13.12.2018
оптическое волокно из космоса

Компании Made in Space и FOMS будут производить оптическое волокно в космосе

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В 1970-х годах, когда американскую программу пилотируемых космических полетов пытались хоть как-то сохранить, а публику уже не удивляли высадки на Луне, появилась фантастическая мысль о том, что в космосе легко можно было бы производить некоторые продукты, которые трудно изготовить на Земле, например металлические пенки.

Такие мечты ни к чему не привели: хоть каким причудливым был бы продукт, затраты на орбитальное производство никогда не опускались ниже цены, которую пришлось бы платить на Земле, пишет The Economist.

Впрочем, двум калифорнийским компаниям, похоже, удалось решить эту проблему. Made in Space и FOMS (Fiber Optic Manufacturing in Space — производство оптических волокон в космосе) предлагают изготавливать оптическое волокно высочайшего качества в условиях невесомости на Международной космической станции. При цене $1 млн./кг этот материал стоит путешествия на орбиту и обратно.

Оптические волокна изготавливают, извлекая стеклянные нити диаметром с человеческий волос. Заполненные этим волокном кабели осуществили переворот в телекоммуникациях. Когда телефонный звонок кодируется, скажем, в виде лазерных импульсов и передается через оптическое волокно, он может пройти гораздо большее расстояние с меньшей потерей качества сигнала, чем при использовании медного провода. Как результат — медная проводка почти полностью исчезла из обихода, если не считать последних нескольких сотен метров подключения до клиента.

Конечно, оптическое волокно можно усовершенствовать. Стекло содержит примеси, которые и поглощают и рассеивают часть света во время прохождения через него, что можно исправить добавлением германия, который уменьшает поглощение и рассеивание. Но это не идеальный ответ.

Лучшее решение нашли в 1975 году исследователи Реннского университета во Франции. Это стекло, изготовленное из смеси фторидов циркония, бария, лантана, алюминия и натрия, которое получило название ZBLAN. Волокна со ZBLAN имеют чрезвычайно низкий уровень потерь от поглощения и рассеяния, особенно в средней инфракрасной части спектра, где обычное оптическое волокно работает неудовлетворительно. Однако они хрупкие. Поэтому вытащить волокно длиной более километра-трудная задача, которая, в свою очередь, делает их непригодными для работы на дальних расстояниях. Они также обычно содержат крошечные кристаллы, которые образуются во время охлаждения материала. Это сводит на нет эффект, который дает низкий уровень потерь от поглощения и рассеивания, который, собственно, и дает предпочтение волокнам ZBLAN.

Однако при отсутствии напряжения от силы тяжести, действующей на материал во время охлаждения, можно извлекать гораздо более длинные волокна. Также не будут образовываться и кристаллы. И единственное большое доступное человеку место, где таких напряжений нет, — космическая станция.

В обеих компаниях заявляют о создании аппарата для производства ZBLAN-волокна, достаточно компактного и легкого для транспортировки и использования на космической станции. Устройство от Made in Space несколько напоминает те 3D-принтеры для экструзии пластика, которые используют умельцы. Он заглатывает заготовку из ZBLAN. В печи кончик заготовки расплавляется. Тонкие пряди волокна извлекаются из зоны плавления. Но вместо того, чтобы с еще мягких волокон формировать объект, их покрывают другим видом стекла для защиты, а затем наматывают на катушки для хранения.

Made in Space уже имеет принтер для пластика на борту космической станции. Его используют для замены поврежденных мелких деталей и предметов, чтобы избежать задержек из-за транспортировки их из Земли. Поэтому менеджеры компании имеют все основания считать, что их ZBLAN-экструдер тоже будет работать в условиях невесомости.

Уже совсем скоро они смогут в этом убедиться. Прототип был доставлен на космическую станцию в июле, и вскоре пройдет испытания. Подобное устройство, сконструированное FOMS, пошлют на орбиту позже этого года. Обе компании обещают волокно с параметрами, которые будут в 100 раз лучше изготовленного на Земле, длиной десятки километров.

Сказать, что это действительно экономический процесс, было бы немного неправильно, поскольку в бухгалтерских книгах нет графы с какой-то сотней миллиардов долларов на создание космической станции. Но учитывая, что эти расходы уже в прошлом, похоже, Made in Space и FOMS таки нашли способ осуществить мечты 1970-х и зарабатывать деньги на производстве в космосе.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки