Maraqlı faktlar və faydalı məsləhətlər. Qabaqcıl kosmik materiallar

ev / Keçmiş

Bir aydan sonra 1957-ci il mayın 15-də baş tutan R-7 raketinin ilk buraxılışının düz yarım əsr yaşı olacaq. Hələ də bütün kosmonavtlarımızın daşıdığı bu raket konstruktiv material üzərində dizayn ideyasının qeyd-şərtsiz qələbəsidir. Maraqlıdır ki, buraxılışından düz 30 il sonra, 1987-ci il mayın 15-də, əksinə, 30 il əvvəl əlçatmaz olan çoxlu ekzotik materiallardan istifadə edilən Energia raketinin ilk buraxılışı baş verdi.

Stalin Korolyova V-2-nin surətini çıxarmaq tapşırığını verəndə onun materiallarının çoxu o vaxtkı sovet sənayesi üçün yeni idi, lakin 1955-ci ilə qədər dizaynerlərin ideyaları təcəssüm etdirməsinə mane ola biləcək problemlər artıq aradan qalxmışdı. Bundan əlavə, R-7 raketinin yaradılması üçün istifadə olunan materiallar, hətta 1955-ci ildə də, yeniliyi ilə fərqlənmirdi - axı, raketin kütləvi istehsalına sərf olunan vaxtı və pulu nəzərə almaq lazım idi. Buna görə uzun müddət mənimsənilmiş alüminium ərintiləri onun dizaynının əsası oldu.

Əvvəllər alüminiumu "qanadlı metal" adlandırmaq dəbdə idi və vurğulayırdı ki, əgər bir struktur yerdə və ya relslərdə deyil, uçursa, o zaman mütləq alüminiumdan hazırlanmalıdır. Əslində çoxlu qanadlı metallar var və bu tərif çoxdan modadan çıxıb. Şübhə yoxdur ki, alüminium yaxşıdır, nisbətən ucuzdur, ərintiləri nisbətən möhkəmdir, asanlıqla emal olunur və s. Amma tək alüminiumdan təyyarə tikə bilməzsiniz. Və pistonlu təyyarədə ağac olduqca uyğun oldu (hətta R-7 raketində də alət bölməsində kontrplak arakəsmələr var!). Alüminiumu aviasiyadan miras alan raketçilik bu metaldan da istifadə etməyə başladı. Amma onun imkanlarının darlığı məhz burada üzə çıxdı.

Alüminium

"Winged Metal", təyyarə dizaynerlərinin sevimlisi. Saf alüminium poladdan üç dəfə yüngüldür, çox çevikdir, lakin çox möhkəm deyil.

Yaxşı bir struktur materialına çevrilməsi üçün ondan ərintilər hazırlanmalıdır. Tarixən, birincisi duralumin (duralumin, duralumin, ən çox adlandırdığımız kimi) idi - belə bir ad ərintiyə ilk dəfə 1909-cu ildə (Düren şəhərinin adından) təklif edən bir Alman şirkəti tərəfindən verilmişdir. Bu ərinti, alüminiumdan əlavə, az miqdarda mis və manqan ehtiva edir ki, bu da onun gücünü və sərtliyini kəskin artırır. Lakin duraluminin mənfi cəhətləri də var: qaynaq edilə bilməz və ştamplamaq çətindir (istilik müalicəsi lazımdır). Zamanla tam güc qazanır, bu proses "yaşlanma" adlanırdı və istilik müalicəsindən sonra ərinti yenidən köhnəlməlidir. Buna görə də, ondan olan hissələr pərçimlər və boltlar ilə bağlanır.

Raketdə yalnız "quru" bölmələr üçün uyğundur - pərçimlənmiş quruluş təzyiq altında möhkəmliyə zəmanət vermir. Tərkibində maqnezium olan ərintilər (adətən 6% -dən çox deyil) deformasiya və qaynaq edilə bilər. R-7 raketində ən çox bunlardır (xüsusən də bütün tanklar onlardan hazırlanır).

Amerikalı mühəndislərin ixtiyarında onlarla fərqli komponentdən ibarət daha davamlı alüminium ərintiləri var idi. Amma hər şeydən əvvəl bizim ərintilərimiz xassələrinin çeşidinə görə xaricdəkilərdən daha aşağı idi. Aydındır ki, müxtəlif nümunələr tərkibində bir qədər fərqlənə bilər və bu, mexaniki xüsusiyyətlərin fərqliliyinə səbəb olur. Dizaynda çox vaxt orta gücə deyil, ərintilərimizdə nəzərəçarpacaq dərəcədə orta səviyyədən aşağı ola bilən minimuma və ya zəmanətə etibar etmək lazımdır.

20-ci əsrin son rübündə metallurgiyanın inkişafı alüminium-litium ərintilərinin yaranmasına səbəb oldu. Bundan əvvəl alüminiuma əlavələr yalnız gücü artırmaq məqsədi daşıyırdısa, litium ərintini nəzərəçarpacaq dərəcədə yüngülləşdirməyə imkan verdi. Energia raketi üçün hidrogen çəni alüminium-litium ərintisindən hazırlanmışdı və indi Şattle tankları da ondan hazırlanır.

Nəhayət, alüminium əsaslı ən ekzotik material boral-alüminium kompozitidir, burada alüminium fiberglasda epoksi ilə eyni rol oynayır: yüksək möhkəm bor liflərini bir yerdə saxlayır. Bu material yerli kosmonavtikaya yenicə daxil edilməyə başlandı - ondan Sea Launch layihəsində istifadə olunan DM-SL yuxarı pilləsinin son modifikasiyasının tankları arasında truss hazırlanır. Dizayner seçimi son 50 ildə xeyli zənginləşib. Buna baxmayaraq, həm o vaxt, həm də indi alüminium raketdə №1 metaldır. Amma təbii ki, bir sıra başqa metallar da var ki, onlarsız raket uça bilməz.

