الوردي ، الأشكال المنحوتة ، الخطوات ، الإطارات

الجزء الرئيسي من الكوة هو ، بالطبع ، الزجاج. "للفضاء" ، لا يتم استخدام الزجاج العادي ، ولكن الكوارتز. في وقت "Vostok" ، لم يكن الاختيار رائعًا - لم يكن هناك سوى علامتي SK و KV (الأخير ليس أكثر من الكوارتز المصهور). في وقت لاحق ، تم إنشاء واختبار العديد من أنواع الزجاج الأخرى (KV10S ، K-108). حتى أنهم حاولوا استخدام زجاج شبكي SO-120 في الفضاء. من ناحية أخرى ، يعرف الأمريكيون ماركة Vycor للزجاج الحراري والمقاوم للصدمات.

بالنسبة للنوافذ ، يتم استخدام أكواب ذات أحجام مختلفة - من 80 مم إلى ما يقرب من نصف متر (490 مم) ، ومؤخراً ظهر "زجاج" ثماني مائة ملليمتر في المدار. تمت مناقشة الحماية الخارجية لـ "نوافذ الفضاء" لاحقًا ، ولكن لحماية أفراد الطاقم من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية القريبة ، يتم تطبيق طلاءات خاصة لتقسيم الحزمة على نوافذ النوافذ التي تعمل بأجهزة مثبتة غير ثابتة.

الكوة ليست زجاجية فقط. للحصول على تصميم قوي وعملي ، يتم إدخال عدة أكواب في حامل مصنوع من سبائك الألومنيوم أو التيتانيوم. حتى الليثيوم كان يستخدم في نوافذ المكوك.

لضمان المستوى المطلوب من الموثوقية ، تم صنع عدة أكواب في البداية في النافذة. في هذه الحالة ، سوف ينكسر زجاج واحد ، ويبقى الباقي ، مما يبقي السفينة مغلقة. النوافذ المحلية في "سويوز" و "فوستوك" تحتوي على ثلاثة أكواب (على "سويوز" يوجد زجاج مزدوج واحد ، لكنه عظم رحلة مغطاة بمنظار).

على نوافذ "أبولو" و "مكوك الفضاء" تتكون بشكل أساسي من ثلاثة زجاج ، لكن "عطارد" - "أول ابتلاعهم" - قد زود الأمريكيون بالفعل بكوة بأربعة زجاج.

على عكس الكواكب السوفيتية ، لم يكن الكوة الأمريكية في وحدة قيادة أبولو عبارة عن تجميع واحد. كان أحد الزجاجين جزءًا من غلاف سطح الحماية من الحرارة المحمل ، والآخران (في الواقع ، نافذة زجاجية) كانا بالفعل جزءًا من الدائرة المضغوطة. ونتيجة لذلك ، كانت هذه النوافذ مرئية أكثر منها بصرية. في الواقع ، مع الأخذ في الاعتبار الدور الرئيسي للطيارين في السيطرة على أبولو ، بدا مثل هذا القرار منطقيًا تمامًا.

في قمرة القيادة القمرية لأبولو ، كانت جميع النوافذ الثلاثة نفسها زجاجية واحدة ، ولكن من الخارج كانت مغطاة بزجاج خارجي لا يتناسب مع الدائرة المضغوطة ، ومن الداخل - بواسطة زجاج شبكي داخلي آمن. كما تم تركيب نوافذ زجاجية واحدة في وقت لاحق في المحطات المدارية ، حيث لا تزال الأحمال أقل من تلك التي تحملها مركبات هبوط المركبات الفضائية. وفي بعض المركبات الفضائية ، على سبيل المثال ، في محطات الكواكب السوفيتية "المريخ" في أوائل السبعينيات ، تم دمج عدة نوافذ في مقطع واحد (تركيبات من زجاجين).

عندما تكون مركبة فضائية في المدار ، يمكن أن يكون فرق درجة الحرارة على سطحها بضع مئات من درجات. تختلف معاملات التمدد للزجاج والمعدن بشكل طبيعي. لذلك ، يتم وضع الأختام بين الزجاج ومعدن المشابك. في بلدنا ، تم التعامل معهم من قبل معهد أبحاث صناعة المطاط. يستخدم البناء المطاط المقاوم للفراغ. إن تطوير مثل هذه الأختام مهمة صعبة: المطاط عبارة عن بوليمر ، والإشعاع الكوني "يقطع" جزيئات البوليمر بمرور الوقت إلى قطع ، ونتيجة لذلك ، ينهار المطاط "العادي" ببساطة.

تزجيج القوس بوران. الأجزاء الداخلية والخارجية من فتحة بورانا

عند الفحص الدقيق ، تبين أن بناء "النوافذ" المحلية والأمريكية يختلف اختلافا كبيرا عن بعضها البعض. تقريبا كل الزجاج في التصميمات المحلية يكون على شكل أسطوانة (بالطبع ، باستثناء الزجاج للمركبات المجنحة من نوع Burana أو Spiral). وفقًا لذلك ، تحتوي الأسطوانة على سطح جانبي يحتاج إلى معالجة خاصة لتقليل الوهج. لهذا الغرض ، يتم تغطية الأسطح العاكسة داخل النافذة بمينا خاص ، ويتم أحيانًا لصق الجدران الجانبية للغرف بنصف المخمل. الزجاج محكم الإغلاق بثلاث حلقات مطاطية (كما كانت تسمى في البداية - أشرطة مطاطية مانعة للتسرب).

كانت نوافذ سفن أبولو الأمريكية ذات سطح جانبي مستدير ، وكان ختم مطاطي مشدودًا فوقها ، مثل إطار على حافة السيارة.

لن يكون من الممكن بعد الآن مسح الزجاج الموجود داخل النافذة بقطعة قماش أثناء الرحلة ، وبالتالي لا ينبغي مطلقًا دخول أي حطام إلى الغرفة (مساحة بين الزجاج). بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يتشوه الزجاج أو يتجمد. لذلك ، قبل الإطلاق ، لا يتم تزويد الخزانات بالوقود فحسب ، بل أيضًا النوافذ في المركبة الفضائية - تمتلئ الغرفة بالنيتروجين الجاف النقي أو الهواء الجاف بشكل خاص. من أجل "تفريغ" الزجاج نفسه ، يتم توفير الضغط في الحجرة بنصف الضغط الموجود في المقصورة المغلقة. أخيرًا ، من المستحسن ألا يكون السطح الداخلي لجدران المقصورة شديد السخونة أو البرودة. لهذا ، يتم تثبيت شاشة زجاج شبكي داخلية في بعض الأحيان.

الفضاء ليس محيطًا

أيا كان ما يرسمونه هناك في "حرب النجوم" ومسلسل "ستار تريك" ، فإن الفضاء ليس محيطًا. تعمل العديد من العروض على افتراضات غير دقيقة علميًا ، وتصور السفر في الفضاء مثل الإبحار في البحر. هذا ليس صحيحا

بشكل عام ، الفضاء ليس ثنائي الأبعاد ، ولا يوجد فيه احتكاك ، كما أن أسطح المركبة الفضائية ليست مثل أسطح السفينة.

نقاط أكثر إثارة للجدل - لن يتم تسمية المركبة الفضائية وفقًا للتصنيف البحري (على سبيل المثال ، "الطراد" أو "البارجة" أو "المدمرة" أو "الفرقاطة" ، سيكون هيكل رتب الجيش مشابهًا لرتب القوات الجوية ، ليس البحرية ، لكن القراصنة ، على الأرجح ، بشكل عام لن يفعلوا ذلك.

الفضاء ثلاثي الأبعاد

الكون ثلاثي الأبعاد ، وليس ثنائي الأبعاد. ثنائية الأبعاد هي نتيجة الوهم "الفضاء محيط". المركبات الفضائية لا تتحرك مثل القوارب ، يمكنها التحرك "لأعلى" و "لأسفل" ولا يمكن مقارنتها حتى بتحليق طائرة ، نظرًا لأن المركبة الفضائية ليس لها "سقف" ، فإن مناوراتها غير محدودة نظريًا

الاتجاه في الفضاء لا يهم أيضا. إذا رأيت مركبتَي الفضاء "Enterprise" و "Intrepid" تمران ببعضهما "رأساً على عقب" - فلا يوجد شيء غريب ، في الواقع مثل هذا الموقف لا يحظره أي شيء. علاوة على ذلك: قد يتم توجيه قوس السفينة في جميع الاتجاهات الخاطئة حيث تطير السفينة حاليًا.

وهذا يعني أنه من الصعب مهاجمة العدو من اتجاه مفيد بأقصى كثافة للنيران باستخدام "وابل جانبي". يمكن لسفن الفضاء الاقتراب منك من أي اتجاه ، وليس على الإطلاق كما هو الحال في الفضاء ثنائي الأبعاد

الصواريخ ليست سفن

لا يهمني الشكل الذي يبدو عليه تخطيط Enterprise أو Battlestar Galaxy. في الصاروخ الصحيح علميًا ، "down" هو اتجاه عادم محركات الصواريخ. بعبارة أخرى ، يشبه تصميم المركبة الفضائية ناطحة سحاب أكثر من كونها طائرة. تقع الطوابق بشكل عمودي على محور التسارع ، و "أعلى" هو الاتجاه الذي تتسارع فيه سفينتك حاليًا. التفكير بشكل مختلف هو أحد أكثر الأخطاء المزعجة وهو شائع للغاية في كتابة SF. إنها أنا حولك Star Wars و Star Trek و Battle Star Galaxy!

نشأ هذا المفهوم الخاطئ من خطأ "الفضاء ثنائي الأبعاد". حتى أن بعض الأعمال تحول صواريخ الفضاء إلى شيء مثل القوارب. حتى من وجهة نظر الغباء العادي ، فإن "الجسر" الذي يخرج من بدن السفينة سيتم إطلاقه بنيران العدو أسرع بكثير مما هو موجود في أعماق السفينة ، حيث سيكون له على الأقل بعض الحماية (Star Trek و " يتم تذكر Uchuu Senkan Yamato "على الفور هنا).

(أشار أنتوني جاكسون إلى استثناءين. أولاً: إذا كانت المركبة الفضائية تعمل مثل مستوى الغلاف الجوي ، فسيكون "لأسفل" في الغلاف الجوي عموديًا على الأجنحة ، على عكس قوة الرفع ، ولكن في الفضاء "أسفل" سيكون اتجاه عادم المحركات. ثانيًا: محرك أيوني أو محرك تسريع منخفض آخر يمكن أن يعطي السفينة بعض تسارع الجاذبية ، وسيتم توجيه "لأسفل" على طول نصف القطر من محور الدوران.)

الصواريخ ليست مقاتلين

يمكن لـ X-wing و "viper" المناورة على الشاشة كما يحلو لهم ، ولكن بدون الغلاف الجوي والأجنحة ، فإن المناورات الجوية مستحيلة.

