«Космічний корабель Шаттл»

Здавалося б це непоєднувані речі, причому тут NASA (Національне управління з аеронавтики і дослідженню космічного простору), «Шаттл» і пінополіуретан (ППУ)

Однак не секрет, що багатьма технологіями і винаходами ми сьогодні зобов’язані саме аерокосмічній галузі. Завдяки відкриттям NASA ми використовуємо у своєму повсякденному житті такі дивовижні речі, як подушки з ефектом пам’яті, стійке до подряпин скло, бездротові інструменти, фільтри для очищення води, зв’язок на далеких відстанях і навіть невидимі брекети.

«Винаходи NASA»

Технології NASA в повсякденному побуті

Тепер же прийшла пора суто цивільним технологіям послужити на благо дослідження та вивчення космосу.

NASA стало використовувати пінополіуретан (ППУ) в космічних цілях для теплоізоляції та захисту зовнішнього паливного бака космічного човника «Шаттл». Так-так, Ви не помилилися інженери NASA запустили пінополіуретан (ППУ) в космос.

«Шаттл» — це американський багаторазовий транспортний космічний корабель, розроблений для доставки астронавтів і різних вантажів на земну орбіту.

«Шаттл»

Перший «Шаттл» був запущений NASA в далекому 1981 році. Американський космічний корабель включає в себе три основні частини: сам човник, зовнішній паливний бак і два твердопаливних ракетних прискорювача.

«СпейсШаттл»

Паливний бак «Шаттла» — це сама громіздка і важка частина космічного апарату. А також це єдиний вузол апарату, який не може бути використаний повторно, іншими словами він призначений для одноразового використання.

Зовнішній паливний бак «Шаттла» зроблений з алюмінієвого сплаву товщиною 3 мм і вміщає в себе близько 1,5 млн. літрів ракетного палива. В якості ракетного палива використовується рідкий водень. Температура водню в рідкому агрегатному стані становить -253 ° С. Тому у NASA з’явилася важке завдання щодо вибору надійного і міцного, але в теж час найбільш легкого ізоляційного матеріалу, здатного підтримувати надзвичайно низьку температуру (-253 ° С) рідкого водню всередині паливного бака човника.

Після численних обговорень і випробувань вибір фахівців NASA зупинився на жорсткому закритоячеістие пінополіуретані. Вибір пінополіуретану в якості теплоізоляції паливного бака був зумовлений багатьма чинниками. По-перше, ППУ — надлегкий матеріал, і не створюватиме зайвого навантаження на паливний бак. По-друге, ППУ — тепло- і морозостійкий матеріал. Ну і, по-третє, це — чудовий теплоізолятор і герметик.

«Що таке пінополіуретан?» Жорсткий ППУ складається з мільйонів мініатюрних закритих пор, в яких міститься спеціальний газ. Така закритоячеістие структура дозволяє надійно зберігати тепло і перешкоджає інфільтрації повітря і пари, створює надійний герметичний ізоляційний шар. І хоча пінополіуретан був відомий і широко використовувався до NASA, після невеликих доробок в даній технології інженери національного управління з аеронавтики адаптували пінополіуретан для використання, в буквальному сенсі, за межами нашої планети.

У результаті наукових досліджень паливний бак «Шаттла» був покритий 2,5 см шаром пінополіуретану, який був спеціально розроблений фахівцями NASA.

«пінополіуретанової покриття зовнішнього паливного бака»

Даною товщини ізоляційного шару ППУ було достатньо, щоб забезпечити оптимальну теплоізоляцію паливного бака «Шаттла», при цьому зберігши низький вагу і одночасно збільшивши міцність і жорсткість всієї конструкції бака. Ізоляційний шар ППУ також охороняв алюмінієву оболонку від утворення льоду і аеродинамічного нагріву. У теж час ППУ за таких складних умов зберігав вкрай низьку температуру рідкого водню всередині бака (-253 ° С).

«Зовнішній паливний бак Шаттла покритий ППУ»

Перед нанесенням пінополіуретанового покриття для підготовки поверхні, що ізолюється паливного бака використовувалися спеціальні очисники, проте ні в яких додаткових клеях не було необхідності. ППУ є самоадгезівним матеріалом і володіє достатньою адгезією, щоб витримати навіть запуск космічного корабля.

Запуск космічного корабля «Шаттл

У більшості випадках шар пінополіуретану непогано зберігався навіть при скиданні порожнього паливного бака назад в атмосферу Землі.

Для захисту пінополіуретану від впливу ультрафіолетового випромінювання фахівці NASA поверх ізоляції ППУ наносили шар спеціальної білої фарби. Відомо, що під впливом ультрафіолету верхній шар ППУ руйнується і темніє. Це трохи знижує теплоізоляційні властивості ППУ. Проте спеціальне покриття для захисту ППУ від ультрафіолету додавало зайвих 272 кг ваги паливному баку космічного човника при відносно малу користь. Тому інженери NASA вирішили відмовитися від захисної фарби і стали використовувати чистий, нічим не покритий шар ППУ на користь економії загальної ваги.

Відділивший порожній паливний бак повертається на Землю. Пінополіуретановий шар став темно-оранжевим унаслідок дії високої сонячної радіації

У цілому з 1981 року «Шаттли» вчинили 135 польотів. 21 липня 2011 програма «СпейсШаттл» була офіційно закрита. Рішення про закриття програми «Спейсшаттл» було прийнято незабаром після загибелі «Колумбії» в 2003 році. У Білому домі вирішили, що човники морально застаріли, їх вже недоцільно використовувати, в тому числі з міркувань безпеки і занадто дорогого обслуговування. Тепер доставляти космонавтів і вантажі на орбіту Землі будуть виключно російські «Союзи».