Kosmik əsrin ən dəbli metalı. Məşhur inancın əksinə olaraq, titan raket sənayesində çox geniş istifadə edilmir - titan ərintiləri əsasən yüksək təzyiqli qaz silindrlərinin (xüsusilə helium üçün) hazırlanmasında istifadə olunur. Titan ərintiləri maye oksigen və ya maye hidrogen çənlərinə yerləşdirildikdə daha güclü olur, nəticədə çəki azalır. Bununla belə, heç vaxt astronavtlarla uçmayan TKS kosmik gəmisində dok mexanizmləri pnevmatik şəkildə idarə edildi, onun üçün hava 330 atmosfer iş təzyiqi ilə bir neçə 36 litrlik titan balonlarında saxlanıldı. Belə silindrlərin hər birinin çəkisi 19 kiloqram idi. Bu, eyni tutumlu standart qaynaq silindrindən demək olar ki, beş dəfə yüngüldür, lakin təzyiqin yarısı üçün qiymətləndirilib!

Dəmir

İstənilən mühəndislik strukturlarının əvəzolunmaz elementi. Dəmir, müxtəlif yüksək dayanıqlı paslanmayan poladlar şəklində, raketlərdə ən çox istifadə olunan ikinci metaldır. Yükün böyük bir quruluş üzərində paylanmadığı, lakin bir nöqtədə və ya bir neçə nöqtədə cəmləndiyi yerdə, polad alüminiumdan üstündür. Polad daha sərtdir - ölçüləri yük altında "üzən" olmayan poladdan hazırlanmış bir quruluş, demək olar ki, həmişə alüminiumdan daha yığcam və bəzən daha yüngüldür. Polad vibrasiyaya daha yaxşı dözür, istiliyə daha dözümlüdür, polad daha ucuzdur, ən ekzotik siniflər istisna olmaqla, polad, axırda bir raket atma qurğusu üçün lazımdır - yaxşı, bilirsiniz ...

Amma raketin tankları da poladdan hazırlana bilər. Möhtəşəm? Bəli. Bununla belə, ilk Amerika Atlas ICBM nazik divarlı paslanmayan polad tanklardan istifadə etdi. Polad raketin alüminiumdan üstün olması üçün çox şey kökündən dəyişdirilməli idi. Mühərrik bölməsinin yaxınlığındakı çənlərin divarlarının qalınlığı 1,27 millimetr (1/20 "), daha incə təbəqələr daha yüksək istifadə edildi və kerosin çəninin ən yuxarı hissəsində qalınlığı cəmi 0,254 millimetr (0,01") idi. Eyni prinsipə uyğun hazırlanmış Centaur hidrogen gücləndiricisi ülgüc kimi qalın bir divara malikdir - 0,127 millimetr!

Belə bir nazik divar hətta öz çəkisi altında da çökəcək, buna görə də formasını yalnız daxili təzyiq hesabına saxlayır: istehsal anından etibarən çənlər möhürlənir, şişirilir və artan daxili təzyiqdə saxlanılır. İstehsal prosesində divarlar içəridən xüsusi tutucular tərəfindən dəstəklənir. Bu prosesdə ən çətin mərhələ dibinin silindrik hissəyə qaynaqlanmasıdır. Bunu bir keçiddə başa çatdırmaq lazım idi, nəticədə hər biri iki cüt olan bir neçə qaynaqçı qrupu on altı saat ərzində bunu etdi; briqadalar dörd saat ərzində bir-birini əvəz etdi. Bu vəziyyətdə iki cütdən biri tankın içərisində işləyirdi.

Əmin olmaq üçün asan iş deyil. Amma bu raketdə ilk olaraq amerikalı Con Qlenn orbitə çıxdı. Və sonra onun şərəfli və uzun bir tarixi var idi və Centaur bloku bu günə qədər uçur. V-2-də, yeri gəlmişkən, gövdə də polad idi - polad yalnız R-5 raketində tamamilə tərk edildi, burada polad gövdə çıxarıla bilən döyüş başlığına görə lazımsız oldu. Raketlik baxımından üçüncü yerə hansı metalı qoymaq olar? Cavab aydın görünə bilər. titan? Belə çıxır ki, ümumiyyətlə deyil.

Mis

Elektrik və istilik mühəndisliyinin əsas metalı. Qəribə deyilmi? Kifayət qədər ağır, çox güclü deyil, poladla müqayisədə - aşağı əriyir, yumşaq, alüminiumla müqayisədə - bahalı, lakin buna baxmayaraq əvəzolunmaz metaldır.

Söhbət misin dəhşətli istilik keçiriciliyindən gedir - bu, ucuz poladdan on dəfə, bahalı paslanmayan poladdan isə qırx dəfə çoxdur. Alüminium həm də istilik keçiriciliyində və eyni zamanda ərimə temperaturunda misə itirir. Və bu çılğın istilik keçiriciliyi raketin tam ürəyində - onun mühərrikində lazımdır. Raket mühərrikinin daxili divarı, raket ürəyinin üç min dərəcə istiliyini saxlayan misdən hazırlanmışdır. Divarın əriməsinin qarşısını almaq üçün o, kompozit hazırlanır - xarici, polad, mexaniki yükləri saxlayır və daxili, mis, istilik alır.

Divarlar arasında nazik bir boşluqda, çəndən mühərrikə doğru gedən yanacaq axını var və sonra məlum olur ki, mis poladdan üstündür: fakt budur ki, ərimə temperaturu üçdə bir fərqlənir, lakin istilik keçiriciliyi onlarla dəfə. Beləliklə, polad divar misdən əvvəl yanır. R-7 mühərriklərinin burunlarının gözəl "mis" rəngi bütün fotoşəkillərdə və raketlərin buraxılması ilə bağlı televiziya reportajlarında aydın görünür.