نعم ، لن تتمكن من الالتفاف على "التصحيح" أيضًا. كلما تحركت المركبة الفضائية بشكل أسرع ، زادت صعوبة المناورة. لن تتحرك مثل الطائرة. سيكون القياس الأكثر نجاحًا هو سلوك جرار محمّل بالكامل بمقطورة على جليد مكشوف متسارع بسرعة عالية.

ومن المشكوك فيه أيضًا تبرير المقاتلين من وجهة نظر عسكرية وعلمية واقتصادية.

الصواريخ ليست سهام

لا تطير المركبة الفضائية بالضرورة حيث يشير أنفها. أثناء تشغيل المحرك ، يتم توجيه التسارع إلى حيث تواجه مقدمة السفينة. ولكن إذا قمت بإيقاف تشغيل المحرك ، يمكن تدوير السفينة بحرية في الاتجاه المطلوب. إذا لزم الأمر ، فمن الممكن أن تطير "جانبية". يمكن أن يكون هذا مفيدًا لإطلاق صاروخ كامل الجانب في القتال.

لذا فإن كل مشاهد "حرب النجوم" مع مقاتل يحاول هز العدو من الذيل هي محض هراء. يكفيهم أن يستديروا ويطلقوا النار على المطارد (وخير مثال على ذلك هو حلقة سلسلة بابل 5 "منتصف الليل على خط النار").

الصواريخ لها أجنحة

إذا كان صاروخك يحتوي على بضع ميغاواط من الطاقة ، أو محرك حراري قوي بشكل سخيف ، أو سلاح طاقة ، فسيحتاج إلى خافضات حرارة ضخمة لتبديد الحرارة. خلاف ذلك ، سوف يذوب بسرعة ، أو حتى يتبخر بسهولة. ستبدو المشعات وكأنها مصدات أو ألواح ضخمة. هذه مشكلة كبيرة جدًا بالنسبة للسفن الحربية ، حيث أن المشعات معرضة بشدة للنيران.

الصواريخ بلا نوافذ

هناك حاجة إلى فتحات على مركبة فضائية تقريبًا مثل تلك الموجودة في الغواصة. (لا ، Seaview لا يحتسب. خيال علمي صارم. لا توجد نوافذ بانورامية على غواصة Trident). الكوة - إضعاف القوة الهيكلية ، وإلى جانب ذلك ، ما الذي يجب النظر إليه؟ ما لم تكن السفينة تدور حول كوكب أو بالقرب من سفينة أخرى ، لا يمكن رؤية سوى أعماق الفضاء والشمس الساطعة. وأيضًا ، على عكس الغواصات ، على متن مركبة فضائية ، تسمح النوافذ بدخول تيار من الإشعاع.

سلسلة Star Trek و Star Wars و Battlestar Galactica معيبة لأن المعارك لن تحدث على بعد أمتار. ستعمل أسلحة الطاقة الموجهة على مسافات لا تظهر فيها سفن العدو إلا من خلال التلسكوب. بالنظر إلى المعركة من خلال الكوة ، لن ترى أي شيء. ستكون السفن بعيدة جدًا أو ستصاب بالعمى بسبب الفلاش انفجار نووي أو نيران الليزر المنعكسة عن سطح الهدف.

قد تحتوي مقصورة الملاحة على قبة فلكية للرصد لحالات الطوارئ ، ولكن سيتم استبدال معظم النوافذ بالرادار والكاميرات التلسكوبية وأنواع مماثلة من أجهزة الاستشعار.

لا يوجد احتكاك في الفضاء

لا يوجد احتكاك في الفضاء. هنا في Terra ، إذا كنت تقود سيارتك ، كل ما عليك فعله هو إطلاق الغاز وتبدأ السيارة في الفرامل عن طريق الاحتكاك مع الطريق. في الفضاء ، من خلال إيقاف تشغيل المحركات ، ستحافظ السفينة على سرعتها لبقية الأبدية (أو حتى تصطدم بكوكب أو أي شيء آخر). في فيلم 2001 A Space Odyssey ، ربما لاحظت أن المركبة الفضائية ديسكفري طارت باتجاه المشتري بدون عمود واحد من العادم من المحركات.

لهذا السبب ليس من المنطقي الحديث عن "مسافة" تحليق الصاروخ. أي صاروخ ليس في مدار الكوكب وليس في بئر الجاذبية للشمس له مسافة طيران لانهائية. نظريًا ، يمكنك إشعال المحركات والسفر إلى مجرة \u200b\u200bأندروميدا ... الوصول إلى هدفك في مليون سنة. بدلاً من النطاق ، من المنطقي التحدث عن تغيير السرعات.

التسارع والتباطؤ متماثلان. تتطلب ساعة من التسارع إلى سرعة 1000 كيلومتر في الثانية حوالي ساعة من الكبح للتوقف. لا يمكنك "الضغط على الفرامل" مثل ركوب قارب أو سيارة. (تُستخدم كلمة "حول" لأن السفينة تفقد كتلتها مع تسارعها وتصبح الفرملة أسهل. ولكن يمكن تجاهل هذه التفاصيل في الوقت الحالي).

إذا كنت تريد أن تفهم بشكل حدسي مبادئ حركة المركبات الفضائية ، فإنني أوصي بلعب إحدى ألعاب المحاكاة الدقيقة القليلة. تتضمن القائمة لعبة الكمبيوتر Orbiter ولعبة الكمبيوتر (للأسف لم تتم إعادة طباعتها) Independence War وألعاب الطاولة الحربية Attack Vector: Tactical و Voidstriker و Triplanetary و Star Fist (هذان الاثنان نفد طباعتهما ، ولكن يمكن العثور عليهما هنا) .

لا يدفع الوقود بالضرورة السفينة مباشرة

الصواريخ لها فرق بين "الوقود" (المشار إليه باللون الأحمر) و "كتلة التفاعل" (المشار إليها باللون الأزرق). الصواريخ تخضع لقانون نيوتن الثالث للحركة. يتم إلقاء الكتلة بعيدًا ، مما يعطي الصاروخ تسارعًا.

في هذه الحالة ، يتم استهلاك الوقود من أجل التخلص من كتلة التفاعل هذه. في الصاروخ الذري الكلاسيكي ، سيكون اليورانيوم 235 هو الوقود ، وقضبان اليورانيوم العادية في مفاعل نووي ، لكن كتلة التفاعل يتم تسخينها بواسطة الهيدروجين في هذا المفاعل بالذات وتهرب من فوهات السفينة.

سبب الارتباك هو حقيقة أن الوقود وكتلة التفاعل في الصواريخ الكيميائية متماثلان. يستهلك المكوك أو صاروخ Saturn 5 الوقود الكيميائي عن طريق إخراجه مباشرة من الفتحات.

تستخدم السيارات والطائرات والقوارب القليل من الوقود نسبيًا ، لكن هذا ليس هو الحال بالنسبة للصواريخ. يمكن أن تشغل كتلة التفاعل نصف الصاروخ ، والنصف الآخر - بالعناصر الهيكلية والطاقم وكل شيء آخر. لكن نسبة 75٪ من كتلة التفاعل أكثر احتمالاً ، بل أسوأ. معظم الصواريخ عبارة عن خزان رد فعل ضخم بمحرك في أحد طرفيه ومقصورة طاقم صغيرة في الطرف الآخر.

لا توجد أشياء غير مرئية في الفضاء

في الفضاء ، لا توجد طريقة عملية لإخفاء سفينة من الكشف.

لا يوجد صوت في الفضاء

لا يهمني عدد الأفلام التي شاهدتها بمحركات مدوية وانفجارات مدوية. ينتقل الصوت من الغلاف الجوي. لا جو ولا صوت. لن يسمع أحد آخر فرقعة لك. تم عرض هذه اللحظة بشكل صحيح في عدد قليل جدًا من المسلسلات التلفزيونية ، بما في ذلك Babylon 5 و Firefly.

الاستثناء الوحيد هو انفجار رأس حربي نووي على بعد مئات الأمتار من السفينة ، وفي هذه الحالة سوف يتسبب تدفق أشعة جاما في جعل الهيكل يصدر صوتًا عند تشوهه.

الوزن ليس وزن

هناك فرق بين الوزن والكتلة. تكون الكتلة هي نفسها دائمًا لجسم ما ، لكن الوزن يعتمد على الكوكب الذي يوجد عليه الجسم. يبلغ وزن الطوب الذي يزن كيلوغرام واحد 9.81 نيوتن (2.2 رطل) على تيرا ، و 1.62 نيوتن على القمر (0.36 رطل) ، وصفر نيوتن (0 رطل) على متن محطة الفضاء الدولية. لكن الكتلة ستبقى دائمًا كيلوغرامًا واحدًا. (أشار كريس بازون إلى أنه إذا كان جسم ما يتحرك بسرعة نسبية بالنسبة لك ، فستجد زيادة في الكتلة. ولكن لا يمكن رؤية هذا عند السرعات النسبية العادية).

تتلخص النتائج العملية لهذا الأمر في حقيقة أنه لا يمكنك تحريك شيء ثقيل على متن محطة الفضاء الدولية من خلال النقر على شيء بإصبع صغير. (حسنًا ، ربما يكون هذا حوالي ملليمتر في الأسبوع أو نحو ذلك). يمكن للمكوك أن يحوم بجوار المحطة بوزن صفري ... لكن مع الحفاظ على كتلة 90 طنًا متريًا. إذا ضغطت عليه ، فسيكون التأثير صغيرًا للغاية. (كما لو كنت تدفعها على شريط الهبوط في كيب كينيدي).

وإذا كان المكوك يتحرك ببطء نحو المحطة ، وكنت عالقًا بينهما ، فإن الوزن الصفري للمكوك لن ينقذك من المصير المحزن المتمثل في التحول إلى كعكة. لا تبطئ المكوك المتحرك بوضع يديك عليه. إنها تستهلك نفس القدر من الطاقة لتحريكها. لا يوجد الكثير من الطاقة في الشخص.

معذرةً ، لن يتمكن البناة المداريون من تحريك عوارض فولاذية متعددة الأطنان مثل المسواك.

عامل آخر يتطلب الانتباه هو قانون نيوتن الثالث. يتضمن دفع شعاع الصلب الفعل ورد الفعل. نظرًا لأن الشعاع من المرجح أن يكون أثقل ، فلن يتحرك بصعوبة. لكنك ، بصفتك جسمًا أقل كتلة ، تسير في الاتجاه المعاكس بسرعة أكبر بكثير. هذا يجعل معظم الأدوات (مثل المطارق والمفكات) عديمة الفائدة لظروف السقوط الحر - يتطلب الأمر الكثير من الحيل لإنشاء أدوات مماثلة لظروف انعدام الجاذبية.

