Изобретения "со звезд": какие космические технологии есть на Земле

Не удивительно, если через 100 лет наше время назовут Второй космической эрой. После полувекового перерыва человечество вновь потянулось к звездам: запускаются марсианская и лунная программы, строятся новые корабли и орбитальные станции. Как и 50 лет назад, мальчишки лежа в кроватях перед сном мечтают о космосе и чувствуют себя космонавтами. 

И не зря. Ведь многие матрасы сделаны из гибкого полиуретана – материала, разработанного для кресел космонавтов. Он снижал нагрузку на людей при взлете и посадке. 

И это не единственное изобретение, которое спустилось к нам со звезд. О других космических технологиях, применяемых на Земле, рассказывает программа "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Неудачный запуск Starship

Илон Маск назвал дату высадки на Марс. По словам миллиардера, это произойдет в 2029 году. Но, судя по всему, прогноз был слишком оптимистичным. 

В феврале 2021-го, за четыре года до планируемой высадки на Красной планете, корабль Starship при посадке разлетелся на части. Запуск звездолета происходил в рамках марсианской программы, которую финансирует NASA, так что вместе с ракетой сгорели и деньги американских налогоплательщиков. А ведь только один этот запуск стоил два миллиона долларов.

"Эти расходы абсолютно бесполезны. Я исправно плачу налоги, и на что они тратят мои деньги? Огромные суммы просто вылетают в трубу. Я не понимаю, какой толк от всех этих полетов, когда людям приходится экономить каждый цент", – возмущается блогер Грэм Стивен. 

Как работает микроволновый поисковик 

За 2022 год NASA потратило больше 23 миллиардов долларов. Многие считают эти расходы бессмысленными, а звезды – слишком далекими. Проблемы есть и на Земле, поэтому космические траты кажутся абсолютно бесполезными. Но так ли это на самом деле?  

Обнаружить девушку под бетонными плитами спасателям помог микроволновый поисковик. Его радар способен найти под завалами даже человека без сознания. Это устройство спасатели использовали во время мощного землетрясения в Непале в 2015 году, когда под грудами бетона оказались тысячи человек. 

"Он посылает маломощный микроволновый сигнал сквозь обломки, отфильтровывает шумы и помехи и ищет изменения в отражениях этих сигналов, вызванных дыханием и сердцебиением человека", – объяснил руководитель проекта по разработке поисковика в лаборатории реактивного движения NASA Джим Люкс. 

Как появился робот-пылесос 

Прибор, который помогает искать людей под завалами, пришел из космоса. Он работает по тому же принципу, что и орбитальный зонд, который отслеживает природные катаклизмы. И это далеко не единственный случай, когда звездные технологии получают широкое применение.

Всем знакомый робот-пылесос тоже появился благодаря космосу. Для лунной миссии "Аполлон" нужен был особенный бур, автономный. Он должен был собирать образцы грунта, но протянуть провода на большое расстояние от космического корабля невозможно. Позже разработку адаптировали для использования в быту и сконструировали портативный беспроводной пылесборник. 

С 1976 года NASA публикует список побочных космических технологий, которые применяют на Земле. Со многими из них люди сталкиваются каждый день.   

"Это удивительно! Сейчас минус 10, на мне только майка и шорты, но я чувствую себя абсолютно комфортно", – говорит участник эксперимента. 

Спасательные одеяла сегодня есть чуть ли не в каждой аптечке. Они компактные, почти ничего не весят и хорошо держат тепло. А ведь изначально их разрабатывали для астронавтов. 

Фильтры для воды на МКС 

Фильтры для воды тоже создали для Международной космической станции. На орбите их применяют, чтобы очищать уже использованную воду. Благодаря многоступенчатой системе очистки космонавты ежегодно экономят до 10 литров воды. 

"Раньше мы получали воду в наполненных мешках, но с 2010 года бортовая система может очищать воду в режиме реального времени. У нас есть фильтры и дистиллятор, который вращается, создавая искусственную гравитацию и перемещая сточные воды. И мы можем получать воду даже из пота и мочи", – поделился подробностями астронавт Японского агентства аэрокосмических исследований Коичи Ваката. 

Устройство для обезвреживания мин 

Запуски ракет стоят огромных денег. Большинству людей эти траты кажутся бесполезными, но многие космические технологии успешно применяют и на Земле. Например, устройство, которое спасает жизни саперам, позволяя обезвреживать мины без детонации. А делают его из твердого топлива, которое остается после запуска кораблей на орбиту. 

"Твердое топливо помещают в сигнальную ракету и подпаливают электронной спичкой. Ракета прожигает дыру в корпусе фугаса и поджигает взрывчатое вещество. За несколько минут оно просто выгорает, без взрыва. Такое устройство работает от батарейки, и его можно использовать в полевых условиях", – рассказал директор проекта по созданию твердотопливных ракетных двигателей Аллан Дж. Макдональд. 

Твердотельные аккумуляторы 

Особые твердотельные аккумуляторы совсем скоро перевернут весь мир компьютерной техники и электроники. Они заменят литий-ионные батареи, которые не работают в вакууме и при низких температурах. 

"Поначалу опыт применения литиевых аккумуляторов на борту был, мягко говоря, не слишком успешным. Мне даже довелось быть свидетелем того, как такие аккумуляторы в ходе эксперимента просто взрывались", – говорит кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. 

Так как литий-ионные аккумуляторы опасны для космонавтов, в NASA придумали твердотельные – они не взрываются при перегреве и в них нет электролитов, которые провоцируют детонацию. 

"Тут использованы элементы из серы и селена. Удельная мощность такого аккумулятора может достигать 500 ватт-часов на килограмм", – отметил инженер Дэйв Борлейс. 

Через 10 лет твердотельные аккумуляторы собираются запустить в широкое производство. С ними телефон перестанет мгновенно садиться на морозе и зависать в жару, а зарядить ноутбук можно будет в считанные минуты.

Сверхбыстрый интернет 

А прибор размером с обувную коробку обеспечит сверхбыстрым интернетом. Он передает информацию с орбиты в 200 раз быстрее, чем могут современные спутниковые системы. Для связи используют лазерный луч. 

"Лазерный луч сфокусирован гораздо сильнее радиочастотного, поэтому можно ускорить передачу данных и получить видео высокой четкости. Мы планируем увеличить скорость системы до двухсот гигабит в секунду и сможем передавать более 200 терабайт данных – а это тысяча фильмов высокой четкости только за один пятиминутный проход над наземной станцией", – пояснил менеджер проекта по разработке лазерной коммуникационной системы Мэтт Абрахамсон. 

Вот только точно попасть лазером на приемник сложно. Вдобавок, информацию искажают и атмосферные помехи. Когда удастся решить эти проблемы, вышки 5G уже покажутся устаревшими. За пару минут можно будет скачивать целые фильмотеки. 

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.