R-7 raketinin mühərriklərində daxili, "od" divarı təmiz misdən deyil, tərkibində cəmi 0,8% xrom olan xrom bürüncdən hazırlanır. Bu, istilik keçiriciliyini bir qədər azaldır, lakin eyni zamanda maksimum işləmə temperaturunu (istilik müqavimətini) artırır və texnoloqların həyatını asanlaşdırır - təmiz mis çox özlüdür, onu kəsmək çətindir və daxili gödəkçədə bunu etmək lazımdır. xarici birinə bağlandığı qabırğaları dəyirman. Qalan tunc divarın qalınlığı cəmi bir millimetr, qabırğalar eyni qalınlıqda, aralarındakı məsafə isə təxminən 4 millimetrdir.

Mühərrikin gücü nə qədər aşağı olarsa, soyutma şəraiti bir o qədər pis olur - yanacaq sərfiyyatı daha azdır və nisbi səth sahəsi müvafiq olaraq daha yüksəkdir. Buna görə də, kosmik gəmilərdə istifadə olunan aşağı təzyiqli mühərriklərdə soyutma üçün təkcə yanacaq deyil, həm də oksidləşdirici maddə - azot turşusu və ya azot tetroksidindən istifadə etmək lazımdır. Belə hallarda qorunmaq üçün mis divar turşunun axdığı tərəfdə xromla örtülməlidir. Ancaq hətta bundan imtina etmək lazımdır, çünki mis yanğın divarı olan bir mühərrik daha səmərəlidir.

Ədalətli olmaq üçün deyək ki, polad daxili divarı olan mühərriklər də mövcuddur, lakin onların parametrləri, təəssüf ki, daha pisdir. Və bu, təkcə güc və ya təkan deyil, yox, mühərrik mükəmməlliyinin əsas parametri - xüsusi impuls - bu halda üçdə bir olmasa da, dörddə bir az olur. "Orta" mühərriklər üçün bu, 220 saniyə, yaxşı olanlar üçün - 300 saniyə, ən prestijli "sərin və mürəkkəb" mühərriklər üçün - 440 saniyədir. Düzdür, mis divarlı mühərriklər bunu dizaynın mükəmməlliyinə deyil, maye hidrogenə borcludur. Kerosin mühərriki, hətta nəzəri cəhətdən belə hazırlana bilməz. Bununla belə, mis ərintiləri raket yanacağından nəzəri səmərəliliyinin 98% -ə qədər "sıxmağa" imkan verdi.

Gümüş

Qədim dövrlərdən bəri bəşəriyyətə məlum olan qiymətli metal. Heç bir yerdə olmadan edə bilməyəcəyiniz bir metal. Məşhur şeirdə dəmirçidə tapılmayan mismar kimi hər şeyi öz üzərində saxlayır. Maye yanacaqlı raket mühərrikində misi poladla bağlayan odur və bu, bəlkə də, onun mistik mahiyyətini büruzə verir. Digər tikinti materiallarının heç birinin mistisizmlə əlaqəsi yoxdur - əsrlər boyu mistik qatar yalnız bu metal üçün arxada qalır. Beləliklə, insan tərəfindən istifadə tarixi boyu mis və ya dəmirdən daha uzun idi. Yalnız on doqquzuncu əsrdə kəşf edilən və hətta sonralar - iyirminci illərdə nisbətən ucuzlaşan alüminium haqqında nə deyə bilərik.

Bəşər sivilizasiyasının bütün illərində bu qeyri-adi metalın çoxlu sayda istifadəsi və müxtəlif peşələri olmuşdur. Ona bir çox unikal xüsusiyyətlər aid edildi, insanlar ondan yalnız texniki və elmi fəaliyyətlərində deyil, həm də sehrdə istifadə etdilər. Məsələn, uzun müddət "hər cür pis ruhlar ondan qorxur" hesab olunurdu.

Bu metalın əsas çatışmazlığı onun yüksək qiyməti idi, buna görə də həmişə qənaətlə, daha doğrusu, rasional olaraq xərclənməli idi - narahat insanlar tərəfindən icad edilən növbəti tətbiqin tələb etdiyi kimi. Gec-tez onun yerinə bəzi əvəzedicilər tapıldı, zaman keçdikcə az-çox uğur qazanaraq onu yerindən qoydu.

Bu gün, demək olar ki, gözümüzün qabağında, demək olar ki, bir əsr yarım həyatımızı daha mənzərəli, salnamələri daha etibarlı edən fotoqrafiya kimi insan fəaliyyətinin belə gözəl sahəsindən yoxa çıxır. Və əlli (və ya daha çox) il əvvəl o, ən qədim sənətkarlıqlardan birində - sikkə zərbində yer itirməyə başladı. Əlbəttə ki, bu metaldan sikkələr bu gün də istehsal olunur - ancaq yalnız əyləncəmiz üçün: onlar çoxdan pulun özü olmaqdan çıxdılar və hədiyyə və kolleksiya məhsuluna çevrildilər.

Ola bilsin ki, fiziklər teleportasiya və raket mühərriklərini icad edəndə artıq ehtiyac qalmayanda onun tətbiqinin son saatı və başqa bir sahəsi gələcək. Amma indiyədək onun üçün adekvat əvəz tapmaq mümkün olmayıb və bu unikal metal raket texnikasında rakipsiz olaraq qalır - eynilə vampirlərin ovunda olduğu kimi.

Yəqin ki, yuxarıda göstərilənlərin hamısının gümüşə aid olduğunu təxmin etdiniz. GIRD dövründən və indiyə qədər raket mühərriklərinin yanma kamerasının hissələrini birləşdirmək üçün yeganə yol vakuum sobasında və ya inert qazda gümüş lehimlərlə lehimləmədir. Bu məqsədlə gümüş olmayan lehimlər tapmaq cəhdləri indiyədək uğursuz olub. Bəzi dar ərazilərdə bu problem bəzən həll edilə bilər - məsələn, soyuducular indi mis-fosfor lehimindən istifadə etməklə təmir olunur - lakin maye yanacaq mühərriklərində gümüşün əvəzi yoxdur. Böyük bir maye yanacaq mühərrikinin yanma kamerasında onun tərkibi yüzlərlə qrama çatır, bəzən isə bir kiloqrama çatır.

Gümüş minillik vərdişdən daha çox qiymətli metal adlanır; elə metallar var ki, onlar qiymətli hesab edilmir, lakin gümüşdən qat-qat bahadır. Məsələn, berilyumu götürək. Bu metal gümüşdən üç dəfə bahadır, lakin o, kosmik gəmilərdə də tətbiq tapır (raketlərdə olmasa da). O, ilk növbədə nüvə reaktorlarında neytronları yavaşlatmaq və əks etdirmək qabiliyyəti ilə tanınır. Daha sonra konstruktiv material kimi istifadə edilmişdir.

Təbii ki, qürurlu “qanadlı” adı ilə adlandırıla biləcək bütün metalları sadalamaq mümkün deyil və buna ehtiyac da yoxdur. 1950-ci illərin əvvəllərində mövcud olan metalların monopoliyası şüşə və karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastiklər tərəfindən çoxdan pozulmuşdur. Bu materialların yüksək qiyməti onların birdəfəlik istifadə olunan raketlərdə yayılmasını ləngidir, lakin təyyarələrdə onlar daha geniş şəkildə tətbiq olunur. Faydalı CFRP yarmarkaları və yuxarı pilləli mühərrik CFRP nozzləri artıq mövcuddur və yavaş-yavaş metal komponentlərlə rəqabət aparır. Ancaq tarixdən məlum olduğu kimi, insanlar təxminən on min ildir metallarla işləyirlər və bu materialları əvəz edən ekvivalent tapmaq o qədər də asan deyil.

Son illərdə kosmos yenidən getdikcə daha çox danışılan mövzuya çevrildi. Onun haqqında hər yerdə danışırlar - xəbərlərdə, qəzetlərdə, radioda və sonda evdə, mətbəxdə. Onu da qeyd etmək yerinə düşər ki, bunun boşuna olmadığını deyirlər. Bəşəriyyət bir daha səmalara diqqətlə yanaşdı və şübhəsiz ki, ulduzlara deyilsə, qonşu planetlərə də çatmağa çalışır. Ancaq kimsə düşünürsə ki, bu gün astronomik bir şeydən danışacağıq, o zaman yanılır, bir az başqa bir şeydən, metallardan və ərintilərdən danışacağıq.

Hesab edirəm ki, bəşəriyyətin kosmik proqramının inkişafında metallurqların nailiyyətlərinin nə qədər əhəmiyyətli olduğunu bir daha xatırlatmağa ehtiyac yoxdur. Lakin kosmosun mənimsənilməsinin, metallurgiya üçün yeni texnoloji imkanların açılmasından danışmaq təkcə mümkün deyil, həm də zəruridir. Söhbət hansı imkanlardan gedir? Bəli, onsuz da hər şey aydındır - sıfır cazibə şəraitində təkcə maye axını prosesləri deyil, həm də istilik ötürülməsi prosesləri dəyişir və buna görə də metal materialların alınması və emalının yeni, əvvəllər sınaqdan keçirilməmiş üsullarından istifadə etmək mümkün oldu.

Beləliklə, məsələn, səthi gərginliyin təsiri altında ərimə top şəklini alır və kosmosda sərbəst asılır. Sovet və Amerika tədqiqatlarının öz dövrlərində göstərdiyi kimi, ərimiş metal (mis) 3 saniyə ərzində diametri 10 santimetr olan topa çevrilir. Bununla belə, maraqlı olan bu deyil, nəticədə metalın heç bir çirklə çirklənməməsidir ki, yerüstü şəraitdə bunu etmək praktiki olaraq mümkün deyil.

Sonra, elektrik və maqnit sahələrindən istifadə edərək əldə edilən topa lazımi forma verilir. Amerikalıların başqa bir təcrübəsi maraq doğurur, bunun sayəsində dərin kosmosda bəzi materialların sadəcə buxarlandığını öyrənmək mümkün oldu. Bunlar əsasən kadmium, sink və maqnezium ərintiləridir. Və ən davamlı metallar volfram, polad, platin və təəccüblü olaraq titan idi.

Əslində, ən çox diqqətə layiq olan titandır. Fakt budur ki, titan bu gün ən vacib struktur materiallarından biridir. Bu, ilk növbədə, bu metalın yüngülliyinin möhkəmlik və odadavamlılıq ilə birləşməsindən qaynaqlanır. Heç kimə sirr deyil ki, titan aviasiya, gəmiqayırma və raket sənayesi üçün müxtəlif yüksək möhkəmlikli ərintilər yaratmaq üçün istifadə edilmişdir. Məsələn, bir titan-nikel ərintisi çox maraqlı bir xüsusiyyətə malikdir, praktiki olaraq formasını "xatırlayır". Və soyuqda bu ərintidən hazırlanmış bir məhsul kiçik bir topa sıxıla bilərsə, qızdırıldıqda material orijinal görünüşünü bərpa edir.

Kosmosda metalın xüsusiyyətlərini getdikcə daha çox öyrənən və tökmələrin alınmasında yeni metallurgiya imkanlarını öyrənən bəzi iş adamları təkcə sözdə deyil, arqumentlərində də özlərini qabaqlayırlar. İsaak Asimov kimi fantastika yazıçıları da öz əsərlərində mədən işlərinin doğma Yerdən deyil, asteroidlərdən həyata keçirilməsini qeyd ediblər. Kosmosda mədənçıxarmanın açıq-aydın gəlirli bir iş olmadığını nəzərə alaraq, bu fikir uzun müddət inkişaf etdirildi və müzakirə edildi. Bununla belə, o qədər insan var ki, o qədər fikir var ki, sözün əsl mənasında bir il əvvəl Peter Diamandisin rəhbərlik etdiyi X-Prize fondunun bir faydası olduğuna inanan yeni kosmik proqramı işə salındı. X-Prize dərhal metal hasilatı ilə məşğul olmağı planlaşdırmasa belə, əsl pioner ola bilər. Siz sadəcə bura klikləməklə Diamandisin ideyası haqqında daha çox oxuya bilərsiniz.