السقوط الحر ليس انعدام الجاذبية

من الناحية الفنية ، فإن البشر على متن المحطة الفضائية ليسوا في حالة "انعدام الجاذبية". يكاد لا يختلف هناك عن الجاذبية على سطح الأرض (حوالي 93٪ من الأرض). السبب الذي يجعل الجميع "يطير" هو حالة "السقوط الحر". إذا وجدت نفسك في مصعد عندما ينكسر الكابل ، فسوف تتعرض أيضًا للسقوط الحر وسوف "تطير" ... حتى تسقط. (نعم ، أشار جوناثان إلى أنه يتم تجاهل مقاومة الهواء هنا ، لكنك تحصل على الفكرة الأساسية).

النقطة المهمة هي أن المحطة في "مدار" - وهي طريقة ذكية للسقوط ، وتفقد الأرض باستمرار. انظر هنا للحصول على التفاصيل.

لن يكون هناك انفجار

مرة واحدة في الفراغ بدون بدلة واقية ، لن تنفجر مثل البالون. أجرى الدكتور جيفري لانديس تحليلاً مفصلاً إلى حد ما لهذه القضية.
باختصار: ستبقى واعيًا لمدة عشر ثوانٍ ، لن تنفجر ، ستعيش حوالي 90 ثانية في المجموع.

لا يحتاجون إلى مياهنا

أشار ماركوس باور إلى أن غزو أجنبي لتيرا لمياهنا يشبه غزو الإسكيمو لأمريكا الوسطى لسرقة الجليد. نعم ، نعم ، هذا عن سلسلة V.

مرقس: ليست هناك حاجة للمجيء إلى الأرض للحصول على الماء. هذه واحدة من أكثر المواد شيوعًا "هناك" ... فلماذا تقود سفينة لعدة سنوات ضوئية من أجل ما يمكنك الحصول عليه بسهولة أرخص بكثير (وبدون هذه المقاومة البشرية المزعجة) في نظامك ، تقريبًا " حول الزاوية"؟

وأريد نسخ ولصق مقال آخر. لقد قرأتها في الأصل في صحيفة "Earth Nizhegorodskaya" ، ولكن تبين أن النسخة الأصلية نُشرت في مجلة "Russian Space". أثناء القيادة من القرية إلى المدينة ، قرأتها للتو. يحكي المقال عن تاريخ إنشاء الكوى ، ويحكي بشكل عام وواضح كيف يتم إنشاؤها في بلدنا وبين الأمريكيين ، وما تتكون منه وأين يتم استخدامها.


عند النظر إلى مركبة فضائية ، عادة ما تتدفق العيون. على عكس طائرة أو غواصة ذات ملامح "ملتصقة" للغاية ، تبرز كتلة من جميع أنواع الكتل والعناصر الهيكلية وخطوط الأنابيب والكابلات في الخارج ... ولكن هناك أيضًا تفاصيل على متن الطائرة يمكن فهمها للوهلة الأولى لأي شخص. هنا النوافذ ، على سبيل المثال. تمامًا مثل الطائرة أو البحر! في الواقع ، هذا أبعد ما يكون عن الحال ...

كسر نافذة الكون

منذ بداية الرحلات الفضائية ، كان هناك سؤال: "ما هو في البحر - سيكون من الجميل رؤيته!" هذا ، بالطبع ، كانت هناك بعض الاعتبارات في هذه النتيجة - فقد بذل الفلكيون ورواد الفضاء قصارى جهدهم ، ناهيك عن كتاب الخيال العلمي. في رواية Jules Verne من الأرض إلى القمر ، انطلق الأبطال في رحلة استكشافية إلى القمر في قذيفة مجهزة بنوافذ زجاجية مع مصاريع. أبطال Tsiolkovsky و Wells ينظرون إلى الكون من خلال النوافذ الكبيرة.

مركبة فضائية من طراز Zenith قبل الالتحام بمركبة الإطلاق. الفتحات الموجودة أمام عدسات الكاميرا مغطاة بأغطية (الصورة: RKK Energia) عندما يتعلق الأمر بالممارسة ، بدت كلمة "نافذة" البسيطة غير مقبولة لمطوري تكنولوجيا الفضاء. لذلك ، ما يمكن لرواد الفضاء أن ينظروا من خلاله من خارج المركبة الفضائية يسمى ، ليس أقل من زجاج خاص ، وأقل "احتفاليًا" - كوات. علاوة على ذلك ، فإن الكوة للأشخاص المناسبين هي كوة بصرية ، وبالنسبة لبعض المعدات فهي بصرية.

تعتبر أجهزة الإنارة عنصرًا هيكليًا لقذيفة المركبة الفضائية وجهازًا بصريًا. من ناحية ، تعمل على حماية الأدوات والطاقم داخل المقصورة من تأثيرات البيئة الخارجية ، ومن ناحية أخرى ، يجب عليهم ضمان تشغيل المعدات البصرية المختلفة والمراقبة البصرية. ليس فقط ، مع ذلك ، المراقبة - عندما رسموا على جانبي المحيط معدات لـ "حرب النجوم" ، من خلال نوافذ السفن الحربية ، كانوا سيأخذون الهدف.

الأمريكيون والمخطئون الناطقون بالإنجليزية بشكل عام ، مصطلح "كوة" محير. يسألون مرة أخرى: "هل هذه النوافذ أم ماذا؟" في اللغة الإنجليزية كل شيء بسيط - هناك نافذة في المنزل أو في المكوك ، ولا مشكلة. لكن البحارة الإنجليز يقولون الكوة. لذا من المحتمل أن يكون بناة الفضاء الروس أقرب في الروح إلى بناة السفن في الخارج.

كارين نيبيرج عند نافذة المركبة اليابانية كيبو ، التي وصلت إلى محطة الفضاء الدولية ، 2008 (الصورة: ناسا) يمكن العثور على نوعين من النوافذ في مركبات المراقبة الفضائية. النوع الأول يفصل تمامًا معدات التصوير الموجودة في الحجرة المضغوطة (العدسة ، وحدة الكاسيت ، مستقبلات الصور والعناصر الوظيفية الأخرى) عن البيئة الخارجية "المعادية". مركبة زينيت الفضائية مبنية وفقًا لهذا المخطط. النوع الثاني من النوافذ يفصل جزء الكاسيت ومستقبلات الصور والعناصر الأخرى عن البيئة الخارجية ، بينما توجد العدسة في حجرة بها تسريب ، أي في فراغ. تم تطبيق مثل هذا المخطط على مركبة فضائية من نوع Yantar. مع مثل هذا المخطط ، تصبح متطلبات الخصائص البصرية للإنارة صارمة بشكل خاص ، لأن المنور أصبح الآن جزءًا لا يتجزأ من النظام البصري لمعدات التصوير ، وليس مجرد "نافذة على الفضاء".

كان يعتقد أن رائد الفضاء سيكون قادرًا على التحكم في السفينة بناءً على ما يمكن أن يراه. إلى حد ما ، تم تحقيق ذلك. من المهم بشكل خاص "النظر إلى الأمام" أثناء الالتحام وعند الهبوط على القمر - فقد استخدم رواد الفضاء الأمريكيون التحكم اليدوي بشكل متكرر أثناء الهبوط.

يمكن رؤية حافة كوة فوستوك خلف خوذة رائد الفضاء في معظم رواد الفضاء ، يتشكل المفهوم النفسي للجزء العلوي والسفلي اعتمادًا على البيئة ، ويمكن أن تساعد الكوة أيضًا في ذلك. أخيرًا ، تعمل الكوة ، مثل النوافذ على الأرض ، على إضاءة المقصورات عند الطيران فوق الجانب المضيء من الأرض أو القمر أو الكواكب البعيدة.

مثل أي جهاز بصري ، فإن نافذة السفينة لها بُعد بؤري (من نصف كيلومتر إلى خمسين) والعديد من المعلمات الضوئية المحددة الأخرى.

نظاراتنا هي الأفضل في العالم

عند إنشاء أول مركبة فضائية في بلدنا ، عُهد بتطوير النوافذ إلى معهد أبحاث زجاج الطيران في Minaviaprom (وهو الآن معهد البحث العلمي للزجاج الفني). سمي معهد البصريات الحكومي على اسم ف. SI Vavilov ، ومعهد أبحاث صناعة المطاط ، ومصنع كراسنوجورسك الميكانيكي وعدد من المؤسسات والمنظمات الأخرى. قدم مصنع Lytkarinsky للزجاج البصري بالقرب من موسكو مساهمة كبيرة في ذوبان الزجاج من مختلف العلامات التجارية ، وتصنيع النوافذ والعدسات الفريدة ذات التركيز الطويل ذات الفتحة الكبيرة.

كانت المهمة صعبة للغاية. حتى إنتاج فوانيس الطائرات تم إتقانه في وقت واحد لفترة طويلة وهو أمر صعب - فقد الزجاج بسرعة شفافيته وتغطيته بالشقوق. إلى جانب ضمان الشفافية ، الحرب الوطنية أُجبرت على تطوير زجاج مصفح ، بعد الحرب ، أدت الزيادة في سرعة الطائرات النفاثة ليس فقط إلى زيادة متطلبات القوة ، ولكن أيضًا إلى الحاجة إلى الحفاظ على خصائص الزجاج أثناء التسخين الديناميكي الهوائي. بالنسبة للمشاريع الفضائية ، لم يكن الزجاج ، الذي كان يستخدم للفوانيس ونوافذ الطائرات ، مناسبًا - وليس نفس درجات الحرارة والأحمال.

تم تطوير أول نوافذ فضاء في بلدنا على أساس مرسوم اللجنة المركزية للحزب الشيوعي السوفيتي ومجلس وزراء الاتحاد السوفياتي رقم 569-264 المؤرخ 22 مايو 1959 ، والذي نص على بدء التحضير للطيارين. الرحلات الجوية. في كل من الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة الأمريكية ، كانت النوافذ الأولى مستديرة - كان من الأسهل تصميمها وتصنيعها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن التحكم في السفن المحلية ، كقاعدة عامة ، دون تدخل بشري ، وبالتالي ، لم تكن هناك حاجة لإجراء مسح جيد للغاية "على متن الطائرة". "فوستوك" غاغارين كان له نافذتان. كان أحدهما موجودًا على فتحة مدخل مركبة الهبوط ، فوق رأس رائد الفضاء مباشرةً ، والآخر عند قدميه في جسم مركبة الهبوط. ليس من غير الضروري على الإطلاق تذكر أسماء المطورين الرئيسيين للنوافذ الأولى في معهد البحث العلمي لزجاج الطيران - هؤلاء هم S.M.Brekhovskikh، V.I. ألكساندروف ، خ. إي. سيريبريانيكوفا ، يو آي. نيشيف ، إل إيه كلاشينكوفا ، إف تي فوروبييف ، إي إف بوستولسكايا ، إل في كورول ، في.كولجانكوف ، إي آي تسفيتكوف ، إس في فولشانوف ، في آي كراسين ، إي جي لوجينوفا وآخرون.

