Գերմանիայի Գիսենի համալսարանի պրոֆեսոր Պետեր Շրայների ղեկավարությամբ գործող քիմիկոսների միջազգային թիմը բեկումնային ձեռքբերում է գրանցել՝ առաջին անգամ սինթեզելով վեց ազոտի ատոմներից բաղկացած կայուն մոլեկուլ՝ հեքսաազոտ (N6): Այս նյութը, որը նկարագրվում է որպես մարդու կողմից երբևէ ստեղծված ամենաէներգախիտ նյութ, կարող է դառնալ էկոլոգիապես մաքուր հրթիռային վառելիքի նոր սերնդի հիմք, որը չի թողնում ածխածնային հետք: Այս մասին Շրայները պատմել է գերմանական n-tv հեռուստաալիքին տված հարցազրույցում, իսկ հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nature ամսագրում:

Հեքսաազոտ. Էներգախտության նոր մակարդակ
Հեքսաազոտը (N6) մոլեկուլ է, որը բաղկացած է բացառապես վեց ազոտի ատոմներից, որոնք կապված են կայուն կոնֆիգուրացիայով: Նրա եզակիությունը կայանում է էներգիայի բարձր խտության մեջ, որը, Շրայների խոսքով, գերազանցում է նախկինում հայտնի բոլոր ոչ միջուկային նյութերին: N6-ի սինթեզն իրականացվել է լաբորատոր պայմաններում՝ ծայրահեղ ցածր ջերմաստիճանում՝ -196 °C, ինչի արդյունքում ստացվել է մաքուր հեքսաազոտի բարակ թաղանթ:
«Այս հայտնագործությունը ճանապարհ է բացում այնպիսի հրթիռների ստեղծման համար, որոնք արտանետում են միայն մաքուր ազոտ՝ օդի հիմնական բաղադրիչը, ի տարբերություն ժամանակակից հրթիռների, ինչպիսիք են SpaceX-ի Falcon 9-ը, որոնք օգտագործում են մեթան և թթվածին և առաջացնում են CO₂-ի զգալի արտանետումներ», — բացատրել է Շրայները: Ավանդական հրթիռային վառելիքները, ինչպիսիք են կերոսինը հեղուկ թթվածնով կամ հիդրազինը, ունեն էներգիայի բարձր խտություն, սակայն դրանց այրումը հանգեցնում է ածխաթթու գազի և այլ վնասակար նյութերի արտանետումների, ինչը ստեղծում է էկոլոգիական բեռ:

Ճանապարհ դեպի «կանաչ» հրթիռներ
Շրայների թիմի հիմնական նպատակը զրոյական ածխածնային հետքով հրթիռային վառելիքի մշակումն է: Հեքսաազոտի քայքայման ժամանակ առաջանում է միայն մոլեկուլային ազոտ (N₂), որը կազմում է Երկրի մթնոլորտի մոտ 78%-ը, ինչը այն դարձնում է էկոլոգիապես անվտանգ: Սա հատկապես արդիական է՝ հաշվի առնելով հետազոտությունները, որոնք ցույց են տալիս, որ հաճախակի հրթիռային արձակումները կարող են վնաս հասցնել մոլորակի օզոնային շերտին:
Այնուամենայնիվ, N6-ի օգտագործումը հրթիռաշինության մեջ պահանջում է բազմաթիվ տեխնիկական և ինժեներական խոչընդոտների հաղթահարում: «Մեր լաբորատորիայում արգելված է N6-ի պայթյուններ առաջացնել անվտանգության նկատառումներից ելնելով», — նշել է Շրայները: Հետագա փորձարկումների համար թիմը սկսել է համագործակցություն Դրեզդենի լաբորատորիայի հետ, որտեղ կա հեքսաազոտի անվտանգ արտադրության և փորձարկման համար նախատեսված հեռակառավարվող սարքավորում:
«Եթե մենք ստանանք բավարար ֆինանսավորում և լուծենք ինժեներական խնդիրները, 3–5 տարի հետո հնարավոր կլինի կառուցել N6-ի վրա հիմնված փորձնական հրթիռ», — ավելացրել է պրոֆեսորը: Նա ընդգծել է, որ նախագծի իրականացումը կպահանջի զգալի ներդրումներ և հետագա հետազոտություններ՝ նյութի կայունությունն ու անվտանգությունը իրական պայմաններում հաստատելու համար:

