Fakte interesante dhe këshilla të dobishme. Metalet për teknologjinë hapësinore

Në një muaj, do të bëhet saktësisht gjysmë shekulli nga lëshimi i parë i raketës R-7, i cili u zhvillua më 15 maj 1957. Kjo raketë, e cila ende bart të gjithë kozmonautët tanë, është një triumf i pakushtëzuar i idesë së projektimit mbi materialin ndërtimor. Është interesante se pikërisht 30 vjet pas lëshimit të saj, më 15 maj 1987, u bë lëshimi i parë i raketës Energia, e cila, përkundrazi, përdori shumë materiale ekzotike të padisponueshme 30 vjet më parë.

Kur Stalini i vuri Korolev detyrën e kopjimit të V-2, shumë nga materialet e tij ishin të reja për industrinë e atëhershme sovjetike, por deri në vitin 1955 problemet që mund të pengonin projektuesit të zbatonin idetë ishin zhdukur tashmë. Për më tepër, materialet e përdorura për krijimin e raketës R-7 nuk ishin të reja as në 1955 - në fund të fundit, ishte e nevojshme të merreshin parasysh kostot e kohës dhe parave gjatë prodhimit masiv të raketës. Prandaj, baza për hartimin e saj ishte e zotëruar prej kohësh lidhjet e aluminit.

Më parë, ishte në modë të quhej alumini "metal me krahë", duke theksuar se nëse një strukturë nuk lëviz në tokë ose në shina, por fluturon, atëherë ajo duhet të jetë prej alumini. Në fakt, ka shumë metale me krahë dhe ky përkufizim ka kohë që ka dalë nga moda. Nuk ka dyshim se alumini është i mirë, mjaft i lirë, lidhjet e tij janë relativisht të forta, është i lehtë për t'u përpunuar, etj. Por nuk mund të ndërtoni një aeroplan vetëm nga alumini. Dhe në një avion pistoni, druri doli të ishte mjaft i përshtatshëm (madje edhe raketa R-7 ka ndarje kompensatë në ndarjen e instrumenteve!). Duke trashëguar aluminin nga aviacioni, teknologjia e raketave filloi të përdorë këtë metal. Por ishte këtu që u zbulua ngushtësia e aftësive të tij.

Alumini

"Metal me krahë", i preferuari i projektuesve të avionëve. Alumini i pastër është tre herë më i lehtë se çeliku, shumë duktil, por jo shumë i fortë.

Për ta bërë atë një material të mirë strukturor, prej tij duhet të bëhen lidhje. Historikisht, i pari ishte duralumin (duralumin, duralumin, siç e quajmë më shpesh) - ky emër iu dha aliazhit nga kompania gjermane që e propozoi për herë të parë në 1909 (nga emri i qytetit të Durenit). Kjo aliazh, përveç aluminit, përmban sasi të vogla bakri dhe mangani, të cilat rrisin në mënyrë dramatike forcën dhe ngurtësinë e tij. Por duralumin ka edhe disavantazhe: nuk mund të saldohet dhe është e vështirë të stampohet (kërkon trajtim termik). Ajo fiton forcë të plotë me kalimin e kohës, ky proces quhet "plakje", dhe pas trajtimit termik, aliazhi duhet të plaket përsëri. Prandaj, pjesët e bëra prej tij janë të lidhura me thumba dhe bulona.

Në një raketë, ajo është e përshtatshme vetëm për ndarje "të thata" - modeli me thumba nuk garanton ngushtësi nën presion. Lidhjet që përmbajnë magnez (zakonisht jo më shumë se 6%) mund të deformohen dhe saldohen. Ato janë më të bollshmet në raketën R-7 (në veçanti, të gjitha tanket janë bërë prej tyre).

Inxhinierët amerikanë kishin në dispozicion lidhje më të forta alumini që përmbanin deri në një duzinë përbërës të ndryshëm. Por para së gjithash, lidhjet tona ishin inferiore ndaj atyre të huaja për sa i përket gamës së vetive. Është e qartë se mostrat e ndryshme mund të ndryshojnë pak në përbërje, dhe kjo çon në dallime në vetitë mekanike. Në një dizajn, shpesh duhet të mbështetemi jo në forcën mesatare, por në forcën minimale ose të garantuar, e cila në lidhjet tona mund të jetë dukshëm më e ulët se mesatarja.

Në çerekun e fundit të shekullit të 20-të, përparimi në metalurgji çoi në shfaqjen e lidhjeve alumini-litium. Nëse më parë aditivët e aluminit synonin vetëm rritjen e forcës, atëherë litiumi bëri të mundur që aliazhi të bëhej dukshëm më i lehtë. Rezervuari i hidrogjenit i raketës Energia ishte bërë nga një aliazh alumini-litium, dhe tanket e Shuttle tani janë bërë prej tij.

Së fundi, materiali më ekzotik me bazë alumini është kompoziti bora-alumini, ku alumini luan të njëjtin rol si rrëshirë epoxy në tekstil me fije qelqi: mban së bashku fijet e borit me forcë të lartë. Ky material sapo ka filluar të futet në astronautikën vendase - prej tij është bërë dërrasa midis rezervuarëve të modifikimit më të fundit të fazës së sipërme DM-SL të përfshirë në projektin e nisjes së detit. Zgjedhja e stilistit është bërë shumë më e pasur gjatë 50 viteve të fundit. Megjithatë, si atëherë ashtu edhe tani, alumini është metali nr. 1 në një raketë. Por, sigurisht, ka një sërë metalesh të tjera pa të cilat një raketë nuk mund të fluturojë.

