издательская группа
Восточно-Сибирская правда

Просто космос

  • Автор: Георгий Борисов

Космос гораздо ближе, чем кажется. Спутниковые карты, автомобильные навигаторы, дренажные желобки вдоль дорог, сковородки с тефлоновым покрытием, застёжки-липучки – вот лишь неполный перечень технологий, возникших или ставших распространёнными благодаря исследованиям околоземного пространства и Луны. «Сибирский энергетик» в силу специфики издания интересуют разработки, нашедшие применение в одной отрасли – выработке и распределении тепла и электричества. Отметив со всем человечеством День космонавтики, мы решили составить их список.

Освоение космоса, начавшееся неполные 60 лет назад, требовало передовых технологий, принципиально отличавшихся от полученных до того плодов прогресса. Может показаться, что для запуска и работы на орбите спутников, кораблей и обитаемых станций, нужны сугубо прикладные разработки, вряд ли применимые на Земле. Но дело обстоит с точностью до наоборот: космические программы Советского Союза и США, по стопам которых шли другие страны, дали множество технологий, ставших сегодня обыденными. Например, отличающиеся оранжевым свечением натриевые лампы высокого давления, которые повсеместно используются в системах уличного освещения. Американская компания General Electric, представившая их на рынке в конце шестидесятых годов прошлого века, воспользовалась наработками военных. Но в нашем отечестве они стали одним из продуктов, которые были созданы в ходе работ по программе «Энергия – Буран», стартовавшей в 1976 году и закончившейся единственным полётом советского космического челнока 15 ноября 1988 года.

Создание «Бурана», во многом превосходившего американский «Спейс шаттл», и ракеты-носителя для него дало народному хозяйству более 300 технологий. Разработка специального покрытия, способного выносить высочайшие температуры, к примеру, вылилась в производство теплоизоляции для жилых зданий. Примерно в то же время, когда её начали выпускать, по всему миру уже активно внедряли другие технологии, накопленные за первые десятилетия космической эры.

Ближе к Солнцу

«НАСА было первопроходцем в использовании энергии Солнца для космических аппаратов и очень активно поддерживает программы Министерства энергетики [США] по её применению на Земле», – сказано в одном из отчётов Национального авиакосмического агентства о «побочных продуктах» освоения околоземного пространства, которые начали публиковать в 1976 году. Действительно, впервые солнечные батареи появились на американском спутнике «Авангард-1» (Vanguard), запущенном 17 марта 1958 года по программе Международного Геофизического года. Это старейший аппарат, до сих пор находящийся на орбите. Полуторакилограммовый металлический шар с шестью антеннами оснастили солнечными панелями для питания маломощного радиопередатчика, который он нёс на борту, энергоснабжение остального оборудования обеспечивала ртутно-цинковая батарея.

Счёт в разворачивающейся космической гонке шёл на дни и недели, максимум на месяцы. Советский «Спутник-3» отправился на орбиту 15 мая 1958 года. Он был оснащён солнечными элементами, которые сотрудники научно-производственного объединения «Квант» создали под началом его основателя и руководителя, выдающегося специалиста по технологиям безмашинного производства электричества Николая Лидоренко. Фотовольтаика и в этом случае играла вспомогательную роль – панели обеспечивали питание радиомаяка. Но американский опыт – благодаря солнечной энергии «Авангард-1» проработал до 1964 года – показал, что это направление перспективно. А исследования будущего Нобелевского лауреата Жореса Алфёрова, в результате которых появились гетероструктурные полупроводники, позволили значительно повысить отдачу батарей. Так что на «Луноходе-1», коснувшемся поверхности спутника Земли 17 ноября 1970 года, уже стояли солнечные элементы на базе соединения галлия и мышьяка.

С небес на землю подобные технологии спустились к началу семидесятых. Наряду с панелями, вырабатывающими электричество, начали распространяться и солнечные коллекторы, использующие энергию Солнца для нужд отопления. Начиналась их история с преобразователей тепла для орбитальной станции «Скайлэб». А подходящие для них материалы разрабатывались и по ходу «лунной» программы «Аполлон». Эффективное использование энергии ветра также стало возможным благодаря исследованиями в области освоения космоса.

Свой лунный модуль

Нефтяной кризис 1973 года, позволивший Советскому Союзу увеличить поставки сырья за рубеж, подтолкнул западные страны не только к поискам альтернативных источников энергии, но и к энергосбережению. И в этой области космические разработки оказались как нельзя кстати. Оценки тех времён показывали, что около 30% топлива, сжигаемого для отопления жилых и промышленных зданий, расходуется из-за утечек тепла через плохо изолированные стены и крыши. В качестве если не решения, то средства диагностики проблемы появилась технология тепловизионных обследований, без которых сегодня немыслимо составление качественных энергетических паспортов строений. В частности, специалисты Научно-исследовательского центра имени Льюиса, стремясь привлечь внимание общественности к проблеме неэффективного использования ресурсов, вооружились методом инфракрасной термографии для съёмки крыш домов с самолёта и получили снимки, наглядно демонстрирующие утечки тепла.

Созданием технологий диагностики работы в области энергосбережения не ограничились. Техника из космоса дошла и до энергетических машин. Нашла она воплощение в инфракрасных обогревателях. Принцип, лежащий в их основе, прост: лучи нагревают только поверхность – тело человека, стены или пол, так что энергия не растрачивается на обогрев воздуха. Чтобы наружная поверхность нагревателя излучала больше энергии, в НАСА предложили наносить на неё материал, использовавшийся в качестве защитного покрытия лунных модулей и – в дальнейшем – шаттлов. Соображения экономической эффективности, помноженные на космические разработки, стали двигателем изобретения теплообменников, позволяющих использовать вторичное тепло.

Те, кто имеет дело со станками и промышленной техникой, отмечают, что немалый потенциал повышения энергоэффективности кроется в электроприводе оборудования. Из космоса в эту область пришли контроллеры, регулирующие подаваемое напряжение в зависимости от его загрузки. Технологии высокого полёта пришли в энергетику и в виде новых разновидностей паровых турбин и клапанов для блоков АЭС. Того, что сегодня кажется обыденностью, но когда-то было самым настоящими прорывом. Сопоставимым с пуском первого искусственного спутника Земли, пилотируемым полётом на орбиту, выходом человека в открытый космос или высадкой на Луну.

Читайте также
Фоторепортажи
Мнение
Проекты и партнеры