stebėjimui naudojamus teleskopus pasiekia labai nedidelis šviesos kiekis. Todėl šioje įrangoje siekiama išvengti bet kokių nepageidaujamų šviesos atspindžių.

„Projekto metu kursime selektyviai šviesą sugeriančių dangų technologijas, kurios galėtų sumažinti nepageidaujamus atspindžius jautriose optinėse sistemose, tokiose, kaip lazeriai, objektyvai ir kita įvairi spektroskopinė įranga“, – tikina KTU MGMF profesorius, pagrindinis tyrėjas, Medžiagų mokslo instituto vyriausiasis mokslo darbuotojas Tomas Tamulevičius.

Vystys mechaniškai atsparias ir šviesą sugeriančias dangas

EKA finansuojamas KTU MGMF projektas, startuosiantis 2020 m. pradžioje, remsis jau anksčiau universiteto mokslininkų atliktais preliminariais neatspindinčių dangų tyrimais bei pradiniais jų modeliavimo rezultatais. Projektas skirtas mechaniškai atsparių, šviesą sugeriančių dangų vystymui ir taikymams.

„Sieksime panaudoti KTU mokslininkų įdirbį kuriant ir tiriant nanokompozitines dangas, – pasakoja T. Tamulevičius. – Į optiškai skaidrias deimantiškosios anglies dangas įterpus metalo nanodalelių, dėl kolektyvinių elektronų svyravimų jose dangos selektyviai sugeria elektromagnetinę spinduliuotę“.

Projekte nagrinėjamos dangos leis sumažinti išsklaidytos šviesos keliamus triukšmus. Tai leis, pavyzdžiui, teleskopais registruoti ir labiausiai nutolusius šviesos šaltinius.

„Šios dangos gali būti aktualios ne tik kosmoso tyrimams, tačiau ir lazerinę įrangą kuriančioms įmonėms ar kariniams, įvairių stebėjimo sistemų taikymams“, – pastebi T. Tamulevičius.

Iš konkurentų išsiskirs dangų ilgaamžiškumu

Pasak KTU MGMF profesoriaus, panaudojus daugiasluoksnes struktūras, galima pasiekti visišką šviesos sugertį norimame šviesos bangų ilgių diapazone. Siekiamas itin mažo atspindžio savybes KTU mokslininkai išgaus pasitelkdami eksperimentinių tyrimų bei modeliavimo rezultatus.

„Dangas nusodinsime naudodami vakuuminio nusodinimo įrangą. Šių sudėtingos sandaros dangų savybės eksperimentiškai bus tiriamos vertinant jų atspindį regimojoje ir infraraudonojoje šviesoje.“, – pažymi KTU Medžiagų mokslo instituto vyriausiasis mokslo darbuotojas.

Mokslininkai taip pat vertins dangų atsparumą mechaniniam poveikiui. Galiausiai optimalių savybių dangos bus formuojamos ant realių optinių elementų.

„Iš daugelio optinių elementų sudarytose derinamose optinėse sistemose, pavyzdžiui, įvairiuose objektyvuose, kurie naudojami šiuolaikiniuose veidrodiniuose fotoaparatuose, yra nuolat besitrinančių paviršių, dėl to paviršiai dyla ir gali prarasti savo reikiamas šviesos atspindžio savybes“, – teigia T. Tamulevičius.

Vienas pagrindinių projekte kuriamų dangų privalumų, lyginat su konkurentais – jų atsparumas dilimui ir mažas trinties koeficientas. Darbe mokslininkai naudos unikaliomis mechaninėmis savybėmis pasižyminčią deimantiškąją anglį, kurios savybės yra labai artimos vienai kiečiausių medžiagų žemėje – deimantui. Šios dangos užtikrins optinių elementų ilgaamžiškumą.

Kosmoso pramonei aktualus produktas

Projektas bus vykdomas bendradarbiaujant su Pietų Danijos universiteto „NanoSYD“ padaliniu, kurio vadovas – prof. Horstas Giunteris Rubanas – yra KTU garbės daktaras, ir bendrove „Optonas“.

„Su Pietų Danijos universiteto mokslininkais (docento dr. Vladimir Bordo grupe) bus sukurtas daugiasluoksnių struktūrų parinkimui reikalingas algoritmas. Tuo tarpu šios technologijos diegimu ir taikymu realiems optiniams prietaisams rūpinsis projekto industrinis partneris „Optonas“, – atskleidžia T. Tamulevičius.

Jo nuomone, įmonių dalyvavimas projektuose užtikrina aukštosiose mokyklose kuriamų žinių perdavimą ir komercinimą.

„Bendradarbiavimas su įmone gali sukurti nepalyginamai daugiau pridėtinės vertės valstybei“, – tikina KTU MGMF profesorius.

Nors panašių savybių dangas Didžiojoje Britanijoje kuria įmonė „Surrey Nanosystems“ bei Prancūzijos įmonė „Cilas“, galutinis mokslininkų sukurtas produktas bus konkurencingas ir turės komercinę vertę pasaulinėje kosmoso rinkoje.

Iš diskusijų su Gintu Jakubėnu, projekto partnerio, aktyvaus optinių dangų rinkos dalyvio UAB „Optonas“ direktoriumi, KTU MGMF mokslininkai sužinojo apie nuolat augantį klientų susidomėjimą neatspindinčiomis dangomis, kurioms keliami mechaninio atsparumo reikalavimai.

„Viliamės, kad mūsų kuriamos dangos ir jų gamybos technologijų vystymas įmonėje „Optonas“ leis pritraukti naujų užsakovų, kuriems reikalingos neatspindinčios dangos, tame tarpe ir kosmoso taikymams“, – teigia KTU Medžiagų mokslo instituto, Paviršių ir plonasluoksnių darinių mokslo laboratorijos vyriausiasis mokslo darbuotojas T. Tamulevičius.

Lietuva bendradarbiavimo susitarimą su EKA pasirašė 2010 m. 2014 m. sudarytas Europos bendradarbiaujančios valstybės susitarimas (EBV), 2015 m. – EKA Europos bendradarbiaujančios valstybės plano chartija.