Metali më në modë i epokës së hapësirës. Në kundërshtim me besimin popullor, titani nuk përdoret shumë gjerësisht në raketa - lidhjet e titanit përdoren kryesisht për të bërë cilindra gazi shtypje e lartë(sidomos për heliumin). Lidhjet e titanit bëhen më të forta kur vendosen në rezervuarë me oksigjen të lëngshëm ose hidrogjen të lëngshëm, duke rezultuar në peshë më të lehtë. Në anijen kozmike TKS, e cila, megjithatë, nuk fluturoi kurrë me astronautë, lëvizja e mekanizmave të ankorimit ishte pneumatike për të u ruajt në disa balona titani prej 36 litrash me një presion pune prej 330 atmosferash. Çdo cilindër i tillë peshonte 19 kilogramë. Kjo është pothuajse pesë herë më e lehtë se një kuti standarde saldimi me të njëjtin kapacitet, por e projektuar për gjysmën e presionit!

Hekuri

Një element i domosdoshëm i çdo strukture inxhinierike. Hekuri, në formën e një shumëllojshmërie çeliku inox me rezistencë të lartë, është metali i dytë më i përdorur në raketa. Kudo që ngarkesa nuk shpërndahet në një strukturë të madhe, por është e përqendruar në një pikë ose disa pika, çeliku fiton mbi aluminin. Çeliku është më i ngurtë - një strukturë prej çeliku, dimensionet e së cilës nuk duhet të "notojnë" nën ngarkesë, është pothuajse gjithmonë më kompakte dhe ndonjëherë edhe më e lehtë se alumini. Çeliku toleron dridhjet shumë më mirë, është më tolerant ndaj nxehtësisë, çeliku është më i lirë, me përjashtim të varieteteve më ekzotike, çeliku, në fund të fundit, nevojitet për strukturën e lëshimit, pa të cilin një raketë - mirë, e dini ...

Por tanket e raketave mund të bëhen edhe prej çeliku. E mrekullueshme? Po. Sidoqoftë, raketa e parë ndërkontinentale amerikane Atlas përdori tanke të bëra me mure të hollë prej çeliku inox. Në mënyrë që një raketë çeliku të ishte më e mirë se ajo e aluminit, shumë gjëra duheshin ndryshuar rrënjësisht. Trashësia e murit të rezervuarëve pranë ndarjes së motorit arriti në 1.27 milimetra (1/20 inç), u përdorën ato më të larta fletë të holla, dhe në pjesën e sipërme të rezervuarit të vajgurit trashësia ishte vetëm 0,254 milimetra (0,01 in). Dhe faza e sipërme e hidrogjenit Centaur, e bërë sipas të njëjtit parim, ka një mur të trashë sa një brisk - 0,127 milimetra!

Një mur i tillë i hollë do të shembet edhe nën peshën e vet, kështu që mban formën e tij vetëm për shkak të presionit të brendshëm: që nga momenti i prodhimit, rezervuarët mbyllen, fryhen dhe ruhen me presion të rritur të brendshëm. Gjatë procesit të prodhimit, muret mbështeten nga mbajtës të veçantë nga brenda. Faza më e vështirë e këtij procesi është saldimi i pjesës së poshtme në pjesën cilindrike. Ai duhej të përfundonte në një kalim, si rezultat, disa ekipe saldatorësh, nga dy palë, e bënë atë gjatë gjashtëmbëdhjetë orëve; brigadat ndërronin njëra-tjetrën çdo katër orë. Në këtë rast, një nga dy palët punonte brenda rezervuarit.

Jo një punë e lehtë, me siguri. Por ishte në këtë raketë që amerikani John Glenn doli në orbitë për herë të parë. Dhe pastaj ajo kishte një të bukur dhe Histori e gjate, dhe blloku i Centaurit ende fluturon edhe sot e kësaj dite. V-2, nga rruga, kishte gjithashtu një trup çeliku - çeliku u braktis plotësisht vetëm në raketën R-5, ku trupi i çelikut doli të ishte i panevojshëm për shkak të kokës së ndashme. Cili metal mund të vendoset në vendin e tretë "përsa i përket fuqisë raketore"? Përgjigja mund të duket e qartë. Titanium? Rezulton aspak.

Bakri

Metali kryesor i teknologjisë elektrike dhe termike. Epo, a nuk është e çuditshme? Mjaft e rëndë, jo shumë e fortë, në krahasim me çelikun - e shkrirë, e butë, në krahasim me aluminin - e shtrenjtë, por megjithatë një metal i pazëvendësueshëm.

Gjithçka ka të bëjë me përçueshmërinë termike monstruoze të bakrit - është dhjetë herë më i madh se çeliku i lirë dhe dyzet herë më i madh se çeliku inox i shtrenjtë. Alumini është gjithashtu inferior ndaj bakrit në përçueshmëri termike, dhe në të njëjtën kohë në pikën e shkrirjes. Dhe ne kemi nevojë për këtë përçueshmëri të çmendur termike në zemrën e raketës - në motorin e saj. Muri i brendshëm i motorit të raketës është prej bakri, ai që frenon nxehtësinë tremijë gradë të zemrës së raketës. Për të parandaluar shkrirjen e murit, ai është bërë i përbërë - i jashtmi, çeliku, mban ngarkesa mekanike, dhe ai i brendshëm, bakri, thith nxehtësinë.

Në hendekun e hollë midis mureve ka një rrjedhë karburanti, që shkon nga rezervuari në motor, dhe më pas rezulton se bakri tejkalon çelikun: fakti është se temperaturat e shkrirjes ndryshojnë me një të tretën, por përçueshmëria termike është dhjetëra. të kohëve. Pra, muri i çelikut do të digjet para atij të bakrit. Ngjyra e bukur "bakri" e grykave të motorit R-7 është qartë e dukshme në të gjitha fotografitë dhe raportet televizive në lidhje me raketat që transportohen në vendin e lëshimit.

