Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[blik]

Некоторым датчикам для кончины хватит одноатомного слоя.

Не ну, одноатомный - это вы переборщили... Даже 1 нм в большинстве случаев окажет лишь незначительное воздействие.
А вот 10 нм - это практически гарантированный выход из строя любых оптических датчиков, солнечных батарей и т.д.
В случае свинца это порядка 0,1 г/м². Т.е. 10 г свинца могут покрыть плёнкой неприемлемой толщины 100 м² поверхности космического аппарата.

Нанесение на оптическую линзу слоя свинца толщиной в один атом (монослоя) кардинально изменит физику границы раздела сред. Несмотря на предельную тонкость, свинец — это тяжелый металл с высокой электронной плотностью. Появление такого слоя приведет к резкому росту отражения (френелевским потерям), фазовым сдвигам, поглощению света и возникновению поверхностных плазмонов.
Такая модификация станет критичной (приведет к отказам, потере точности или слепоте) для следующих типов датчиков:

1. Высокоточные фазовые и интерферометрические датчики

• Лазерные гироскопы и интерферометры: Любое изменение фазы при отражении/прохождении света разрушит интерференционную картину. Сдвиг фазы, вносимый атомарным слоем проводника, сделает измерения невозможными.
• Датчики когерентного зондирования (LiDAR): Фазовые лидары, рассчитывающие расстояние по сдвигу фазы отраженного сигнала, начнут выдавать огромную погрешность из-за неучтенного фазового сдвига на самой линзе. [1]

2. Квантовые и сверхчувствительные оптические сенсоры

• Сенсоры единичных фотонов (SPAD, SNSPD): Монослой свинца задержит (отразит или поглотит) от 5% до 20% фотонов (в зависимости от длины волны). Для датчиков, работающих на пределе чувствительности, где важен каждый фотон, это означает критическое падение эффективности (QE).
• Датчики флуоресценции и рамановские (КР) спектрометры: Поглощение ультрафиолетового возбуждающего излучения атомами свинца и гашение (квенчинг) флуоресценции за счет близкого контакта молекул с металлом полностью исказят слабый полезный сигнал.

3. Датчики ультрафиолетового (УФ) диапазона

• УФ-фотоприемники и датчики пламени: В УФ-диапазоне свинец обладает колоссальным коэффициентом поглощения. Даже один атомный слой сработает как плотный фильтр, критически снижая прозрачность линзы для волн короче 400 нм.

4. Поляризационные датчики

• Поляризационные камеры и датчики напряжений: Металлический монослой неодинаково взаимодействует с s- и p-поляризацией света (изменяются коэффициенты отражения и фазы для разных плоскостей). Датчик начнет регистрировать ложную поляризацию, которой не было у исследуемого объекта.

5. Сенсоры, чувствительные к нагреву и сильному излучению

• Пирометры и тепловизоры (ИК-датчики): Поглощенная монослоем энергия света начнет превращаться в тепло. Линза будет нагреваться, создавая собственное паразитное ИК-излучение. Для ИК-датчиков это означает появление сильной тепловой засветки и дрейф «нуля». [1]

Всю научную аппаратуру придется прятать в коконы. Спускаемые аппараты тоже. Стыковочные системы если они с лидаром тоже защищать. Это еще терпимо. Можно закрыть, но лишняя масса. А вот убитые звездные датчики уже очень неприятно.

[blik]

А какая зависимость металлизации от удаления сопла? Некоторым датчикам для кончины хватит одноатомного слоя.

Квадратичная зависимость, как площадь поверхности шара

пишут, что в тени 1/R^4
но даже в этом случае и на штанге 40м, и полете в несколько лет потребуются ионные ловушки, бленды, нагрев оптики. Это не жесткий блок варианта свинца, но делает его сильно геморойным, куча новых вероятных точек отказа.