فيرجيل جريسوم وكبسولة سفينة ليبرتي بيل. يمكن رؤية فتحة شبه منحرفة (الصورة: وكالة ناسا) لأسباب عديدة ، عند إنشاء أول مركبة فضائية ، عانى زملاؤنا الأمريكيون من "عجز جماعي" خطير. لذلك ، لم يتمكنوا ببساطة من تحمل مستوى أتمتة التحكم في المركبة الفضائية ، على غرار المستوى السوفيتي ، حتى مع مراعاة الإلكترونيات الأخف وزناً ، وكانت العديد من وظائف التحكم في المركبة الفضائية محصورة في الطيارين ذوي الخبرة المختارين لفرق رواد الفضاء الأول . في الوقت نفسه ، في النسخة الأصلية من أول مركبة فضائية أمريكية "ميركوري" (التي قيل عنها أن رائد الفضاء لم يدخلها ، بل وضعه على نفسه) ، لم يتم توفير نافذة الطيار على الإطلاق - حتى 10 كجم من الكتلة الإضافية المطلوبة لم تكن في أي مكان.

ظهر الكوة فقط بناء على طلب عاجل من رواد الفضاء أنفسهم بعد أول رحلة لشيبارد. ظهرت نافذة "طيار" حقيقية كاملة على برج الجوزاء فقط - على فتحة هبوط الطاقم. لكنها لم تكن مستديرة ، ولكن بشكل شبه منحرف معقد ، لأنه من أجل التحكم اليدوي الكامل عند الإرساء ، يحتاج الطيار إلى رؤية أمامية ؛ بالمناسبة ، على متن سويوز ، لهذا الغرض ، تم تركيب منظار على كوة مركبة الهبوط. كان كورنينغ مسؤولاً عن تطوير النوافذ للأمريكيين ، وكان قسم JDSU مسؤولاً عن الطلاءات على الزجاج.

في وحدة القيادة الخاصة بالقمر أبولو ، تم أيضًا وضع أحد الكوى الخمسة على الفتحة. يتطلع الاثنان الآخران ، اللذان يوفران موعدًا عند الالتحام مع الوحدة القمرية ، إلى الأمام ، ويسمح الجانبان الآخران بإلقاء نظرة عمودية على المحور الطولي للسفينة. في Soyuz ، كان هناك عادة ثلاث نوافذ على مركبة الهبوط وما يصل إلى خمسة نوافذ في حجرة المرافق. توجد معظم الكوة في المحطات المدارية - ما يصل إلى عدة عشرات ، من مختلف الأشكال والأحجام.

التزجيج الأمامي لقمرة قيادة مكوك الفضاء تمثلت إحدى المراحل المهمة في "بناء النوافذ" في إنشاء زجاج لطائرات الفضاء - "مكوك الفضاء" و "بوران". يتم زرع "المكوكات" مثل الطائرة ، مما يعني أن الطيار يحتاج إلى توفير رؤية جيدة من قمرة القيادة. لذلك ، قدم كل من المطورين الأمريكيين والمحليين ستة نوافذ كبيرة ذات شكل معقد. بالإضافة إلى زوج في سقف الكابينة - وهذا بالفعل لضمان الالتحام. بالإضافة إلى النوافذ الخلفية لعمليات الحمولة الصافية. وأخيرًا ، من خلال الفتحة الموجودة على فتحة المدخل.

في الأقسام الديناميكية للرحلة ، تعمل أحمال مختلفة تمامًا على النوافذ الأمامية للمكوك أو بوران ، تختلف عن تلك التي تخضع لها نوافذ مركبات الهبوط التقليدية. لذلك ، يختلف حساب القوة هنا. وعندما يكون المكوك في المدار بالفعل ، يوجد "عدد كبير جدًا" من النوافذ - تزداد درجة حرارة المقصورة ، ويحصل الطاقم على "الأشعة فوق البنفسجية" الزائدة. لذلك ، أثناء الرحلة المدارية ، يتم إغلاق جزء من النوافذ في قمرة القيادة المكوك بمصاريع كيفلر. لكن "بوران" الموجود داخل النوافذ كان يحتوي على طبقة فوتوكرومية ، والتي أصبحت داكنة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ولم تسمح "للزيادة" بالدخول إلى قمرة القيادة.

إطارات ، مصاريع ، سبنجليت ، أشكال محفورة ...

الجزء الرئيسي من الكوة هو ، بالطبع ، الزجاج. "للفضاء" ، لا يتم استخدام الزجاج العادي ، ولكن الكوارتز. في وقت "فوستوك" ، لم يكن الاختيار رائعًا - فقط الماركات SK و KV كانت متوفرة (الأخير ليس أكثر من الكوارتز المصهور). في وقت لاحق ، تم إنشاء واختبار العديد من أنواع الزجاج الأخرى (KV10S ، K-108). حتى أنهم حاولوا استخدام زجاج شبكي SO-120 في الفضاء. يعرف الأمريكيون أيضًا ماركة Vycor للزجاج الحراري والمقاوم للصدمات.

تتحكم جولي بيات في مناور إنديفور عند نافذة سقف السفينة (الصورة: ناسا) تستخدم النوافذ ذات الأحجام المختلفة للنوافذ - من 80 ملم إلى ما يقرب من نصف متر (490 ملم) ، ومؤخرا ظهر "زجاج" 800 ملم في المدار . تمت مناقشة الحماية الخارجية لـ "نوافذ الفضاء" لاحقًا ، ولكن لحماية أفراد الطاقم من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية القريبة ، يتم تطبيق طلاءات خاصة لتقسيم الحزمة على نوافذ النوافذ التي تعمل بأجهزة مثبتة غير ثابتة.

الكوة ليست زجاجية فقط. للحصول على تصميم قوي وعملي ، يتم إدخال عدة أكواب في حامل مصنوع من سبائك الألومنيوم أو التيتانيوم. حتى الليثيوم كان يستخدم في نوافذ المكوك.

لضمان المستوى المطلوب من الموثوقية ، تم صنع عدة أكواب في البداية في النافذة. في هذه الحالة ، سوف ينكسر زجاج واحد ، ويبقى الباقي ، مما يبقي السفينة مغلقة. تحتوي النوافذ المحلية على طائرتَي Soyuz و Vostoks على ثلاثة أكواب لكل منها (تحتوي Soyuz على زجاجين ، لكنها مغطاة بمنظار في معظم الرحلة).

على نوافذ "أبولو" و "مكوك الفضاء" تتكون بشكل أساسي من ثلاثة زجاج ، لكن "عطارد" - "أول ابتلاعهم" - قد زود الأمريكيون بالفعل بكوة بأربعة زجاج.

كوة زجاجية (أعلى) ، فتحة ثلاثية الزجاج لمركبة الفضاء لعائلة سويوز (أسفل) (الصورة: سيرجي أندريف) على عكس الكوة السوفيتية ، لم يكن الكوة الأمريكية في وحدة قيادة أبولو تجميعًا واحدًا. كان أحد الزجاجين جزءًا من غلاف سطح الحماية من الحرارة المحمل ، والآخران (في الواقع ، نافذة زجاجية) كانا بالفعل جزءًا من الدائرة المضغوطة. ونتيجة لذلك ، كانت هذه النوافذ مرئية أكثر منها بصرية. في الواقع ، مع الأخذ في الاعتبار الدور الرئيسي للطيارين في السيطرة على أبولو ، بدا مثل هذا القرار منطقيًا تمامًا.

في قمرة القيادة القمرية لأبولو ، كانت جميع النوافذ الثلاثة نفسها زجاجية واحدة ، ولكن من الخارج كانت مغطاة بزجاج خارجي لا يتناسب مع الدائرة المضغوطة ، ومن الداخل - بواسطة زجاج شبكي داخلي آمن. كما تم تركيب نوافذ زجاجية واحدة في وقت لاحق في المحطات المدارية ، حيث لا تزال الأحمال أقل من تلك الخاصة بمركبات هبوط المركبات الفضائية. وفي بعض المركبات الفضائية ، على سبيل المثال ، في محطات الكواكب السوفيتية "المريخ" في أوائل السبعينيات ، تم دمج عدة نوافذ في مقطع واحد (تركيبات من زجاجين).

عندما تكون مركبة فضائية في المدار ، يمكن أن يكون اختلاف درجة الحرارة على سطحها بضع مئات من درجات. تختلف معاملات التمدد للزجاج والمعدن بشكل طبيعي. لذلك ، يتم وضع الأختام بين الزجاج ومعدن المشابك. في بلدنا ، تم التعامل معهم من قبل معهد أبحاث صناعة المطاط. يستخدم البناء المطاط المقاوم للفراغ. إن تطوير مثل هذه الأختام مهمة صعبة: المطاط عبارة عن بوليمر ، والإشعاع الكوني "يقطع" جزيئات البوليمر مع مرور الوقت إلى قطع ، ونتيجة لذلك ، ينهار المطاط "العادي" ببساطة.

عند الفحص الدقيق ، تبين أن بناء "النوافذ" المحلية والأمريكية يختلف اختلافا كبيرا عن بعضها البعض. تقريبا كل الزجاج في التصميمات المحلية يكون على شكل أسطوانة (بشكل طبيعي ، باستثناء الزجاج للمركبات المجنحة مثل Burana أو Spiral). وفقًا لذلك ، تحتوي الأسطوانة على سطح جانبي يحتاج إلى معالجة خاصة لتقليل الوهج. لهذا الغرض ، يتم تغطية الأسطح العاكسة داخل النافذة بمينا خاص ، ويتم أحيانًا لصق الجدران الجانبية للغرف بنصف المخمل. الزجاج محكم الإغلاق بثلاث حلقات مطاطية (كما كانت تسمى في البداية - أشرطة مطاطية مانعة للتسرب).

كانت نوافذ سفن أبولو الأمريكية ذات سطح جانبي مستدير ، وكان ختم مطاطي مشدودًا فوقها ، مثل إطار على حافة السيارة.

أول رجل على سطح القمر ، نيل أرمسترونج في وحدة القمر النسر (الصورة: ناسا) لن يعمل على مسح الزجاج داخل النافذة بقطعة قماش أثناء الرحلة ، وبالتالي يجب ألا يدخل أي حطام إلى الكاميرا (زجاج داخلي) الفراغ). بالإضافة إلى ذلك ، لا يجب أن يكون الزجاج ضبابًا ولا يتجمد. لذلك ، قبل الإطلاق ، لا يتم إعادة تزويد الخزانات بالوقود فحسب ، بل أيضًا النوافذ في المركبة الفضائية - تمتلئ الغرفة بالنيتروجين الجاف شديد النقاء أو الهواء الجاف. من أجل "تفريغ" الزجاج نفسه ، يتم توفير الضغط في الحجرة بنصف الضغط الموجود في المقصورة المغلقة. أخيرًا ، من المستحسن ألا يكون السطح الداخلي لجدران المقصورة شديد السخونة أو البرودة. لهذا ، يتم تثبيت شاشة زجاج شبكي داخلية في بعض الأحيان.