Andrey Suvorov
Aprel 2007

Kainatın sonsuz genişliklərini şumlayan kosmik gəmilərin tikintisi üçün hansı materiallardan istifadə olunur.

Əvvəllər alüminiumu "qanadlı metal" adlandırmaq dəbdə idi və vurğulayırdı ki, əgər bir struktur yerdə və ya relslərdə deyil, uçursa, o zaman mütləq alüminiumdan hazırlanmalıdır. Əslində çoxlu qanadlı metallar var və bu tərif çoxdan modadan çıxıb. Şübhə yoxdur ki, alüminium yaxşıdır, kifayət qədər ucuzdur, ərintiləri nisbətən möhkəmdir, asanlıqla emal olunur və s. Amma tək alüminiumdan təyyarə düzəldə bilməzsən. Və pistonlu təyyarədə ağac olduqca uyğun oldu (hətta R-7 raketində də alət bölməsində kontrplak arakəsmələr var!). Alüminiumu aviasiyadan miras alan raketçilik bu metaldan da istifadə etməyə başladı. Amma onun imkanlarının darlığı məhz burada üzə çıxdı.

Alüminium

"Winged Metal", təyyarə dizaynerlərinin sevimlisi. Saf alüminium poladdan üç dəfə yüngüldür, çox çevikdir, lakin çox möhkəm deyil.

Nəhayət, ən ekzotik alüminium əsaslı material boral-alüminium kompozitidir, burada alüminium fiberglasda epoksi qatranı ilə eyni rol oynayır: yüksək möhkəm bor liflərini bir yerdə saxlayır. Bu material yerli kosmonavtikaya yenicə daxil edilməyə başlamışdır - ondan Sea Launch layihəsində istifadə edilən DM-SL yuxarı pilləsinin son modifikasiyasının tankları arasında truss hazırlanmışdır.

Dizayner seçimi son 50 ildə xeyli zənginləşib. Buna baxmayaraq, həm o vaxt, həm də indi alüminium raketdə №1 metaldır. Amma təbii ki, bir sıra başqa metallar da var ki, onlarsız raket uça bilməz.

Dəmir

İstənilən mühəndislik strukturlarının əvəzolunmaz elementi. Dəmir, müxtəlif yüksək dayanıqlı paslanmayan poladlar şəklində, raketlərdə ən çox istifadə olunan ikinci metaldır.

Yükün böyük bir quruluş üzərində paylanmadığı, lakin bir nöqtədə və ya bir neçə nöqtədə cəmləndiyi yerdə, polad alüminiumdan üstündür.

Polad daha sərtdir - ölçüləri yük altında "üzən" olmayan poladdan hazırlanmış bir quruluş, demək olar ki, həmişə alüminiumdan daha yığcam və bəzən daha yüngüldür. Polad vibrasiyaya daha yaxşı dözür, istiliyə daha dözümlüdür, polad daha ucuzdur, ən ekzotik siniflər istisna olmaqla, polad, axırda bir raket atma qurğusu üçün lazımdır - yaxşı, bilirsiniz ...

İstehsal prosesində divarlar içəridən xüsusi tutucular tərəfindən dəstəklənir. Bu prosesdə ən çətin mərhələ dibinin silindrik hissəyə qaynaqlanmasıdır. Bunu bir keçiddə başa çatdırmaq lazım idi, nəticədə hər biri iki cüt olan bir neçə qaynaqçı qrupu on altı saat ərzində bunu etdi; briqadalar dörd saat ərzində bir-birini əvəz etdi. Bu vəziyyətdə iki cütdən biri tankın içərisində işləyirdi.

Üçüncü yerə "raketlə" hansı metal qoymaq olar? Cavab aydın görünə bilər. titan? Belə çıxır ki, ümumiyyətlə deyil.

Mis

Gümüş

Maye yanacaqlı raket mühərrikində misi poladla bağlayan odur və bu, bəlkə də, onun mistik mahiyyətini büruzə verir. Digər tikinti materiallarının heç birinin mistisizmlə əlaqəsi yoxdur - əsrlər boyu mistik qatar yalnız bu metal üçün arxada qalır. Beləliklə, insan tərəfindən istifadə tarixi boyu mis və ya dəmirdən daha uzun idi. Yalnız on doqquzuncu əsrdə kəşf edilən və hətta sonralar - iyirminci illərdə nisbətən ucuzlaşan alüminium haqqında nə deyə bilərik.

Gümüş min illik vərdişdən daha çox qiymətli metal adlanır; qiymətli hesab edilməyən, lakin gümüşdən qat-qat baha olan metallar var. Məsələn, berilyumu götürək. Bu metal gümüşdən üç dəfə bahadır, lakin o, kosmik gəmilərdə də tətbiq tapır (raketlərdə olmasa da). O, ilk növbədə nüvə reaktorlarında neytronları yavaşlatmaq və əks etdirmək qabiliyyəti ilə tanınır. Daha sonra konstruktiv material kimi istifadə edilmişdir.

Ancaq tarixdən məlum olduğu kimi, insanlar təxminən on min ildir metallarla işləyirlər və bu materialları əvəz edən ekvivalent tapmaq o qədər də asan deyil.

Titan və titan ərintiləri

Kosmik əsrin ən dəbli metalı.

