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

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

Зародилась ли жизнь на Марсе? Физика астероидных ударов доказала реальность межпланетной миграции микробов

Каждый год на Землю падают метеориты, химический состав которых говорит об их марсианском происхождении. Чтобы кусок марсианской породы оказался в космосе, на поверхность планеты должен упасть...

Удар вслепую. Как эксперимент NASA с астероидом выявил главную уязвимость планетарной защиты

Астероиды представляют собой древнейшие фрагменты материи, сохранившиеся со времен ранней Солнечной системы. В период формирования планет эти каменистые объекты не смогли объединиться в более...

Обзор наушников Tanchjim Soda: взрослый звук без компромиссов

Новинка от Tanchjim получила, очень популярное в наших широтах, наименование: Soda. На ощупь это обычный пластик, однако выглядят наушники эффектно, да и к начинке подошли неординарно. Кроме...

Обзор Sofirn ST10: компактный фонарь на клипсе с тремя режимами работы

Фонарь Sofirn ST10 это EDC-модель компактных размеров с тремя режимами работы и возможностью крепления на клипсу. Компактный фонарь на каждый день, который можно носить просто в кармане. Подсветить...

Странный компьютер, который программировался отверткой и пучком проводов: советский АВК-6

Компьютер без двоичного кода и процессора, который программировали отверткой и проводами. Советский АВК-6 решал сложнейшие уравнения, используя напряжение вместо цифр. Зачем он был нужен?