Пока в новостях спорят, кто круче - SpaceX или NASA со сверхтяжёлой SLS, настоящая драма разворачивается не там, где все её ищут. Ракеты - это лишь средство. Всё упирается лбом в то, что по-настоящему ограничивает полёт в глубокий космос - материалы.
И каждый раз, когда NASA скромно говорит, что ведутся исследования, можно почти услышать, как где-то в лаборатории тихо плачет инженер-материаловед.
Мы уже научились многому, но не можем решить куда более тонкие и упрямые задачи. Например, как создать теплоизоляцию, которая не выгорит при входе в атмосферу Марса, как построить корпус, который не поползёт под радиацией на пути к Европе или Энцеладу, как сделать топливные баки, которые не треснут после сотни циклов термошока. Космос - это не проблема двигателей. Это проблема структуры материи.
Самый неприятный враг - радиация. В кино корабль попадает под поток космических лучей и максимум что происходит, это энергичный световой эффект. В реальности высокоэнергетические частицы ломают молекулы и меняют кристаллическую решётку материалов. Металлы становятся хрупкими, полимеры стареют как яблоко на солнце, а электроника может тихо “сойти с ума”. Даже если ты построишь идеальный реактор и идеальный двигатель корпус корабля и кабели поплывут, а аккумуляторы станут кирпичами.
Следующая ловушка температура. В тени космоса холод такой, что кислород замерзает как лёд. На солнечной стороне жара как на поверхности печки. Материалы должны быть и лёгкими, и прочными, и термоустойчивыми, и при этом не рассыпаться от чередования нагревов и охлаждений. Пока мы крутим умные композиты и нанотех, каждое новое решение упирается в то, что даже микротрещины - это будущий взрыв в космосе.
Добавим к этому коррозию в вакууме, утечки водорода (самый коварный атом, он буквально проскальзывает через металл), хрупкость при сверхнизких температурах, и получаем, что ракета - это не вопрос сколько тяги мы можем создать, а сколько разрушений мы можем предотвратить. SpaceX не зря обожает нержавейку - она тяжёлая, зато упрямая, простая и предсказуемая. Фантастические космические сплавы? Пока звучат в презентациях, но в реальности каждый новый материал - это десятилетия цедящегося тестирования, циклов, отбраковок и нервных ночей инженеров.
Ещё один малозаметный момент - микрометеороиды. Это не романтический камешек, летящий в космической бездне. Это преисподняя из мелких осколков и песчинок, каждая летит быстрее пули, и каждая мечтает пробить стенку корабля, словно нож пачку молока. Международная космическая станция переживает до сотен микропопаданий в год, и от многих её спасает лишь многослойный сэндвич щитов из алюминия и кевлара. Один удачный удар и никакие двигатели не помогут. Ты не развернёшься, не уйдёшь на орбиту спасения. Ты просто будешь смотреть, как давление падает, а воздух уходит в пустоту. Защита от микрометеороидов - одна из причин, почему корабли не могут быть слишком лёгкими.
Или возьмём топливо. Мы мечтаем о водороде как о короле эффективности. Но он коварный. Он вползает в металл и буквально растворяется в нём, оседает между атомами и вызывает водородную хрупкость. Металлы, казалось бы, крепкие, внезапно становятся ломкими. NASA тратит миллиарды на то, чтобы создать баки для жидкого водорода, и каждый раз эти баки не то, чтобы надёжные.
SpaceX выбрала метан не потому, что он модный. Метан более дружелюбен к материалам, не заставляет инженеров седеть, и вообще ведёт себя как культурное топливо.
Так что ракеты - уже давно не главная загадка. Сегодняшняя проблема - как сделать космические материалы, которые не подведут нас через год полёта или даже раньше.
⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями