ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ МЕТАЛЛ САМ ЗАЛЕЧИТ СВОИ РАНЫ

Малейшая трещина в металле космического корабля может привести к трагедии. Но обнаружить ее космонавту трудно. Да и заметив, он не сдаст "хвост" ракеты в ремонт. "Проблема почти решена", -- говорит доктор технических наук Геннадий Фролов.

У "БУРАНА" НЕСПРОСТА "СПИНКА" БЕЛАЯ, А "ПУЗИК" -- ЧЕРНЫЙ

На международной конференции "Материалы и покрытия в экстремальных условиях" было очень трудно "отловить" руководителя Научно-технического центра ракетно-космического материаловедения "ИПМ-Космос" Геннадия Фролова. Он -- один из организаторов конференции, поэтому его "разрывали на части" 200 приехавших в Кацивели ученых. Кроме того, он -- научный руководитель здешнего гелиоцентра и постоянно водил туда коллег из Германии, Китая, России, Белоруссии.

-- Геннадий Александрович, разрешите задать глупый вопрос. Защищая космические корабли от высоких температур, вы добиваетесь, чтобы их обшивка отражала как можно больше тепловой энергии. Но почему тогда она не "зеркальная"?

-- А потому, что тогда перед стартом конструкторы умерли бы от смеха, глядя на свои глупые физиономии! -- смеется ученый и уже серьезно добавляет. -- Корабли многоразового использования возвращаются домой, а значит, должны выйти из атмосферы Земли и войти в нее целыми и невредимыми. Режимы там жесткие -- аппарат может раскалиться до трех тысяч градусов. И тут есть такая закономерность: если верхняя поверхность действительно отражает энергию, то нижняя -- сбрасывает тепло за счет излучения. Мы называем это "радиационным охлаждением".

-- Мне показали плитки, которыми покрыт "Буран". Почему они белые, а не черные?

-- Есть и белые. Видите ли, когда "Буран" поднимается вверх, то солнечная радиация падает на него сверху. Вся "спинка" корабля белая, потому что светлые плитки хорошо отражают солнечную энергию. А нижняя его поверхность нагревается за счет трения о воздух. И здесь отвести тепло можно только излучением, что лучше делают черные плитки. Поэтому "пузик" корабля -- черный. В американских шаттлах такое же покрытие.

В КОСМОСЕ ВЫЖИВУТ "ПРИСПОСОБЛЕНЦЫ"

-- Геннадий Александрович, если созданы и испытаны материалы, которые не боятся таких высоких температур, то какие металлы теперь испытывают на гелиоустановках?

-- Любые. Только пора уже привыкать говорить не "металлы", а "материалы". Ведь мы можем создать металл аморфным, как стекло, пористым, как голландский сыр, и даже живым, как биологическая система.

-- Не может быть!

-- Еще как может. При создании материала начавшиеся в нем химические процессы, которые потом задают его свойства, "притормаживают". А уже на орбите под влиянием космических факторов процесс запустится сам собою, и материал, изменив свою структуру, приобретет новые свойства. Например, станет мягче или тверже. Не зря такие материалы называют интеллектуальными. Особенно пригодятся "интеллектуалы" в узлах трения, где могут возникать разные неожиданности. Например, космонавт даже с помощью супертехники не заметит крохотной трещины. Но этого и не понадобится -- она "самозалечится" так, как ранка затягивается новым слоем кожи. Тем, какие химические процессы были не завершены на Земле, определяется будущая "профессия" материалов: предстоит ли им работать, скажем, при низких температурах или высоком давлении. Старший научный сотрудник Виктор Солнцев -- один из разработчиков таких материалов -- испытал их в вакууме, углекислом газе, и оказалось, что "интеллектуалы" в 10 раз лучше тех материалов, которые использовались для лунохода. Это настолько перспективное направление, что идет речь о финансовой поддержке работ НАСА.

-- А что, у американцев нет интеллектуальных материалов?

-- Конечно, есть. Но наши лучше.

АССОЛЬ БУДЕТ ЖДАТЬ КОРАБЛЬ С СОЛНЕЧНЫМИ ПАРУСАМИ

-- Я слыхала, что в будущем у космических кораблей вместо двигателей будут паруса, надуваемые солнечным ветром. Это фантастика?

-- Нет, речь идет о фотонном двигателе. Физики знают, что свет имеет давление. Можно его улавливать и разгонять корабль до скорости света. Вот только неизвестно, когда такой двигатель будет сделан. Очевидно, время еще не пришло. "Паруса" -- реальнее. Есть смысл делать выдвижные конструкции для "сбора" солнечной энергии в космосе. Что, собственно, мы и предлагаем: пытаемся создать солнечные энергетические установки для корабля, который будет долго находиться в космосе. Кстати, это еще одно направление совместных работ с НАСА.

-- Если не "солнечные", то какие другие двигатели могут быть надежнее и быстрее?

-- Уже давно есть плазменные -- двигатели малых тяг. Они используются для корректировки орбиты. Но сейчас разрабатываются и для полетов космических кораблей на Марс. Для плазменных электродвигателей наш институт создал специальные материалы. Они используются как катоды и уже отработали тысячи часов при температуре 3000 градусов. А чем дольше двигатель "работает" катодом и не плавится, тем дальше можно улететь.

-- Почему сейчас ничего не говорят о ядерных двигателях?

