Европейское космическое агентство (ESA) в ходе разработки космического аппарата для исследования Солнца столкнулось с серьезной технической проблемой – необходимостью обеспечения защиты оборудования и поверхности летательного аппарата от высокой температуры и радиации. Миссия осуществляется совместно ESA и NASA и заключается в запуске на орбиту Солнца космического аппарата, постепенно сближающегося с небесным светилом.
Запуск аппарата осуществлен в феврале 2020 года, и только сейчас Solar Orbiter совершил первый пролет на сравнительно небольшом расстоянии от Солнца. Согласно техническим требованиям, поверхность Solar Orbiter должна выдержать температуру плавления свинца (327 градусов Цельсия) и радиационное облучение в 13 раз более мощное, чем на орбите Земли. Каждые полгода орбита Solar Orbiter будет проходить все ближе и ближе к Солнцу, и в эти пиковые моменты аппарат будет подвержен экстремальным температурным и радиационным воздействиям.
Первоначальные планы ESA были основаны на создании защиты на основе металлов, однако позже появилась идея, исходящая от ирландской биотехнологической компании ENBIO, уже работающей над созданием методики нанесения синтетических покрытий на основе порошка из кости на ортопедические и зубные импланты, чтобы облегчить их приживаемость организмом пациента. В результате снижается масса изделия и преодолеваются проблемы перегрева и отслоения. Инженеры ENBIO предположили, что такая методика подойдет и для титановой поверхности Solar Orbiter.
Однако разработчики столкнулись с очередной проблемой, связанной с изменением цвета покрытия на основе костного порошка под воздействием температуры. Если порошок темнел, его свойства по защите корабля становились более стабильными и эффективными. Оставалось найти метод изменения цвета светлого покрытия.
Прямая покраска порошка не сработала, и авторы идеи из ENBIO воспользовались технологиями каменного века, когда обуглившаяся кость уже использовалась людьми для создания «цветных карандашей», которыми наносились наскальные рисунки.
Использование предварительно обожженного костного порошка позволило ученым создать идеальное покрытие для Solar Orbiter, получившее название SolarBlack и покрывающее около 20% наиболее чувствительных элементов аппарата. При этом детали аппарата защищены от температуры в 537 градусов Цельсия (100 – по Фарингейту), так как обуглившийся костный материал эффективно поглощает излишки термической энергии. На следующем этапе в планы исследователей входит создание покрытия SolarWhite, способного не поглощать, а отражать тепло солнечного света.