Në motorët e raketave R-7, muri i brendshëm, "zjarri" është bërë jo prej bakri të pastër, por prej bronzi kromi që përmban vetëm 0,8% krom. Kjo pakëson përçueshmërinë termike, por në të njëjtën kohë rrit maksimumin temperatura e funksionimit(rezistenca ndaj nxehtësisë) dhe ua lehtëson jetën teknologëve - bakri i pastër është shumë viskoz, është i vështirë për t'u përpunuar me prerje, dhe brinjët duhet të bluhen në xhaketën e brendshme, me të cilën është ngjitur me atë të jashtme. Trashësia e murit të mbetur prej bronzi është vetëm një milimetër, brinjët kanë të njëjtën trashësi dhe distanca midis tyre është rreth 4 milimetra.

Sa më i ulët të jetë shtytja e motorit, aq më të këqija janë kushtet e ftohjes - konsumi i karburantit është më i ulët dhe sipërfaqja relative është përkatësisht më e madhe. Prandaj, në motorët me shtytje të ulët të përdorur në anijen kozmike, është e nevojshme të përdoret jo vetëm karburant për ftohje, por edhe një oksidues - acid nitrik ose tetrooksid azoti. Në raste të tilla, muri i bakrit duhet të jetë i veshur me krom në anën ku rrjedh acidi për mbrojtje. Por duhet ta duroni edhe këtë, pasi një motor me mur zjarri bakri është më efikas.

Për të qenë të drejtë, le të themi se ekzistojnë edhe motorë me një mur të brendshëm çeliku, por parametrat e tyre, për fat të keq, janë shumë më keq. Dhe nuk ka të bëjë vetëm me fuqinë ose shtytje, jo, parametri kryesor i përsosmërisë së motorit - impulsi specifik - në këtë rast bëhet më pak me një të katërtën, nëse jo me një të tretën. Për motorët "mesatar" është 220 sekonda, për të mirët - 300 sekonda, dhe për motorët më të mirë "të ftohtë dhe të sofistikuar", ata prej të cilëve janë tre në pjesën e pasme të Shuttle, - 440 sekonda. Vërtetë, motorët me një mur bakri ia detyrojnë këtë jo aq përsosmërisë së dizajnit të tyre sa hidrogjenit të lëngshëm. Është edhe teorikisht e pamundur të bësh një motor vajguri si ky. Sidoqoftë, lidhjet e bakrit bënë të mundur "shtrydhjen" deri në 98% të efikasitetit të tij teorik nga karburanti i raketave.

Argjendi

Një metal i çmuar i njohur për njerëzimin që nga kohërat e lashta. Një metal pa të cilin nuk mund të bësh askund. Ashtu si gozhda që i mungonte farkës në poezinë e famshme, mban gjithçka në vetvete. Është ai që lidh bakrin me çelikun në një motor rakete të lëngët, dhe kjo, ndoshta, është ajo ku manifestohet thelbi i tij mistik. Asnjë nga materialet e tjera të ndërtimit nuk ka të bëjë me misticizmin - gjurmët mistike e kanë ndjekur ekskluzivisht këtë metal për shekuj. Dhe kështu ka qenë gjatë gjithë historisë së përdorimit të tij nga njerëzit, i cili është dukshëm më i gjatë se ai i bakrit apo hekurit. Çfarë mund të themi për aluminin, i cili u zbulua vetëm në shekullin e nëntëmbëdhjetë, dhe u bë relativisht i lirë edhe më vonë - në të njëzetën.

Gjatë gjithë viteve të qytetërimit njerëzor, ky metal i jashtëzakonshëm ka pasur një numër të madh aplikimesh dhe profesionesh të ndryshme. Ai u vlerësua me shumë veti unike, njerëzit e përdorën atë jo vetëm në teknikën e tyre dhe veprimtaria shkencore, por edhe në magji. P.sh. për një kohë të gjatë besohej se "të gjitha llojet e shpirtrave të këqij kanë frikë prej tij".

Disavantazhi kryesor i këtij metali ishte kostoja e tij e lartë, kjo është arsyeja pse ai gjithmonë duhej të përdorej me masë, ose më saktë, me mençuri - siç kërkohet nga aplikacioni tjetër që njerëzit e shqetësuar dolën për të. Herët a vonë, iu gjetën zëvendësues të caktuar, të cilët me kalimin e kohës, me sukses më të madh apo më të vogël, e zëvendësuan atë.

Sot, pothuajse para syve tanë, ajo po zhduket nga një sferë kaq e mrekullueshme e veprimtarisë njerëzore si fotografia, e cila për gati një shekull e gjysmë e ka bërë jetën tonë më piktoreske dhe kronikat më të besueshme. Dhe pesëdhjetë (apo më shumë) vjet më parë ai filloi të humbasë terren në një nga zanatet më të vjetra - monedha. Sigurisht, monedhat nga ky metal prodhohen edhe sot - por ekskluzivisht për argëtimin tonë: ato kanë pushuar prej kohësh të jenë para aktuale dhe janë kthyer në mallra - dhurata dhe koleksione.

Ndoshta, kur fizikanët shpikin teleportimin dhe motorët e raketave nuk janë më të nevojshëm, do të vijë orën e fundit dhe një fushë tjetër të zbatimit të saj. Por deri më tani nuk ka qenë e mundur të gjendet një zëvendësues adekuat për të, dhe ky metal unik mbetet i pakrahasueshëm në shkencën e raketave - si dhe në gjuetinë e vampirëve.