-- По слухам, еще во времена Союза был создан такой двигатель и даже прошел наземные испытания. Его сделали относительно миниатюрным, но при этом слишком сложным. Если на Земле еще можно было обеспечить контроль его работы, то в космосе -- нет. Не дай Бог взорвался бы, тогда радиоактивные обломки мотались бы на орбите! Короче, проблема зависла.

-- Все чаще слышу идею: вывезти и сжечь на Солнце ядерные отходы. Это возможно? Это безопасно?

-- Безопасно, но дорого.

-- Из-за того, что ракеты должны быть одноразовыми?

-- Действительно, траектория полета или самого корабля, или выпущенной из него ракеты с отходами должна быть рассчитана так, чтобы в какой-то момент они упали на Солнце и сгорели. Но дело даже не в "одноразовости". Выведение на орбиту 1 кг груза раньше приравнивалось к стоимости 1 кг золота. Мы прекратили разрабатывать многоразовые аппараты также и потому, что использовать тот же "Протон" бывает намного выгоднее, чем многоразовую систему.

-- То есть, это вопрос только денег? Если на Солнце будут гореть ядерные отходы, не долетит ли до Земли "пепел"?

-- Ну что вы! Конечно, нет. Но дешевле прорваться к центру Земли и захоронить отходы там, чем лететь к Солнцу.

-- К светилу мы хоть когда-нибудь полетим?

-- Зачем? Там на поверхности 6 тысяч градусов, а внутри -- миллионы. Солнце -- это термоядерный реактор. Вы же не хотите искупаться в термоядерной бане?

-- А как же вы защищаете ракеты? Ведь при входе в атмосферу температура тоже может достигать шести тысяч!

-- Созданы специальные "жертвенные" материалы: они просто испаряются с поверхности, как лед, попавший на сковородку, и этим защищают корабль.

СОЛНЦЕ БЫСТРО... ЗАМОРОЗИТ ПРОДУКТЫ

-- Геннадий Александрович, на ваших гелиоустановках проводились экзотические эксперименты. Говорят, вы -- материаловеды, как заправские генетики, боролись за урожайность пшеницы.

-- Было такое. Мы специально изготовили небольшую -- 150х100 мм -- шестигранную коробку из оргстекла, в стенках которой высверлили отверстия. В них вкладывали зернышки пшеницы. Эксперимент проводили на концентраторе солнечной энергии -- "тарелке" диаметром три метра. В результате облучения солнечной радиацией урожайность пшеницы резко возрастала.

-- И зернышки не сгорели?

-- Во-первых, температура была не выше 100 градусов, иначе белок погиб бы. А во-вторых, в некоторые зернышки были вставлены термопары -- крохотные датчики, которые контролировали температуру. И для картофеля пришлось строить специальный транспортер. Как говорили генетики, он после "солнечной ванны" становился здоровее, меньше болел и повреждался насекомыми.

-- Сейчас не облучаете какие-нибудь семена или саженцы?

-- Нет. Очевидно, коллеги из других институтов на мели -- подобных договоров не заключают.

-- Давайте от космоса еще ближе подойдем к быту. Я слышала, что созданы солнце-холодильники. Не у вас?

-- Нет, хотя у нас до сих пор висит плакат: на спине верблюда солнечный холодильник. Это очень просто. Нужно лишь перевести солнечную энергию в электрическую.

-- Говорят, в Киеве есть и гелиоустановка для сушки овощей и фруктов.

-- Подобные установки, в том числе и для опреснения воды, мы испытывали здесь, в Кацивели. В общем-то создано уже много самых разных гелиоустановок.

-- Тогда почему для нас они до сих пор фантастика? Почему никто не выпускает эти, как вы говорите, простые вещи?

-- Возьмем ту же космическую отрасль. У нас и у американцев были незначительные отличия в разработках. А по некоторым мы шли впереди. Но они, например, 70% разработок, сделанных по программе "Аполлон", использовали в быту, а мы -- все засекретили. Пока же мы до этих разработок добрались, -- они устарели. Да и те внедрить не за что.

-- Неужели все так беспросветно?

-- Нет. Вы видели, как мы "переквалифицировали" свои концентраторы? То же самое сделано с установками по моделированию высокотемпературных газовых потоков -- теперь это аппараты, способные резать металл, очищать поверхности, наносить антикоррозийные покрытия, так сказать, в мирных целях.

-- А покупают?

-- Лед тронулся. Созданы установки для того, чтобы на Земле испытать действие факторов космического пространства. Они моделируют потоки протонов, ультрафиолетовое излучение, вакуум и так далее. Так вот китайцы, которым вы все время строили глазки на конференции, уже заключили договор и приобрели у харьковского Института низких температур такую установку. Такая же, но чуть раньше, "ушла" в Германию.

-- Я строила глазки еще и японскому профессору, который все хотел увидеть экзотику -- как профессора и академики будут танцевать на банкете, а потом сам лихо отплясывал современные танцы. Он тоже что-то купил у вас?

-- Нет, но остался очень доволен конференцией и уже прислал кучу благодарностей. Он просит, чтобы мы пригласили его и на следующую, которая пройдет здесь же, в Кацивели, в 2002 году. А мы, несмотря на финансовые сложности, думаю, сохраним тематику и будем дальше работать над чистыми технологиями производства и утилизации, моделированием экстремальных условий, короче, смотреть в будущее.