Почему обычные инструменты не работают в космосе?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте: вы в открытом космосе, вокруг вас бездна вакуума, под ногами — Земля, над головой — бесконечность. И вдруг нужно… просто закрутить винт. На Земле для этого хватило бы обычной отвертки или шуруповерта. Но в условиях невесомости и вакуума эта задача превращается в настоящую инженерную головоломку. Почему космонавты не могут просто взять шуруповерт и починить что-то на орбите? Ответ короткий: потому что космос — это совсем не Земля. А теперь — подробный и увлекательный разбор.

Автор: DALL. E Источник: www.bing.com

Вакуум: где даже воздух — роскошь

Вакуум — это отсутствие воздуха. А значит, ни давления, ни газовой среды, ни привычной теплопередачи. И все это кардинально влияет на работу любого механизма.

Смазка испаряется

В электроинструментах используются масла и смазки, чтобы уменьшить трение между деталями. Но в вакууме эти вещества начинают испаряться, переходя в газообразное состояние. Даже если визуально инструмент выглядит нормально, внутри его механизм может просто «свариться» от трения. В лучшем случае — он заклинит, в худшем — начнет разрушаться изнутри.

Интересный факт: NASA и Роскосмос используют специальную космическую смазку, которая работает в вакууме. Она не испаряется, не выгорает и выдерживает резкие температурные перепады.

Температурные условия: от адской жары до лютого холода

В открытом космосе температура может колебаться от -150°C в тени до +150°C на солнце. И если на Земле мы легко переносим перемены в 20-30 градусов, то для техники такие перепады — испытание на выносливость.

Большинство электроинструментов питаются от батарей. Но литий-ионные аккумуляторы, привычные нам по смартфонам и электроинструментам, теряют заряд и даже разрушаются на сильном морозе. А при перегреве — могут загореться или взорваться. В космосе таких рисков не допускают.

Металлы и пластик под действием температуры ведут себя по-разному. Один расширяется, другой сжимается. Это может нарушить конструкцию инструмента — его просто «поведет», он перестанет работать или рассыплется на части.

Пример: солнечные панели на МКС рассчитаны на расширение и сжатие. Если бы их сделали из неподходящего материала, они бы разрушились за первые пару дней на орбите.

Работа в скафандре — как чинить, если ты в «броне»

Космонавты в открытом космосе работают в скафандрах. Это не комбинезон, а настоящий персональный космический корабль, который защищает от вакуума, радиации и микрометеоритов. В нем почти невозможно согнуть пальцы, двигать запястьями или ощущать давление предметов.

Обычный инструмент требует точных, выверенных движений. Но в скафандре вы словно в боксерских перчатках. Закрутить винт? Попробуйте сделать это в перчатках для зимней рыбалки, стоя на батуте — будет примерно то же самое.

Инструменты в космосе делают с учетом этой ограниченности: они крупнее, с удобными ручками и кнопками, которые можно нажимать даже в толстой перчатке. Часто они имеют фиксаторы или магнитные крепления, чтобы не вылетели из рук.

Космонавты проходят тренировки в бассейнах — в нейтральной плавучести — чтобы научиться обращаться с инструментами в условиях, приближенных к невесомости.

Безопасность — превыше всего

Обычный электроинструмент может искрить, особенно под нагрузкой. А в космосе искра — это не просто неприятность. Это:

  • Опасность пожара. Даже в условиях вакуума есть риск короткого замыкания и последующего возгорания, особенно внутри станции.
  • Риск разгерметизации. Если искра прожжет что-то важное — герметичность корпуса может быть нарушена. А это уже прямая угроза жизни.

Также инструменты, не прикрепленные к космонавту, могут улететь в открытый космос. И улетевшая отвертка может потом врезаться в станцию на скорости десятки километров в секунду. Это как пуля, только из титана.

Специальные космические инструменты

Все инструменты для работы в космосе — уникальные разработки. Примеры:

PGT — Pistol Grip Tool

Самый известный «космический шуруповерт». Он:

  • Имеет программируемый крутящий момент и скорость;
  • Показывает данные на дисплее;
  • Работает без искр;
  • Приспособлен для работы в перчатках.

Каждый инструмент крепится к руке, скафандру или модулю. Потерять отвертку — почти преступление.

Наборы под конкретные задачи

Для каждого выхода в космос готовится персонализированный набор инструментов под конкретную задачу: от замены солнечных панелей до починки антенны. Каждый инструмент подписан, промаркирован и проверен.

Интересный факт: при ремонте телескопа Хаббл инженеры создали более 100 новых инструментов специально для этой миссии!

А если все же взять обычный инструмент?

Допустим, гипотетически, вы попробуете использовать бытовую дрель в космосе. Что произойдет?

  • Смазка испарится
  • Двигатель заклинит или перегреется
  • Инструмент искрит
  • Вы потеряете его при первом включении
  • При попытке закрутить винт — вы начнете крутиться, а не винт, ведь в невесомости нет опоры. Реактивный момент в действии!

Заключение

Обычные электроинструменты — это продукты земной цивилизации. В открытом космосе, где нет воздуха, нормальной гравитации и стабильной температуры, они превращаются в потенциальную угрозу. Вот почему инженеры NASA, ESA и Роскосмоса тратят месяцы и миллионы долларов на разработку специальных инструментов.

Работа в космосе — это не только технологии и наука, но и умение приспособить даже простейшие вещи к экстремальным условиям. И если на Земле отвертка — это просто отвертка, то на орбите — это инженерный шедевр.

Изображение в превью:
Автор: DALL.E
Источник: www.bing.com

3 комментария

Добавить комментарий

Z
Думаю, такой б/у инструмент на Земле будет стоить немалых денег. Я про коллекционеров. Понятно что и новый наверняка стоит как чугунный мост.
s
А можно про потерянную отвертку и столкновение подробнее. Нет, если задаться целью, можно. Но при работе на поверхности МКС?
845208@vkontakte
У меня варежки в детстве были на резинке, такое и в космосе может сработать.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Вселенная состоит из «пикселей»: как отказ от непрерывной математики решает главные парадоксы квантовой физики

В своих знаменитых лекциях Ричард Фейнман неоднократно подчеркивал, что квантовая интерференция — это единственная настоящая загадка квантовой механики. Из этого явления прямо или...

Суперкорабль Архимеда: какой была Сиракузия и зачем её строили

Если вы думаете, что круизные лайнеры со спортзалами, бассейнами и библиотеками — это достижение последних ста лет, то познакомьтесь с кораблём, который опередил своё время примерно на...

Почему автомобиль Lotus Seven продавали вместе с руководством по его разборке

В середине двадцатого века британская автомобильная промышленность переживала период активной трансформации. На фоне послевоенного восстановления экономики инженеры и конструкторы искали способы...

Почему «OK» стало универсальным словом согласия на всех языках мира

В современном мире трудно найти человека, который бы не понимал слово «OK». Две короткие буквы используются в чатах и деловых переговорах. Его можно услышать в любой точке планеты. Оно...

Как колодец в Индии стал архитектурным чудом и почему сейчас из него нельзя пить

Ну вообще-то назвать Чанд-Баори обычным колодцем всё равно что обозвать египетские пирамиды всего лишь каменными горками. Да, технически его построили для сбора воды. Но, как часто бывает с людьми,...

Подземный мегаполис Китая: зачем Мао Цзэдун приказал построить вторую столицу под Пекином

В конце 1960-х годов напряжённость между Китаем и Советским Союзом достигла критической точки. Пограничный конфликт на острове Даманский (Жэньбао) в 1969 году стал катализатором страхов перед...