الزفاف الخفيف في الهند. عدسة تحولت ما هو ضروري!

الزجاج ليس معدنًا ؛ إنه يتكسر بطريقة مختلفة. لن يكون هناك خدوش هنا - سيظهر صدع. تعتمد قوة الزجاج بشكل أساسي على حالة سطحه. لذلك ، يتم تقويتها عن طريق القضاء على عيوب السطح - الشقوق الصغيرة ، الشقوق ، الخدوش. لهذا ، الزجاج محفور ، خفف. ومع ذلك ، لا يتم عادة التعامل مع النظارات المستخدمة في الأجهزة البصرية بهذه الطريقة. يتم تقوية سطحها بواسطة ما يسمى بالطحن العميق. بحلول بداية السبعينيات ، تعلمت الزجاج الخارجي للنوافذ البصرية أن يتم تقويتها عن طريق التبادل الأيوني ، مما جعل من الممكن زيادة مقاومتها للتآكل.

إحدى نوافذ سيارة سويوز المنحدرة مغطاة بمنظار طوال معظم الرحلة ، ولتحسين انتقال الضوء ، يتم طلاء الزجاج بطبقة متعددة الطبقات مضادة للانعكاس. قد تحتوي على أكسيد القصدير أو أكسيد الإنديوم. تزيد هذه الطلاءات من انتقال الضوء بنسبة 10-12٪ ، ويتم تطبيقها بطريقة الرش التفاعلي الكاثود. بالإضافة إلى ذلك ، يمتص أكسيد الإنديوم النيوترونات جيدًا ، وهو أمر مفيد ، على سبيل المثال ، أثناء رحلة مأهولة بين الكواكب. الإنديوم بشكل عام هو "حجر الفلاسفة" لصناعة الزجاج ، وليس فقط صناعة الزجاج. تعكس المرايا المطلية بالإنديوم معظم الطيف بالتساوي. في عقدة الفرك ، يحسن الإنديوم بشكل ملحوظ مقاومة التآكل.

أثناء الطيران ، يمكن أن تتسخ النوافذ أيضًا من الخارج. بالفعل بعد بدء الرحلات الجوية في إطار برنامج الجوزاء ، لاحظ رواد الفضاء أن الأبخرة من طبقة الحماية من الحرارة كانت تستقر على الزجاج. عادة ما تكتسب المركبة الفضائية أثناء الطيران ما يسمى بالجو المصاحب. شيء يتسرب من hermotsecs ، جزيئات صغيرة من الفراغ العازل الحراري "تتدلى" بجوار السفينة ، وهناك نواتج احتراق لمكونات الوقود أثناء تشغيل محركات التوجيه ... بشكل عام ، هناك ما يكفي من الحطام والأوساخ ليس فقط "عرض الإفساد" ، ولكن أيضًا ، على سبيل المثال ، يعطل تشغيل معدات التصوير الموجودة على متن الطائرة.

(الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية) مطورو محطات الفضاء بين الكواكب من NPO. يقول S.A. Lavochkina أنه خلال رحلة المركبة الفضائية إلى أحد المذنبات ، تم العثور على نواتين في تكوينها. وجد أن هذا مهم اكتشاف علمي... ثم اتضح أن "الرأس" الثاني ظهر بسبب تعفير النافذة مما أدى إلى تأثير المنشور البصري.

يجب ألا تغير زجاج النوافذ انتقال الضوء عند تعرضها للإشعاع المؤين من الإشعاع الكوني الخلفي والإشعاع الكوني ، بما في ذلك نتيجة التوهجات الشمسية. يعتبر تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس والأشعة الكونية مع الزجاج ظاهرة معقدة بشكل عام. يمكن أن يؤدي امتصاص الزجاج للإشعاع إلى تكوين ما يسمى بـ "مراكز الألوان" ، أي إلى انخفاض في انتقال الضوء الأصلي ، وأيضًا التسبب في اللمعان ، حيث يمكن إطلاق جزء من الطاقة الممتصة على الفور في شكل من الكميات الخفيفة. يخلق اللمعان الزجاجي خلفية إضافية ، مما يقلل من تباين الصورة ، ويزيد من نسبة الضوضاء إلى الإشارة ويمكن أن يجعل التشغيل العادي للجهاز مستحيلاً. لذلك ، يجب أن تتمتع النظارات المستخدمة في أجهزة الإنارة الضوئية ، إلى جانب الإشعاع العالي والاستقرار البصري ، بمستوى منخفض من اللمعان. حجم شدة اللمعان لا يقل أهمية بالنسبة للنظارات البصرية التي تعمل تحت تأثير الإشعاع عن مقاومة التلوين.

كوة المركبة الفضائية السوفيتية Zond-8 (الصورة: سيرجي أندريف) من بين عوامل رحلة الفضاء ، يعد تأثير النيازك الدقيق أحد أكثر العوامل خطورة على الكوة. يؤدي إلى انخفاض سريع في قوة الزجاج. كما تتدهور خصائصه البصرية. بعد السنة الأولى من الرحلة ، تم العثور على حفر وخدوش تصل إلى ملليمتر ونصف المليمتر على الأسطح الخارجية للمحطات المدارية طويلة المدى. إذا كان من الممكن حماية معظم السطح من الجزيئات النيزكية والتي من صنع الإنسان ، فلا يمكن حماية النوافذ بهذه الطريقة. إلى حد ما ، يتم حفظها بواسطة أغطية ، والتي يتم تثبيتها أحيانًا على النوافذ التي تعمل من خلالها ، على سبيل المثال ، الكاميرات الموجودة على متن الطائرة. في أول محطة مدارية أمريكية ، Skylab ، كان من المفترض أن تكون النوافذ محمية جزئيًا بعناصر هيكلية. لكن ، بالطبع ، الحل الأكثر جذرية وموثوقية هو تغطية نوافذ "المدار" بالخارج بأغطية يمكن التحكم فيها. تم تطبيق هذا الحل ، على وجه الخصوص ، على المحطة المدارية السوفيتية من الجيل الثاني "Salyut-7".

هناك المزيد والمزيد من "القمامة" في المدار. في إحدى رحلات المكوك ، من الواضح أن شيئًا من صنع الإنسان قد ترك حفرة ملحوظة إلى حد ما على إحدى النوافذ. صمد الزجاج ، لكن من يدري ما الذي قد يحدث بعد ذلك؟ .. هذا ، بالمناسبة ، هو أحد أسباب القلق الخطير لـ "مجتمع الفضاء" بمشاكل الحطام الفضائي. في بلدنا ، يشارك الأستاذ في جامعة الفضاء الحكومية سامارا L.G. Lukashev بنشاط في مشاكل تأثير النيازك الصغير على العناصر الهيكلية للمركبة الفضائية ، بما في ذلك النوافذ.

يلتقي فاليري بولياكوف بالشخص الذي سينضم إلى عالم الاكتشافات. غطاء الكوة المفتوح مرئي بوضوح في الظروف الأكثر صعوبة ، تعمل فتحات الكوة في مركبات الهبوط. عند النزول إلى الغلاف الجوي ، وجدوا أنفسهم في سحابة من البلازما ذات درجة الحرارة العالية. بالإضافة إلى الضغط من داخل الحجرة ، يعمل الضغط الخارجي على الكوة أثناء الهبوط. ثم يتبع ذلك الهبوط - غالبًا على الثلج ، وأحيانًا في الماء. في هذه الحالة ، يتم تبريد الزجاج بسرعة. لذلك ، يتم هنا إيلاء اهتمام خاص لقضايا القوة.

"بساطة الكوة ظاهرة واضحة. يقول بعض اختصاصيي البصريات إن إنشاء نافذة مسطحة مهمة أكثر صعوبة من صنع عدسة كروية ، نظرًا لأنه من الصعب جدًا إنشاء آلية "اللانهاية الدقيقة" من إنشاء آلية ذات نصف قطر محدود ، أي سطح كروي. ومع ذلك ، لم تكن هناك أي مشاكل مع النوافذ "- ربما يكون هذا هو أفضل تقدير لتجميع المركبات الفضائية ، خاصة إذا بدا من شفاه جورجي فومين ، في الماضي القريب - النائب الأول للمصمم العام لبحوث الدولة و تطوير مركز الفضاء TsSKB-Progress.

نحن جميعًا تحت "قبة" أوروبا

منذ وقت ليس ببعيد - في 8 فبراير 2010 ، بعد رحلة المكوك STS-130 - ظهرت قبة مراقبة في محطة الفضاء الدولية ، تتكون من عدة نوافذ كبيرة رباعية الزوايا ونافذة مستديرة يبلغ قطرها ثماني مائة ملليمتر.

الضرر الناجم عن النيازك الدقيق على نافذة مكوك الفضاء (الصورة: وكالة ناسا) تم تصميم وحدة Cupola لمراقبة الأرض وتشغيل المناور. تم تطويره من قبل شركة Thales Alenia Space الأوروبية ، وبناها بناة الآلات الإيطالية في تورينو.

وهكذا ، يحتفظ الأوروبيون اليوم بالسجل - لم يتم وضع مثل هذه النوافذ الكبيرة في المدار أبدًا سواء في الولايات المتحدة أو في روسيا. يتحدث مطورو "فنادق الفضاء" المختلفة في المستقبل أيضًا عن النوافذ الضخمة ، ويصرون على أهميتها الخاصة لسائحي الفضاء في المستقبل. لذلك فإن "بناء النوافذ" له مستقبل عظيم ، ولا تزال النوافذ أحد العناصر الرئيسية للمركبات الفضائية المأهولة وغير المأهولة.

"إن منظر وحدة مراقبة Cupola" Dome "أمر رائع حقًا! عندما تنظر إلى الأرض من الفتحة ، يبدو الأمر وكأنه من خلال احتضان. ولكن في" القبة "هناك عرض 360 درجة ، يمكنك رؤية كل شيء ! تبدو الأرض كخريطة من هنا ، نعم ، كل شيء يشبه الخريطة الجغرافية. يمكنك أن ترى كيف تغيب الشمس ، وكيف تشرق ، وكيف يقترب الليل ... تنظر إلى كل هذا الجمال مع بعض التلاشي داخل. "

يذهبون في رحلة استكشافية إلى القمر في قذيفة مجهزة بنوافذ زجاجية مع مصاريع. ينظر أبطال Tsiolkovsky و Wells إلى الكون من خلال النوافذ الكبيرة.

عندما يتعلق الأمر بالممارسة ، بدت كلمة "نافذة" البسيطة غير مقبولة لمطوري تكنولوجيا الفضاء. لذلك ، فإن ما يمكن لرواد الفضاء أن ينظروا من خلاله من السفينة إلى الخارج يسمى بما لا يقل عن زجاج خاص ، وأقل "احتفاليًا" - كوات. علاوة على ذلك ، فإن الكوة للأشخاص المناسبين هي كوة بصرية ، وبالنسبة لبعض المعدات فهي بصرية.

النوافذ هي عنصر هيكلي لقذيفة المركبة الفضائية وجهاز بصري. من ناحية ، فهي تعمل على حماية الأدوات والطاقم داخل المقصورة من البيئة الخارجية ، ومن ناحية أخرى ، يجب عليهم ضمان تشغيل المعدات البصرية المختلفة والمراقبة البصرية. ليس فقط ، مع ذلك ، المراقبة - عندما يرسمون على جانبي المحيط معدات لـ "حرب النجوم" ، من خلال نوافذ السفن الحربية كانوا سيأخذون الهدف.

يشعر الأمريكيون ورجال القذائف الناطقون بالإنجليزية بشكل عام بالحيرة من مصطلح "الكوة". يسألون مرة أخرى: "هل هذه النوافذ أم ماذا؟" في اللغة الإنجليزية ، كل شيء بسيط - توجد نافذة في المنزل أو في المكوك ، ولا توجد مشاكل. لكن البحارة الإنجليز يقولون الكوة. لذا من المحتمل أن يكون بناة الفضاء الروس أقرب في الروح إلى بناة السفن في الخارج.

يمكن العثور على نوعين من النوافذ في مركبات الفضاء المخصصة للمراقبة. النوع الأول يفصل تمامًا معدات التصوير الموجودة في الحجرة المضغوطة (العدسة ، وحدة الكاسيت ، مستقبلات الصور والعناصر الوظيفية الأخرى) عن البيئة الخارجية "المعادية". مركبة زينيت الفضائية مبنية وفقًا لهذا المخطط. النوع الثاني من النوافذ يفصل جزء الكاسيت ومستقبلات الصور والعناصر الأخرى عن البيئة الخارجية ، بينما توجد العدسة في حجرة غير مضغوطة ، أي في فراغ. تم تطبيق مثل هذا المخطط على مركبة فضائية من نوع Yantar. مع مثل هذا المخطط ، تصبح متطلبات الخصائص البصرية للإنارة صارمة بشكل خاص ، لأن المنور أصبح الآن جزءًا لا يتجزأ من النظام البصري لمعدات التصوير ، وليس مجرد "نافذة على الفضاء".

كان يعتقد أن رائد الفضاء سيكون قادرًا على التحكم في المركبة الفضائية بناءً على ما يمكن أن يراه. إلى حد ما ، تم تحقيق ذلك. من المهم بشكل خاص "النظر إلى الأمام" أثناء الالتحام وعند الهبوط على القمر - حيث استخدم رواد الفضاء الأمريكيون التحكم اليدوي مرارًا وتكرارًا أثناء الهبوط.

بالنسبة لمعظم رواد الفضاء ، يتشكل المفهوم النفسي للقمة والأسفل اعتمادًا على البيئة ، ويمكن أن تساعد الكوة أيضًا في ذلك. أخيرًا ، تعمل الكوة ، مثل النوافذ على الأرض ، على إضاءة المقصورات عند التحليق فوق الجانب المضيء من الأرض أو القمر أو الكواكب البعيدة.

مثل أي جهاز بصري ، فإن نافذة السفينة لها بُعد بؤري (من نصف كيلومتر إلى خمسين) والعديد من المعلمات الضوئية المحددة الأخرى.

نظاراتنا هي الأفضل في العالم

عند إنشاء أول مركبة فضائية في بلدنا ، عُهد بتطوير النوافذ إلى معهد البحث العلمي لزجاج الطيران في Minaviaprom (وهو الآن معهد البحث العلمي للزجاج الفني). معهد البصريات الحكومي الذي يحمل اسم V.I. SI Vavilov ، معهد أبحاث صناعة المطاط ، مصنع Krasnogorsk الميكانيكي وعدد من المؤسسات والمنظمات الأخرى. قدم مصنع الزجاج البصري Lytkarinsky بالقرب من موسكو مساهمة كبيرة في ذوبان الزجاج من مختلف العلامات التجارية ، وتصنيع النوافذ والعدسات الفريدة طويلة التركيز ذات الفتحة الكبيرة.

تبين أن المهمة كانت صعبة للغاية. حتى إنتاج فوانيس الطائرات تم إتقانه في وقت واحد لفترة طويلة وصعبة - فقد الزجاج سريعًا شفافيته ، ومغطى بالشقوق. بالإضافة إلى ضمان الشفافية ، فرضت الحرب الوطنية تطوير الزجاج المضاد للرصاص ، بعد الحرب ، أدت الزيادة في سرعات الطائرات النفاثة ليس فقط إلى زيادة متطلبات القوة ، ولكن أيضًا إلى الحاجة إلى الحفاظ على خصائص الزجاج أثناء التسخين الديناميكي الهوائي. بالنسبة للمشاريع الفضائية ، لم يكن الزجاج ، الذي تم استخدامه للفوانيس ونوافذ الطائرات ، مناسبًا - وليس نفس درجات الحرارة والأحمال.

تم تطوير أول نوافذ فضاء في بلدنا على أساس مرسوم اللجنة المركزية للحزب الشيوعي السوفيتي ومجلس وزراء الاتحاد السوفياتي رقم 569-264 المؤرخ 22 مايو 1959 ، والذي نص على بدء التحضير للطيارين. الرحلات الجوية. في كل من الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة ، كانت النوافذ الأولى مستديرة - كان من الأسهل تصميمها وتصنيعها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن التحكم في السفن المحلية ، كقاعدة عامة ، دون تدخل بشري ، وبالتالي ، لم تكن هناك حاجة لإجراء مسح جيد للغاية "على متن الطائرة". "فوستوك" غاغارين كان له نافذتان. كان أحدهما موجودًا على فتحة مدخل مركبة الهبوط ، فوق رأس رائد الفضاء مباشرةً ، والآخر عند قدميه في جسم مركبة الهبوط. ليس من غير الضروري على الإطلاق تذكر أسماء المطورين الرئيسيين للنوافذ الأولى في معهد البحث العلمي لزجاج الطيران - هؤلاء هم S.M.Brekhovskikh، V.I. أليكساندروف ، خ. إي. سيريبريانيكوفا ، يو آي. نيشيف ، إل إيه كلاشينكوفا ، إف تي فوروبيوف ، إي إف بوستولسكايا ، إل في كورول ، في.كولجانكوف ، إي آي تسفيتكوف ، إس في فولشانوف ، في آي كراسين ، إي جي لوجينوفا وآخرون.

لأسباب عديدة ، عند إنشاء أول مركبة فضائية ، عانى زملاؤنا الأمريكيون من "عجز جماعي" خطير. لذلك ، لم يتمكنوا ببساطة من تحمل مستوى أتمتة التحكم في المركبة الفضائية ، على غرار المستوى السوفيتي ، حتى مع مراعاة الإلكترونيات الأخف وزناً ، وكانت العديد من وظائف التحكم في المركبة الفضائية محصورة في الطيارين ذوي الخبرة المختارين لفرق رواد الفضاء الأول . في الوقت نفسه ، في النسخة الأصلية من أول مركبة فضائية أمريكية "ميركوري" (التي قيل عنها أن رائد الفضاء لم يدخلها ، بل وضعه على نفسه) ، لم يتم توفير نافذة الطيار على الإطلاق - حتى 10 كجم من الكتلة الإضافية المطلوبة لم تكن في أي مكان.

ظهر الكوة فقط بناء على طلب عاجل من رواد الفضاء أنفسهم بعد أول رحلة لشيبارد. ظهرت نافذة "طيار" حقيقية كاملة على برج الجوزاء فقط - على فتحة هبوط الطاقم. لكنها لم تكن مستديرة ، ولكن بشكل شبه منحرف معقد ، لأنه من أجل التحكم اليدوي الكامل عند الإرساء ، يحتاج الطيار إلى رؤية أمامية ؛ بالمناسبة ، على متن سويوز ، لهذا الغرض ، تم تركيب منظار على كوة مركبة الهبوط. كان كورنينغ مسؤولاً عن تطوير النوافذ للأمريكيين ، وكان قسم JDSU مسؤولاً عن الطلاءات على الزجاج.

في وحدة القيادة الخاصة بالقمر أبولو ، تم أيضًا وضع أحد الكوى الخمسة على الفتحة. يتطلع الاثنان الآخران ، اللذان يوفران موعدًا عند الالتحام مع الوحدة القمرية ، إلى الأمام ، ويسمح الجانبان الآخران بإلقاء نظرة عمودية على المحور الطولي للسفينة. في Soyuz ، كان هناك عادة ثلاث نوافذ على مركبة الهبوط وما يصل إلى خمسة نوافذ في حجرة المرافق. توجد معظم الفتحات في المحطات المدارية - ما يصل إلى عدة عشرات ، من مختلف الأشكال والأحجام.

كانت إحدى المراحل المهمة في "بناء النوافذ" هي إنشاء زجاج لطائرات الفضاء - مكوك الفضاء وبوران. يتم زرع "المكوكات" مثل الطائرة ، مما يعني أن الطيار يحتاج إلى توفير رؤية جيدة من قمرة القيادة. لذلك ، قدم كل من المطورين الأمريكيين والمحليين ستة نوافذ كبيرة ذات شكل معقد. بالإضافة إلى زوج في سقف الكابينة - وهذا بالفعل لضمان الالتحام. بالإضافة إلى النوافذ الخلفية لعمليات الحمولة الصافية. وأخيرًا ، من خلال الفتحة الموجودة على فتحة المدخل.

في الأقسام الديناميكية للرحلة ، تعمل أحمال مختلفة تمامًا على النوافذ الأمامية للمكوك أو بوران ، تختلف عن تلك التي تخضع لها نوافذ مركبات الهبوط التقليدية. لذلك ، يختلف حساب القوة هنا. وعندما يكون المكوك في المدار بالفعل ، يوجد "عدد كبير جدًا" من النوافذ - تزداد درجة حرارة المقصورة ، ويحصل الطاقم على "الأشعة فوق البنفسجية" الزائدة. لذلك ، أثناء الرحلة المدارية ، يتم إغلاق جزء من النوافذ في قمرة القيادة المكوك بمصاريع كيفلر. لكن "بوران" الموجود داخل النوافذ كان يحتوي على طبقة فوتوكرومية ، والتي أصبحت داكنة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ولم تسمح "للزيادة" بالدخول إلى قمرة القيادة.

