Когда разговор заходит о самой сложной машине, созданной человечеством, на ум в первую очередь приходят громадины вроде авианосцев, многоступенчатых ракет и, например, ускорителей частиц. Во многом подобные представления верны — в том числе речь пойдет и о них. Но иногда гигантские размеры необязательно равны сложностям, которые предстояло разрешить для разработки по-настоящему удивительных аппаратов. Ниже — подробнее про устройства, которые, на наш взгляд, можно назвать техническим и инженерным чудом.
Читать на OnlínerСразу же сделаем небольшой дисклеймер: условно говоря, в автомобиле целая уйма деталей, без которых его движение будет невозможным. У современного пассажирского самолета таких деталей еще больше, особенно учитывая всевозможные дублирующие системы. Но количество подобных элементов, на наш взгляд, необязательно определяет «сложность» машины как таковой.
У аппаратов, о которых речь пойдет ниже, есть нечто общее: они не существуют сами по себе, в отрыве от мира. Для их разработки и возведения необходимы сложные логистические цепочки, редкие материалы, специальное ПО, команды инженеров и десятилетия накопленного опыта — причем, как правило, специалистов сразу из множества стран.
Даже достав чертежи какой-либо машины, которую упомянем в материале, возвести ее в соседнем ангаре без должных компетенций вряд ли получится.
Про этот во многом революционный телескоп, кажется, профильные научно-популярные ресурсы, в том числе и мы, рассказывали в разных форматах не один раз. И тем не менее не включить «Уэбба» в этот материал, учитывая все сложности, с которыми пришлось столкнуться целым интернациональным командам инженеров при его разработке, невозможно.
Так, например, на сайте NASA утверждается: телескоп имени Уэбба — это «крупнейшая и самая сложная обсерватория, когда-либо отправленная в космос». Ключевые компоненты «Уэбба», как продолжают в сообщении, включают «огромное зеркало для улавливания инфракрасного излучения, гигантский солнцезащитный экран для поддержания определенной температуры, а также четыре специализированных прибора для выполнения исследовательской программы».
Кроме того, телескоп проектировали так, чтобы тот компактно складывался перед запуском. А затем уже по пути к месту размещения — между прочим, в целых полутора миллионах километров от планеты — выполнил ряд процедур, раскрывшись в космосе.
И все это получилось реализовать на практике. По сути, «Уэбба» отправили далеко за пределы планеты с надеждой, что тот в автоматическом режиме после раскрытия сможет начать работу. Для реализации проекта потребовались усилия порядка 1,2 тысячи человек по всему миру — всего задействовано 17 стран. При этом считается, что наиболее весомый вклад внесли NASA, а также представители Европейского и Канадского космических агентств.
И еще несколько фактов: «Уэбба» запустили в декабре 2021-го — длительность его полета составляет уже 4 года и 8 месяцев. Общая масса телескопа — около 6 тонн. При этом проработать он, по прогнозам NASA, должен минимум 10 лет (хотя сегодня уже рассчитывают на 20).
В первую очередь речь тут про Starship от компании SpaceX, возглавляемой Илоном Маском. Пускай и с небольшой оговоркой: полноценные запуски, которые бы вернули людей на поверхность Луны, а далее привели на Марс, еще не состоялись.
Но, кажется, дело не стоит на месте — так, к примеру, 28 сентября этого года должен состояться уже 14-й испытательный пуск ракеты. При этом в компании называют предстоящий запуск «первым орбитальным полетом», во время которого Starship выйдет на орбиту высотой порядка 275 километров, сделает шесть витков вокруг планеты, сойдет с орбиты и приводнится в Тихом океане.
В целом Starship кратко можно описать так: это разрабатываемая компанией SpaceX многоразовая сверхтяжелая ракета-носитель, которая предназначена для доставки грузов и людей на околоземные орбиты, а также для полетов на Луну и, вероятно, на Марс.
Определение «многоразовая» тут — ключевое. Хотя при всем этом ракету также можно назвать самой большой по массе, мощности и грузоподъемности в истории. Starship состоит из двух ступеней, ускорителя Super Heavy и корабля Starship. Обе ступени разрабатываются так, чтобы они имели возможность вернуться на стартовую площадку с использованием технологии вертикальной реактивной посадки.
Проще говоря, после отделения ускоритель должен отправиться назад, затормозить в атмосфере и вернуться к стартовой башне. Проект предусматривает, что механические «руки» башни — их еще называют «мехазилла» — поймают огромную ступень в воздухе. И это SpaceX уже удалось продемонстрировать: в октябре 2024-го система словила ракету. При успехе подобная многоразовая установка кратно сократит стоимость полетов в космос — как с астронавтами, так и без них.
Впрочем, еще раз сделаем сноску: несмотря на то, что испытания продвигаются и дело в целом не стоит на месте, назвать проект завершенным рано — свою главную миссию Starship еще только предстоит выполнить.
ITER, или «Международный экспериментальный термоядерный реактор», называют программой по возведению «искусственного Солнца».
Можно сказать так: ITER — масштабный эксперимент, призванный показать возможность использования термоядерного синтеза в качестве крупномасштабного и экологически чистого (то есть не создающего выбросов углерода) источника энергии.
Откуда сравнение с Солнцем? Пускай с некоторыми оговорками, но такой токамак, то есть установка магнитного удержания плазмы, действует по принципу, схожему с тем, что происходит в Солнце и других звездах. Проект реализуется усилиями одновременно 35 государств, а сам реактор строится на юге Франции.
Если быть точнее, то в процессе термоядерного синтеза энергия высвобождается при слиянии ядер двух легких атомов в одно более тяжелое. Для осуществления этого процесса на Земле топливо (изотопы водорода) требуется нагреть до температуры, превышающей 150 миллионов градусов Цельсия, в результате чего образуется горячая плазма. Для удержания плазмы на расстоянии от стенок реактора используются мощные магнитные поля.
Впрочем, стоит понимать: по аналогии со Starship, ITER — дело по идее недалекого будущего. Его запуск, если все пойдет по плану, намечен на 2034—2035 годы. При этом общий бюджет проекта, как полагается, перевалил уже за €20 миллиардов, притом что в 2006-м хотели уложиться в €5 миллиардов и десять лет.
В отличие от механизмов выше, использующихся в космосе или занимающих огромные пространства, EUV-литограф по размерам не превышает мини-автобус. Но вместе с тем без машины такого типа было бы невозможным производство смартфонов, ноутбуков, серверов для дата-центров, навигаторов — да и в принципе практически любой смарт-техники.
По сути, EUV-литограф — устройство, которое «печатает» все передовые чипы на планете. Таких аппаратов, по некоторым сведениям, в мире всего около 200 штук. И так сложилось, что основным (кто-то скажет, что и единственным) производителем серийных EUV-машин стала нидерландская компания ASML из небольшого города Велдховен.
В одном таком литографе содержится порядка 100 тысяч деталей и около двух километров кабелей. Общий вес — в районе 200 тонн. Для перевозки устройства требуется несколько десятков грузовиков, а сборка и калибровка занимают до шести месяцев с участием 250 обученных инженеров.
Интересно также, что каждая из деталей литографа транспортируется отдельно, в специализированном контейнере — так поддерживается температура и другие условия вплоть до момента установки на фабрике.
Впрочем, несмотря на то, что подобные литографы — во всяком случае, в серийном формате — на сегодня производит только ASML, в компании говорят: одно из их главных достижений — способность координировать сеть из 800 поставщиков оборудования, необходимого для такой машины, по всему миру.
Вариантов на самом деле не так много. Но из тех, что не упоминаются выше, можно выделить следующие.
Нравится читать Onlíner? Добавьте наши новости в «Основные источники» Google
Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро
Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ga@onliner.by