Федеральне агентство з освіти

Самарський державний економічний університет

Кафедра промислової технології та товарознавства

РЕФЕРАТ

з технічних основ виробництва

на тему: "Космічні технології"

Виконала: студентка

2 курси ПЕФ ЕОП

Ліпей Олена

Науч. кер.: Тарасов А.В.

Оцінка: ______________

Самара – 2009

Вступ

5.2 Космічна зброя

Висновок

Вступ

В останні роки – роки НТП (науково-технічного прогресу) – однією з провідних галузей народного господарства є космос. Досягнення у дослідженні та експлуатації космосу є одним із найважливіших показників рівня розвитку країни. Незважаючи на те, що ця галузь дуже молода, темпи її розвитку дуже високі, і вже давно стало ясно, що дослідження та використання космічного простору нині немислимі без широкого та різнобічного співробітництва держав.

За дуже короткий історичний термін космонавтика стала невід'ємною частиною нашого життя, вірним помічником у господарських справах та пізнанні навколишнього світу. І годі сумніватися, що розвиток земної цивілізації неспроможна уникнути освоєння всього навколоземного простору. Освоєння космосу - цієї "провінції всього людства" - продовжується наростаючими темпами.

У позитивному плані на космос працюють такі тенденції сучасних міжнародних відносин, як глобалізація, посилення інтеграційних процесів та регіоналізму. З одного боку, вони ставлять перед космічною діяльністю завдання воістину глобального порядку, оскільки лише космічні засоби уможливлюють збирати, обробляти та поширювати в масштабах планети інформацію про стан глобальних проблем. З іншого - вони дозволяють об'єднувати зусилля та вишукувати кошти на вирішення проблем національних і регіональних, забезпечуючи економічну рентабельність.

Глава 1. Деякі результати робіт у галузі космічної технології, виконаних радянськими вченими

У 1978 р. у дослідженнях, що проводяться за програмою "Інтеркосмос", з'явився новий напрямок - вивчення процесів освіти та поведінки матеріалів в умовах космічного простору. Для вирішення багатьох завдань, що стоять перед людством, потрібні різноманітні матеріали зі спеціальними, часом екстраординарними властивостями і можливостями: напівпровідники, кристали для інфрачервоної техніки, найскладніші оптичні матеріали. Космос надає людині близьку до ідеального середовища для їх отримання. Майже повна відсутність сили тяжіння на борту космічного апарату, глибокий вакуум, що часто заважають космонавтам і ускладнюють роботу деяких бортових приладів і систем, у цьому випадку виступають як позитивне явище.

Проте виникає низка питань. Зокрема, чи виправдане перенесення вже відпрацьованих на Землі процесів до космосу з економічного погляду? Подібні сумніви мають певні підстави. По-перше, створення апаратури для роботи в космосі обходиться значно дорожче. По-друге, виведення цієї апаратури в космос та її функціонування на борту космічного корабля чи станції вимагають великих матеріальних витрат. У СРСР ці прикладні дослідження мають швидше дослідно-конструкторський характер. До створення космічних заводів доведеться пройти ще довгий і важкий шлях.

Як правило, космічні дослідження ведуться здебільшого на користь наших суто земних потреб. Це справедливо й у космічного матеріалознавства. Одними з головних споживачів таких матеріалів є наука та техніка. Космічні прилади, системи та агрегати, наприклад, повинні мати максимальну чутливість, здатність працювати в екстремальних умовах. Ні для кого не секрет, що на виготовлення космічної техніки йдуть найдосконаліші матеріали, що є в розпорядженні людини. Тільки з їхньою допомогою можна успішно вирішити грандіозні завдання, що стоять перед дослідниками космосу. Ось чому, чим інтенсивніше та плідніше розвиватиметься космічне матеріалознавство, тим швидше воно зможе надати космічній техніці нові матеріали, тим більшу віддачу ми зможемо отримати від усіх напрямків космічних досліджень. Важливість цієї проблеми, її актуальність є безсумнівною.

Початок співпраці у цьому напрямку у рамках програми "Інтеркосмос" збігся з підготовкою перших польотів міжнародних екіпажів. З'явилася можливість здійснювати спільні дослідження на орбітальній станції "Салют-6", яка багато років служила базою найрізноманітніших досліджень. Для проведення спільних матеріалознавчих експериментів Радянський Союз надав вченим братніх країн бортові технологічні установки "Кристал" та "Сплав", що дозволяють здійснити дослідження з матеріалами різних типів, використовуючи широкий діапазон методів отримання сполук. Цінність експериментів підвищувалася ще й присутністю на борту станції космонавтів, які пройшли спеціальну підготовку щодо проведення таких робіт.

У Радянському Союзі було виконано значний обсяг робіт з вивчення процесів зварювання в умовах мікрогравітації та створення різного обладнання для цієї мети. При створенні такого обладнання необхідно враховувати низку вимог щодо його конструкції та експлуатації, зумовлених особливостями проведення робіт на космічному апараті. Безпечна експлуатація обладнання на космічному апараті залежить від правильного обліку факторів, таких як руйнівна дія джерела нагріву, наявність ванни з рідким металом та бризок розплавленого металу, підвищена напруга джерел живлення та побічні явища типу теплового чи рентгенівського випромінювання. Наприклад, в установці типу "Вулкан", призначеної для електронно-променевого зварювання, прискорююча напруга була обрана менше 15, тому що при цьому виключається можливість появи гальмівного рентгенівського випромінювання. Вдалий вибір режиму дугового зварювання дозволив уникнути розбризкування металу. У тій же установці високовольтні елементи та ланцюги як потенційні джерела небезпеки були поміщені в один блок та залиті епоксидною смолою. Для локалізації металевого пилу, теплового та світлового випромінювань в установці "Вулкан" використано спеціальний захисний кожух. Контроль параметрів процесу та підтримка їх на необхідному рівні забезпечувався системою електричного та механічного захисту.

Аналіз різних способів зварювання показав, що відносна простота виконання електронно-променевого зварювання, висока ефективність процесу, можливість його застосування для всіх металів роблять цей спосіб одним із найбільш перспективних у космічній технології.

Глава 2. Космічне інформаційне забезпечення у біосферних дослідженнях

Три десятиліття космічної ери суттєво вплинули на наші знання про Землю, на технологію створення карток, на оперативні спостереження за природними процесами, особливо у метеорології.

За допомогою штучних супутників виявилося можливим пророкувати на 3-5-денний термін погоду на більшій частині Землі з точністю та покриттям, раніше недоступними; спостерігати явища посухи у великих регіонах; виявляти лісові пожежі та зведення лісів у малообжитих районах; виявляти біопродуктивні зони океану, найбільш підходящі для проживання риб; визначати усунення тектонічних плит та прогнозувати землетруси за параметрами траєкторій орбіт ШСЗ.

У космічних методах вивчення планети визначилося два напрями:

1. Вирішення галузевих національних завдань локального або субрегіонального рівня, пов'язаних з тематичним картографуванням компонентів природного середовища та оновленням раніше створених карток. Масштаби картографічної продукції 1:50 000 - 1:2000 000.