إطارات ، مصاريع ، سبنجليت ، أشكال محفورة ...

الجزء الرئيسي من الكوة هو ، بالطبع ، الزجاج. "للفضاء" ، لا يتم استخدام الزجاج العادي ، ولكن الكوارتز. في وقت Vostok ، لم يكن الاختيار رائعًا جدًا - فقط العلامات التجارية SK و KV كانت متوفرة (الأخير ليس أكثر من كوارتز مدمج). في وقت لاحق ، تم إنشاء واختبار العديد من أنواع الزجاج الأخرى (KV10S ، K-108). حتى أنهم حاولوا استخدام زجاج شبكي SO-120 في الفضاء. يعرف الأمريكيون أيضًا ماركة Vycor للزجاج الحراري والمقاوم للصدمات.

بالنسبة للنوافذ ، يتم استخدام أكواب ذات أحجام مختلفة - من 80 مم إلى ما يقرب من نصف متر (490 مم) ، ومؤخراً ظهر "زجاج" ثماني مائة ملليمتر في المدار. تمت مناقشة الحماية الخارجية لـ "نوافذ الفضاء" لاحقًا ، ولكن لحماية أفراد الطاقم من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية القريبة ، يتم تطبيق طلاءات خاصة لتقسيم الحزمة على نوافذ النوافذ التي تعمل بأجهزة مثبتة غير ثابتة.

الكوة ليست زجاجية فقط. للحصول على تصميم قوي وعملي ، يتم إدخال عدة أكواب في حامل مصنوع من سبائك الألومنيوم أو التيتانيوم. حتى الليثيوم كان يستخدم في نوافذ المكوك.

لضمان المستوى المطلوب من الموثوقية ، تم صنع عدة أكواب في البداية في النافذة. في هذه الحالة ، سوف ينكسر زجاج واحد ، ويبقى الباقي ، مما يبقي السفينة مغلقة. تحتوي النوافذ المحلية على طائرتَي Soyuz و Vostoks على ثلاثة أكواب لكل منها (تحتوي Soyuz على زجاجين ، لكنها مغطاة بمنظار في معظم الرحلة).

على نوافذ "أبولو" و "مكوك الفضاء" تتكون بشكل أساسي من ثلاثة زجاج ، لكن "عطارد" - "أول ابتلاعهم" - قد زود الأمريكيون بالفعل بكوة بأربعة زجاج.

على عكس الكوة السوفيتية ، لم يكن الكوة الأمريكية في وحدة قيادة أبولو تجميعًا واحدًا. كان أحد الزجاجين جزءًا من غلاف سطح الحماية من الحرارة المحمل ، والآخران (في الواقع ، نافذة زجاجية) كانا بالفعل جزءًا من الدائرة المضغوطة. ونتيجة لذلك ، كانت هذه النوافذ مرئية أكثر منها بصرية. في الواقع ، مع الأخذ في الاعتبار الدور الرئيسي للطيارين في السيطرة على أبولو ، بدا مثل هذا القرار منطقيًا تمامًا.

في قمرة القيادة القمرية لأبولو ، كانت جميع النوافذ الثلاثة نفسها زجاجية واحدة ، ولكن من الخارج كانت مغطاة بزجاج خارجي لا يتناسب مع الدائرة المضغوطة ، ومن الداخل - بواسطة زجاج شبكي داخلي آمن. كما تم تركيب نوافذ زجاجية واحدة في وقت لاحق في المحطات المدارية ، حيث لا تزال الأحمال أقل من تلك الخاصة بمركبات هبوط المركبات الفضائية. وفي بعض المركبات الفضائية ، على سبيل المثال ، في محطات الكواكب السوفيتية "المريخ" في أوائل السبعينيات ، تم دمج عدة نوافذ في مقطع واحد (تركيبات من زجاجين).

عندما تكون مركبة فضائية في المدار ، يمكن أن يكون اختلاف درجة الحرارة على سطحها بضع مئات من درجات. تختلف معاملات التمدد للزجاج والمعدن بشكل طبيعي. لذلك ، يتم وضع الأختام بين الزجاج ومعدن المشابك. في بلدنا ، تم التعامل معهم من قبل معهد أبحاث صناعة المطاط. يستخدم البناء المطاط المقاوم للفراغ. إن تطوير مثل هذه الأختام مهمة صعبة: المطاط عبارة عن بوليمر ، والإشعاع الكوني "يقطع" جزيئات البوليمر مع مرور الوقت إلى قطع ، ونتيجة لذلك ، ينهار المطاط "العادي" ببساطة.

تزجيج القوس بوران. الأجزاء الداخلية والخارجية من فتحة بورانا

عند الفحص الدقيق ، تبين أن بناء "النوافذ" المحلية والأمريكية يختلف اختلافا كبيرا عن بعضها البعض. تقريبا كل الزجاج في التصميمات المحلية يكون على شكل أسطوانة (بشكل طبيعي ، باستثناء الزجاج للمركبات المجنحة مثل Burana أو Spiral). وفقًا لذلك ، تحتوي الأسطوانة على سطح جانبي يحتاج إلى معالجة خاصة لتقليل الوهج. لهذا الغرض ، يتم تغطية الأسطح العاكسة داخل النافذة بمينا خاص ، ويتم أحيانًا لصق الجدران الجانبية للغرف بنصف المخمل. الزجاج محكم الإغلاق بثلاث حلقات مطاطية (كما كانت تسمى في البداية - أشرطة مطاطية مانعة للتسرب).

تم تقريب الأسطح الجانبية لنوافذ سفن أبولو الأمريكية ، وامتد ختم مطاطي فوقها ، مثل إطار على قرص عجلة سيارة.

لن يكون من الممكن بعد الآن مسح الزجاج الموجود داخل النافذة بقطعة قماش أثناء الرحلة ، وبالتالي لا ينبغي مطلقًا دخول أي حطام إلى الغرفة (مساحة بين الزجاج). بالإضافة إلى ذلك ، لا يجب أن يكون الزجاج ضبابًا ولا يتجمد. لذلك ، قبل الإطلاق ، لا يتم تزويد الخزانات بالوقود فقط في المركبة الفضائية ، ولكن أيضًا على النوافذ - تمتلئ الغرفة بالنيتروجين الجاف النقي أو الهواء الجاف بشكل خاص. من أجل "تفريغ" الزجاج نفسه ، يتم توفير الضغط في الحجرة بنصف الضغط الموجود في المقصورة المغلقة. أخيرًا ، من المستحسن ألا يكون السطح الداخلي لجدران المقصورة شديد السخونة أو البرودة. لهذا ، يتم تثبيت شاشة زجاج شبكي داخلية في بعض الأحيان.

الزفاف الخفيف في الهند. عدسة تحولت ما هو ضروري!

الزجاج ليس معدنًا ؛ إنه يتكسر بطريقة مختلفة. لن يكون هناك خدوش هنا - سيظهر صدع. تعتمد قوة الزجاج بشكل أساسي على حالة سطحه. لذلك ، يتم تقويتها عن طريق إزالة عيوب السطح - الشقوق الصغيرة ، الشقوق ، الخدوش. لهذا ، الزجاج محفور ، خفف. ومع ذلك ، لا يتم عادة التعامل مع النظارات المستخدمة في الأجهزة البصرية بهذه الطريقة. يتم تقوية سطحها بواسطة ما يسمى بالطحن العميق. بحلول بداية السبعينيات ، تعلمت الزجاج الخارجي للنوافذ البصرية أن يتم تقويتها عن طريق التبادل الأيوني ، مما جعل من الممكن زيادة مقاومتها للتآكل.

لتحسين انتقال الضوء ، يتم طلاء الزجاج بطبقة متعددة الطبقات مضادة للانعكاس. قد تحتوي على أكسيد القصدير أو أكسيد الإنديوم. تزيد هذه الطلاءات من انتقال الضوء بنسبة 10-12٪ ، ويتم تطبيقها بطريقة الرش التفاعلي الكاثود. بالإضافة إلى ذلك ، يمتص أكسيد الإنديوم النيوترونات جيدًا ، وهو أمر مفيد ، على سبيل المثال ، أثناء رحلة مأهولة بين الكواكب. الإنديوم بشكل عام هو "حجر الفلاسفة" لصناعة الزجاج ، وليس فقط صناعة الزجاج. تعكس المرايا المطلية بالإنديوم معظم الطيف بالتساوي. في عقدة الفرك ، يحسن الإنديوم بشكل ملحوظ مقاومة التآكل.

أثناء الطيران ، يمكن أن تتسخ النوافذ أيضًا من الخارج. بالفعل بعد بدء الرحلات الجوية في إطار برنامج الجوزاء ، لاحظ رواد الفضاء أن الأبخرة من طبقة الحماية من الحرارة كانت تستقر على الزجاج. عادة ما تكتسب المركبة الفضائية أثناء الطيران ما يسمى بالجو المصاحب. شيء يتسرب من hermotsecs ، جزيئات صغيرة من العازل الحراري بفراغ الشاشة "معلقة" بجوار السفينة ، منتجات احتراق مكونات الوقود أثناء تشغيل محركات التوجيه موجودة هناك ... بشكل عام ، هناك ما يكفي من الحطام والأوساخ ليس فقط "لإفساد المنظر" ، ولكن أيضًا ، على سبيل المثال ، تعطيل تشغيل معدات التصوير الموجودة على متن الطائرة.

مطورو محطات الفضاء بين الكواكب من NPO im. يقول S.A. Lavochkina أنه خلال رحلة المركبة الفضائية إلى أحد المذنبات ، تم العثور على نواتين في تكوينها. تم الاعتراف بهذا باعتباره اكتشافًا علميًا مهمًا. ثم اتضح أن "الرأس" الثاني ظهر بسبب تعفير النافذة مما أدى إلى تأثير المنشور البصري.

يجب ألا تغير زجاج النوافذ انتقال الضوء عند تعرضها للإشعاع المؤين من الإشعاع الكوني الخلفي والإشعاع الكوني ، بما في ذلك نتيجة التوهجات الشمسية. يعتبر تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس والأشعة الكونية مع الزجاج ظاهرة معقدة بشكل عام. يمكن أن يؤدي امتصاص الزجاج للإشعاع إلى تكوين ما يسمى بـ "مراكز الألوان" ، أي إلى انخفاض في انتقال الضوء الأصلي ، وأيضًا التسبب في اللمعان ، حيث يمكن إطلاق جزء من الطاقة الممتصة على الفور في شكل من الكميات الخفيفة. يخلق اللمعان الزجاجي خلفية إضافية ، مما يقلل من تباين الصورة ، ويزيد من نسبة الضوضاء إلى الإشارة ويمكن أن يجعل التشغيل العادي للجهاز مستحيلاً. لذلك ، يجب أن تتمتع النظارات المستخدمة في أجهزة الإنارة الضوئية ، إلى جانب الإشعاع العالي والاستقرار البصري ، بمستوى منخفض من اللمعان. حجم شدة اللمعان لا يقل أهمية بالنسبة للنظارات البصرية التي تعمل تحت تأثير الإشعاع عن مقاومة التلوين.

من بين عوامل الرحلات الفضائية ، يعد تأثير النيازك الدقيق من أخطر عوامل النوافذ. يؤدي إلى انخفاض سريع في قوة الزجاج. كما تتدهور خصائصه البصرية. بعد السنة الأولى من الرحلة ، تم العثور على حفر وخدوش تصل إلى ملليمتر ونصف المليمتر على الأسطح الخارجية للمحطات المدارية طويلة المدى. إذا كان من الممكن حماية معظم السطح من الجزيئات النيزكية والتي من صنع الإنسان ، فلا يمكن حماية النوافذ بهذه الطريقة. إلى حد ما ، يتم حفظها بواسطة أغطية ، والتي يتم تثبيتها أحيانًا على النوافذ التي تعمل من خلالها ، على سبيل المثال ، الكاميرات الموجودة على متن الطائرة. في أول محطة مدارية أمريكية ، Skylab ، كان من المفترض أن تكون النوافذ محمية جزئيًا بعناصر هيكلية. لكن ، بالطبع ، الحل الأكثر جذرية وموثوقية هو تغطية نوافذ "المدار" بالخارج بأغطية يمكن التحكم فيها. تم تطبيق هذا الحل ، على وجه الخصوص ، على المحطة المدارية السوفيتية من الجيل الثاني "Salyut-7".

هناك المزيد والمزيد من "القمامة" في المدار. في إحدى رحلات المكوك ، من الواضح أن شيئًا من صنع الإنسان قد ترك حفرة ملحوظة إلى حد ما على إحدى النوافذ. صمد الزجاج ، لكن من يدري ما الذي قد يحدث بعد ذلك؟ .. هذا ، بالمناسبة ، هو أحد أسباب القلق الخطير لـ "مجتمع الفضاء" بمشاكل الحطام الفضائي. في بلدنا ، يشارك الأستاذ في جامعة الفضاء الحكومية سامارا L.G. Lukashev بنشاط في مشاكل تأثير النيازك الصغير على العناصر الهيكلية للمركبة الفضائية ، بما في ذلك النوافذ.

تعمل فتحات الكوة في سيارات الهبوط في ظروف أكثر صعوبة. عند النزول إلى الغلاف الجوي ، وجدوا أنفسهم في سحابة من البلازما ذات درجة الحرارة العالية. بالإضافة إلى الضغط من داخل الحجرة ، يعمل الضغط الخارجي على الكوة أثناء الهبوط. ثم يتبع ذلك الهبوط - غالبًا على الثلج ، وأحيانًا في الماء. في هذه الحالة ، يتم تبريد الزجاج بسرعة. لذلك ، يتم هنا إيلاء اهتمام خاص لقضايا القوة.

"بساطة الكوة ظاهرة واضحة. يقول بعض اختصاصيي البصريات إن إنشاء نافذة مسطحة مهمة أكثر صعوبة من صنع عدسة كروية ، نظرًا لأنه من الصعب جدًا إنشاء آلية "اللانهاية الدقيقة" من إنشاء آلية ذات نصف قطر محدود ، أي سطح كروي. ومع ذلك ، لم تكن هناك أي مشاكل مع النوافذ "- ربما يكون هذا هو أفضل تقدير لتجميع المركبات الفضائية ، خاصة إذا بدا من شفاه جورجي فومين ، في الماضي القريب - النائب الأول للمصمم العام لبحوث الدولة و مركز تطوير الفضاء "TsSKB-Progress".

نحن جميعًا تحت "قبة" أوروبا

وحدة مراجعة القبة

منذ وقت ليس ببعيد - في 8 فبراير 2010 ، بعد رحلة المكوك STS-130 - ظهرت قبة مراقبة في محطة الفضاء الدولية ، تتكون من عدة نوافذ كبيرة رباعية الزوايا ونافذة مستديرة يبلغ قطرها ثماني مائة ملليمتر.

تم تصميم وحدة Cupola لمراقبة الأرض وتشغيل المناور. تم تطويره من قبل شركة Thales Alenia Space الأوروبية ، وبناها بناة الآلات الإيطالية في تورينو.

وهكذا ، يحتفظ الأوروبيون اليوم بالسجل - لم يتم وضع مثل هذه النوافذ الكبيرة في المدار أبدًا سواء في الولايات المتحدة أو في روسيا. يتحدث مطورو "فنادق الفضاء" المختلفة في المستقبل أيضًا عن النوافذ الضخمة ، ويصرون على أهميتها الخاصة لسائحي الفضاء في المستقبل. لذلك فإن "بناء النوافذ" له مستقبل عظيم ، ولا تزال النوافذ أحد العناصر الرئيسية للمركبات الفضائية المأهولة وغير المأهولة.

الكوبول شيء رائع حقًا! عندما تنظر إلى الأرض من النافذة ، فإنها تكون كما هي من خلال الغلاف. وفي "القبة" يوجد منظر بزاوية 360 درجة ، يمكنك رؤية كل شيء! تبدو الأرض من هنا كخريطة ، نعم ، الأهم من ذلك كله أنها تشبه خريطة جغرافية. يمكنك أن ترى كيف تغيب الشمس ، وكيف تشرق ، وكيف يقترب الليل ... تنظر إلى كل هذا الجمال مع بعض التلاشي في الداخل.

طورت وكالة ناسا ولوكهيد مارتن مركبة أوريون الفضائية للنقل متعددة الأغراض منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين وأكملت بالفعل أول رحلة تجريبية بدون طيار في ديسمبر 2014. بمساعدة Orion ، سيتم إطلاق البضائع ورواد الفضاء إلى الفضاء ، لكن هذا ليس كل ما تستطيع هذه السفينة القيام به. في المستقبل ، سيكون على Orion أن ينقل الناس إلى سطح القمر والمريخ. عند إنشاء السفينة ، استخدم مطوروها الكثير من التقنيات والمواد الجديدة المثيرة للاهتمام ، والتي نود أن نخبرك عنها اليوم. عندما يسافر رواد الفضاء في اتجاه الكويكبات أو القمر أو المريخ ، فسيكون لديهم مناظر خلابة للفضاء ، والتي سوف يرونها من خلال النوافذ الصغيرة في بدن السفينة. يسعى مهندسو ناسا جاهدين لجعل هذه "النوافذ في الفضاء" أكثر متانة وأخف وزناً وأرخص في التصنيع من النماذج السابقة للمركبات الفضائية. في حالة محطة الفضاء الدولية ومكوك الفضاء ، كانت النوافذ مصنوعة من الزجاج الرقائقي. في حالة Orion ، سيتم استخدام البلاستيك الأكريليكي لأول مرة ، مما سيحسن بشكل كبير من سلامة نوافذ السفينة. "كانت ألواح النوافذ الزجاجية تاريخيًا جزءًا من هيكل السفينة ، مما يحافظ على الضغط اللازم داخلها ويمنع موت رواد الفضاء. أيضًا ، يجب أن يحمي الزجاج الطاقم قدر الإمكان من درجات الحرارة المرتفعة عند دخوله الغلاف الجوي للأرض. لكن العيب الرئيسي للزجاج هو النقص الهيكلي. تحت الحمل الثقيل ، تقل قوة الزجاج بمرور الوقت. عند الطيران في الفضاء ، يمكن أن تلعب نقطة الضعف هذه مزحة قاسية مع السفينة ، "كما تقول ليندا إستس ، رئيسة قسم أنظمة الإضاءة الفرعية في وكالة ناسا. نظرًا لأن الزجاج ليس المادة المثالية للفتحات ، فقد بحث المهندسون باستمرار عن مادة أفضل لهذا الغرض. هناك العديد من المواد المستقرة هيكليًا حول العالم ، لكن القليل منها فقط شفاف بدرجة كافية لاستخدامه في الفتحات. في المراحل الأولى من تطوير Orion ، حاولت ناسا استخدام البولي كربونات كمواد للنوافذ ، لكنها لم تفي بالمتطلبات البصرية اللازمة للحصول على صور عالية الدقة. بعد ذلك ، تحول المهندسون إلى مادة الأكريليك التي وفرت أعلى درجات الشفافية والقوة الهائلة. في الولايات المتحدة ، تصنع أحواض السمك الضخمة من الأكريليك ، والتي تحمي سكانها من البيئة التي يحتمل أن تكون خطرة عليهم ، بينما تتحمل ضغط المياه الهائل. تم تجهيز Orion حاليًا بأربعة فتحات مدمجة في وحدة الطاقم ، بالإضافة إلى نوافذ إضافية في كل من الفتحتين. يتكون كل كوة من ثلاث لوحات. اللوح الداخلي مصنوع من الأكريليك ، بينما الآخران من الزجاج. بهذا الشكل ، تمكنت Orion بالفعل من زيارة الفضاء خلال أول رحلة تجريبية لها. على مدار هذا العام ، يجب أن يقرر مهندسو ناسا ما إذا كان بإمكانهم استخدام لوحين أكريليك ولوح زجاجي واحد في النوافذ. في الأشهر المقبلة ، ستقوم ليندا إستس وفريقها بإجراء ما يسمى "اختبار الزحف" على ألواح الأكريليك. الزحف في هذه الحالة هو تشوه بطيء للمادة الصلبة بمرور الوقت تحت تأثير حمل ثابت أو إجهاد ميكانيكي. جميع الأجسام الصلبة ، البلورية وغير المتبلورة ، عرضة للزحف. سيتم اختبار الألواح الأكريليك لمدة 270 يومًا تحت ضغط هائل. يجب أن تجعل فتحات الأكريليك من الجبار أخف وزناً بشكل كبير ، كما أن قوتها الهيكلية ستقضي على خطر تحطم الكوة بسبب الخدوش العرضية والأضرار الأخرى. وفقًا لمهندسي ناسا ، بفضل الألواح الأكريليكية ، سيكونون قادرين على تقليل وزن السفينة بأكثر من 90 كجم. سيؤدي تقليل الكتلة إلى جعل إطلاق المركبة الفضائية في الفضاء أرخص بكثير. سيؤدي التحول إلى ألواح الأكريليك أيضًا إلى تقليل تكلفة بناء السفن من نوع Orion ، لأن الأكريليك أرخص بكثير من الزجاج. سيكون من الممكن توفير حوالي 2 مليون دولار على النوافذ وحدها عند بناء مركبة فضائية واحدة. ربما ، في المستقبل ، سيتم استبعاد الألواح الزجاجية تمامًا من النوافذ ، لكن هذا يتطلب حتى الآن اختبارًا شاملاً إضافيًا. مأخوذة من hi-news.ru


قريب