Почему спутники производятся в чистых помещениях

От 30 до 40 процентов всех загрязнений в чистых помещениях вызваны непосредственно людьми

Кабмин недавно одобрил план развития космической программы Украины и в задачи входит создание космических систем наблюдения Земли. Однако спутники нельзя изготавливать в обычных цехах.

Если вы хотите увидеть детали какого-то спутника, вам нужно одеться соответствующим образом. Это не значит, что на вас должны быть костюм и галстук — они могут спокойно оставаться в шкафу. Чтобы увидеть компоненты космического аппарата вам понадобится сетка для волос, халат и бахилы.

Причина этого в том, что спутники производятся не в обычных производственных цехах, а в чистых помещениях. Почему так и что мешает удешевить космическое производство, собирая аппараты в обычных цехах?

На земле всюду пыль

Пыль повсеместно распространена на нашей планете. Она настолько вездесуща, что не существует полностью свободных от пыли сред. И не вся пыль одинаковая. Существует невероятное количество природных и искусственных источников пыли. Даже обычная домашняя пыль состоит из частиц разного происхождения. Они варьируются от чешуек кожи и волос человека и животных, пыльцы и других частей растений до уличной и космической пыли.

В обычной комнате каждый день образуется в среднем шесть миллиграммов пыли на квадратный метр. Даже после тщательной уборки комнаты снова становятся заметно пыльными менее чем за сутки.

Каждый час из человеческого тела выпадает до 600 000 крошечных чешуек кожи, и даже здоровые люди теряют в среднем от 70 до 100 волосков ежедневно.

Люди не только теряют волосы и чешуйки кожи, но и бессознательно собирают частицы из окружающей среды. Кроме того, даже обычное использование вещей вызывает износ одежды, мягкой мебели и ковров, что способствует образованию домашней пыли в виде тонких текстильных волокон. Регулярное проветривание помещений позволяет проникать не только свежему воздуху, но и пыльцы, сажи и частицам горных пород.

Пыль снижает надежность спутников

После запуска в космос cпутники больше не могут обслуживаться, а загрязнения повышают вероятность возникновения неисправностей в течение запланированного срока службы.

Даже одна частица пыли может прервать электрическую цепь. Кроме того, механика спутников также подвержена поломкам из-за загрязнения, так как обычные смазочные материалы не могут использоваться при работе в космосе. В случае полезной нагрузки посторонний предмет, прилипший к зеркалу или датчику, может привести к тому, что все приборы станут непригодными для использования.

Чтобы избежать этого, спутники изготавливаются в чистых помещениях.

Классы качества чистых помещений

Точно так же, как не вся пыль одинакова, не все чистые комнаты одинаково чисты. В зависимости от выполняемых задач нужна комната того или иного класса чистоты. Классификация чистых помещений основана на чистоте воздуха, при этом в качестве меры используется число частиц на кубический метр воздуха.

Чистейшей чистой комнатой в мире управляет не аэрокосмическая компания, А Институт Машиностроения и автоматизации Фраунгофера в Штутгарте. В этом помещении кубический метр воздуха содержит максимум только одну частичку пыли с максимальным размером 0,1 микрометра. Это делает воздух внутри помещения в десять раз чище, чем в чистом помещении класса ISO 1. Помещения в основном используется для тестирования устройств и систем, которые будут использоваться в среде ISO 1, например, для производства полупроводников и медицинских изделий.

Условия окружающей среды в чистых помещениях поддерживаются как можно более постоянными, чтобы избежать неконтролируемого проникновения частиц. Давление, температура и влажность поддерживаются постоянными независимо от погоды снаружи, чтобы гарантировать, что условия окружающей среды всегда одинаковые. Обмен воздухом осуществляется через специальную систему вентиляции и фильтрации. Люди и материалы могут попасть в чистую комнату только через воздушный шлюз.

От 30 до 40 процентов всех загрязнений в чистых помещениях вызваны непосредственно людьми. Поскольку люди вызывают больше трети загрязнений, происходящих в чистых помещениях, в чистые помещения можно входить только в специальной одежде, который в первую очередь служит фильтром между поверхностью человеческого тела и окружающей средой в чистых помещениях.

Чтобы сама одежда для чистых помещений не стала источником частиц, она обычно изготавливается из износостойких синтетических волокон, таких как полиэстер. Однако, поскольку синтетические ткани, как правило, заряжаются электростатически, одежда для чистых помещений должна иметь специальную антистатическую обработку.

Это не только избавляет людей от болезненных ударов статическим зарядом, но и защищает электронные блоки космической техники от повреждения такими неконтролируемыми разрядами.

Для поддержания защиты от статического заряда на протяжении всего жизненного цикла одежды во время очистки необходимо применять специальные процедуры ухода.

Чистая не только одежда, но и предметы

Не только одежда, но и рабочие материалы, используемые в чистых помещениях, должны соответствовать особым требованиям. Поэтому бумага для чистых помещений имеет специальную поверхность с низким содержанием частиц, а ручки для чистых помещений изготавливаются из особо плотно закрытыми гильзами и чернилами без пятен.

Пол и краска на стенах также должны выделять как можно меньшее количество частиц. По этой причине полы в чистых помещениях обычно изготавливаются из синтетической смолы, которая отлита без швов для обеспечения легкой очистки.

Мебель, используемые в чистых помещениях, должны иметь износостойкие поверхности и конструкцию, что предотвращает отложение частиц. Кроме того, они должны защищать пользователя от электростатического заряда.

По материалам: OHB