2. Виконання найбільших національних та міжнародних програм, пов'язаних із вивченням розвитку Землі як планети з обов'язковим використанням космічної інформації. Цей напрямок спрямовано використання космічних засобів як інструменту завдання наук про Землю.

Поляризація наукових інтересів чітко поділяє країни світу за напрямками, використанням космічних методів дистанційного зондування.

Навіть такі високорозвинені країни як ФРН, Франція, Англія обмежують свої дослідження окремими територіями. Використання ними космічних знімків засноване на високій технологічній культурі створення карток на базі інформаційних систем. США, на відміну від західноєвропейських країн, активно розвивають концепцію та програму системних глобальних досліджень, орієнтованих на вирішення завдань наук про Землю.

Вивчення природних циклів має базуватися на багатовимірних часових рядах космічних вимірів. Тільки такий підхід може забезпечити реєстрацію динамічних процесів. Для вивчення фенологічного розвитку сільськогосподарських культур в експерименті "Курськ-85" позитивних результатів було досягнуто за допомогою об'єднання багатовимірних тимчасових рядів оптичних вимірювань. Таким чином, для вивчення природних процесів потрібен практично цілорічний цикл космічних зйомок та відповідних підсупутникових спостережень.

Космічні методи набувають вирішальної ролі у вирішенні сучасної проблеми людства - вивченні Землі як планети. Ефективність практичного використання космічних методів значною мірою визначатиметься розвитком розгалуженої мережі геоінформаційних систем, які мають забезпечити широкий доступ до космічних даних.

Науковці Казахстану мають намір активно впроваджувати космічні технології для зондування поверхні країни. За допомогою даних космічного ока в Алмати вже розроблено проект внутрішнього транспортного середовища міста, а також облік зелених насаджень. Причому фахівцям відомо не тільки місце розташування та вік дерев, але й їх тип. З урахуванням активної забудови міста моніторинг рослинності дозволяє координувати її відновлення, а також вивчати стан повітряного басейну.

Крім того, ґрунтуючись на даних дистанційного зондування Землі, можна прогнозувати і землетруси. Міжнародна центрально-азіатська конференція з "Дистанційного зондування Землі та геоінформаційних систем", що проходить в Алмати, зібрала фахівців як з ближнього так і далекого зарубіжжя. Всі вони мають одну мету: обмінятися досвідом, щоб потім використовувати його у вирішенні як державних, так і регіональних завдань, не забуваючи при цьому нафтогазову, енергетичну галузь і сільське господарство. На висоті 360 кілометрів ведуть дистанційне зондування земної поверхні понад 65 супутників. Зробити чітку картинку можуть не всі, хмари та рясна рослинність у цьому відіграють велику роль. Однак це з легкістю роблять радарні супутники. Досвід застосування космічних технологій у цьому регіоні налічує 17 років. За цей час фахівці у цій галузі досягли суттєвих результатів. Завдяки дистанційному зондуванню у сейсмологів з'являється можливість точнішого моніторингу земної активності. Дані, отримані з космосу про земному рельєфі дозволяють краще зрозуміти які процеси відбуваються на глибині і поглянути по новому на ті процеси, що відбуваються в її надрах.

Глава 3. Космічні технології – на боротьбу з енергокризами

Уральські вчені знайшли відносно недорогий спосіб стовідсоткового підстрахування на випадок масштабних аварій на регіональних енергомережах. Міні-турбомашину можна встановити на базі звичайної котельні, причому енерговитрат - ніяких. Агрегат працює на надлишках пари, які зазвичай просто скидають в атмосферу. Ця невелика турбомашина, на думку її розробників, здійснить революцію у комунальному господарстві Росії. Парова турбіна здатна виробляти електрику, використовуючи ресурси типової котельні. Така міні-електростанція здатна підстрахувати регіональну енергосистему у разі великої аварії. Найменша зі стандартних турбомашин, що випускаються в Росії, потужністю всього 500 кіловат, має чималі габарити: вага 10 тонн, довжина 5 метрів. Як із великої турбомашини зробити маленьку, при цьому не програвши в потужності? Над цим завданням вітчизняні конструктори билися кілька років. Вирішити завдання допомогла співпраця з оборонними підприємствами, які запропонували конструкторам із Єкатеринбургу використати космічні технології.

"Інститут "Композит" спільно з ракетно-космічним центром спеціально розробив для нас під цю турбіну матеріал на основі вуглепластика. Ми використовували його як підшипник ковзання", - розповідає головний технолог підприємства-розробника.

Спростивши до мінімуму установку, конструктори досягли головного: компактна турбомашина стала ще потужнішою і безпечнішою.

Творці міні-турбомашини зараз кажуть: найголовніше - швидше запустити установку у виробництво. Серійний випуск здешевить конструкцію. Космічні технології стануть доступними навіть для сільської місцевості.

Глава 4. Космічні технології приходять до регіонів

Відповідно до постанови Губернатора Калузької області № 226 від 20 червня 2006 року Уряд Калузької області, міністерство економічного розвитку Калузької області та федеральне державне унітарне підприємство "Російський науково-дослідний інститут космічного приладобудування" (ФГУП "РНДІ КП" результатів космічної діяльності та сучасних геоінформаційних технологій з метою прискорення соціально-економічного розвитку та підвищення конкурентоспроможності Калузької області (2007 - 2009 роки).27 грудня 2006 року Законом Калузької області № 277-ОЗ Програма була затверджена. Федерального космічного агентства з реалізації Спільної Угоди про взаємодію в галузі розвитку та використання космічних систем, засобів та технологій від 10 лютого 2006 року.

Метою Програми є досягнення з використанням космічних систем якісно нового рівня інформатизації та автоматизації для вирішення завдань соціально-економічного розвитку та забезпечення безпеки життєдіяльності населення Калузької області.

Загальний задум Програми заснований на аналізі світового та вітчизняного досвіду, який показує, що раціональне використання результатів космічної діяльності може зробити істотний, а в ряді випадків - визначальний внесок у вирішення завдань прискорення соціально-економічного розвитку регіонів, особливо у створення та розгортання федеральної, територіальної, регіональної та муніципальної інформаційно-керуючої інфраструктури.

У низці регіонів Росії ведеться активна робота із забезпечення практичного використання результатів космічної діяльності у галузі супутникової навігації, дистанційного зондування Землі, моніторингу різних об'єктів, процесів, явищ, картографії, геодезії, гідрометеозабезпечення, зв'язку, управління, передачі та інших напрямах.

Калузька програма має наочно показати очевидні переваги впровадження у повсякденне життя космічних технологій. Отриманий досвід першопрохідників буде неоціненним для їх подальшого поширення та застосування в тих суб'єктах РФ, які готові до сучасної інноваційної діяльності для підвищення ефективності природокористування, екології, паливно-енергетичного комплексу, контролю та розвитку територій, будівництва, багатьох інших напрямів і, як наслідок, суттєвого покращення якості життя всіх категорій людей.

ФГУП "РНДІ КП" визначено головною організацією галузі зі створення, розвитку та цільового використання глобальної навігаційної системи ГЛОНАСС, включаючи функціональні доповнення, апаратуру споживачів та наземний комплекс управління цієї системи; зі створення та модернізації Єдиного державного наземного автоматизованого комплексу управління; російському сегменту системи КОСПАС-САРСАТ, а також у сфері застосування космічних технологій моніторингу стану критично важливих та (або) небезпечних об'єктів та вантажів Російської Федерації.

Інститутом створюються на основі сучасної елементної бази та новітніх технологій системи та апаратура для наземного комплексу управління космічними апаратами, бортових ретрансляторів супутників зв'язку, командно-вимірювальних систем космічних апаратів, радіотелеметричних систем для розгінних блоків та ракет-носіїв, комплексів дистанційного зондування землі, забезпечення досліджень Сонячної системи, астероїдної безпеки та "космічного сміття".

ФГУП "РНДІ КП" активно бере участь у багатьох національних і міжнародних космічних програмах і проектах, а також у роботі різних міжнародних організацій. головним підприємством якого визначено ФГУП "РНДІ КП".

Розділ 5. Перспективи розвитку космічних технологій

5.1 Космічні технології боротьби з вірусом пташиного грипу

Російські космічні технології має намір використовувати французька компанія "Ер ін спейс" для захисту імунодефіцитних хворих та для боротьби з вірусом пташиного грипу.

Увагу французьких медичних фахівців привернули російські методики плазмового очищення повітря від біологічного забруднення на космічних станціях. Вони були розроблені ще в 90-х роках минулого століття і з успіхом використовувалися на орбітальному комплексі "Мир". З квітня 2001 року такі пристрої застосовують і для очищення повітря в російському сегменті Міжнародної космічної станції.

Французька компанія "Ер ін спейс" адаптувала їх до наземних госпітальних умов за допомогою Європейського космічного агентства, яке здійснює масштабну програму передачі космічних технологій. Сертифікація обладнання проводилася у Лабораторії вірусології у Ліоні. За словами фахівців, російський винахід дозволяє, зокрема, повністю знищувати в повітрі віруси пташиного грипу навіть за сильної їх концентрації.

На думку французьких експертів, у разі пандемії пташиного грипу за допомогою таких технологій можна швидко переобладнати під шпиталі, наприклад, приміщення шкіл. Розробка також може успішно використовуватися для стерилізації операційних та лабораторних приміщень, підкреслюють фахівці.

5.2 Космічна зброя

Сполучені Штати планують у найближчому майбутньому створити космічну зброю, здатну вражати наземні об'єкти з орбіти. На цю перспективну розробку, як очікується, буде виділено близько 100 млн доларів, - про це повідомило агентство "Інтерфакс". За виділення коштів на космічну зброю проголосувала Погоджувальна комісія Конгресу США.

За даними американських ЗМІ, космічна зброя - це супутник, який запускатиметься із Землі та розміщена на ньому ракета. Після проведення атаки з навколоземної орбіти космічний апарат повертатиметься на базу. Після перезарядки та профілактики багаторазовий супутник може бути знову відправлений до космосу.

5.3 Космічна програма Росії та Білорусії

Білорусія та Росія мають намір розробити спільну космічну програму, заявив начальник департаменту оборонної промисловості та військово-технічного співробітництва Постійного комітету Союзної держави Білорусії та Росії Олександр Корсаков.

"Постійним комітетом проведена робота за пропозиціями Федерального космічного агентства Росії та Національної академії наук Білорусії щодо підготовки програми Союзної держави "Розробка базових елементів, технологій, створення та застосування орбітальних та наземних засобів багатофункціональної космічної системи" (Космос - НТ)", - заявив він на прес-конференції у вівторок у Мінську.

О.Корсаков уточнив, що програму передбачається реалізувати у 2008-2011 роках.

За словами А. Корсакова, метою є "розробка передових космічних технологій та створення не мають аналогів експериментальних зразків наземних та орбітальних космічних засобів та елементної бази".

5.4 Використання сонячної енергії Землі

Пентагон виступив із пропозицією створення орбітального угруповання супутників, які могли б збирати сонячну енергію та передавати її на Землю.

Про це йдеться в новій 75-сторінковій доповіді американського військового відомства.

Незважаючи на те, що проект оцінюється щонайменше у десять мільярдів доларів, американські військові вважають, що електроенергія з космосу зможе знизити витрати військового відомства.

В даний час електроенергія, наприклад в Іраку та Афганістані, видобувається за допомогою генераторів, що працюють на нафтопродуктах. Виходить, що США доводиться транспортувати нафту до своєї країни, переробляти її, а потім відправляти готові продукти знову за океан.

Таким чином, кожен кіловат електроенергії, вироблений генератором на військовій базі, обходиться не в 5-10 центів, як це було б у США, а приблизно в один долар, зазначається у доповіді.

При цьому Пентагон не хоче займатися розробкою свого ж проекту, а хоче покластися на комерційних постачальників нового типу електроенергії, які можуть з'явитися вже в найближчому майбутньому.

Відповідно до доповіді пропонується розмістити у космосі угруповання супутників з легкими дзеркалами завдовжки кілька кілометрів. Ці дзеркала фокусуватиме сонячне світло на панелі сонячних батарей для вироблення електроенергії. Отримана електрика перетворюватиметься на мікрохвилі, які могли б передаватися через атмосферу Землі на частоті від 2,45 гігагерц до 5,8 гігагерц.

На Землі мікрохвилі, інтенсивність яких становитиме одну шосту від інтенсивності сонячного світла опівдні, захоплюватимуться антенами. Спеціальні системи будуть конвертувати мікрохвилі назад в електрику для поширення звичайної мережі.

Така концепція не нова – аналогічні ідеї виникали ще в 70-х роках, проте тоді не було ні технології, за допомогою якої це можна втілити у життя, ні фінансових можливостей.

У доповіді зазначається, що протягом кількох років будуть розвинені технології, яких поки що немає, а перша електроенергія з космосу може бути передана вже у 2012-2013 роках із супутників на навколоземній орбіті. На геосинхронну орбіту супутники планується перевести до 2017 року.

У рамках здійснення нового проекту може бути проведено кілька експериментів. Перший - щодо передачі електроенергії на відстані без проводів між двома наземними пунктами. Потім потрібно буде повторити той самий експеримент, але спробувавши передати електроенергію на наземну базу з МКС.

На нову доповідь моментально відреагували американські науково-дослідні організації, 13 із яких організували "Альянс космічної сонячної енергії майбутнього".

"Незважаючи на те, що технічні питання все ще залишаються на порядку денному, значні інвестиції зараз можуть перетворити космічну енергію сонця на найважливіше джерело електроенергії: екологічно чистої, відновлюваної та здатної забезпечити величезну кількість енергії, так необхідної усьому світу. Конгрес, федеральні агенції та ділове співтовариство має негайно розпочати інвестування", - заявив у письмовому зверненні віце-президент Національної космічної спільноти США Марк Хопкінс.

На думку директора Національного офісу з космічної безпеки Пентагону Джозефа Ружа, технологічні питання, пов'язані з проектом, зараз вирішуються дуже швидко, а фінансові можливості бізнесу збільшуються з кожним роком.

"Бракує лише відповідного поштовху, який би простимулював зацікавлені сторони у здійсненні проекту", - зазначає Руж у вступному слові до доповіді.

Експерти побоюються, що витрати на створення нової системи можуть зробити проект важко окупним.

Насамперед потрібно домогтися зниження вартості відправлення вантажів на геосинхронну орбіту, яка нині становить не менше 20 тисяч доларів за кілограм.

Крім цього, основний споживач космічної електроенергії нині - Пентагон - має проаналізувати довгострокові потреби у електроенергії та підтвердити свій намір стати реальним споживачем. Також мають бути внесені зміни до законодавства, що полегшують податковий та кредитний тягар для тих, хто буде зайнятий у новому проекті.

Висновок

Освоєння космосу як стимулювало інтерес до освіти, а й дозволило використовувати чудові технічні засоби - радіомовні і телевізійні супутники для освітніх цілей. Широкі маси населення планети можуть отримати через загальну глобальну систему освіти, побудованої на використанні світових космічних систем зв'язку та телебачення на основі використаних супутників Землі, найбільші знання. Радіо- та телепередачі через супутники дозволять вирішувати проблеми ліквідації неграмотності, підвищувати освітній ценз дітей та дорослих тощо. Таким чином, космос та освіта виявилися елементами двоєдиного процесу: без глибоких знань неможливе підкорення космосу, останнє ж у свою чергу, дає ефективний засіб для всебічного вдосконалення та розвитку освіти.

Космонавтика потрібна науці – вона грандіозний та могутній інструмент вивчення Всесвіту, Землі, самої людини. З кожним днем ​​дедалі більше розширюється сфера прикладного використання космонавтики. Служба погоди, навігація, порятунок людей та порятунок лісів, всесвітнє телебачення, всеосяжний зв'язок, надчисті ліки та напівпровідники з орбіти, найпередовіша технологія – це вже і сьогоднішній день, і дуже близький завтрашній день космонавтики. А попереду - електростанції в космосі, видалення шкідливих виробництв із поверхні планети, заводи на навколоземній орбіті та Місяці тощо.

На закінчення справедливо буде сказати, що двадцяте століття по праву називають "століттям електрики", "атомним віком", "століття хімії", "століттям біології". Але також справедлива його назва - "космічний вік". Космічне майбутнє людства - запорука його безперервного розвитку на шляху прогресу та процвітання, про яке мріяли і яке створюють ті, хто працював та працює сьогодні в галузі космонавтики та інших галузях народного господарства.

Список використаної літератури

1. "Космічна техніка"/за ред. К. Гетланда, М: Мир, 1986

2. "Космічні методи вивчення біосфери"/відповідей. ред. Л.М. Васильєв, М: Наука, 1990

3. Освоєння космічного простору СРСР (за матеріалами друку) / ответств. ред. Р.З. Сагдєєв, М.: Наука, 1987

4. "Транспортні космічні системи"/С.В. Чекалін, М: Наука, 1990

5. http://www.interfax.ru

Майбутнє сфери космічних технологій обіцяє бути настільки цікавим, що дуже хотілося б вірити в те, що ми зможемо дожити хоча б до початку реалізації тих ідей і місій, про які сьогодні поговоримо.

Деякі представлені тут концепти виглядають як цілком логічний крок розвитку у правильному напрямку, інші ж здаються абсолютно шаленими і навіть самогубними ідеями. Однак і перші, і другі є реальний шанс.

Магнітний космічний поїзд Startram

Проект запропонованої системи космічних запусків Startram, для старту будівництва та реалізації якого знадобиться, за попередніми мірками, близько 20 мільярдів доларів, обіцяє можливість доставки на орбіту вантажів вагою до 300 000 тонн з дуже демократичною ціною 40 доларів за кілограм корисного навантаження. Якщо зважити, що зараз вартість доставки 1 кг корисного навантаження в космос становить у кращому випадку 11 000 доларів, проект виглядає дуже цікавим.

Для реалізації проекту Startram не потрібні ракети, паливо чи іонні двигуни. Натомість тут буде використовуватися технологія магнітного відштовхування. Варто зазначити, що концепт поїзда на магнітній подушці далеко не новий. На Землі вже функціонують склади, які рухаються магнітним полотном зі швидкістю близько 600 кілометрів на годину. Однак на шляху всіх цих маглевів (що використовуються переважно в Японії) є одна серйозна перешкода, яка обмежує їх максимальну швидкість. Для того, щоб такі поїзди змогли розкрити свій повний потенціал і досягати максимально можливої ​​швидкості, нам необхідно позбавитися атмосферного впливу, який уповільнює їх рух.

Проект Startram пропонує вирішення цього питання шляхом будівництва довгого навісного вакуумного тунелю на висоті близько 20 км. На такій висоті опір повітря стає менш вираженим, що дозволить робити космічні запуски на набагато більш високих швидкостях і з меншим опором. Космічні апарати буквально вистрілюватимуться в космос, без необхідності подолання атмосфери. Будівництво такої системи вимагатиме близько 20 років роботи та інвестицій на загальну суму 60 мільярдів доларів.

Ловець астероїдів

Серед любителів наукової фантастики свого часу жарко горіли суперечки про антинауковий спосіб та явно недооцінену складність посадки на астероїд, показану у знаменитому американському фантастичному трилері «Армагеддон». Навіть у NASA якось зазначили, що знайшли б кращий варіант (і реальніший), щоб спробувати врятувати Землю від неминучої загибелі. Більше того, аерокосмічне агентство нещодавно виділило грант на розробку та будівництво «ловця комет та астероїдів». Космічний апарат спеціальним потужним гарпуном чіплятиметься до обраного космічного об'єкта і за рахунок сили своїх двигунів відтягувати ці об'єкти від небезпечної траєкторії зближення із Землею.

Крім того, апарат можна буде використовувати для лову астероїдів з прицілом подальшого видобутку корисних копалин на них. Космічний об'єкт притягуватиметься гарпуном і відводитиметься у потрібне місце, наприклад, на орбіту Марса або Місяця, де розташовуватимуться орбітальні або наземні бази. Після чого до астероїда відправлятимуться групи видобутку.

Сонячний зонд

Як і на Землі, на Сонці теж є свої вітри та шторми. Однак на відміну від земних, сонячні вітри здатні не просто зіпсувати вашу зачіску, вони здатні вас буквально випарувати. На багато питань про Сонце, відповідей на які немає і досі, на думку аерокосмічного агентства NASA, зможе відповісти «Сонячний зонд», який вирушить до нашого світила у 2018 році.

Космічний апарат має наблизитися до Сонця на відстань близько 6 мільйонів кілометрів. Це призведе до того, що зонду доведеться випробувати на собі вплив радіаційної енергії такої потужності, яку не відчував жоден рукотворний космічний апарат. Захиститися від впливу згубної радіації зонду, на думку інженерів та вчених, допоможе карбоно-композитний тепловий екран завтовшки 12 сантиметрів.

Однак NASA не може просто направити зонд одразу до Сонця. Космічному апарату доведеться зробити щонайменше сім орбітальних прольотів навколо Венери. А на це у нього піде близько семи років. Кожен оберт прискорюватиме зонд і підлаштовуватиме траєкторію для правильного курсу. Після останнього обльоту зонд попрямує до орбіти Сонця, на відстань 5,8 мільйона кілометрів від його поверхні. Таким чином, він стане найбільш наближеним до Сонця рукотворним космічним об'єктом. Цьогорічний рекорд належить космічному зонду «Геліос-2», що знаходиться на відстані приблизно 43,5 мільйона кілометрів від Сонця.

Марсіанський форпост

Перспективи майбутніх польотів на Марс і Європу, що відкриваються, грандіозні. У NASA вірять, що якщо їм не завадять жодні світові катаклізми та падіння вбивчих астероїдів, то агенція відправить людину на марсіанську поверхню протягом найближчих двох десятиліть. У NASA навіть уже встигли представити концепт майбутнього марсіанського форпосту, будівництво якого планується розпочати десь наприкінці 2030-х років.

Радіус запланованої дослідницької області складатиме близько 100 кілометрів. Тут розташовуватимуться житлові модулі, наукові комплекси, стоянка марсіанських роверів, а також гірничо-шахтне обладнання для команди з чотирьох осіб. Енергія для комплексу частково видобуватиметься завдяки декільком компактним ядерним ректорам. Крім цього, електрика видобуватимуть сонячні панелі, які, звичайно ж, будуть малоефективними на випадок марсіанських піщаних бур (звідси й потреба у компактних реакторах).

Згодом у цій галузі оселиться безліч наукових команд, яким доведеться самостійно вирощувати їжу, збирати марсіанську воду і навіть створювати на місці ракетне паливо для польотів на Землю. На щастя, безліч корисних та необхідних матеріалів для будівництва марсіанської бази міститься прямо в марсіанському ґрунті, тому везти деякі речі для заснування першої марсіанської колонії не доведеться.

Ровер NASA ATHLETE

Ровер ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer), схожий на павука, одного разу займеться колонізацією Місяця. Завдяки своїй особливій підвісці, що складається з шести незалежних ніг, здатних повертатися на всі боки, ровер може пересуватися по грунту будь-якої складності. При цьому наявність коліс дозволяє йому швидше рухатися більш рівною поверхнею.

Цей гексопод може оснащуватися різним науковим та робочим обладнанням і при необхідності легко справляється з роллю пересувного крана. На фото вище, наприклад, на ATHLETE встановлено житловий модуль. Іншими словами, ровер можна ще й використовувати як пересувний будинок. Висота ATHLETE становить близько 4 метрів. При цьому він здатний піднімати та перевозити об'єкти вагою до 400 кілограмів. І це за земної гравітації!

Найважливіша перевага ATHLETE полягає у підвісці, яка наділяє його неймовірною рухливістю та здатністю виконувати складну роботу з доставки важких об'єктів, на відміну від нерухомих посадочних модулів, які використовувалися у минулому та використовуються зараз. Одним із варіантів використання ATHLETE є і 3D-друк. Установка на нього 3D-принтера дозволить використовувати ровер як мобільне друкарське обладнання місячного житла.

3D-надруковані марсіанські будинки

Щоб наблизити момент початку підготовки польоту людини на Марс, NASA організувало архітектурний конкурс, завданням якого є розробка та спонсорування технологій 3D-друку, які дозволять методом тривимірного друку будувати марсіанські будинки.

Єдиною умовою конкурсу було використання матеріалів, які широко доступні для видобутку на Марсі. Переможцями стали дві дизайнерські компанії з Нью-Йорка, Team Space Exploration Architecture та Clouds Architecture Office, що запропонували свій концепт марсіанського будинку ICE HOUSE. Як основа концепт пропонує використання льоду (звідси і назва). Будівництво будівель буде проводитися в крижаних зонах Марса, куди будуть відправлятися посадочні модулі, завантажені безліччю компактних роботів, які збиратиму бруд і лід для спорудження навколо цих модулів.

Стінки споруд будуть виконані із суміші води, гелю та кремнезему. Як тільки матеріал замерзне завдяки низьким температурам на поверхні Марса, вийде дуже підходяще для житла приміщення з подвійними стінами. Перша стінка складатиметься з крижаної суміші і надаватиме додатковий захист від радіації, роль другої стінки виконуватиме сам модуль.

Просунутий коронограф

Глибокому вивченню сонячної корони (зовнішній шар атмосфери зірки, що складається із заряджених частинок) заважає одна обставина. І цією обставиною, хоч би як іронічно це звучало, є саме Сонце. Вирішенням проблеми може бути так званий об'ємний сонячний затемнювач, шар розміром трохи більше тенісного м'яча, виконаний з надтемного сплаву титану. Суть затемнювача полягає в наступному: він встановлюється перед спектрографом, спрямованим на Сонце, і створює тим самим мініатюрне сонячне затемнення, залишаючи тільки сонячну корону.

На даний момент аерокосмічне агентство NASA на своїх космічних апаратах SOHO і STEREO використовує плоскі сонячні затемнювачі, проте плоский дизайн таких пристроїв створює деяку розпливчастість зображення та зайві спотворення. Вирішення цієї проблеми підказав сам космос. Земля, як відомо, має свій власний сонячний затемнювач, що знаходиться приблизно в 400 000 кілометрах від нас. Цим затемнювачем, звичайно ж, є Місяць, завдяки якому ми час від часу стаємо свідками сонячного затемнення.

Об'ємний затемнювач NASA повинен буде відтворювати ефект місячного затемнення, звичайно ж, тільки для космічного апарату, який досліджуватиме Сонце, проте знаходячись на відстані двох метрів від його спектрографа, затемнювач допоможе досліджувати сонячну корону без будь-яких проблем, перешкод та спотворень.

Технології Honeybee Robotics

Невелика західна приватна компанія Honeybee Robotics, що займається розробкою та виробництвом різних космічних технологій, нещодавно отримала від аерокосмічного агентства NASA замовлення на проведення двох нових технологічних розробок для космічної програми Asteroid Redirect System. Основна мета програми полягає у вивченні астероїдів та пошуку способів боротьби з можливими загрозами їх зіткнення із Землею у майбутньому. Крім цього, компанія займається розробкою та інших не менш цікавих речей.

Наприклад, однією з таких розробок є космічна гармата, яка випускатиме по астероїдах спеціальні снаряди та відстрілюватиме шматки від космічного об'єкта. Відстріливши таким чином шматочок астероїда, спеціальний космічний апарат упіймає його своїми роботизованими клешнями і переправить на місячну орбіту, де дослідженням його структури вчені зможуть зайнятися вже докладніше. NASA планує випробувати цей пристрій на одному з трьох астероїдів: Ітокава, Бенну або 2008 EV5.

Другою розробкою є так званий космічний нанобур для збирання зразків ґрунту з астероїдів. Вага бура складає всього 1 кілограм, а за розмірами він трохи більший за середньостатистичний смартфон. Бур буде використовуватись або роботами, або астронавтами. За допомогою нього буде проводитися забір необхідної кількості ґрунту для подальшого аналізу.

Сонячний супутник SPS-ALPHA

SPS-ALPHA є орбітальним космічним апаратом, що працює на сонячній енергії і складається з десятків тисяч тонких дзеркал. Енергія, що накопичується, конвертуватиметься в мікрохвилі і відправлятиметься назад на спеціальні земні станції, де звідти вже передаватиметься на лінії електропередач для харчування цілих міст.

Цей проект є, мабуть, одним із найскладніших у плані реалізації серед представлених у сьогоднішній добірці. По-перше, платформа SPS-ALPHA, що описується, буде за розмірами набагато більшою за Міжнародну космічну станцію. Її будівництво вимагатиме дуже багато часу, цілу армію астронавтів-інженерів та вкладення колосальних засобів. Зважаючи на гігантські розміри, платформу доведеться будувати прямо на орбіті. З іншого боку, елементи платформи будуть вироблятися з відносно дешевих і нескладних з точки зору масового виробництва матеріалів, а значить, проект автоматично переходить з «неможливого» до «дуже складного», що, в свою чергу, відкриває надію на те, що одного разу його реалізацією справді займуться.

Проект "Objective Europa"

Проект «Objective Europa» є найбожевільнішою з будь-яких запропонованих ідей космічних досліджень. Його головною метою є відправка людини на Європу, один з місяців Юпітера, на борту спеціальної субмарини, завдяки якій буде здійснюватися пошук можливого життя в підлідному океані супутника.

Безумства цьому проекту додає ще й той факт, що ця місія в один кінець. Будь-якому астронавту, який вирішить вирушити на Європу, фактично доведеться погодитися пожертвувати своїм життям на благо науки, отримавши при цьому можливість відповісти на найпотаємніше питання сучасної астрономії: чи є в космосі життя, крім земного?

Ідея проекту «Objective Europa» належить Христині фон Бенгстону. Зараз Бенгстон проводить краудсорсингову компанію із залучення коштів у цей проект. Сама субмарина буде оснащена найсучаснішими технологіями. Тут буде і надпотужний бур, і багатовимірні тягові двигуни, і найпотужніші прожектори, і, можливо, пара багатофункціональних роботизованих рук. Підводному човну, як і космічному апарату, який доставить його до Європи, буде потрібний потужний захист від радіації.

Вибір місця посадки гратиме вирішальне значення. Товщина льоду Європи практично по всій її поверхні становить кілька кілометрів, тому апарат найкраще садитиме поряд з розломами та тріщинами, де крижана кірка не така міцна і товста. Проект, звичайно, викликає дуже багато питань, у тому числі морального характеру.

МКС — місце, де проводяться експерименти та наукові дослідження

Багато хто з нас замислюється, навіщо країни вкладають сотні мільйонів і мільярдів у дослідження космосу та фундаментальних засад Всесвіту? Вигода не очевидна, ось ми і спробуємо розповісти, яку користь приносять нові космічні технології.

Усім нам знайома технологія GPS. Яка напевно не раз рятувала водіїв, що заблукали, в нетрях кам'яних джунглів. Це найочевидніший приклад космічних технологій у повсякденному житті. Майже один смартфон вже не випускається без GPS/Глонасс.

Ви будете здивовані, але настільки банальна річ, як липучка і блискавка, теж з'явилися і були затребувані спочатку в космосі, а потім уже перекочували в наше повсякденне життя.

Кожен, хто займається приготуванням їжі не з чуток знає про тефлон, який є антипригарним покриттям. Спочатку він був винайдений як теплоізоляційний матеріал для космічних кораблів, а вже після цього перекочував до нас на кухню.

Сучасні фотоапарати використовують так звану ПЗЗ-матрицю, горезвісні Мегапікселі у всіх на слуху. Але мало хто знає, що ці мікросхеми із світлочутливих фотодіодів із кремнію були створені при розробці нових електронних телескопів та вдосконаленні астрономічних спостережень, оскільки навіть найкраща плівка не може дати й половини переваг цифрових камер.

Сучасний широкосмуговий інтернет та супутникове телебачення, це пряме використання космічних технологій буквально у кожному будинку.

Супутниковий зв'язок дозволяє поєднувати далекі регіони, де немає можливості поставити базові станції стільникових операторів.
Космічні технології проникли у всі галузі життя.

Навіть у стоматології використовуються передові матеріали, створені космічною промисловістю.

Коронки з оксиду цирконію, передовий напрямок у протезуванні зубів, використовує матеріал, що застосовується для виготовлення теплоізоляційної обшивки кораблів.

Тому дослідження космосу це один із найперспективніших напрямів, що дозволяє на основі фундаментальних вишукувань впроваджувати в життя кожного з нас фантастичні технології.

Науковий прогрес останніх років дозволив людині значно розширити розуміння про Всесвіт, але в його глибинах, як і раніше, залишається безліч незвіданого. Масштабне освоєння космосу стримує дорожнеча та низька ефективність космічних апаратів. Аерокосмічні агенції та компанії всього світу розробляють нові космічні технології, які покликані вирішити цю проблему та уможливити міжпланетні подорожі та продовження пошуків неземних форм життя.

Ліфт у космос

Компанія Obayashi Corporation з Японії в 2012 році заявила про свою роботу над створенням ліфта в космос, яка має закінчитися до 2050 р. Для цього планується будівництво космодрому на Землі, який буде пов'язаний із розміщеною на висоті 35500 км від земної поверхні космічною станцією. Там розташовуватимуться житлові приміщення та космічні лабораторії. Об'єкти будуть з'єднані за допомогою кабелю з вуглецевих нанотрубок та генетично модифікованого павукового шовку. Нові технології дозволять ліфту досягати швидкості 201 км/год та вміщувати до 30 пасажирів. Запланована тривалість підйому становить близько 8 днів.

Skylon

Розробка англійської компанії Reaction Engines Limited – космічний літак Skylon – здійснюватиме зліт та посадку на звичайній злітно-посадковій смузі та може використовуватися як літак, а у верхніх шарах атмосфери після досягнення надзвукової швидкості переходити в режим ракети для виходу на навколоземну орбіту. Це стає можливим завдяки спеціально розробленому повітряно-реактивному двигуну Sabre, який працює за новітньою технологією попереднього охолодження кисню із забортового повітря або власних баків. Очікується, що Skylon дозволить у 15-20 разів зменшити вартість «космічної» доставки вантажів обсягом 12-15 т на орбіту Землі.

