Сотрудники трёх институтов РАН изготовили и испытали керамический материал для защиты спускаемых аппаратов при входе в атмосферу Марса. Работу выполнили Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова, Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского и Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова. Результаты опубликованы в «Журнале неорганической химии».
Исследователи взяли ультравысокотемпературную керамику (материалы, которые выдерживают нагрев свыше 2000 °C и устойчивы к окислению). Основа композита — тугоплавкий диборид циркония. Для стойкости к окислению в него добавили 30 % по объёму карбида кремния, а для лучших механических свойств — 10 % графита. Материал получили горячим прессованием при 1800 °C и давлении 30 МПа, это около 300 атмосфер.
Образцы закрепили в медной модели с водяным охлаждением и поместили в барокамеру. Давление в ней было около 10 кПа, примерно десятая часть земной атмосферы. На образцы направили струю углекислотной плазмы (поток заряженных частиц из распавшегося CO₂). Её создавал плазмотрон, мощность которого повышали ступенчато.
Даже на максимальной мощности поверхность нагрелась не выше 1450 °C. За всё время испытаний образцы потеряли лишь 0,2 % массы, скорость уноса составила 3,1 × 10⁻⁴ г на квадратный сантиметр в минуту. Окисленный слой на поверхности почти не утолщился. В основном он состоит из диоксида циркония, есть и следы диоксида кремния. Графит, несмотря на его большую долю, не выгорел. По предположению учёных, его защитила стекловидная плёнка боросиликатного расплава, которая образовалась на поверхности.
Это лабораторный эксперимент на небольших образцах, лётных испытаний не было. Авторы считают композит перспективным для самых нагретых узлов марсианских спускаемых аппаратов.
