Промышленные спектрометры, которые могли бы измерять параметры плазмы в импульсных двигателях, стоят сотни миллионов рублей и при этом имеют слишком низкое временное разрешение. А двигатель VERA, созданный в МИФИ, работает всего 100 миллисекунд. Готовые приборы просто не успевали за ним. Тогда студент магистратуры Ярослав Леонов взял дело в свои руки и собрал спектрометр из подручных средств — бритвенных лезвий и дифракционной решётки. В лаборатории плазменных ракетных двигателей уже была высокоскоростная камера, способная снимать до 10 миллисекунд на кадр, но без подходящей диспергирующей системы она не давала полной информации о динамике температуры плазмы.
«Спектрометр нужен для определения параметров плазмы на выходе из двигателя, точнее — для измерения электронной температуры, — пояснил Ярослав Леонов. — Это позволяет понимать, какие процессы происходят в плазме, что, в свою очередь, может использоваться для повышения эффективности самого двигателя». В первой версии прибора студент использовал два бритвенных лезвия и дифракционную решётку. Позже доработал систему, добавив конденсорную и коллиматорную линзы для сбора и фокусировки света.
В рамках бакалаврской работы Леонову уже удалось определить электронную температуру плазмы на выходе из сопла двигателя с высоким временным разрешением. Сейчас, в магистерской диссертации, он занимается исследованием распределения этих параметров по сечению.
Созданный прибор, по словам разработчика, может найти применение и за пределами его проекта. «Спектрометр годится для высокоскоростной диагностики плазмы с большими концентрациями и относительно высокими температурами. Его можно использовать, например, на токамаке «МИФИСТ», а также на установках других институтов и научных центров», — отметил Ярослав Леонов. Он добавил, что видит у своей разработки хороший экспортный потенциал, особенно на фоне зарубежных аналогов, стоимость которых достигает сотен миллионов рублей. Молодой учёный по совместительству работает в созданном при МИФИ малом инновационном предприятии «СТАР», где занимается своей научной работой, привлекает школьников и студентов к космическим проектам и организует студенческие команды для профильных конкурсов. Его история — пример того, как отсутствие дорогого оборудования может стать не преградой, а стимулом для собственной инженерной мысли.