Ju ndoshta keni menduar tashmë se të gjitha sa më sipër vlen për argjendin. Që nga koha e GIRD dhe deri më tani mënyra e vetme për të lidhur pjesë të dhomës së djegies motorët e raketave saldimi mbetet me saldime argjendi në furre me vakum ose në një gaz inert. Përpjekjet për të gjetur lidhës pa argjend për këtë qëllim deri më tani nuk kanë çuar askund. Në zona të caktuara të ngushta, ky problem ndonjëherë mund të zgjidhet - për shembull, frigoriferët tani riparohen duke përdorur saldim bakri-fosfor - por në motorët e raketave të lëngëta nuk ka asnjë zëvendësim për argjendin. Në dhomën e djegies së një motori të madh rakete me lëndë të lëngshme, përmbajtja e tij arrin qindra gram, dhe ndonjëherë arrin një kilogram.

Argjendi quhet një metal i çmuar më tepër jashtë zakonit të vjetër, ka metale që nuk konsiderohen të çmuara, por janë shumë më të shtrenjta se argjendi. Merrni berilium, për shembull. Ky metal është tre herë më i shtrenjtë se argjendi, por përdoret gjithashtu në anije kozmike (megjithëse jo në raketa). Është i njohur kryesisht për aftësinë e tij për të ngadalësuar dhe reflektuar neutronet brenda reaktorët bërthamorë. Filloi të përdoret si material strukturor më vonë.

Sigurisht, është e pamundur të renditen të gjitha metalet që mund të quhen me krenari "krahë" dhe nuk ka nevojë ta bëjmë këtë. Monopoli i metaleve që ekzistonte në fillim të viteve 1950 është thyer prej kohësh nga plastika e përforcuar me qelq dhe fibër karboni. Kostoja e lartë e këtyre materialeve ngadalëson përhapjen e tyre në raketa të disponueshme, por ato po zbatohen shumë më gjerësisht në avionë. Veshjet e fibrave të karbonit që mbulojnë ngarkesën dhe grykat e fibrave të karbonit për motorët e fazës së sipërme tashmë ekzistojnë dhe gradualisht po fillojnë të konkurrojnë pjesë metalike. Por, siç dihet nga historia, njerëzit kanë punuar me metale për afërsisht dhjetë mijë vjet, dhe nuk është aq e lehtë të gjesh një zëvendësues ekuivalent për këto materiale.

Shumë prej nesh as që mendojnë se sa fakte interesante ne nuk dimë për metalet. Sot është një artikull tjetër që do t'ju tregojë për vetitë e pazakonta të metaleve. Para së gjithash, do të donim t'ju tregojmë për një zbulim të mahnitshëm që u bë falë fluturimeve njerëzore në hapësirë.

Kështu që, atmosfera e tokës përmban një sasi të madhe oksigjeni me të cilin metali reagon. Një i ashtuquajtur film oksid formohet në sipërfaqen e metalit. Ky film mbron metalet nga ndikimet e jashtme. Por nëse merrni dy copa metali në hapësirë dhe i vendosni pranë njëra-tjetrës, ato do të ngjiten menjëherë së bashku, duke formuar një copë monolit. Astronautët zakonisht përdorin një mjet të mbuluar shtrese e holle plastikës. Në hapësirë, ju thjesht mund të përdorni metale tashmë të oksiduara të marra nga Toka.

Hekuri në Univers

Në tokën e tokës, metali më i zakonshëm është alumini, por nëse marrim të gjithë planetin në tërësi, hekuri do të marrë drejtimin. Është hekuri që përbën bazën e bërthamës së tokës. Në një shkallë universi, hekuri mban vendin e katërt në popullaritet.

Metali më i shtrenjtë në natyrë është Rodiumi. Kushton afërsisht 175 mijë dollarë për gram. Por metali më i shtrenjtë i marrë në laborator është Kalifornia 252. Një gram i këtij metali do të kushtojë 6.5 milionë dollarë. Natyrisht, reaktorët për prodhimin e një metali të tillë ekzistojnë vetëm në vendet e pasura - SHBA dhe Rusi. Sot në Tokë nuk ka më shumë se 5 gram metal të tillë.

California 252 përdoret gjerësisht në mjekësi për trajtimin e kancerit. Përveç kësaj, kaliforni përdoret në industri për të përcaktuar cilësinë e saldimeve. Californium mund të përdoret gjatë fillimit të reaktorëve, në gjeologji për zbulimin e ujërave nëntokësore.

Me siguri shumë shpejt ata do të fillojnë të përdorin kalifornium në industrinë hapësinore.

Çdo degë e teknologjisë, ndërsa zhvillohet, shtron kërkesa gjithnjë e më të ndryshme dhe të larta për metalet. Por kërkesat më kritike vendosen për metalet për satelitët dhe anije kozmike- ato duhet të kombinojnë vetitë më të mira mekanike, kimike dhe fizike.

Është e vështirë të parashikohet se si do të sillet ky apo ai material në kushtet e hapësirës së jashtme. Dhe njohja e saktë e kësaj është jashtëzakonisht e rëndësishme për projektuesit e anijeve kozmike. Në dritën e arritjeve më të fundit hapësinore të BRSS dhe SHBA, problemet e metalurgjisë hapësinore po bëhen veçanërisht të rëndësishme. Shkencëtarët janë të interesuar për sjelljen e metaleve dhe lidhjeve në kushtet hapësinore dhe janë të shqetësuar me detyrën për të siguruar materiale metalike industria hapësinore. Por kërkesat për materiale për automjetet hapësinore dhe reaktiv janë shumë të ndryshme dhe të larta. Përveç temperaturës (e lartë dhe mbi temperaturat e ulëta) dhe rezistencë ciklike termike, kjo kërkon densitet hermetik në kushtet e vakumit absolut (10-16 atm), rezistencës ndaj dridhjeve, përshpejtimeve të larta (dhjetëra mijëra herë më të mëdha se përshpejtimi i gravitetit), bombardimi i meteorit, ekspozimi i zgjatur ndaj plazmës, rrezatimi, mungesa e peshës, rezistenca ndaj nxehtësisë etj.

