Компьютерра, 2006 № 39 (659) - [9]
Возможно, участие в этой затее прикованного к инвалидному креслу Стивена Хокинга (у него как раз болезнь наследственного характера — боковой амиотрофический склероз) придаст наглядности предполагаемым выгодам проекта и выбьет почву из-под ног его критиков. ИП
Всем хороши композитные материалы на основе стеклянных или углеродных волокон, залитых эпоксидной смолой или другим полимером. Они прочны, легки и не слишком дороги. Из таких композитов давно делают массу полезных вещей — от теннисных ракеток до крыльев самолетов. Но у композитов есть один существенный недостаток. Из-за сложной структуры материала в них очень трудно обнаружить дефекты, возникшие в процессе производства или эксплуатации. Неприятно, если сломается ракетка, но разрушение крыла самолета недопустимо вовсе.
Для решения этой проблемы ученые из Алабамского университета разработали «умную кожу», которая способна не только сама устранять повреждение, но и сообщать, где оно произошло. Кожу можно наклеить на несущие элементы в крыльях самолетов, в дверях салона и других критических элементах конструкции.
Материал изготавливают, поместив вязкий «сироп» из эпоксидной смолы и медные проводники между несколькими слоями полимера. Если возникает трещина или разрыв, смола вытекает, заполняет повреждение и застывает под действием ультрафиолета дневного света. Одновременно рвутся медные проводники, изменяя индуктивность материала. Поэтому несложный радиосканер даже под несколькими слоями теплоизоляции и обивки легко может обнаружить место разрыва на расстоянии до одного метра.
Впрочем, идея материалов, способных к «самолечению», не нова. Еще в начале года инженеры Европейского космического агентства в близких к открытому космосу условиях успешно испытали похожий материал, способный заклеить повреждения обшивки спутника, нанесенные микрометеоритами. Аналогичные материалы разрабатывают и в других лабораториях, но ни один из них не может сообщить, где произошло повреждение.
Ученым еще есть над чем работать. Специалисты сомневаются, что повреждения «кожи» будут адекватно отражать уровень разрушений несущей конструкции. Слишком медленно, целый день твердеет вытекшая смола. Ее, правда, можно заменить на другую, которая быстро сохнет на воздухе. Есть идея встроить новые медные схемы, которые не рвутся, а плавно меняют индуктивность по мере роста повреждения. Это позволит проследить за здоровьем конструкции даже в реальном времени.
По другому пути пошли в Делаверском университете. Там придумали добавлять в композиты немного углеродных нанотрубок — примерно одну десятую процента веса материала. Такое количество нанотрубок, равномерно распределенное в материале, практически не влияет на его механические свойства. Нанотрубки пересекаются и касаются друг друга, формируя случайную сеть, по которой, благодаря их высокой проводимости, может течь электрический ток. Но контакты между нанотрубками здесь весьма ненадежны и чутко реагируют на малейшие изменения в структуре материала. Экспериментально удалось показать, что, контролируя ток через сеть нанотрубок, нетрудно определить внутренние напряжения или разрушения, предупреждающие о возможной аварии.
Этот подход очень напоминает предыдущие попытки контролировать состояние композитных материалов, заранее встроив в них сеть оптических волокон. Разрушения обнаруживали, наблюдая за прохождением света по волокнам. Однако этот метод распространения не получил, поскольку требовал сложной аппаратуры, да и оптические волокна заметно усложняли производство и ухудшали прочность композитов.
Новый метод лишен этих недостатков. К сожалению, пока углеродные нанотрубки дороги, но их массовое производство обещает решить и эту проблему. ГА
Международный астрономический консорциум PanSTARRS планирует запечатлеть все то, что будет происходить на звездном небе, в течение длительного срока — трех с половиной лет. Конечно, речь идет не о непрерывной видеосъемке, а лишь о периодическом фотографировании одних и тех же участков неба одним и тем же инструментом. К тому же новый телескоп PS1 Гавайского университета, с помощью которого будут собираться данные, не способен обозревать все небо, поэтому часть событий во Вселенной останется незамеченной.
Несмотря на эти ограничения, полученные данные наверняка помогут лучше понять многие космические процессы. Близ звезд будут планомерно искать планеты, сравнимые по размерам с Юпитером. Для этого телескоп должен будет поймать те моменты, когда планета частично затмит звезду. Ученые также рассчитывают значительно приблизиться к разгадке природы темного вещества, изучая распределение в пространстве галактик и их скоплений. Нашу собственную Галактику решено представить в виде самой подробной на сегодняшний день трехмерной модели, которая будет создана по окончании эксперимента (на ее основе планируется сделать выводы о рождении и дальнейшей судьбе Млечного Пути).
Кроме того, астрономы рассчитывают поймать немало «случайной рыбы». Ожидается, что будут обнаружены новые звезды и галактики, а старые объекты могут раскрыть неизвестные сейчас особенности. Наверняка будет открыто несколько комет, астероидов и (или) трансплутоновых карликовых планет, как их теперь называют. Не исключено, что среди наших крохотных соседей по Солнечной системе найдутся и те, что потенциально могут быть опасны Земле.
