Летающее ведро: как новая разработка поможет покорить космос

Китайские ученые создали космический двигатель, который нарушает все законы физики. Невероятно, но он похож на простое и привычное нам ведро. А в Ленинградской области открыли самый мощный исследовательский реактор – тоже в форме ведра.

Так что же такого особенного в обыкновенном ведре? Почему ученые со всего мира считают усеченный конус идеальной формой? И для чего на Луне собираются строить дома-ведра? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Зачем на Луне будут строить дома-ведра

Лунные или марсианские колонисты будут жить в ведрах, а точнее, в зданиях, похожих на перевернутый усеченный конус. Так считают исследователи Киотского Университета. Согласно проекту, это будут настоящие небоскребы высотой в 50 или 100 этажей, с диаметром крыш около 200 метров. Впрочем, размеры не удивляют – в таких гигантах можно поселить больше людей. Но почему японцы выбрали столь необычную форму?

"Притяжение Марса или Луны намного меньше земного, эту разницу нужно будет компенсировать. Здания будут вращаться вокруг своей оси и за счет центробежной силы создавать искусственную гравитацию. Для этой цели форма ведра или усеченного конуса подходит идеально", – рассказал директор подразделения строительной компании-разработчика лунных домов Кейичиро Ёсида.

Идеальная форма, по версии ученых

Идеальной формой такое привычное нам ведро считают не только японские, но и российские ученые. В 2021 году в Гатчине под Петербургом произошло событие общемирового масштаба. Там запустили цепную реакцию деления урана на реакторе ПИК – эта аббревиатура расшифровывается как пучково-исследовательский комплекс.

И это не просто аппарат со сложным названием: реактор поможет ученым совершить массу открытий в физике, химии и биологии. В ближайшие 10–15 лет подобной установки не появится нигде в мире. И дело не в размерах или мощности. ПИК вырабатывает всего сто мегаватт энергии – этого недостаточно даже, чтобы отопить пятиэтажку. Уникальность российской разработки в другом.  

"Он так же, как и все реакторы, имеет несколько охлаждающих контуров. В данном случае у него три охлаждающих контура. Первый – с легкой водой, то есть, привычной нам H2O. Второй контур у него с тяжелой водой. Что особенного у него? То, что третий контур выводит избыточное тепло на атмосферу. Это означает, что он нужен для получения высокой плотности потоков нейтронов с различными энергиями", – говорит кандидат технических наук, доцент кафедры физики РТУ МИРЭА Олег Рубен.

Почему космический двигатель похож на ведро

Для ученых нейронное излучение как рентген для врачей – только оно позволяет увидеть не кости, а все тайны Вселенной. Например, заглянуть внутрь атома. Кроме того, исследователи смогут получать самые неуловимые частицы – загадочные нейтрино, у которых нет ни отрицательного, ни положительного заряда. Фактически российский реактор даст научному миру те же возможности, что и Большой адронный коллайдер. При этом размер установки в Швейцарии составляет 27 километров, а активная зона гатчинского реактора – всего два метра в высоту и полтора в длину. А своей формой он напоминает ведро.

"Почему именно его сравнили с ведром? В первую очередь, из-за объема активной области. То есть, это всего 50 литров. Что мы можем сказать именно про форму? Форма такая сделана специально для достижения максимальной плотности ДВЛов активной области. Зачем это нужно? Он должен выделять большую плотность нейтронов, а для этого нужно сделать максимально плотные сборки. Как мы знаем, то, что имеет сферическую форму при заданной поверхности, имеет максимальный объем", 0150 отметил эксперт.

Летающее ведро

Усеченный конус идеальной формой посчитали и конструкторы из Московского авиационного института – они научили ведро летать. Дрон-ведро может вертикально набирать высоту и садиться. У него нет опасных открытых лопастей, которые могут повредить провода. Разработчики уверяют, их аппарат легко может даже залететь в форточку. Такая юркость беспилотнику просто необходима, ведь он предназначен для работы в лесах. Если оснастить его камерой, газоанализаторами и средствами связи, летающее ведро поможет быстро обнаружить возгорание и сообщить о нем пожарным.

А вот это ведро изменило всю историю человечества. Сопло Лаваля, которое шведский изобретатель придумал в конце XIX века для паровых турбин, в XX веке позволило разогнать летательные аппараты до сверхзвуковых скоростей. Это самое громкое и мощное силовое устройство, созданное людьми. Без такого сопла сегодня не взлетит в небо ни один истребитель и не стартует в космос ни одна ракета. А добиться этого удалось именно благодаря форме газового канала.

"То есть, у него есть сужающий и расширяющий диаметр. Его активно применяют для создания максимальной тяги. Это ведро, где сверху маленький диаметр, а снизу большой, поток воздуха будет более эффективно создавать тягу", – пояснил инженер-робототехник Константин Клюев.

Какой двигатель нарушает все законы физики

Еще один двигатель в форме ведра придумал британский инженер Роджер Шойер в 1999 году. Свое изобретение он назвал EmDrive. Устройство состоит всего из двух деталей. Первая – магнетрон, предназначенный для генерации микроволн, (такое же устройство стоит в СВЧ-печи на вашей кухне), а вторая – цилиндрический резонатор, который усиливает эти волны. Множество раз отталкиваясь от стенок, они создают тягу и приводят аппарат в движение. И никакого бензина, электрического или ядерного заряда.  

Но это лишь в теории: с точки зрения современной науки данное устройство не может существовать.

"EmDrive нереален! Такой двигатель просто нарушил бы Третий закон Ньютона, который ясно говорит: сила действия равна силе противодействия. Импульс не может взяться ниоткуда. EmDrive – то же самое, что рассказы Барона Мюнхгаузена о том, как он сам себя вытянул за волосы из болота. Или как представить, что человек сдвинул с места машину, просто надавив посильнее на рулевое колесо", – сказал профессор астрофизики Пол Саттер.

На пути к космическому прорыву

Несмотря на сомнения ученых, энтузиасты пытались построить двигатель Шойера почти 20 лет. Но ведро без топлива не летало. Шойера практически объявили шарлатаном, как вдруг в сентябре 2017 года китайцы сообщили, что сумели создать работающий прототип EmDrive. И не просто создали, но успели протестировать на околоземной орбите.

Весь научный мир замер в ожидании доказательств. Однако за несколько лет, прошедших после этого громкого заявления, подтвердить фактами свое открытие инженеры из Поднебесной так и не смогли.  

"Опять же, информация не проверена. Когда они проводят испытания, им добавить еще один прототип туда, по сути, ничего не стоит. А поскольку сейчас есть ажиотаж, появляются различные теории, которые противоречат здравому смыслу", – сказал ученый.

Если EmDrive все-таки удастся создать, начнется настоящая космическая экспансия. На летающих ведрах люди смогут добраться до самых отдаленных планет, ведь конструкторам не нужно будет решать вопрос с дозаправкой. Ну а пока даже сказочная ступа Бабы Яги кажется намного реальнее.   

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.