Shkencëtarët sovjetikë E. A. Dukhovskoy, V. S. Onishchenko, A. N. Ponomarev, A. A. Silin, V. L. Talrose zbuluan fenomenin e fërkimit ultra të ulët të trupave të ngurtë.

Studiuesit kanë zbuluar se kur një rrymë atomesh të përshpejtuara të heliumit rrezaton sipërfaqen e një trupi polimeri, si p.sh. polietileni, duke u fërkuar në vakum me metal, vërehet një kalim nga fërkimi normal në fërkim jashtëzakonisht të ulët. Në këtë rast, koeficienti i fërkimit është i mijtë. Gjatë eksperimentit, ky efekt vazhdoi në një gamë të gjerë shpejtësish dhe ngarkesash specifike të larta. Përdorimi i këtij fenomeni hap perspektiva të gjera për rritjen e qëndrueshmërisë dhe besueshmërisë së makinerive dhe pajisjeve që operojnë në vakum dhe hapësirën e jashtme.

Gjatë kërkimeve hapësinore, në Hënë u zbuluan depozita të mineraleve të vlefshme - hekuri, mangani, titani dhe xehe të tjera. Kur analizon tokë hënore U zbuluan minerale të reja dhe hekur, të cilët nuk mund të oksidohen as në kushte tokësore. Për fluturimet në hapësirë - ndërtim faqet e nisjes, lëshoni vetë automjetet dhe anijet kozmike - do t'ju duhet shumë metal.

Krijimi i kushteve në Tokë si mungesa e peshës, vakumi i thellë, temperaturat e larta dhe të ulëta dhe rrjedhat e rrezatimit depërtues është shumë e vështirë dhe e shtrenjtë. Me zhvillimin e shoqërisë, lind nevoja për të bartur pjesë të komplekseve teknike në hapësirë, për shembull në orbitat e satelitëve të Tokës.

Pilot-kozmonauti i BRSS-së, Viktor Gorbatko, u tha korrespondentëve: "Kur përdoret termi "prodhim në hapësirë", nuk mund të përdoret peshore tokësore. Kjo është e qartë stacioni orbital drejt Tokës do të paguajë më shumë për kostot.”

Si shembull, V. Gorbatko citon materialet e shkumës. Në Tokë, nën peshën e metalit të shkrirë, gazi lirohet nga shkrirja. Dhe në hapësirë, me gravitet zero, mund të merrni çelik shkumë që është po aq i lehtë sa druri dhe po aq i fortë sa çeliku i zakonshëm. Çeliku i shkumëzuar është shumë i nevojshëm për krijuesit e objekteve hapësinore të ardhshme.

Eksperimenti i "furrës universale", i kryer gjatë fluturimit të përbashkët të Soyuz-it dhe Apollonit, bën të mundur, në një masë të caktuar, vlerësimin e mundësive praktike të krijimit të prodhimit jashtëtokësor. Projektet janë duke u zhvilluar për fabrikat e stacioneve orbitale të montuara në hapësirën e jashtme.

Autori i shumë projekteve dhe ideve të guximshme, Dr. teknologjisë. Profesori i shkencave G.I Pokrovsky beson se është mjaft e mundur të organizohet një "ekonomi e furrës së shpërthimit" relativisht të lirë. Lënda e parë për prodhim do të jetë i gjithë sistemi diellor me meteorët e tij të panumërt dhe asteroidët e vegjël. Energjia për njësitë qiellore do të grumbullohet nga panelet diellore dhe vakuumi i patëmetë i hapësirës do të lejojë përdorimin e teknologjisë më moderne.

Lënda e parë - meteori i kapur - mbahet nga kapësi. Burimi pulsues i dritës i lidhur me bateri diellore, ngacmon gjeneratorin kuantik. Rrezja e këtij lazeri avullon materialin e trupit të meteorit. Plazma me temperaturë të lartë merret me vete fushe elektrike dhe është i përqendruar në formën e një rryme nga një lente magnetike. Në një spektrograf magnetik, rrjedha e plazmës zbërthehet në avionë jonesh të substancave të ndryshme. Pastaj metal i kërkuar- hekuri, kobalti, nikeli - kondensohet, duke formuar një shufër që rritet gradualisht. Skorjet që rezultojnë hidhen jashtë për të lëvizur dhe orientuar njësinë në hapësirë.

Shufrat metalike bluhen, priten dhe hidhen në hapësirë me një shpejtësi të paracaktuar. Qëllimi i tyre është të shërbejnë material për ndërtim kur krijohen stacione orbitale në hapësirën afër Tokës të sistemit tonë diellor. Saldimi i shufrës në kafazin e lirë lundrues do të kryhet nga energjia diellore.

Sigurisht, tani mund të diskutohet për detajet teknologjike të metalurgjisë hapësinore të ardhshme, një gjë është e sigurt - një metalurgji e tillë mund të ekzistojë.

Teknologjitë e mahnitshme dhe, në të vërtetë, të pazakonta kanë zgjeruar arsenalin e aftësive njerëzore. Njëherë e një kohë, pajisjet e para që punonte me energji elektrike:

na e bëri jetën të rehatshme, duke thjeshtuar punën tonë me një sërë pajisjesh automatike,
kishte vetëm një grup bazë funksionalitetin, por dukej se ishin shpikje jashtëzakonisht komplekse,
u bënë risi të kohës së tyre, duke i lejuar njerëzit të përpiqen për shpikje të reja.

Pas pushtimit të hapësirës së pafundme, zhvillimi i teknologjisë arriti plotësisht nivel i ri. Investimet bënë të mundur ndërtimin e stacioneve të para të specializuara në prodhimin e metaleve direkt në sipërfaqen e asteroideve.

