Джин бросила на стол перед менеджером обломок металла с глубокой вмятиной.
«Надо с этим что-то делать!» — заявила она. Речь шла об орбитальном мусоре — камнях, песчинках, кусках металла, которые могли врезаться в спутник, космический челнок или орбитальную станцию. Печальные последствия подобных столкновений были хорошо известны: разрушенные космические аппараты, сорванные испытания, унесенные жизни.
«Просто невероятно, сколько вреда может причинить предмет, летящий с такой скоростью, — не переставала объяснять Джин. — Меня эта проблема очень беспокоила — безопасность как-никак, — поэтому я настаивала на ее решении и страшно всем надоела».
В конце концов инженер авиакосмических аппаратов Джин Ли Крюс из Космического центра НАСА имени Линдона Джонсона добилась разрешения работать над этой проблемой. Задача заключалась в том, чтобы подобрать материал для легкого щита — что-то вроде космического бампера, который задерживал бы летящие в космосе частицы и защищал корабль от столкновения с космическим мусором.
Ее гениальная инженерная мысль привела к созданию не одного, а нескольких космических щитов — изобретений, без которых вся космическая программа превращалась в крайне опасное предприятие. Первая часть задачи — сформулировать концепцию — особой проблемы не представляла. Толстый щит из алюминия, который обычно использовали в данном случае, Джин заменила на многослойный космический бампер. Сложнее всего оказался следующий шаг: подобрать подходящие материалы и придумать, как собрать их наиболее эффективным образом. Джин предложила нестандартное решение: использовать керамическую ткань, какой обычно выстилают изнутри печи.
«Мы взяли керамическую ткань „Некстел“, сложили во много слоев, и получился гибкий щит, который отлично амортизирует удар, — объяснила Джин. — Космический мусор ударяется о первый слой, второй, третий, и сила удара постепенно угасает».
Космический мусор летит со скоростью 28 тысяч километров в час. Это почти 480 километров в минуту, или 8 километров в секунду. Представьте, что в четырех километрах от вашего дома есть магазин. На то, чтобы добраться до него на такой скорости, а потом вернуться домой, вам хватило бы секунды.
Когда космический мусор сталкивается с веществом щита, возникает ударная волна, под действием которой налетающий предмет дробится на более мелкие кусочки. Когда придуманный Джин щит был построен, изобретательница стала выяснять, насколько хорошо он может защитить корабль. Конечно, протестировать его в космосе возможности не было, поэтому пришлось разработать другой способ. Команда Джин использовала для эксперимента ангар длиной 50 метров. Смоделировать столкновение в космосе помог высокотехнологичный прибор — легкогазовая пушка.
«Самая большая пушка имела в длину около тридцати метров. Еще у нас была фотокамера, которая могла делать миллион снимков в секунду, — говорила Джин. — Мы получали рентгеновские снимки летящей пули. Пушка на самом деле устроена очень просто. Основная сложность — в диагностике, в том, чтобы заставить все компоненты работать согласованно».
Прошло несколько месяцев, и изобретение Джин было готово. Называлось оно мультиударный щит и состояло из четырех слоев керамической ткани, между которыми имелся зазор в семь с половиной сантиметров. Сколько весила конструкция? Меньше, чем лист алюминия. Но тут возникла новая проблема: нужно было придумать щит для жилых модулей Международной космической станции, то есть для помещений, где располагались космонавты. Чтобы поместиться в модуль, щит должен был иметь толщину не более шести с половиной сантиметров. Мультиударный щит Джин был толщиной тридцать сантиметров и потому не годился. Но Джин и ее товарищи с присущей им смекалкой взяли и модифицировали мультиударный щит — сжали (сплющили) его и добавили новый материал. Тебе этот материал уже знаком, не так ли? Это кевлар.
Джин объясняла, как действует ее щит: «Снаружи на корабле закреплен лист алюминия, при столкновении с которым мусор дробится. Пролетев сквозь этот алюминиевый шит, уже раздробленные частицы ударяются о керамическую ткань „Некстел“ и рассыпаются на еще более мелкие части».
После этого, по словам Джин, частицы продолжают двигаться с огромной энергией, но уже медленнее — примерно со скоростью пули, то есть около километра в секунду.
«За слоями керамической ткани их поджидает кевлар, ударившись о который они опять теряют скорость, — объяснила она. — Именно такой щит и установлен на космической станции».
Щиты, изобретенные Джин Крюс и ее командой, были запатентованы Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), где работали ученые. Эти щиты обеспечивают безопасность космонавтов и сохранность космической станции, позволяют успешно осуществлять важнейшие эксперименты — те, что лучше всего проводить в космосе. Это, например, опыты, связанные с микрогравитацией (то есть практически в условиях невесомости). Благодаря знаниям, приобретенным в ходе этих испытаний, были сделаны сотни важнейших открытий и мы смогли на практике воспользоваться разнообразными достижениями науки. Именно космосу мы обязаны пульсометрами, инсулиновыми помпами, велосипедными шлемами и спутниковым телевидением. Кто знает, что изобретут в космосе в следующий раз! Может, стильную хайтековскую теннисную ракетку, а может, ну, например, перспективное лекарство от рака.
