Космическая безопасность – интересные факты об изобретениях


Джин Ли Крюс (Jeanne Lee Crews) родилась в 1940
году. Её отец был пилотом Военно-воздушных сил.
С 8 лет Джин начала интересоваться космосом и наукой, мечтая стать
астрономом. Её родители поддерживали её увлечение, они даже купили
ей телескоп.
Когда начались полёты в космос, Джин решила работать в космической отрасли. Она закончила Техасский университет, а потом получила степень бакалавра аэрокосмической инженерии в Университете Флориды.
В сентябре 1964 года Ли Крюс приняли инженером в НАСА. Она стала
одной из первых женщин-инженеров, принятых туда на работу.
Так же, Ли Крюс является одной из первых женщин в НАСА,
участвовавших в полете в условиях невесомости.
В 80-х годах Ли Крюс добилась разрешения работать над проблемой орбитального мусора, который врезался в спутники, космические челноки и орбитальные станции. Последствиями таких столкновений были – разрушенные космические аппараты, сорванные испытания и унесенные жизни.
«Просто невероятно, сколько вреда может причинить предмет, летящий с такой скоростью, —объясняла Джин. — Меня эта проблема очень беспокоила. Безопасность как-никак. Поэтому я настаивала на её решении и страшно всем надоела».
Задача заключалась в том, чтобы подобрать материал для лёгкого щита — что-то вроде космического бампера, который задерживал бы летящие в космосе частицы и защищал бы корабль от столкновения с космическим мусором.
Формулировка концепции — проблемы не представляла. Толстый щит из алюминия, который обычно использовали, Джин предложила заменить на многослойный космический бампер.
Загвоздка оказалась в подборе материалов и их эффективной
сборке.
Джин предложила нестандартное решение: — использовать керамическую
ткань, какой обычно выстилают изнутри печи.
Космический мусор летит со скоростью примерно 8 километров в
секунду. Когда он сталкивается с веществом щита, возникает ударная
волна, под действием которой налетающий предмет дробится на более
мелкие кусочки.
«Мы взяли керамическую ткань «некстел», сложили во много слоев,
и получился гибкий щит, который отлично амортизирует удар, —
объяснила она. — Космический мусор ударяется о первый слой,
второй, третий, и сила удара постепенно угасает».
После того, как придуманный Джин щит был построен, нужно было
его протестировать.
Для этого в ангаре, длиной 50 метров, с помощью легкогазовой пушки
смоделировали столкновение космического мусора со щитом.
«Самая большая пушка имела в длину около тридцати метров. Еще у
нас была фотокамера, которая могла делать миллион снимков в
секунду, — рассказывала Джин. — Мы получали рентгеновские
снимки летящей пули. Пушка на самом деле устроена очень просто.
Основная сложность — в диагностике, в том, чтобы заставить все
компоненты работать согласованно».
Через несколько месяцев мультиударный щит был готов. Он состоял из четырех слоев керамической ткани, между которыми имелся зазор в семь с половиной сантиметров. При этом вся конструкция весила меньше, чем лист алюминия.
Но тут возникла новая проблема: - чтобы поместиться в жилой модуль космической станции, щит должен был иметь толщину не более шести с половиной сантиметров. А щит Джин был толщиной тридцать сантиметров.
И здесь на помощь пришел кевлар . Команда Джин модифицировала щит — сплющив его и добавив кевлар.
Джин объясняла: - «Снаружи на корабле закреплен лист
алюминия, при столкновении с которым мусор дробится. Пролетев
сквозь этот алюминиевый шит, уже раздробленные частицы ударяются о
керамическую ткань «некстел» и рассыпаются на еще более мелкие
части.
После этого частицы продолжают двигаться с огромной энергией, но
уже медленнее — примерно со скоростью пули, то есть около километра
в секунду.
За слоями керамической ткани их поджидает кевлар, ударившись о
который они опять теряют скорость. Именно такой щит и установлен на
космической станции».
В 1990 году Джин Ли Крюс получила патент на противоударный щит вместе со своим соавтором Бертоном Г. Кур-Пале.
Гениальная инженерная мысль Ли Крюс привела к созданию не одного, а нескольких космических щитов - изобретений, без которых вся космическая программа стала бы крайне опасным предприятием.
Позже Ли Крюс работала над способом сбора орбитального мусора с помощью большого воздушного шара, который возвращается на Землю после наполнения.

Дизайн Ли Крюс представляет собой очень большой шар диаметром от
1 до 10 км, изготовленный из керамической ткани.
«Если у вас четыре или пять листов, расположенных один за
другим, вы многократно ударяете по ним и повышаете уровень энергии
настолько, что происходит большее испарение, и он становится все
меньше и меньше. Как только шар наполняется, его возвращают на
Землю» - описывала она свою модель.
Щиты, изобретенные Джин Ли Крюс обеспечивают безопасность космонавтов и сохранность космической станции, позволяют успешно осуществлять важнейшие эксперименты.
Фотографии Джин в интернете отсутствуют.
В то время, американский астронавт Дональд К. Слейтон сказал Джине,
что ей не следует фотографироваться, так как руководство НАСА не
хотело, чтобы кто-нибудь подумал, что щит изобрела
женщина-астронавт, а не мужчина.
Джин Ли Крюс вышла на пенсию в 2002 году. Она была награждена премией за пожизненные достижения в аэрокосмической отрасли, медалью НАСА за выдающиеся заслуги и медалью НАСА за выдающиеся достижения.