Stacionet u kthyen në fabrika të vogla, të ashtuquajtura plotësisht të automatizuara. Ata nuk i përpunuan përbërësit e marrë në fluturim, por i renditën materialet sipas vlerës dhe përshtatshmërisë së tyre për përdorim të mëtejshëm. Ky vendim ishte mjaft i arsyeshëm, sepse përpunimi mund të ishte siguruar nga më shumë teknologji të thjeshta, i përhapur në planet.

Robotika duhej të zhvillohej më shpejt për të vazhduar me shpikjet e tjera hapësinore. Këtu ndihmuan idetë e ndërtuara në pajisjet moderne ekzistuese. Prandaj, robotët u dalluan nga lëvizjet e lëmuara, një ndërfaqe plotësisht e kontrolluar dhe shumë avantazhe të tjera.

Dorëzimi i burimeve në planetin tonë është bërë gjithashtu më i lehtë. Kjo konfirmohet nga ekspeditat e fundit. Rezultati ishte metalet që rezultuan. Shkencëtarët i morën ato të paprekura, praktikisht të padëmtuara, edhe kur nxirrnin mostra të shumicës së metaleve të rëndësishme për zhvillimin e metalurgjisë në përgjithësi.

Asteroidët janë një burim për nxjerrjen e metaleve!

Shkencëtarët po mendojnë seriozisht për krijimin e nxjerrjes së mineraleve. Është më e përshtatshme për ta bërë këtë më afër burimit, domethënë pikërisht në sipërfaqen e asteroideve.

Eksplorimi i asteroideve, me mundësi të mëvonshme për organizim punë efikase sipas prodhimit të tyre - detyra kryesore prodhim modern. Projekte të tilla do të ofrojnë burime të diapazoneve dhe qëllimeve të ndryshme. Ekziston një emër i veçantë - zhvillim industrial, i cili karakterizon vetë procesin e marrjes së përfitimeve nga studimi i objekteve ende të paeksploruara të vendosura në hapësirë.

Jo vetëm asteroidët janë të përshtatshëm për të bërë gjithçka puna e nevojshme për nxjerrjen e metaleve dhe substancave të tjera të ngjashme. Ka fjalë për fjalë miliona objekte hapësinore në afërsi relative me Tokën. Dhe, nëse marrim parasysh rripat e mëdhenj të asteroidëve, furnizimi me substanca në planetin tonë do të zgjasë për disa qindra vjet. Disa trupa kozmikë janë gjithashtu të përshtatshëm për nxjerrjen e metaleve, pa dëmtuar vetë burimet e mineraleve dhe substancave të dobishme.

Metalet e shtrenjta si titani dhe nikeli formohen natyrshëm në zona të favorshme të sipërfaqes së tokës. Hapësira nuk ishte përjashtim, duke u dhënë shkencëtarëve mundësi të reja për punë.

Shpesh, midis shumëllojshmërisë së materialeve që mund të gjenden në shkëmbinjtë asteroidë, gjendet edhe hekuri. Nga njëra anë, ajo mund të gjendet në sasi mjaft të mëdha në planetin tonë.

Por çdo lloj minerali, madje edhe më i zakonshmi në Tokë, përfaqëson bazën për zhvillimin e industrive në nivel sistemi qeveritar. Por burime të tilla nuk zgjasin përgjithmonë, kështu që tani duhet të mendoni për gjetjen e mundësive të reja dhe alternative për nxjerrjen e burimeve. Në këtë drejtim, hapësira është e pakufishme:

për studiuesit që kryejnë mostra shkëmbi për të gjetur zona të pasura me metale.
në drejtim të zotërimit të vetive të pastudiuara më parë të elementeve,
si element ndihmës për prodhim.

Disa shkencëtarë madje kanë sugjeruar përfitimet e studimit të asteroidëve për sa i përket përbërjes së tyre. Argumentohet se asteroidet përmbajnë të gjithë elementët e nevojshëm që mund të kontribuojnë edhe në prodhimin e ujit dhe oksigjenit.

Gjithashtu, përzierjet e substancave të pranishme në shkëmbin e asteroidit janë të ngopura me përbërës nga të cilët mund të nxirret edhe hidrogjeni. Dhe kjo tashmë është një ndihmë serioze, sepse ky komponent është "përbërësi" kryesor i karburantit të raketave.

Por kjo industri është ende një industri e re, e paeksploruar. Krijimi i prodhimit në këtë nivel kërkon:

në investime shtesë,
investime të zgjuara Paratë, drejtpërdrejt në prodhimin e teknologjive të reja,
tërheqjen e ndihmës nga industri të tjera të specializuara në përpunimin e mëtejshëm të metaleve.

Puna e ndërtuar siç duhet, e cila do të vendoset në të gjitha nivelet e mëvonshme të prodhimit, do të zvogëlohet shpenzime shtesë, për shembull, për karburantin për raketa, ose karikimin e robotëve, duke rritur kështu të ardhurat e përgjithshme.

Asteroidët janë një depo e metaleve të rralla!

Politika e çmimeve të projekteve të tilla është thjesht joreale. Një asteroid, qoftë edhe relativisht i vogël, është thjesht një dhuratë nga perëndia për teknologët dhe shkencëtarët modernë. Robotët, në disa raste, madje mund të përcaktojnë se cila shtresë shkëmbi i ndan ata nga gjetja e dëshiruar.

Shumat, dhe në llogaritjet e përafërta, llogariten në triliona. Prandaj, të gjitha kostot me siguri do të justifikohen, dhe disa herë. Fitimi i marrë nga puna e kryer në nxjerrjen e metaleve shpenzohet për përpunimin e mëtejshëm të tyre.

Shumica e elementeve të paraqitura në formë e pastër. Por disa do të kërkojnë pjesëmarrjen e zgjidhjeve dhe përzierjeve ndihmëse që shndërrojnë substancat në gjendjen e dëshiruar. Është e vështirë të besohet, por një metal i tillë i çmuar si ari është i pranishëm në sasi të mjaftueshme për miniera.

Ata nuk e dinë se shumica e arit gjendet në shtresat e sipërme Toka është një lloj gjurmë asteroidësh të rënë dikur. Me kalimin e kohës, planeti dhe kushtet klimatike Toka mbi to ndryshoi dhe u transformua, dhe mbetjet e asteroidëve ishin në gjendje të ruanin metalet e vlefshme që përmbaheshin në to.

Shirat e asteroideve kontribuan në faktin se substancat e rënda, duke përfshirë metalet, iu bindën forcës së gravitetit, duke rënë më afër bërthamës së planetit. Prodhimi i tyre është bërë i vështirë. Në vend të kësaj, shkencëtarët sugjeruan se do të ishte më e mira për të investuar para në punën me asteroide, të ngjashme me minierat në Tokë.

E ardhmja e teknologjisë është në hapësirë!

Evolucioni e ka sjellë njeriun në kulmin e zhvillimit të tij, duke i dhënë atij shumë shpikje të ndryshme. Por tema e hapësirës mbetet ende e pa eksploruar plotësisht. Imagjinoni sa para do të nevojiten për të investuar në mënyrë që të ngrihet puna minerare në sipërfaqen e vetë asteroidit.

Një faktor tjetër që e mbajti këtë projekt teorik për një kohë të gjatë ishte problemi që lindi me dërgimin e një ngarkese metalesh në Tokë. Një procedurë e tillë mund të marrë aq shumë kohë sa që edhe vetë prodhimi do të bëhej i parëndësishëm dhe shumë i shtrenjtë. Por shkencëtarët kanë gjetur një rrugëdalje nga kjo situatë. U mblodhën robotë të specializuar. Me ndihmën e veprimeve mekanike të një personi të lidhur drejtpërdrejt me sistemin e kompanisë, ai mund të drejtojë lëvizjet e tij pa prishur mostra të vlefshme të materialeve tashmë të minuara.

Roboti ka një ndarje në strukturën e tij ku mund të vendosen mostrat e mbledhura. Më pas, ata do të shkojnë në Tokë, ku shkencëtarët do të kryejnë një sërë testesh për të vërtetuar vlerën e këtij asteroidi për përmbajtjen e substancave të dobishme në të.

Një kontroll i tillë paraprak është gjithashtu i nevojshëm për të qenë më i sigurt se puna e prodhimit të metaleve është vërtet e nevojshme. Në fund të fundit, industri të tilla gjithmonë përfshijnë një shumë kolosale parash.

Teknologjitë e së ardhmes nga e kaluara!

Edhe një person larg shkencës e kupton se burimet e planetit tonë nuk janë të pafundme. Dhe thjesht nuk ka askund në Tokë për të kërkuar një alternativë ndaj substancave të dobishme ekzistuese, si dhe fosileve.

Bota moderne, kjo është arsyeja pse ajo zhvillohet në mënyrë spontane, dhe në të njëjtën kohë ruan një ritëm të qetë dhe të matur jeta njerëzore. Çdo eksperiment është një pasqyrim i thelbit të shkencëtarit, veprave të tij të shkëlqyera, eksperimenteve të para të suksesshme.

Por le të kujtojmë se si filloi ethet hapësinore. Gjeneratori i ideve ishte vepra e një shkrimtari shumë të famshëm të trillimeve shkencore në kohën e tij. Më pas dukej si një trillim i thjeshtë, por tani është bërë një realitet krejtësisht i përditshëm, duke tërhequr vëmendjen e shkencëtarëve që kërkojnë të sjellin idetë e tyre teorike në zbatim praktik që i sjell dobi njerëzimit.

Teknologjitë janë të shtrenjta dhe nuk është e lehtë të gjesh investitorë të denjë që janë të gatshëm të rrezikojnë shumë për një rezultat pozitiv. Por projektet e së ardhmes duhet të zhvillohen dhe të vihen në prodhim tani.

Çfarëdo që të thonë shkencëtarët, tashmë ka ardhur koha për nxjerrjen e plotë të metaleve të rralla e të shtrenjta direkt nga hapësira e jashtme.

Inovacioni kërkon:

testet e kohës,
organizimi kompetent i prodhimit,
duke eksploruar mundësitë e industrive të ndërlidhura që mund të bashkëpunojnë në mënyrë reciproke me përfitime.

Pa investime nuk do të ketë kthim as në një nivel minimal, duhet të organizohet vetë procesi i punës dhe vetëm atëherë të merret rezultati që keni shpresuar.

Si u shfaqën asteroidët?

Nëse shkencëtarët mund të përcaktojnë kushte të favorshme, në të cilat formohen asteroidet, atëherë burime të tilla të dobishme mund të krijohen artificialisht duke përdorur laboratorë, ose drejtpërdrejt në pafundësinë e hapësirës. Dihet që asteroidet janë materiali origjinal i mbetur pas tonë sistem diellor ishte i arsimuar. Ato shpërndahen kudo. Disa asteroidë fluturojnë në distanca shumë të afërta me Diellin, të tjerët udhëtojnë në të njëjtat orbita, duke formuar breza të tërë asteroidësh. Midis Jupiterit dhe Marsit, të vendosur relativisht afër tij, ekziston përqendrimi më i madh i asteroidëve.

Ato janë shumë të vlefshme për sa i përket burimeve. Studimi i asteroideve me pikë të ndryshme vizioni, do t'ju lejojë të analizoni strukturën e tyre, do të kontribuojë në:

duke krijuar një bazë për eksplorimin e mëtejshëm të hapësirës,
tërheqjen e investimeve të reja në këtë industri,
zhvillimi i pajisjeve të specializuara që mund të funksionojnë në kushte të ndryshme.

