Журнал `Компьютерра` N731

ATV создавался не только силами стран Европы, и ЕКА признает, что без помощи России и США проект был бы неосуществим. В России удовлетворены сотрудничеством с европейцами и даже говорят о возможности создания общими силами пилотируемого корабля нового поколения, хотя надо сразу сказать, что это начинание находится лишь на стадии предположений. Так, в Европе полагают, что такой пилотируемый корабль вполне можно построить на базе вполне успешного ATV.

Собственно, и над грузовыми кораблями этой серии еще предостаточно работы. На разных этапах полета некоторые системы "Жюля Верна" давали сбои. Это не помешало кораблю пристыковаться к МКС, но представители европейского ЦУПа сообщают о грядущей серьезной работе над ошибками.

Нынешний же 2008-й стал первым годом, в течение которого МКС посетили грузовые корабли трех разных конструкций. Впрочем, уже в следующем году ожидается старт японского космического грузовика HTV, так что есть шанс, что трио временно расширится до квартета. АБ

Плотнее твердого

Обнадеживающие результаты, связанные одной общей задачей, получили две независимые группы американских ученых. И хотя эти совершенно разные исследования весьма далеки от практических приложений, они удивительно органично дополняют друг друга и внушают надежду, что приемлемые способы эффективного и безопасного хранения водорода вскоре будут найдены.

Как известно, главным препятствием на пути к экологически идеальной водородной энергетике является проблема эффективного хранения этого легкого и взрывоопасного газа. Чтобы водород как следует сжать в обычном баллоне, необходимо слишком высокое давление, в результате чего такая тара получается чересчур тяжелой и опасной. Сжижается водород лишь при очень низкой температуре -253 градуса Цельсия, и охлаждать, а затем хранить его в холодильнике весьма накладно. Поэтому главные усилия ученых сосредоточены на поиске способов связывания водорода на поверхности или в объеме тех или иных соединений. Но и тут далеко не все гладко.

Например, на развитой поверхности пористого вещества водород можно либо адсорбировать за счет слабых связей, которые не разрушают молекулу H2 и определяются поляризацией электронных оболочек молекул, либо хемосорбировать отдельные атомы водорода, затратив энергию на разрушение молекулы и установление сильных химических связей между атомами водорода и атомами поверхности. В первом случае молекулы водорода удается удерживать на поверхности лишь при более-менее низких температурах, а это значит, что опять придется тратиться на холодильник. А при втором, химическом способе водород, наоборот, держится слишком крепко, и чтобы его оторвать, приходится расходовать энергию на нагрев поверхности до температуры несколько сотен градусов. Нужно искать что-то среднее. Кроме того, поверхность пор должна быть большая, а водород на ней должен упаковываться достаточно плотно.

Выдающихся результатов тут удалось добиться объединенной команде из Университета Мэриленда, Калифорнийского технологического института и Национального института стандартов. Ученые упаковали молекулы водорода даже плотнее, чем в твердом водороде. Для этого была использована одна из активно изучаемых в последние годы металлоорганических структур MOF-74. Она похожа на шестигранную соломку, состоящую в основном из атомов углерода с рядами ионов цинка, идущими вдоль ее внутренней поверхности. Соломка образует плотные кристаллики, один грамм которых имеет площадь пор, равную площади двух баскетбольных площадок. Молекулы водорода адсорбируются внутри соломки, и при температуре жидкого азота (-196 градусов) их плотность побила все известные рекорды, превысив плотность твердого водорода.

Пока ученым не очень понятно, почему внутри MOF-74 водород пакуется так плотно. По-видимому, здесь важную роль играют именно ионы цинка. И все же необходимое охлаждение для практических приложений неудобно и дорого. И теперь ученые активно работают над повышением рабочей температуры, достаточной для плотной упаковки водорода.

А в этом уже преуспели физики из Вирджинского университета в Шарлоттсвилле. Тамошние исследователи опирались на предсказания ряда теоретических работ, в которых утверждалось, что атомы переходных металлов вроде титана способны удерживать до пяти молекул водорода, если их изолировать друг от друга с помощью углеводородных наноструктур. Чтобы проверить теорию, экспериментаторы лазером испаряли титан в атмосфере этилена (C2H4) и осаждали получающиеся металлоорганические комплексы на поверхности акустического сенсора массы. Этот сенсор способен точно измерять массу осажденного или адсорбированного на нем вещества путем регистрации изменения резонансной частоты своих собственных колебаний, которая уменьшается с увеличением массы.