Məşhur inancın əksinə olaraq, titan raket sənayesində çox geniş istifadə edilmir - titan ərintiləri əsasən yüksək təzyiqli qaz silindrlərinin (xüsusilə helium üçün) hazırlanmasında istifadə olunur. Titan ərintiləri maye oksigen və ya maye hidrogen çənlərinə yerləşdirildikdə daha güclü olur, nəticədə çəki azalır. Bununla belə, heç vaxt astronavtlarla uçmayan TKS kosmik gəmisində dok mexanizmləri pnevmatik şəkildə idarə edildi, onun üçün hava 330 atmosfer iş təzyiqi ilə bir neçə 36 litrlik titan balonlarında saxlanıldı. Belə silindrlərin hər birinin çəkisi 19 kiloqram idi. Bu, eyni tutumlu standart qaynaq silindrindən demək olar ki, beş dəfə yüngüldür, lakin təzyiqin yarısı üçün qiymətləndirilib!

Bir çoxumuz metallar haqqında bilmədiyimiz nə qədər maraqlı faktlar barədə düşünmürük. Bu gün metalların qeyri-adi xüsusiyyətləri haqqında sizə xəbər verəcək başqa bir məqalədir. İlk olaraq sizə insanlı kosmik uçuşlar sayəsində əldə edilən heyrətamiz kəşfdən danışmaq istərdik.

Beləliklə, yerin atmosferində metalın reaksiya verdiyi çox miqdarda oksigen var. Metal səthində sözdə oksid filmi əmələ gəlir. Bu film metalları xarici təsirlərdən qoruyur. Ancaq kosmosda iki metal parçası götürsəniz və onları bir-birinə bağlasanız, dərhal bir-birinə yapışaraq monolit bir parça meydana gətirirlər. Astronavtlar adətən nazik plastik təbəqə ilə örtülmüş alətdən istifadə edirlər. Kosmosda siz sadəcə olaraq Yerdən götürülmüş artıq oksidləşmiş metallardan istifadə edə bilərsiniz.

Kainatda dəmir

Yerin torpağında ən çox yayılmış metal alüminiumdur, lakin bütün planeti bütövlükdə götürsəniz, dəmir liderlik edəcək. Yerin nüvəsinin əsasını təşkil edən dəmirdir. Kainat miqyasında dəmir populyarlıq baxımından dördüncü yeri tutur.

Təbiətdəki ən bahalı metal rodiumdur. Bir qramı təxminən 175 min dollardır. Amma laboratoriyada əldə edilən ən bahalı metal Californium 252-dir. Bu metalın qramı 6,5 milyon dollara başa gələcək. Təbii ki, belə metalın istehsalı üçün yalnız zəngin ölkələrdə - ABŞ və Rusiyada reaktorlar var. Bu gün Yer kürəsində 5 qramdan çox belə metal yoxdur.

Kalsium 252 xərçəngin müalicəsi üçün tibbdə geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, kalifornium qaynaqların keyfiyyətini təyin etmək üçün sənayedə istifadə olunur. Kalifornium reaktorları işə salarkən, yeraltı suların aşkarlanması üçün geologiyada istifadə edilə bilər.

Şübhəsiz ki, çox yaxında Kaliforniya kosmos sənayesində istifadə olunmağa başlayacaq.

İnsan imkanlarının arsenalı heyrətamiz və həqiqətən də qeyri-adi texnologiyalarla tamamlandı. Bir zamanlar ilk cihazlar elektriklə işləyənlər:

həyatımızı rahatlaşdırdı, bir çox avtomatik cihazların işini asanlaşdırdı,
yalnız əsas funksionallıq dəstinə sahib idi, lakin qeyri-adi mürəkkəb ixtiralar kimi görünürdü,
insana yeni ixtiralara can atmağa imkan verən öz dövrünün yeniliklərinə çevrildi.

Sonsuz kosmosun fəthindən sonra texnologiyanın inkişafı tamamilə yeni səviyyəyə yüksəldi. İnvestisiya birbaşa asteroidlərin səthində metalların istehsalı üzrə ixtisaslaşan ilk stansiyaları tikməyə imkan verdi.

Stansiyalar kiçik, tam avtomatlaşdırılmış fabriklərə çevrildi. Onlar qəbul edilən komponentləri yolda emal etmirdilər, lakin materialları dəyərinə və sonrakı istifadəyə yararlılığına görə çeşidləyirdilər. Bu qərar olduqca ağlabatan idi, çünki emal həm də planetdə geniş yayılmış daha sadə texnologiyalarla təmin edilə bilərdi.

Digər kosmik ixtiralarla ayaqlaşa bilmək üçün robototexnika daha sürətli inkişaf etməli idi. Mövcud müasir qadcetlərə əsaslanan ideyalar burada kömək etdi. Buna görə də robotlar hamar hərəkətləri, tam idarə olunan interfeysi və bir çox digər üstünlükləri ilə seçilirdi.

Resursların planetimizə çatdırılması da asanlaşıb. Bunu son ekspedisiyalar da təsdiqləyir. Nəticədə yaranan metallar nəticədir. Alimlər onları bütövlükdə, praktiki olaraq bütövlükdə, hətta hasilat zamanı, ümumiyyətlə metallurgiyanın inkişafı üçün vacib olan əksər metalların nümunələrini əldə etdilər.

Asteroidlər - metal hasilatı üçün mənbə!

Alimlər mədənçiliyin necə qurulması barədə ciddi düşünürlər. Bunu mənbəyə yaxın, yəni birbaşa asteroidlərin səthində etmək ən əlverişlidir.

Asteroidlərin inkişafı, onların inkişafı üzrə səmərəli işin təşkili üçün sonrakı imkanlar müasir istehsalın əsas vəzifəsidir. Bu cür layihələr fərqli spektr və təyinatlı resursların alınmasını təmin edəcək. Xüsusi bir ad var - kosmosda hələ öyrənilməmiş obyektlərin tədqiqindən fayda əldə etmək prosesini xarakterizə edən sənaye inkişafı.