Հնարավորություններ և ռիսկեր
Բացի հրթիռային վառելիքից, հեքսաազոտը կարող է կիրառություն գտնել այլ ոլորտներում, օրինակ՝ որպես բարձր էներգախիտ նյութ էներգիայի կուտակիչների կամ էկոլոգիապես մաքուր պայթուցիկ նյութերի համար հանքարդյունաբերությունում: Շրայները նաև նշել է N6-ի ռազմական նպատակներով օգտագործման տեսական հնարավորությունը, թեև նրա թիմը դեռևս հարցումներ չի ստացել պաշտպանական ինստիտուտներից: «Զարմանում եմ, որ մեզ դեռ չեն զանգել որևէ ռազմական գիտահետազոտական ինստիտուտից», — կատակով ավելացրել է նա:
Այնուամենայնիվ, N6-ի բարձր էներգախտությունը այն դարձնում է պոտենցիալ վտանգավոր: Այս կոնֆիգուրացիայի ազոտի մոլեկուլը անկայուն է նորմալ պայմաններում, և նրա քայքայումը կարող է ազատել հսկայական էներգիա: Սա պահանջում է խիստ վերահսկողություն արտադրության և փորձարկման ընթացքում՝ անվերահսկելի ռեակցիաներից խուսափելու համար:

Հայտնագործության համատեքստը և նշանակությունը
Հեքսաազոտի հայտնագործությունը տեղի է ունենում տիեզերական արդյունաբերության մեջ էկոլոգիական տեխնոլոգիաների նկատմամբ աճող հետաքրքրության ֆոնին: Ժամանակակից հրթիռային վառելիքները, ինչպիսիք են կերոսինը հեղուկ թթվածնով (օգտագործվում են ՌԴ-180, Merlin և այլ շարժիչներում) կամ հիդրազինը, ապահովում են բարձր արդյունավետություն, սակայն դրանց էկոլոգիական թերություններն ավելի ու ավելի ակնհայտ են դառնում: Օրինակ՝ ամոնիումի պերքլորատի վրա հիմնված պինդ հրթիռային վառելիքը, որն օգտագործվում է տիեզերանավերում, յուրաքանչյուր արձակման ժամանակ արտանետում է 550 տոննա աղաթթվի համարժեք:
Միևնույն ժամանակ, շվեդ գիտնականները նախկինում մշակել են ազոտի և թթվածնի վրա հիմնված էկոլոգիական վառելիք, որը 20–30%-ով ավելի արդյունավետ է ավանդական անալոգներից: Շրայների թիմի աշխատանքն ավելի հեռուն է գնում՝ առաջարկելով պոտենցիալ ավելի բարձր էներգախտությամբ և լիովին զրոյական ածխածնային հետքով վառելիք:

Ի՞նչ է սպասվում
Հաջորդ փուլը N6-ի փորձարկումն է իրական պայմաններին մոտ միջավայրում: Դրեզդենի լաբորատորիայի հետ համագործակցությունը թույլ կտա Շրայների թիմին ուսումնասիրել հեքսաազոտի վարքագիծը բարձր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում, որոնք բնորոշ են հրթիռային շարժիչներին: Այս փորձերի հաջողությունը կարող է բացել նոր դարաշրջան տիեզերական տեխնոլոգիաներում, որտեղ հրթիռները կդառնան ոչ միայն ավելի հզոր, այլև էկոլոգիապես անվտանգ:
«Եթե ամեն ինչ հաջողվի, մենք կարող ենք մարտահրավեր նետել հրթիռաշինության ներկայիս ստանդարտներին, ներառյալ SpaceX-ի նման ընկերությունների մոտեցումները», — նշել է Շրայները: Սակայն նա ընդգծել է, որ լաբորատոր սինթեզից մինչև գործնական կիրառություն ճանապարհը կտևի տարիներ և կպահանջի զգալի ներդրումներ:

Եզրակացություններ
Հեքսաազոտի (N6) սինթեզը ոչ միայն գիտական ձեռքբերում է, այլև տիեզերական արդյունաբերության մեջ հնարավոր հեղափոխություն: Եթե Շրայների թիմին հաջողվի ապացուցել այս նյութի կենսունակությունը որպես հրթիռային վառելիք, մարդկությունը կստանա էկոլոգիապես մաքուր այլընտրանք, որը կարող է փոխել տիեզերական արձակումների մոտեցումը: Առայժմ հայտնագործությունը մնում է հետազոտությունների փուլում, և առաջիկա տարիները ցույց կտան, թե արդյոք հեքսաազոտը կդառնա ապագայի վառելիք, թե կմնա լաբորատոր հետաքրքրություն: Ինչևէ, գերմանացի գիտնականների աշխատանքն արդեն իսկ սահմանում է տիեզերքում «կանաչ» տեխնոլոգիաների զարգացման նոր ուղղություն: