Як Джин Лі Крюс винайшла космічний щит і врятувала програму NASA

Дівчата думають про все на світі. Розповіді про винаходи, зроблені жінками. Кетрін Тіммеш/ пер. з англ. Т. В. Марунич – Київ: Ранок, – 56 с.

Дівчата думають про все на світі, і це факт. Від підгузків для дітей до найтривкішого матеріалу, який застосовують у космосі. Замислившись одного разу, як зробити життя легшим, жінки сіли за створення свого геніального винаходу. Їхні наполегливість, оптимізм і віра у свої сили дали поштовх на створення речей, яким і до сьогодні немає рівних. Історії цих жінок надихають і допомагають у важку хвилину не здаватися, а йти до своєї мети. 

Сьогодні ми поділимося з вами однією такою історією, яку ми прочитали у книжці «Дівчата думають про все на світі. Розповіді про винаходи, зроблені жінками», український переклад якої вийшов у видавництві «Ранок». Вона розповідає про інженерку Джин Лі Крюс, яка винайшла щит, що дав можливість безпечно виводити космічні кораблі на орбіту.

Джин жбурнула на стіл свого керівника шматок деформованого глибокою вм’ятиною заліза. «Потрібно із цим щось робити!» — заявила вона. Жінка мала на увазі проблему орбітального сміття у космосі — каміння, пісок і уламки металу, що можуть врізатися у супутник, шатл або космічну станцію. Вона мала докази руйнівних наслідків зіткнення: знищені космічні кораблі, знищені експерименти, знищені життя. 

«Неймовірно, якої шкоди може завдати об’єкт, який рухається з такою швидкістю, — пояснювала Джин. — Мене дійсно хвилювала ця проблема — це було питання безпеки, тому я наполягала і всім набридла».

 

Нарешті, авіакосмічному інженеру Космічного центру Джонсона*6, NASA, Джин Лі Крюс, дали дозвіл на розв’язання проблеми. Мета полягала в тому, щоб знайти легкий щит, щось на кшталт комічного бампера, який би зміг витримати екстремальні умови космосу і захистити корабель від сміття. Джин Лі Крюс змогла створити декілька космічних щитів — винаходи, без яких космічна програма більше не здатна безпечно функціонувати.

Перша частина проблеми — визначитися з концепцією — була легкою. Замість того аби використовувати один щільний алюмінієвий щит, як зазвичай, Джин створить космічний бампер із декількох шарів.

Комічне сміття рухається зі швидкістю у 18 тисяч миль на годину. Три сотні миль на хвилину, п’ять миль на секунду. Якби ви могли рухатися з такою швидкістю, то діставалися б до крамниці на відстані 2,5 милі — й назад — за одну секунду.

Наступний крок був найважчим завданням: визначити, які матеріали використовувати і як ефективно їх змонтувати.

Джин поставилася до завдання творчо, застосувавши керамічну тканину, яку зазвичай використовують для вистилання печей.

«Ми взяли цю керамічну тканину Nextel, склали разом багато тонких шарів і створили гнучкий щит, що мав дійсно потужний протиударний ефект, — пояснила Джин. — Сміття вдаряється об нього вперше, вдруге, втретє».

Під час зіткнення зі сміттям, створюються ударні хвилі, тобто щит розбиває сміття чи ламає його.

Спроектувавши і сконструювавши щит, Джин перевірила його ефективність і придатність. Звісно, вона не могла провести випробування у космосі, але існував інший вихід. Команда Джин проводила випробування у металевій будівлі 150 футів завдовжки. Вони змоделювали умови зіткнення у космосі, використовуючи пристрій, що має назву газова гармата.

«Найбільша гармата була завдовжки близько ста футів, а ще ми мали дуже швидкісну фотокамеру, яка робила мільйон кадрів на секунду, — розповідала Джин. — Ми отримували рентгенівські знімки кулі під час польоту. Гармата, насправді, дуже простий пристрій. Найбільша складність була у діагностиці — примусити це все працювати разом». 

Декілька місяців по тому Джин успішно створила багатошаровий щит. Він складався з чотирьох шарів керамічної тканини, між якими був проміжок у три дюйми. Якою загальною вагою? Меншою ніж один лист алюмінію. Але тепер виникла нова проблема: розроблення щита для модулів екіпажа — житлових приміщень космонавтів на Міжнародній космічній станції. Модулі мали всього чотири з половиною дюйми простору для щита, через що було неможливо використати багатошаровий щит завтовшки з фут. Як завжди винахідливі, Джин та її колеги просто модифікували багатошаровий щит — стиснули його, чи то розрівняли, і додали новий матеріал. Можливо, ви про нього чули?.. Кевлар.

Джин пояснила, як працює щит: «Першим зовні встановлено прошарок алюмінію, який руйнує сміття. Частки пролітають крізь нього, вже розбиті шматки вдаряються у тканину Nextel і розбиваються на ще дрібніші уламки».

І тепер, за її словами, хоча ці рухомі частини ще мають величезну енергію руху, але вони значно сповільнюються, приблизно до швидкості кулі або одного кілометру на секунду.

«І ось, кевлар, розташований за керамічною тканиною, знову уповільнює його — так, що до останнього шару нічого не долітає, — розповідала вона. — Саме цей щит ми використовуємо на космічній станції». 

Щити, винайдені Джин Крюс та її колегами, запатентовані та належать їхньому роботодавцю, NASA. Щити, які захищатимуть астронавтів, космічну станцію і важливі експерименти — експерименти, які найкраще виконувати в ідеальних умовах, запропонованих космосом, особливо, експерименти з мікрогравітації (близької до невагомості). Завдяки знанням, здобутим шляхом експериментів і досліджень у космосі, ми вже можемо насолоджуватися сотнями захопливих речей і користуватися перевагами значних наукових досягнень, включно з кардіомоніторами, інсуліновими помпами, велосипедними шоломами та супутниковим телебаченням. І хто знає, що ще ми винайдемо у космосі? Може, модну високотехнологічну тенісну ракетку або, можливо, уявіть, перспективні ліки від раку.

Читайте також: Українки, які змогли: чотири добірки казок на ніч для малих і дорослих бунтарок