Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы?

Набор инструментов среднестатистического инженера НАСА в 60-х годах прошлого века состоял из отвертки, плоскогубцев, сварочной горелки и... метлы. Не подумайте ничего плохого, высококвалифицированные специалисты ни за кем не прибирали. Названное приспособление, которое скорее уместно в руках дворника, позволяло защититься от утечек водородного топлива и пожара.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

В 30-х годах прошлого века были очень популярны пассажирские дирижабли, благодаря которым состоятельные люди путешествовали по миру. Удерживающиеся в воздухе водородом или гелием, они чинно и благородно перелетали с одного континента на другой. Однако 6 мая 1937 года наступил конец этой эры воздухоплавания. В тот день разбился и сгорел дирижабль «Гинденбург», на борту которого находились 97 человек, летевшие в США из немецкого Франкфурта. Трагедия унесла 36 жизней: 13 пассажиров и 23 членов экипажа. Сегодня считается, что пожар начался из-за утечки водорода, который воспламенился от случайной искры.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

Крушение дирижабля Гинденбург

Этот случай прекрасно иллюстрирует две основные характеристики водорода, который невероятно опасен, но обладает огромным потенциалом в качестве горючего. Соблазн наполнить им топливные баки велик, но все осознают, какую угрозу это может представлять для оператора того или иного транспортного средства. Атомы водорода очень малы – это самая примитивная частичка материи, существующая в нашей Вселенной. Предотвратить утечки этого вещества трудно. Мельчайшая трещина или изъян в топливном элементе или контейнере позволят его молекулам выбраться наружу. После этого одной-единственной искры будет достаточно, чтобы вызвать катастрофу вроде той, что случилась с «Гинденбургом».

Газообразный водород может самопроизвольно воспламениться даже вследствие слишком высокого давления. Но самое опасное в нем то, что его очень трудно обнаружить. Он не имеет цвета и запаха, и горит почти незаметно. Водородный пожар в хорошо освещенном помещении увидеть практически невозможно, если, конечно, он не воспламенит что-то еще. Последнее, кстати, неизбежно в принципе, так как температура горения водорода составляет около 2180 градусов по Цельсию.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

Но преимущества этого вида топлива все же невероятно заманчивы. Оно экологически безвредно, эффективно, и всяко лучше, чем уголь, нефть и природный газ, обеспечивающие теплом и энергией человечество. При его сжигании образуется гораздо меньшее количество содержащих углерод газов, разогревающих планету. Их попадание в атмосферу довольно легко предотвращается. Водород также можно использовать в автономных топливных элементах, где единственным побочным продуктом является вода.

Водородное топливо, несмотря на описанные сложности, все же используется человеком. В частности, им заправляют ракеты-носители, отправляющиеся в космос. В данном деле на счету каждый килограмм, и это горючее дает максимальную отдачу на единицу массы. НАСА в течение многих десятилетий использует жидкий водород. Это значит, что агентство научилось нейтрализовывать угрозы, связанные с его практическим применением. На стартовую площадку топливо перекачивается из резервуаров по трубам многокилометровой длины, что, конечно же, грозит утечками. И именно в этот момент мы вернемся к метлам, упомянутым в самом начале.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

В 60-х и 70-х годах, во время работы над программой «Аполлон», жидкое водородное топливо было в новинку. Инженеры НАСА не имели опыта обращения с ним, поэтому страх перед его возгоранием был постоянным и всеобъемлющим. Для обнаружения невидимого огня американцы прибегли к крайне неординарному инструменту – тем самым метлам. Персонал, присутствовавший в местах возможных утечек, ходил по площадке, держа их перед собой – в надежде на то, что щетинки загорятся при соприкосновении с пламенем. Примитивнейшая система детекции, но другого способа обнаружить возгорание водорода в то время не было.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

К счастью, со временем ситуация улучшилась. Уже в конце 70-ых в НАСА был разработан детектор водорода, являющийся аналогом тех устройств, которые обнаруживают угарный газ в жилищах и на промышленных предприятиях. Однако он мог зафиксировать только факт утечки, но не её место. Поэтому в 2003 году инженеры приступили к разработке альтернативной технологии – визуального индикатора, позволяющего точно указать на место выхода водорода. Потребовалось несколько лет, чтобы довести её до ума. В частности, была изобретена так называемая хемохромная лента, которая меняет цвет в присутствии того или иного вещества, в данном случае водорода.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

Задача, кстати, оказалась гораздо сложнее, чем это кажется по описанию конечного продукта. Изменение цвета должно быть заметно человеческому глазу и происходить достаточно быстро, чтобы утечку можно было оперативно устранить. Если учесть, что ленту собирались применять при запусках ракет, необходимо было придать ей устойчивость к атмосферным воздействиям и огню. Впервые ею воспользовались на практике в 2007 году, во время запуска челнока «Индевор» к МКС. Тогда эти полоски прикрепили к сварным швам, трубопроводам и топливным элементам. В дальнейшем технология активно использовалась НАСА.

Зачем инженеры НАСА носили перед собой мётлы? Наука, Исследования, Ученые, Научпоп, NASA, Длиннопост

Исследования, призванные повысить безопасность обращения с водородным топливом, оказались полезны не только для космических полетов. Они сделали возможным использование водорода в промышленности, в частности, на нефтеперерабатывающих и химических заводах. Существует надежда, что в дальнейшем подобные технологии сделают водородное топливо настолько безопасным, что оно начнет использоваться для обеспечения энергией жилищ и автомобилей. Это было бы идеально как для простых потребителей, так и для планеты Земля.

Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.