НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
КОСМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА «ОАСИС»
Сущность исследуемой проблемы. Краткая история и состояние вопроса в настоящее время

Сущность проблемы состоит в изучении уникальных характеристик свободно подвешенных пленок жидких кристаллов в условиях микрогравитации для углубления понимания физики образования смектических островов и капель в жидких кристаллах, диффузии смектических образований, гидродинамических взаимодействий и слияний островков в жидких кристаллах.

Экспериментальные и теоретические исследования свободно подвешенных жидкокристаллических плёнок в наземных условиях проводятся в течение многих лет в ведущих научных центрах России, США и Европы.

Необходимость проведения КЭ в условиях космического пространства на борту МКС

Проведенные эксперименты в наземных условиях требуют расширения круга исследований и проведения экспериментов в условиях микрогравитации.

Описание КЭ Порядок проведения КЭ

Эксперимент проводится на американском сегменте МКС в Перчаточном боксе для проведения исследований в условиях микрогравитации (MicrogravityScienceGlovebox) на оборудовании «OASIS» (см. рис.1) с использованием образцов 4-х различных типов жидких кристаллов.

Рисунок. Оборудование «OASIS» в Перчаточном боксе для проведения исследований в условиях микрогравитации

Состав оборудования «OASIS»:

    камера с контролем температуры, устройство для создания смектических пузырьков, оптический блок, видеокамера, блок электроники, блок электропитания, блок управления.

Оборудование «OASIS» обеспечивает изучение пленочно-пузырьковых образований в свободно-подвешенном состоянии, возможность впрыскивания субпиколитровых капель, изучение возмущающего воздействия внешнего электрического поля и динамического колебания пузыря.

Принципиальные требования к условиям выполнения КЭ

Требования к условиям выполнения эксперимента задаются американскими участниками проекта.

Эксперимент должен проводиться в отсутствие динамических режимов МКС и, по возможности, физических упражнений членов экипажа.

Технические особенности НА

Технические особенности НА задаются американскими участниками проекта.

Новизна, оценка качественного уровня по сравнению с аналогичными отечественными и зарубежными исследованиями

Исследования свободно подвешенных пленок жидкого кристалла в условиях микрогравитации ранее не проводились.

Ожидаемые результаты и их предполагаемое использование Ожидаемые результаты КЭ:

Результаты изучения образования и поведения жидкокристаллических пузырей, а также отжига дислокаций смектических пленок в условиях микрогравитации углубят наши знания о смектических сегнетоэлектрических жидких кристаллах, перспективных для практических применений.

Предполагаемое использование результатов:

Полученные результаты повлияют на перспективы использования смектических жидких кристаллов.

Обоснование технической возможности создания НА с заданными характеристиками

Создание научной аппаратуры для проведения эксперимента на борту МКС проводится американскими участниками проекта

Характеристики рисков и дискомфорта для экипажа, связанных с КЭ

Проведение эксперимента на борту МКС не создает опасных ситуаций для экипажа и МКС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. A. Pattanaporkratana, C. S. Park, J. E. Maclennan, and N. A. Clark, Direct Measurement of Interaction Forces Between Islands on Freely Suspended Smectic C Films Using Multiple Optical Tweezers, Ferroelectrics 344, 71-80 (2006).

2. P. V. Dolganov and V. K. Dolganov, Director configuration and self-organization of inclusions in two-dimensional smectic membranes, Phys. Rev. E 73, 041706 (2006).

3. P. V. Dolganov, E. I. Kats, V. K. Dolganov, P. Cluzeau, Dimer structures formed in smectic films by inclusions with parallel and antiparallel topological dipole moments, Письма в ЖЭТФ 90(5), 424-428 (2009).