Передові технології найчастіше створюються для космічної галузі чи на стику із нею. Згодом багато хто з них знаходить «друге життя», стаючи невід'ємною частиною життя землян. Як це відбувається і чому деякі продукти космічних технологій буквально перероджуються на Землі, зналася на «Лента.ру».

Серед багатьох людей, які ледь знаються на космічній тематиці, існує думка, що пілотована космонавтика - галузь, виключно націлена на престиж країни і досить марна з практичної точки зору. Адже після висадки астронавтів на Місяць людство не просунулося далі за МКС, а тим часом безпілотні апарати дісталися аж до Плутона. Але це зовсім не так: саме для космосу створюються найсучасніші технології, які після випробувань та деяких змін потрапляють на Землю, де стають масовим продуктом.

Козирні карти

Практично кожен на смартфоні має картографічні сервіси. При цьому мало хто замислюється, як ці карти з'явилися і чому вони настільки точні. Пояснення цьому є, воно досить просте: досягти такої точності за таких величезних масштабів вдалося завдяки космічним апаратам, які протягом багатьох років проводять дистанційне зондування Землі.

Оскільки моніторинг із космосу ведеться на постійній основі, завдяки супутниковим технологіям вдається, наприклад, попереджати стихійні лиха та оцінювати збитки від них. Зокрема – повені та лісові пожежі. У випадку останніх, особливо коли вони відбуваються у віддалених районах, свіжі супутникові знімки є особливо актуальними, адже вони показують масштаб пожеж та напрямок поширення вогню. Разом з метеорологічними прогнозами подібна інформація дозволяє оперативно розробити стратегію боротьби з займаннями.

Фото: Олексій Максименко / Globallookpress.com

Окрім іншого, дистанційне зондування Землі дозволяє проводити моніторинги сільськогосподарського, природоохоронного та будівельного характеру, у тому числі і виявляючи законодавчі порушення.

Усі ці справи поза планети займається Державна корпорація «РОСКОСМОС». Але не кожному відомо, що Корпорація активно працює на Землі.

Атомна якість

Одне з підприємств, що входять до структури РОСКОСМОСУ та працюють за широким профілем, - це Корпорація ВНДІЕМ. Створений у 1941 році для розробки та найшвидшого випуску електротехнічних засобів для оборони Москви ВНДІЕМ порівняно швидко укрупнився і став одним із головних науково-виробничих підприємств Радянського Союзу, а згодом і Росії.

Нині один із головних продуктів ВНДІЕМ - системи управління АЕС. Ще за радянських часів підприємство створило електронну «начинку» для Ленінградської, Курської та Чорнобильської атомних електростанцій. А зараз ВНДІЕМ розробляє комплекси електрообладнання системи управління та захисту для водо-водяних енергетичних реакторів. Встановлюються подібні системи і за кордоном, наприклад, на іранській АЕС «Бушер».

Фото: Ahmad Halabisaz / Zumapress / Globallookpress.com

Ще одна не менш цікава розробка ВНДІЕМ – безконтактні електродвигуни постійного струму. Їхня внутрішня порожнина надійно ізольована від зовнішнього середовища, що істотно розширює область їх застосування. Наприклад, безконтактні електродвигуни, що спочатку призначені виключно для космічної галузі, тепер широко застосовуються і в інших екстремальних умовах, наприклад під водою. Крім безконтактних електродвигунів є електронасоси, які здатні виконувати навіть найскладніші завдання в суворих умовах.

Також ВНДІЕМ виробляє електротехнічні та конструкційні матеріали найширшого застосування, серед яких - композиційні матеріали з вражаючими характеристиками та зі збереженням високих ізоляційних властивостей при надвисоких температурах.

Осторонь цілком «побутових» розробок не залишився і відомий Центр ім. Хруничева, що теж входить у периметр РОСКОСМОСУ. А зокрема – його «дочка», Усть-Катавський вагонобудівний завод ім. С.М. Кірова, заснований 1758 року, одне з найстаріших підприємств Росії. Зараз тут виробляють трамвайні вагони, у тому числі й найсучасніші, які незабаром їздитимуть вулицями найбільших міст Росії.

А ще завод випускає цілу серію обладнання для паливно-енергетичного комплексу, у тому числі газорегулювальне та насосне обладнання, а також трубопровідну арматуру, які мають величезний попит на «земних» підприємствах.

Сходи в небо

Існує таке підприємство, як АТ «Державний ракетний центр імені академіка В.П. Макєєва», де виробляють не лише бойові ракетні комплекси, а й цілком цивільну продукцію. Наприклад, пожежні автопідйомники - без таких пристроїв боротися з пожежами та рятувати життя людей у багатьох випадках не було б можливим. Окремо варто відзначити, що автопідйомники призначені для роботи на висоті до 50 метрів.