Metalların və digər oxşar maddələrin çıxarılması üçün bütün lazımi işlər üçün təkcə asteroidlər uyğun deyil. Yerə nisbi yaxınlıqda sözün həqiqi mənasında milyonlarla kosmik obyekt var. Və asteroid qurşağının böyük uzunluğunu nəzərə alsaq, planetimizdə maddələrin tədarükü bir neçə yüz il üçün kifayət edəcəkdir. Bəzi kosmik cisimlər faydalı mineralların və maddələrin mənbələrinə zərər vermədən metalların çıxarılması üçün də uyğundur.

Titan və nikel kimi bahalı metallar təbii olaraq yer səthinin əlverişli ərazilərində əmələ gəlir. Kosmos da istisna deyildi, alimlərə iş üçün yeni imkanlar təqdim edirdi.

Dəmir tez-tez asteroid qayalarında tapılan müxtəlif materiallar arasında olur. Bir tərəfdən, planetimizdə kifayət qədər böyük miqdarda tapıla bilər.

Ancaq istənilən növ faydalı qazıntılar, hətta Yer kürəsində ən geniş yayılmışlar, hökumət səviyyəsində sənayenin inkişafı üçün əsasdır. Ancaq bu cür mənbələr əbədi deyil, ona görə də indi siz resurs çıxarılması üçün yeni və alternativ imkanlar tapmaq barədə düşünməlisiniz. Bu baxımdan yer sonsuzdur:

metallarla zəngin yerləri tapmaq üçün süxurlardan nümunə götürən tədqiqatçılar üçün.
elementlərin əvvəllər öyrənilməmiş xassələrinin mənimsənilməsi baxımından,
istehsal üçün köməkçi element kimi.

Bəzi alimlər hətta asteroidlərin tərkibinə görə öyrənilməsinin faydaları haqqında fərziyyə irəli sürüblər. Bildirilir ki, asteroidlərin tərkibində hətta su və oksigen istehsalına kömək edə biləcək bütün zəruri elementlər var.

Həmçinin, asteroid qayasının tərkibində mövcud olan maddələrin qarışıqları hətta hidrogenin çıxarılması mümkün olan komponentlərlə doyurulur. Və bu artıq ciddi köməkdir, çünki bu komponent raket yanacağının əsas "inqrediyentidir".

Amma bu sənaye hələ də gənc, araşdırılmamış sənayedir. Oxşar səviyyədə istehsalın yaradılması tələb edir:

əlavə investisiyalarda,
vəsaitlərin bilavasitə yeni texnologiyaların istehsalına səlahiyyətli investisiyası,
metalların sonrakı emalında ixtisaslaşan digər sənaye sahələrindən kömək cəlb etmək.

İstehsalın bütün sonrakı səviyyələrində düzəliş ediləcək yaxşı strukturlaşdırılmış iş, məsələn, raketlər üçün yanacaq və ya robotların doldurulması üçün əlavə xərcləri azaldacaq və bununla da ümumi gəliri artıracaqdır.

Asteroidlər nadir metalların xəzinəsidir!

Bu cür layihələrin qiymət siyasəti sadəcə olaraq qeyri-reallaşır. Bir asteroid, hətta nisbətən kiçik ölçüdə, müasir texnoloqlar və elm adamları üçün sadəcə bir lütfdür. Robotlar hətta bəzi hallarda onları hansı qaya təbəqəsinin arzu olunan tapıntıdan ayırdığını müəyyən edə bilirlər.

Məbləğlər və təxminən trilyonlarla qiymətləndirilir. Buna görə də, bütün xərclər, şübhəsiz ki, özünü doğruldacaq və bir neçə dəfə. Metalların çıxarılması üçün görülən işlərdən əldə edilən mənfəət onların sonrakı emalına gedir.

Elementlərin əksəriyyəti saf formada təqdim olunur. Ancaq bəziləri üçün maddələri istənilən vəziyyətə çevirən köməkçi məhlulların və qarışıqların iştirakı tələb olunacaq. İnanmaq çətindir, lakin qızıl kimi qiymətli metal mədənçilik üçün kifayət qədər miqdarda mövcuddur.

Onlar bilmirlər ki, Yerin yuxarı təbəqələrində mövcud olan qızılın çoxu bir növ bir dəfə düşmüş asteroidlərin izləridir. Zaman keçdikcə planet və onlarda iqlim şəraiti dəyişdi, torpaq çevrildi və asteroidlərin qalıqları onların tərkibindəki qiymətli metalları qoruyub saxlaya bildi.

Asteroid yağışları ağır maddələrin, o cümlədən metalların cazibə qüvvəsinə tabe olmasına, planetin nüvəsinə yaxınlaşmağa kömək etdi. Onların inkişafı çətinləşdi. Bunun əvəzinə elm adamları Yerdə mədən işlərinin necə aparıldığına bənzər asteroidlərlə işləməyə sərmayə qoymağın ən məqsədəuyğun olduğunu irəli sürdülər.

Texnologiyanın gələcəyi kosmosdadır!

Təkamül insanı öz inkişafının zirvəsinə çatdıraraq ona bir çox müxtəlif ixtiralar verib. Lakin kosmos mövzusu hələ də tam açıqlanmayıb. Təsəvvür edin ki, asteroidin səthində mədən işlərinə nail olmaq üçün nə qədər pul lazım olacaq.

Bu layihənin uzun müddət nəzəri olaraq qalmasına səbəb olan digər amil metallarla yükün Yerə qaytarılması ilə bağlı yaranan problem idi. Belə bir prosedur o qədər vaxt apara bilər ki, hətta inkişafın özü də əhəmiyyətsiz və çox bahalı olacaq. Lakin alimlər oxşar vəziyyətdən çıxış yolu tapıblar. İxtisaslaşdırılmış robotlar yığılıb. Şirkət sisteminə birbaşa bağlı olan insanın mexaniki hərəkətlərinin köməyi ilə o, artıq minalanmış materialların qiymətli nümunələrini korlamadan öz hərəkətlərini istiqamətləndirə bilir.

Robotun strukturda toplanmış nümunələrin yerləşdirildiyi bölməsi var. Sonra onlar Yerə gedəcəklər, orada alimlər bu asteroidin tərkibindəki faydalı maddələrin dəyərini sübut edən bir sıra sınaqlar keçirəcəklər.

Belə bir ilkin yoxlama həm də metalların çıxarılması üzrə işin həqiqətən lazım olduğuna daha çox əmin olmaq üçün lazımdır. Həqiqətən də, belə sənayelərdə həmişə böyük miqdarda pul iştirak edir.

Keçmişdən gələcək texnologiyalar!

Elmdən uzaq adam belə anlayır ki, planetimizin resursları sonsuz deyil. Yer üzündə mövcud faydalı maddələrə, eləcə də fosillərə alternativ axtarmaq üçün sadəcə heç bir yer yoxdur.

Ona görə də müasir dünya kortəbii şəkildə inkişaf edir və eyni zamanda insan həyatının sakit və ölçülüb-biçilmiş tempini saxlayır. Hər bir təcrübə alimin mahiyyətinin, onun parlaq əsərlərinin, ilk uğurlu təcrübələrinin əksidir.

Ancaq kosmos qızdırmasının necə başladığını xatırlayaq. İdeyaların generatoru o dövrdə çox məşhur bir fantastika yazıçısının əsəri idi. Sonra sadə bir ixtira kimi görünürdü, - indi bu, öz nəzəri fikirlərini bəşəriyyətə fayda verən praktik tətbiqlərə çatdırmağa çalışan alimlərin diqqətini cəlb edərək, tamamilə adi bir reallığa çevrildi.

Texnologiyalar bahadır və müsbət nəticə üçün çox risk etməyə hazır olan layiqli investorları tapmaq asan deyil. Amma gələcəyin layihələri indi hazırlanıb istehsalata daxil edilməlidir.

Alimlərin nə deməsindən asılı olmayaraq, nadir, bahalı metalların birbaşa kosmosdan tam şəkildə çıxarılmasının vaxtı çatıb.

Yenilik tələb edir:

vaxt yoxlamaları,
istehsalın səlahiyyətli təşkili,
bir-biri ilə qarşılıqlı əməkdaşlıq edə bilən əlaqəli sənaye sahələrinin imkanlarının araşdırılması.

İnvestisiya olmadan, heç bir geri dönüş olmayacaq, hətta minimum səviyyədə iş prosesinin təşkili özünü izləyir və yalnız bundan sonra - ümid etdiyiniz nəticə.

Asteroidlər necə yaranıb?

Alimlər asteroidlərin əmələ gəlməsi üçün əlverişli şəraiti müəyyən edə bilsələr, o zaman belə faydalı mənbələri laboratoriyaların köməyi ilə süni şəkildə və ya bilavasitə kosmosun genişliyində yaratmaq olar. Asteroidlərin Günəş sistemimiz yarandıqdan sonra qalan orijinal material olduğu bilinir. Onlar hər yerdədir. Bəzi asteroidlər Günəşə çox yaxın uçur, digərləri isə eyni orbitlərdə hərəkət edərək bütün asteroid kəmərlərini əmələ gətirir. Yupiterlə ona nisbətən yaxın olan Mars arasında ən böyük asteroid çoxluğu var.

Resurs baxımından çox qiymətlidirlər. Asteroidləri fərqli nöqteyi-nəzərdən öyrənmək, onların strukturunu təhlil etməyə, kömək etməyə imkan verəcək:

kosmosun sonrakı tədqiqi üçün baza yaratmaq,
bu sənayeyə yeni investisiyaların cəlb edilməsi,
müxtəlif şəraitdə işləyə bilən xüsusi avadanlıqların inkişafı.

Asteroidlərdə metalları çıxarmaq daha asandır, çünki onlar kosmik obyektin bütün səthinə yayılmışdır. Hətta ən qiymətli və bahalı metalların konsentrasiyası Yer kürəsində yalnız zəngin yataqlarda olan konsentrasiyaya bərabərdir. Bu cür iş növlərinə maraq aktuallığına görə hər gün artır.

Astronavtlar texnoloji imkanlar sahəsində qeyri-mümkün texnoloji sıçrayış edə bildilər. Asteroidlərin səthindən götürülən ilk nümunələr:

elm adamlarına asteroidlərin quruluşu haqqında ümumi bir fikir verdi,
istehsalının daha sürətli olmasına kömək etdi,
metalların alınması üçün yeni mənbələr müəyyən etdi.

Yaxın gələcəkdə bu səviyyəli texnologiyalar istehsal arasında əsas yeri tutacaq. Əgər sırf nəzəri cəhətdən belə təsəvvür etsək ki, asteroidlərin ehtiyatları qeyri-məhduddur, o zaman onlar bütöv bir planetin iqtisadiyyatını dəstəkləyə, onun bir neçə dəfə daha sürətli inkişafına imkan verə bilər.

Deyəsən, insan kosmik genişlikləri fəth edəndə başqa nəyə can atmalı? Amma praktikada kosmosda mövcud olan asteroidlərin və digər obyektlərin bütün faydalı xüsusiyyətlərindən uzaq tam şəkildə öyrənilmişdir. Yəni tullantısız istehsal qurmaq mümkün olacaq. Bu zəncirin hər bir elementi əvvəlkinin təsiri olmadan mövcud deyil. Bu yanaşma metallarla işləyərkən xüsusilə aktualdır. Onların strukturu kifayət qədər güclüdür, lakin onların çıxarılması və istismarı üçün lazımi şəraitə əməl edilmədikdə, qiymətli təbii sərvət xarab ola bilər.

Kosmosdan gələn metallar dövrümüzün gündəlik reallığıdır. Yeni layihələr planlaşdırılır ki, onların əsasını bizim üçün həyati komponentlər olan su və oksigen istehsalı təşkil edəcək.