Вторая колыбель - Игорь Ласьков

Попытка выяснить причину взрыва по расшифровкам записей "черных ящиков" — бортовых самописцев, не выявила каких-либо серьезных отклонений основных параметров; кроме, пожалуй, резко упавшей прямо перед взрывом производительности одного из топливных насосов первого двигателя кластера. Этот насос был установлен в системе охлаждения двух из восемнадцати электромагнитов, создающих магнитное поле, удерживающее и контролирующее плазму в одной из рабочих камер двигателя. Плазма — высокоионизированный газ, нагретый до сотен тысяч градусов. Ни один материал не может выдержать такие температуры, поэтому плазма удерживается на безопасном расстоянии от стенок рабочих камер двигателя сильным и сложным по конфигурации магнитным полем. Создается оно очень мощными электромагнитами, которые работают при отрицательных температурах и нуждаются в постоянном отводе тепла. Теплоотвод осуществляется с помощью того же азота — топлива, на котором работают плазменные двигатели. Азот в топливных баках корабля хранится в сжиженном состоянии при температуре около -200 °C. Магниты должны охлаждаться весьма эффективно, их рабочая температура лежит в пределах -200…-160 °C.* При более высокой температуре напряженность поля, создаваемого каждым магнитом, падает; и тем больше, чем выше температура сердечника магнита. При этом создается "вспучивание" — искривление линий результирующего магнитного поля в сторону стенок рабочей камеры. Если только один магнит из восемнадцати создает "вспучивание", это еще терпимо и далеко не всегда катастрофично. Но если поле искажают два и более (особенно два соседних), то "вспучивание" получается слишком глубоким, плазма приближается к стенкам на опасно близкое расстояние. Стенки рабочей камеры не выдерживают нагрева, плазма прожигает стенки, двигатель просто взрывается, что и случилось с первым двигателем второго кластера. Взрыв был достаточно сильным, чтобы опасно повредить и вывести из строя два других двигателя кластера. К счастью, между кластерами были установлены титановые защитные экраны, не давшие повредить и разрушить двигатели двух других кластеров. Таким образом, было выяснено, что непосредственной причиной взрыва явилось чувствительное уменьшение прокачки азота одним из насосов, который охлаждал два рядом стоящих магнита. Но что вызвало уменьшение прокачки, то есть падение оборотов насоса, это еще предстояло выяснить. Самописцы попросту не фиксировали изменение токов и напряжений, управляющих работой насоса. Еще и еще раз проверив текущие показания всех систем двух уцелевших кластеров, инженеры не выявили каких-либо серьезных отклонений от нормы, в том числе и в работе насосов системы охлаждения магнитов. Видимых причин, вызвавших падение оборотов злополучного насоса, никто не мог придумать. Но они были, и их надо было выявить во избежание повторения аварии с более серьезными последствиями. Командир поэтому попросил старшего инженера послать запрос на Землю о подобных инцидентах на других челноках; а всех присутствующих вспомнить любые случаи неисправностей, связанных с насосами охладительной системы, случавшиеся в их практике. И еще он велел дежурной смене постоянно отслеживать показания оборотов насосов системы охлаждения уцелевших двигателей. В случае падения оборотов инженеру смены надлежало вручную держать производительность насосов. С чем все и разошлись по своим рабочим местам.

Спустя несколько часов Игорь, инженер смены, на которой случилась авария, постучал в дверь центрального поста. Командир открыл дверь нажатием кнопки на панели управления у себя на столе. Игорь вошел, поздоровался, и вынув из кармана куртки флэшку, сказал:

— Вот, гляньте, командир, на что я наткнулся часа полтора назад!

Командир вставил флэшку в слот компьютера, компьютер открыл ее содержимое. Там была какая-то статья из журнала "Сайенс". Командир начал ее читать, в ней речь шла о результатах исследований свойств новых сегнетоэлектриков в условиях повышенной радиации. Тут надо немного ввести читателей, не очень искушенных в электронике, в курс дела. Сегнетоэлектрики — вид полупроводников, используемых в том числе и в датчиках температуры. Такие датчики разбросаны там и сям по обшивке корабля. Особенно плотно они стоят вокруг двигательной группы. Там необходимо особенно тщательно контролировать температуру, так как уже упоминалось, что при повышении температуры сердечников электромагнитов искажается картина магнитного поля, что может привести к взрыву. Когда двигатели находятся в тени, холод открытого космоса не дает повышаться температуре магнитов. Но когда двигатели находятся на солнце, температура их обшивки может достигать +160 °C. Термодатчики фиксируют повышение температуры, и посылают сигнал в схему управления насосом. Схема повышает обороты насоса, увеличивая прокачку азота через радиаторы магнитов, и дополнительно охлаждая их. Так вот, в статье упоминалось, что два года назад учеными из США была разработана присадка к полупроводнику-сегнетоэлектрику, существенно расширяющая его температурный диапазон. Ранее в термодатчиках использовались сегнетоэлектрики на основе двух разных соединений: одно работало в диапазоне от 0 °C до +270 °C, другое — от -230 °C до 0 °C. Номинально они перекрывали весь диапазон температур, которым подвергалась обшивка корабля. Но из-за несовершенства технологии производства иногда получался небольшой (около 6-10 °C) температурный зазор нечувствительности относительно 0 °C, в котором термодатчики не срабатывали. Если такой зазор существовал достаточно долго (пять и более минут), этого могло быть достаточно, чтобы схема управления насосом не сработала должным образом. Этого, опять-таки, было вполне достаточно, чтобы магниты перегрелись, искажая картину поля. Но такие неблагоприятные совпадения случались очень редко, и длились недолго. Зато оба этих соединения были малочувствительны даже к большим дозам радиации на протяжении всего срока службы. Американские ученые разработали присадку к высокотемпературному сегнетоэлектрику, которая расширяла его рабочий диапазон в сторону отрицательных температур. Теперь недостаток с зазором нечувствительности был изжит. Но на испытаниях нового термодатчика выявилась его чувствительность даже к умеренным дозам радиации. В результате облучения солнечной радиацией (что случается, когда корабль попадает в выброс коронарной массы Солнца) свойства полупроводника с новой присадкой изменялись настолько сильно, что он резко терял свои рабочие качества. Эти исследования нового сегнетоэлектрика еще не были полностью завершены, но термодатчики на его основе уже почти два года постепенно устанавливались на межпланетных челноках и орбитальных станциях взамен старых. В конце авторы статьи били тревогу по поводу повсеместного перехода на непрошедшие в полном объеме испытания термодатчики. Далее шли заводские обозначения тех моделей термодатчиков, в которых использовались новые сегнетоэлектрики.