Është shumë më e lehtë për të minuar metale në asteroidë, sepse ato shpërndahen në të gjithë sipërfaqen e objektit hapësinor. Përqendrimi edhe i metaleve më të çmuara dhe më të shtrenjta është i barabartë me atë që është i pranishëm në Tokë vetëm në depozita të pasura. Interesi për punë të tilla, për shkak të kërkesës së tyre, po rritet çdo ditë e më shumë.

Astronautët ishin në gjendje të bënin një përparim të pamundur teknologjik në fushën e aftësive teknologjike. Mostrat e para të marra në sipërfaqen e asteroideve:

dhënë shkencëtarëve ide e pergjithshme në lidhje me strukturën e asteroideve,
ndihmoi që prodhimi i tyre të jetë më i shpejtë,
identifikoi burime të reja për marrjen e metaleve.

Në të ardhmen e afërt, teknologjitë e këtij niveli do të zënë një vend kryesor në prodhim. Nëse imagjinojmë, qoftë edhe thjesht teorikisht, se rezervat e asteroidëve janë të pakufishme, atëherë ata mund të mbështesin ekonominë e të gjithë planetit, duke e lejuar atë të zhvillohet disa herë më shpejt.

Do të duket, për çfarë tjetër duhet të përpiqemi kur njeriu ka pushtuar hapësirën e jashtme? Por në praktikë, jo gjithçka është ende veçoritë e dobishme asteroidët dhe objektet e tjera të pranishme në hapësirë janë studiuar plotësisht. Kjo do të thotë, do të jetë e mundur të krijohet prodhimi pa mbeturina. Çdo element i këtij zinxhiri nuk ekziston pa ndikimin e të mëparshmit në të. Kjo qasje është veçanërisht e rëndësishme kur kemi të bëjmë me metale. Struktura e tyre është mjaft e fortë, por nëse nuk i përmbaheni kushtet e duhura për nxjerrjen dhe shfrytëzimin e tyre, - të vlefshme burim natyror mund të prishet.

Metalet nga hapësira janë një realitet i përditshëm i kohës sonë. Janë planifikuar projekte të reja, baza e të cilave do të jetë prodhimi i ujit dhe oksigjenit – komponentë vitalë për ne.

Sot është Dita Botërore e Aviacionit dhe Hapësirës. Më 12 prill 1961, Yuri Gagarin u bë një pionier hapësinor në anijen kozmike Vostok. Që nga viti 1968, Dita e Kozmonautikës së brendshme ka marrë njohje zyrtare në mbarë botën.

Do të duket, çfarë lidhje ka çeliku me këtë festë? Jemi mësuar ta mendojmë atë si një metal prozaik, të zakonshëm, që nuk lidhet drejtpërdrejt me eksplorimin e hapësirës. Megjithatë, ky është një keqkuptim.

Hekuri, në formën e një shumëllojshmërie çeliku inox me rezistencë të lartë, është metali i dytë më i përdorur në raketa. Kudo që ngarkesa nuk shpërndahet në një strukturë të madhe, por është e përqendruar në një pikë ose disa pika, çeliku fiton mbi aluminin.

Çeliku është më i ngurtë - një strukturë prej çeliku, dimensionet e së cilës nuk duhet të "notojnë" nën ngarkesë, është pothuajse gjithmonë më kompakte dhe ndonjëherë edhe më e lehtë se alumini. Çeliku toleron dridhjet shumë më mirë, është më tolerant ndaj nxehtësisë, çeliku është më i lirë, me përjashtim të varieteteve më ekzotike, çeliku, në fund të fundit, nevojitet për objektin e lëshimit, pa të cilin një raketë - mirë, e dini ...

Por tanket e raketave mund të bëhen edhe prej çeliku. E mrekullueshme? Po. Sidoqoftë, raketa e parë ndërkontinentale amerikane Atlas përdori tanke të bëra prej çeliku inox me mure të hollë. Në mënyrë që një raketë çeliku të ishte më e mirë se ajo e aluminit, shumë gjëra duheshin ndryshuar rrënjësisht. Trashësia e murit të rezervuarëve pranë ndarjes së motorit arriti në 1.27 milimetra (1/20 inç), fletët më të holla u përdorën më lart, dhe në pjesën e sipërme të rezervuarit të vajgurit trashësia ishte vetëm 0.254 milimetra (0.01 inç). Dhe faza e sipërme e hidrogjenit Centaur, e bërë sipas të njëjtit parim, ka një mur të trashë sa një brisk - 0,127 milimetra!

Gjatë procesit të prodhimit, muret mbështeten nga mbajtës të veçantë nga brenda. Faza më e vështirë e këtij procesi është saldimi i pjesës së poshtme në pjesën cilindrike. Ai duhej të përfundonte në një kalim, si rezultat, disa ekipe saldatorësh, nga dy palë, e bënë atë gjatë gjashtëmbëdhjetë orëve; brigadat ndërronin njëra-tjetrën çdo katër orë. Në këtë rast, një nga dy palët punonte brenda rezervuarit.

Jo një punë e lehtë, me siguri. Por ishte në këtë raketë që amerikani John Glenn doli në orbitë për herë të parë. Dhe vazhdoi të kishte një histori të lavdishme dhe të gjatë, dhe njësia Centaur ende fluturon edhe sot e kësaj dite. V-2, nga rruga, kishte gjithashtu një trup çeliku - çeliku u braktis plotësisht vetëm në raketën R-5, ku trupi i çelikut doli të ishte i panevojshëm për shkak të kokës së ndashme.

Lexoni më shumë për metalet "hapësirë" në revistën "Popullar Mechanics"