У ракетному центрі також виробляють такі незвичайні для Росії вироби, як вітроенергетичні установки з вертикальною віссю обертання. Інтеграція подібних розробок у відповідних районах країни дозволить не лише серйозно заощадити на електриці, а й зменшити шкоду, яку люди завдають природі.

Крім того, на підприємстві налагоджено виробництво не менш унікального гірничо-шахтного обладнання, обладнання для нафтопереробної промисловості та гідравлічних монтажних інструментів.

Златоустівський машинобудівний завод, що входить до складу РОСКОСМОСУ, не обмежується створенням обладнання для космосу та передових зразків зброї. Так, саме там виробляють сучасні електричні та газоелектричні, а також настільні плити. Такі продукти напевно можуть стати в нагоді в будь-якому домашньому господарстві.

Крім цього, на заводі налагоджено виробництво медичного обладнання та радіаторів. Останні відрізняються підвищеною тепловою потужністю та допомагають у створенні енергоефективної опалювальної системи.

Тож космос скрізь навколо нас, і підприємства РОСКОСМОСУ цьому проникненню активно сприяють.

Startram – магнітний поїзд для відправки вантажів на орбіту. Будівництво подібної системи коштуватиме близько 20 мільярдів доларів, але має окупитися наддешевою ціною доставки вантажів на орбіту — 40$ за кілограм (зараз — 11$ тис. за кілограм). Startram заснований на вже випробуваній концепції магнітної левітації і переміщатиметься вертикальною трубою завдовжки 20 км.

«Автостопник комет» - апарат, який зараз розробляється НАСА для дослідження астероїдів і комет. На них нелегко приземлитися через малу масу і слабку гравітацію, але «Автостопник» буде озброєний системою гарпунів, яка теоретично дозволить йому з легкістю чіплятися за невеликі небесні об'єкти, використовуючи потім їхню кінетичну енергію для нових стрибків.

Сонячний зонд Solar Probe Plus буде запущено у 2018 році. Для захисту від жару його забезпечили 12-сантиметровим вуглепластиковим щитом. Після семирічної розкрутки навколо Венери, зонд вирушить до Сонця, на відстань у 6 мільйонів кілометрів, що у десять разів ближче, ніж орбіта Меркурія. До цього до світила вдавалося наблизитися лише з 43 млн. км. за допомогою "Геліоса 2".

Аванпост на Марсі не за горами, і швидше за все його буде влаштовано солідніше, ніж у «Марсіаніні». До 2030 року на червоній планеті планується розгорнути зону в 100 км, до якої входитимуть житлові приміщення та наукові споруди. Згодом на Марсі можна буде вирощувати їжу та добувати воду.

ATHLETE - шестиногий всюдихід, що розробляється НАСА для дослідження інших планет. Завдяки великій кількості кінцівок він буде здатний пересуватися будь-якими поверхнями, транспортуючи вантажі та модулі будівель. У разі земної гравітації ATHLETE здатний підняти 400 кг і переміщатися зі швидкістю 2 км/год.

Марсіанські будинки, надруковані на 3D-принтері - одна з ідей для майбутньої колонізації червоної планети. НАСА проводило конкурс на найкращий будинок, створений із «підручних матеріалів» Марса. Перший приз взяла команда з проектом психоделічного «Крижаного будинку», також були варіанти житла з піску та ґрунту.

Окультер для коронографів (телескопів для спостереження за сонячною короною) розміром з бейсбольний м'яч зовсім недавно був представлений НАСА. Оккультер - пристрій для блокування світла зірок, у телескопах він зазвичай плоский. Сферичний об'єкт повинен дати чіткішу картину, знизивши рівень «сонячного шуму».

Дві технології "перенаправлення астероїдів" від компанії Honeybee Robotics зараз знаходяться в активній розробці. Перша - «космічний дробовик», стріляє в астероїди дробом і відколює від них шматки, щоб визначити їхню міцність. Друга - система буріння Nano Drill, розміром лише зі смартфон, призначена для взяття зразків породи.

SPS-ALPHA - теоретична конструкція на орбіті Сонця, що складається із десятків тисяч мініатюрних дзеркал. Його завданням буде збирати сонячну енергію, конвертувати в мікрохвильовий промінь, а потім постачати Землю. Ця задумка відкриває неймовірні можливості, але її втілення пов'язане з масою проблем і навряд чи планується найближчим часом.

Проект «Objective Europa» — одна з найамбітніших і найшаленіших серед усіх дослідницьких місій. Він передбачає висадку астронавтів на супутник Юпітера, Європу, у субмарині на дослідження підлідного океану. Чого він не передбачає, то це їх повернення назад. Проект спонсорує датський учений Крістіан фон Бенгстон, який також розробляє безліч інших космічних програм.

Якісь ідеї вже стали реальністю, інші очікують свого виходу найближчими роками, треті, можливо, відбудуться вже в іншу епоху. Мрія про космічне майбутнє потребує жахливих ресурсів та жертв — але будемо чесні, її втілення того варте.

Телескоп «Хаббл» та діагностика раку грудей

Техніка обробки зображення, розроблена для телескопа "Хаббл", сьогодні допомагає медикам раніше діагностувати рак грудей. Вона була створена перед польотом для обслуговування апарату на орбіті в 1993 році, щоб покращити якість розмитих фотознімків, проте тепер може застосовуватися для пошуку мікроскопічних ущільнень у тканині молочної залози на ранній стадії онкологічних захворювань. Наразі технологію тестує група астрономів з Наукового інституту космічного телескопа (Space Telescope Science Institute) у Балтіморі та лікарів з Університету Джонса Хопкінса та Медичного центру Джорджтаунського університету у Вашингтоні. Якщо випробування пройдуть успішно, незабаром космічні технології оптимізації нечітких зображень можна буде знайти в кабінетах мамографії.

Марсіанська місія Viking та міцні шини

Коли наприкінці 60-х NASA планувало запуск дослідницької місії до Марса, для апаратів «Вікінг-1» та «Вікінг-2» було розроблено спеціальні ультраміцні шини. Вчені розуміли, що автоматичний космічний апарат не зможе здійснити посадку на Червоній планеті, якщо буде оснащений звичайними колесами, і уклали контракт на виробництво шин з Goodyear. Її фахівці створили для марсіанської місії новий волокнистий матеріал, який був у п'ять разів міцнішим за сталі. "Вікінг-1" і "Вікінг-2" успішно сіли на Марсі і пропрацювали значно довше терміну, на який розраховували фахівці, а Goodyear впровадили розробку в комерційні лінійки своєї продукції. Завдяки цьому сьогодні деякі шини цієї компанії здатні пройти на 16 000 км більше, ніж їх аналоги.

«Аполлон-11» та спортивні кросівки

Місячні черевики, розроблені для висадки американських космонавтів на Місяць у 1969 році, є предками сучасних кросівок. Взуття учасників місячної місії було забезпечене устілками, що зменшували тиск на ступню, та «системою вентиляції». Сьогодні ці технології застосовують компанії-виробники спортивних товарів. Проте 10 пар черевиків-першопрохідців так і залишилися на Місяці: замість них на борт взяли ґрунт та каміння. Сьогодні вони досі можуть залишатися там. Якщо взуття ціле, металеві пряжки та замки, швидше за все, виглядають так само, як у день висадки: на Місяці немає кисню, отже, окислення не відбувається. Однак силіконові устілки та синтетична тканина мали витончитися через процеси газовиділення. Якщо хтось торкнеться космічних черевиків, вони, мабуть, розсиплються в пилюку.

МКС та «липучка»

Текстильні застібки, які також називають «липучками» та велкро, були винайдені у 1948 році та запатентовані у 1955. Вперше користуватися ними почали космонавти, аквалангісти та гірськолижники. Лише потім велкро проникли в текстильну промисловість і стали доступними звичайним покупцям. Сьогодні в російському сегменті Міжнародної космічної станції липучки використовуються для кріплення дрібних предметів до стін модулів зсередини. Внутрішня поверхня відсіків тут обклеєна м'яким матеріалом з мікропетлями, а інструменти, канцелярське приладдя та інші предмети мають смужки матеріалу з мікрогачками. Якщо притиснути олівець до панелі на стіні, він прилипне. Смужки матеріалу з мікропетля є і на одязі космонавтів: адже з кишень в умовах невагомості все просто «спливає».

Моделі ракетних двигунів та пересадка серця

Технології, розроблені NASA для моделювання течії рідин у ракетних двигунах, допомогли американським медикам розробити мініатюрний серцевий насос або бівентрикулярний допоміжний пристрій. Пацієнтам, які чекають на пересадку серця, воно часто буває життєво необхідним. Такі апарати можуть підтримувати кровообіг навіть у випадках, коли серце працює дуже погано. Це дозволяє створити проміжний етап трансплантації і дає пацієнтам можливість дочекатися появи відповідного донора.

Новий прилад має розмір 2,5 на 7,5 см і важить лише 113 г: у 10 разів менше, ніж інші сучасні пристрої допоміжного кровообігу. Завдяки цьому у 95% випадків інфекцій, пов'язаних із використанням подібних апаратів, вдається уникнути. При цьому серцевий насос може до восьми годин працювати від акумуляторів, надаючи пацієнтам можливість займатися звичайними справами щодня.

Космічна система очищення води та окуляри, що не б'ються

Історія окулярів з удароміцними лінзами, які сьогодні може купити у будь-якому магазині оптики, розпочалася у 1972 році. Тоді Управління контролю за продуктами та ліками США (FDA) зобов'язало виробників очок перейти на пластик, який неможливо розбити. Однак новий матеріал мав один мінус: на ньому швидко з'являлися подряпини. Вирішити цю проблему допомогло відкриття Теда Уайдевена – спеціаліста Науково-дослідного центру ім. Еймс NASA, який працював над системами очищення води на космічних кораблях. Уайдевен розробив технологію нанесення тонкої пластикової плівки на поверхню фільтра води за допомогою електричних розрядів, пропущених крізь пари органічних сполук. Поступово ноу-хау вдосконалили та почали використовувати для нанесення захисного покриття на прозорі забрала космічних шоломів та інші пластикові поверхні. У 1983 році компанії Foster-Grant вдалося отримати у NASA ліцензію на використання технології у виробництві оптики, і вона потрапила до комерційної сфери.

У світі останніми роками стрімко розвивається космічна галузь. Незважаючи на багато проблем, людство вкладає щороку багато коштів на вивчення космосу. Країн, які це роблять можна порахувати на пальцях. Велика частка посідає американський «NASA».

Розглянемо основні технології майбутнього у космічній галузі:

Вчені NASA інтенсивно працюють над майбутніми технологіями, які дозволять людству швидко і дешево дослідити космос. Агентство обрало у 2017 році вісім пропозицій щодо майбутніх космічних технологій, які фахівці зможуть використати найближчими роками.

У рамках програми II фази «NASA», безумовно, всі пропозиції зможуть отримати дворічне фінансування у розмірі 500 000 доларів США. Кошти будуть використані для підготовки концепції та її подання для агентства.

1. Підходи до створення в космосі зростаючого довкілля

Ідея створення модуля корпусу, що обертається, який генеруватиме власну гравітацію і забезпечуватиме захист від космічних променів. Така станція може бути розширена за необхідності в космічному просторі. Такі цікаві концепції спостерігалися у багатьох науково-фантастичних фільмах.

2. Просування житла людства на Марс

Це проект Джона Бредфорса із Spaceworks Engineering. Передбачається створення передової житлової системи та транспортування людей на Марс. Система доставить екіпаж у заціпенінні, тобто у стані зниженої температури та активності.

Ця інноваційна концепція релятивістського руху. Його автори знають, що його реалізація буде проблематичною, але водночас вони стверджують про цю можливість. Завдяки цьому корабель зможе досягти швидкості, яка потрібна для міжзоряної подорожі.

4. Розробка плазмового приводу

Ще один цікавий проект щодо будівництва нового космічного приводу. На цей раз це буде плазмовий привід, призначений для невеликого транспортного засобу, що вільно переміщається у космосі.

5. Демонстрація польоту нової супутникової системи

Передбачає використання двох надлегких літаків, з'єднаних тонким кабелем. Літаки, що використовують сонячну енергію та вітер, що високо піднімаються в атмосфері, можуть залишатися в повітрі протягом дуже довгого часу. Інструменти, що виконують різні завдання, від спілкування до наукових досліджень, будуть розміщуватись на їх бортах. За словами авторів, таке рішення буде альтернативою супутникам, а також набагато дешевше, ніж вони.

6. Аеродромне захоплення магнітосферних ядер для пілотованих польотів та планетарні глибинні орбітальні системи

Ця система використовуватиме дипольне магнітне поле, що містить намагнічену плазму. В результаті взаємодії з атмосферою планет таке поле гальмуватиме посадковий носій, роблячи цей маневр набагато безпечнішим. Ця технологія також дозволяє уповільнити роботу автомобіля без нагріву, оскільки він буде захищений плазмою. Магнітний бар'єр, що захищає транспортний засіб, може досягати діаметра 100 метрів.

7. Кріогенна поверхня

Являє собою спеціальне покриття товщиною 10 міліметрів, яке відбиває понад 99,9 відсотка сонячної радіації. Якщо його розмістити на відстані однієї астрономічної одиниці від Сонця і Землі, всередині такої оболонки буде постійна температура нижче 50 Кельвінів.

Таким чином, можна легко транспортувати, наприклад рідкий кисень на Марс. Завдяки цьому колонізація планети стане набагато простішою.

8. Подальша технологія апертури, точного дуже великого відбивного телескопа.

Це проект, створений для великих телескопів. В останні роки дзеркала таких пристроїв мали надзвичайно точно бути встановлені на Землі. У складеному вигляді вони мали вписатися в багажне відділення, а потім розгорнуті вже в космосі, що є складною та ризикованою операцією.

Завдяки цьому проекту будуть створені дзеркала, подібні до діафрагми, що означає, що вони займатимуть багато місця, щоб їх можна було переносити на велику орбіту. Ці конструкції вже були б ідеально сформовані у просторі.