Численне сміття, що обертається в космосі неподалік Землі, періодично знищує або пошкоджує інші важливі об'єкти. А його кількість, що постійно збільшується, змушує вчених розробляти нові технології з його ліквідації. Фахівці інституту EPFL (Швейцарія) представили для цього космічний апарат CleanSpace розміром 30х30х10 см, розрахований на одноразове використання. Його першою метою має стати швейцарський супутник Swisscube, випущений на орбіту в 2009 р. Апарат-прибиральник захопить свою мету та переміститься з нею у верхні шари атмосфери, де обидва мають згоріти. Вартість проекту CleanSpace оцінюється в $11 000 000, а за успішного виконання місії планується налагодити його серійне виробництво, щоб підтримувати чистоту в навколоземному просторі.

James Webb Space Telescope

У 2017 р. космічне агентство NASA отримало високотехнологічний космічний телескоп, який має допомогти вченим у пошуках проявів життя у безкрайніх просторах Всесвіту. Апарат вартістю 8,8 млрд. дол., створений за новими технологіями, дозволить досліджувати в космосі безліч найбільш віддалених планет, обчислювати їх розміри та заміряти вміст у атмосфері води, вуглекислого газу та інших речовин. Головна відмінна риса телескопа James Webb – дальність дії. він здатний сканувати простір на позначці 300 млн. років після Великого вибуху, коли почалося зародження видимого світла.

Вченим із КНДР вдалося створити унікальний екземпляр двигуна, який працює, порушуючи закони збереження імпульсу. Зовні він виглядає як відро, встановлене на бік, працює за рахунок перетворення мікрохвиль в тягу, а живиться від сонячної енергії. Принцип його роботи суперечить усім відомим законам фізики, тому деякі фахівці схильні вважати, що експериментальний зразок побудований з помилкою і реальні зразки не працюватимуть. Але якщо все розраховане правильно, то використання нової технології EmDrive дозволить запускати апарати для освоєння глибокого космосу без рідкого палива та розганяти їх до неймовірних швидкостей. Наприклад, вони зможуть досягати меж Сонячної системи протягом 1 року, а не кількох десятиліть.

Космічний апарат, який не перевищує розмірів легкового автомобіля, розроблений фахівцями NASA для дослідження атмосфери Сонця. Після 7-річної розкрутки навколо Венери Parker Solar Probe попрямує до Сонця, щоб наблизитися до його поверхні на відстань близько 6 000 000 км. До цього до головної Зірки вдавалося наблизитись лише на 43 000 000 км за допомогою апарату Геліос 2.

Початок місії запланований на 2018 р., а її тривалість розрахована на 3 роки, протягом яких зонд він пройде поблизу Сонця 24 рази і зможе наблизитися до нього на відстань у 10 разів ближче, ніж орбіта Меркурія. Для захисту від екстремальних температур (до 2500 ° С) він обладнаний спеціальним щитом із композитного вуглецю товщиною 12 см.

«Вінохід»

Фахівці лабораторії NASA працюють над новими технологіями вивчення Венери. Основна проблема полягає в тому, що її навколишнє середовище досить агресивне: атмосфера нагрівається до 462 ° С і в 90 разів перевищує щільність земної атмосфери, тому тут формується тиск, який не в змозі витримати навіть найміцніший корпус атомного човна. У зв'язку з цим потрібно створити космічний апарат із мінімальною кількістю електроніки, інакше вона дуже швидко вийде з ладу.

Новий проект під назвою AREE (Automaton Rover for Extreme Environments) є планетохідом, який буде оснащений вітряним двигуном і сонячними панелями для роботи. Вся інформація збиратиметься за допомогою механічних комп'ютерів та транслюватиметься на орбітальну станцію з використанням азбуки Морзе.

Вчені NASA працюють над розробкою близькомісячної орбітальної лабораторії, запуск якої планується на початок 2020-х р. Нова Deep Space Gateway покликана замінити МКС, після того, як до 2024 р. закінчиться термін служби останньої. Серед головних завдань проекту відзначається випробування нових технологій освоєння далекого космосу та підготовки до далеких міжпланетних перельотів, зокрема до подорожі на Марс.

Розташування станції на навколомісячній орбіті дозволить отримати унікальне середовище для вивчення космосу та його впливу на людину. Deep Spce Gateaway планується оснастити радіообсерваторією, що підходить для аналізу випромінювання епохи "Темних століть" (відповідає часу 380 000 - 550 000 років після Великого вибуху).

Технологія SpiderFab

Компанія Tethers Unlimited працює над створенням новітньої технології об'ємного друку SpiderFab, яка дозволить друкувати та збирати космічні кораблі прямо у космосі.

Проектом передбачена розробка павукоподібних роботів в умовах невагомості створюватимуть на 3D принтерах з полімерних та інших матеріалів окремі деталі та згодом збиратиме з них космічні апарати. В результаті їх не доведеться запускати із Землі, що значно скоротити вартість кораблів і з'явиться можливість збирати конструкції набагато більших розмірів, ніж це дозволяють сучасні технології.

Лазерний зв'язок

Для успішного освоєння космосу важливе значення має зв'язок, але більшість сучасних передавачів споживає передачі надто велику кількість енергії, що особливо критично під час тривалих космічних подорожей. Допомогти в цьому питанні може використовувати нові технології передачі даних за допомогою лазера, завдяки якій швидкість передачі в порівнянні з радіопередавателями збільшиться в 10-100 разів.

Як експеримент агентство NASA запустило у вересні 2017 р. лазерну систему передачі даних LLCD на супутнику LADEE, який займається дослідженням місячної атмосфери. Система показала рекордні показники: лазерний промінь передавав дані Землю зі швидкістю 622 Мб/с, а назад – зі швидкістю 20 Мб/с.

Почувши словосполучення «космічні технології», більшість жителів Землі, швидше за все, уявять собі ракету, що злітає, можливо, Міжнародну космічну станцію або, на крайній край, фантастичний космічний корабель, що неспішно пливе в кадрі через порожнечу космосу. Так уже повелося, що більшість наших асоціацій із цією галуззю ми отримали з художнього кінематографу чи книжок. Ті, хто цікавиться космонавтикою, знають, що завдяки реальним «космічним технологіям» люди можуть дістатися орбіти високо над Землею або навіть запустити станцію до сусідньої планети.

Хтось, можливо, згадає про GPS, супутникове телебачення та інтернет або навіть про метеорологію, а інший просто запитає себе: навіщо все це потрібно, адже космос так далеко? На щастя, реальність цікавіша: космос набагато ближчий до нас, ніж ви думаєте. Спадщина космонавтики подарувала нам сотні невеликих речей, які щодня оточують нас у побуті та спрощують наші життя. Сьогодні ми розповімо про кілька із них.

Міжконтинентальні ракети та ваш автомобіль

У 1953 році Норман Ларсен, засновник Rocket Chemical Company, виконував замовлення аерокосмічного підрядника США компанії Convair і розробляв нову водовідштовхувальну речовину. Популярна корпоративна легенда каже, що тридцять дев'ять спроб були невдалими, але сорокова дала необхідний результат, на честь чого нову диво-формулу так і назвали WD-40 («Водовипромінювач-40»).

Convair використовували нове мастило для захисту надтонких стінок паливних баків та електроніки ракет Atlas під час перевезення та зберігання. Міжконтинентальні балістичні ракети Atlas, звичайно, розроблялися як грізна зброя і навіть стояли на бойовому чергуванні під час Карибської кризи, але поступово списувалися військовими, коли їхнє місце займали досконаліші знаряддя знищення. Замінювані на ракети Titan і Minuteman, вони передавалися NASA для цілком наукових, а рамках програми Mercury в 1962 року забезпечили перший американський орбітальний політ астронавта Джона Гленна.

Ліворуч - запуск міжконтинентальної балістичної ракети Atlas B. Справа - Atlas D з кораблем Mercury Friendship 7 і Джоном Гленном на борту. Фото: USAF\NASA.

Джон Глен на орбіті. Фото: NASA

Політ космічного корабля Mercury у виставі художника

Формула водовідштовхувального мастила Нормана Ларсена виявилася настільки вдалою, що конструктори Convair використовували її й у власних цілях, обробляючи запчастини особистих автомобілів. Усвідомивши потенційний комерційний успіх, у 1958 році Rocket Chemical Company починають продажі нової речовини у локальних магазинах у Сан Дієго. А в 1969-му компанія перейменовується, взявши назву найважливішої на той момент пропозиції у своєму портфелі - WD-40. Сьогодні диво-мастило продається в більш ніж половині країн світу і знайоме, мабуть, майже кожному автомобілісту (і просто міцному господарникові). А в спектрі можливих способів її використання та рекомендацій щодо застосування вже неможливо відрізнити міф від реальності: від очищення деталей, що заржавіли, до видалення собачих екскрементів або навіть виведення жуйки з волосся.

Вінтажна упаковка WD-40 та сучасна

Міжпланетні станції та цифрова фотографія

У 1992 році Деніел Голдін, призначений на місце адміністратора NASA (до речі, прослужив на цій посаді за трьох президентів США), описав новий принцип роботи агентства через три простих слова: "Швидше, краще, дешевше".Цей принцип поставив перед інженерами місій конкретні завдання (наприклад, мініатюризація цифрових камер з CCD-матрицею, які у міжпланетних місіях, без втрати наукової цінності одержуваних знімків).

В результаті інженер лабораторії реактивного руху NASA Ерік Фоссум представив CMOS Active-Pixel Sensors. Саме по собі використання метал-оксидних напівпровідників до дев'яностих років XX століття не було чимось новим, як і теоретична можливість використовувати їхню світлочутливість разом з APS, але практична реалізація Голдіна здійснила переворот на ринку цифрової фотографії. Нові сенсори потенційно були дешевшими у виробництві, менш енерговитратними і давали більші можливості в мініатюризації камери та роботі із зображенням.

Перший 10-мегапіксельний CMOS-сенсор Aptina Imaging для компактних цифрових камер. Aptina – правовласник технологій Photobit. Зображення: Aptina Imaging

Фоссум зрозумів, що його технологія буде затребувана і Землі. 1995-го він заснував компанію Photobit і запатентував нову технологію. Надалі історія компанії Photobit - це історія поглинань і перейменувань, а в результаті в 2017-му CMOS-матриці використовуються майже повсюдно - починаючи від мобільних телефонів і закінчуючи камерами автомобілів і медичних приладів. Бажаєте зробити «селфі»? Ви просто космос!

CMOS-сенсори використовуються в камерах ваших смартфонів.

…у ваших дзеркалках…

…автомобільних камерах заднього виду…

…і навіть медичних камерах та ендоскопах - і взагалі скрізь, де важливі невеликий розмір та енергоспоживання

До речі, використання слова «піксель» уперше було зафіксовано у 1965 році у роботі інженера лабораторії реактивного руху Фредеріка Біллінгслі. Він використав це слово для опису мінімальних елементів зображень, які отримують від станцій, відправлених до Місяця та Марса.

Марсіанські бульбашки у земному пиві

Складно уявити щось земніше, ніж келих пива наприкінці важкого дня. До речі, це задоволення недоступне космонавтам на орбіті, але, можливо, це справедлива ціна за найкращий у відомому всесвіті вид із вікна на нашу планету. Роберт Зубрін - не астронавт, але американський інженер, засновник «Марсіанського товариства» і, мабуть, один із найяскравіших прихильників негайної колонізації землянами сусідніх світів.

Довгий час він працював над концептами планів доставки людей на Марс та інструментами, які дозволять майбутнім поселенцям отримувати частину необхідних ресурсів прямо з атмосфери Червоної планети: кисень або паливо для ракетних двигунів та роверів. Деякі з розроблених його командою технологій знайшли застосування на Землі – наприклад, у видобуванні нафти та природного газу. Але й Зубрину не чуже все земне – із «приземленої» технології народилася ще більш «приземлена».

Майбутнім колоністам Марса доведеться використати ресурси планети для розвитку колонії. Зображення: NASA

При виробництві пива вуглекислий газ утворюється природним чином, але більша частина його розсіюється в повітрі ще в процесі приготування. Великі виробники можуть дозволити собі установку досить дорогих систем, що затримують CO2 для подальшого повторного збагачення. Невеликі пивоварні закуповують додатковий обсяг у сторонніх постачальників, що збільшує собівартість кінцевого продукту. Несподівано на допомогу приходять технології, що розробляються для майбутніх колоністів Марса! Компанія Зубрина Pioneer Energy представляє досить незвичайний для своєї діяльності продукт - систему збагачення вуглекислим газом для крафтових пивоварень. Компактний комплекс затримує вироблений при приготуванні CO 2 і, за підрахунками виробника, може зберігати близько 5 тонн вуглекислого газу на місяць та заощадити до $15 тис. на рік для невеликої пивоварні.

CO 2 Craft Brewery Recovery System. Фото: Pioneer Energy

У 2015 році Pioneer Energy отримали десятки замовлень на нову систему. За оцінками, потенційний ринок - близько 20 тис. крафтових пивоварень по всьому світу. Чи зустрінете ви бульбашки, отримані за допомогою навколокосмічних технологій у Білорусі, науці навряд чи відомо. Але як це зазвичай буває, там, де є новий підхід, що здешевлює ваше виробництво, досить швидко з'являються інші можливості його застосування та аналоги, які «не поступаються оригіналу».

Одяг та космічні аксесуари

Популярна інтернет-легенда свідчить, що завдяки космонавтиці з'явилися застібки-блискавки, липучки, спортивні кросівки і навіть тефлон. Насправді ні. Сучасні застібки-блискавки були запатентовані ще 1913 року, а липучки - 1955-го, хоча останні справді спочатку використовувалися як елементи одягу для астронавтів, аквалангістів та гірськолижників. Спортивне взуття, звичайно, теж не винахід космічної ери, але підошва, що амортизує, як елемент сучасних кросівок з'явилася в побуті землян також завдяки черевикам астронавтів місій «Аполлон». Проте галузь зробила потужний внесок у матеріали, які використовуються у спецодязі та навіть у побуті звичайних людей.