Vedere din fereastra unei nave spațiale. Concepții greșite frecvente despre spațiu Oglinda de pe o navă spațială reduce durabilitatea
ROSE, FORMATE SCULPITE, PASI, RAME
Partea principală a hubloului este, desigur, sticla. „Pentru spațiu”, nu se utilizează sticlă obișnuită, ci cuarț. La vremea Vostok, alegerea nu era foarte bună - erau disponibile doar mărcile SK și KV (acesta din urmă nu este altceva decât cuarț topit). Ulterior, au fost create și testate multe alte tipuri de sticlă (KV10S, K-108). Au încercat chiar să folosească plexiglasul SO-120 în spațiu. Americanii, pe de altă parte, cunosc marca Vycor de sticlă termică și rezistentă la șocuri.
Pentru ferestre, se folosesc ochelari de diferite dimensiuni - de la 80 mm la aproape jumătate de metru (490 mm), iar recent a apărut pe orbită un „pahar” de opt sute de milimetri. Protecția externă a „ferestrelor spațiale” este discutată mai târziu, dar pentru a proteja membrii echipajului de efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete apropiate, la ferestrele ferestrelor care funcționează cu dispozitive instalate non-staționare se aplică acoperiri speciale de divizare a fasciculului.
Hubloul nu este doar sticlă. Pentru a obține un design robust și funcțional, mai multe ochelari sunt introduși într-un suport din aluminiu sau aliaj de titan. Chiar și litiul a fost folosit pentru ferestrele navetei.
Pentru a asigura nivelul de fiabilitate necesar, inițial au fost realizate mai multe ochelari în fereastră. În acest caz, un pahar se va sparge, iar restul vor rămâne, ținând nava sigilată. Ferestrele domestice de pe "Soyuz" și "Vostok" aveau trei pahare (pe "Soyuz" există un pahar dublu, dar cel mai zbor acoperit cu un periscop).
Pe „Apollo” și „Naveta spațială” „ferestrele” sunt în principal din trei sticle, dar „Mercur” - „prima lor rândunică” - americanii au echipat deja un hublou cu patru sticle.
Spre deosebire de cele sovietice, hubloul american de pe modulul de comandă Apollo nu era un singur ansamblu. Un pahar a lucrat ca parte a învelișului suprafeței de protecție termică a lagărului, iar celelalte două (de fapt, o fereastră cu două sticle) erau deja parte a circuitului sub presiune. Ca urmare, aceste ferestre erau mai vizuale decât optice. De fapt, luând în considerare rolul cheie al piloților în controlul Apollo, o astfel de decizie părea destul de logică.
Pe carlinga lunară a lui Apollo, toate cele trei ferestre în sine erau de o singură sticlă, dar din exterior erau acoperite de o sticlă externă care nu se potrivea în circuitul presurizat și din interior - de un plexiglas de siguranță intern. Geamurile cu o sticlă au fost, de asemenea, instalate ulterior pe stațiile orbitale, unde încărcăturile sunt încă mai mici decât cele ale vehiculelor de coborâre ale navelor spațiale. Și pe unele nave spațiale, de exemplu, pe stațiile interplanetare sovietice „Marte” de la începutul anilor 70, într-un clip au fost de fapt combinate mai multe ferestre (compoziții din două sticle).
Când o navă spațială se află pe orbită, diferența de temperatură pe suprafața sa poate fi de câteva sute de grade. Coeficienții de expansiune ai sticlei și ai metalului sunt diferiți în mod natural. Deci, sigiliile sunt plasate între sticlă și metalul clemelor. În țara noastră, acestea au fost tratate de Institutul de Cercetări din industria cauciucului. Construcția folosește cauciuc rezistent la vid. Dezvoltarea unor astfel de sigilii este o sarcină dificilă: cauciucul este un polimer, iar radiația cosmică în timp „tocă” molecule de polimer în bucăți și, ca rezultat, cauciucul „obișnuit” pur și simplu se sfărâmă.
Vitrarea cu arc a lui Buran. Părțile interioare și exterioare ale hubloului Burana
La o examinare mai atentă, se dovedește că construcția „ferestrelor” interne și americane diferă semnificativ între ele. Aproape toată sticla din designul casnic este sub formă de cilindru (în mod natural, cu excepția geamurilor pentru vehicule cu aripi precum Burana sau Spiral). În consecință, cilindrul are o suprafață laterală care trebuie tratată special pentru a minimiza strălucirea. Pentru aceasta, suprafețele reflectorizante din interiorul ferestrei sunt acoperite cu smalț special, iar pereții laterali ai camerelor sunt uneori chiar lipiți cu semi-catifea. Sticla este sigilată cu trei inele de cauciuc (așa cum au fost numite mai întâi - benzi de cauciuc de etanșare).
Ferestrele navelor americane Apollo aveau o suprafață laterală rotunjită și o garnitură de cauciuc era întinsă peste ele, ca o anvelopă pe janta mașinii.
Nu va mai fi posibil să ștergeți sticla în interiorul ferestrei cu o cârpă în timpul zborului și, prin urmare, absolut nicio moloz nu ar trebui să pătrundă în cameră (spațiu inter-sticlă). În plus, sticla nu trebuie să se aburească și nici să înghețe. Prin urmare, înainte de lansare, nu numai rezervoarele, ci și ferestrele sunt alimentate la bordul navei spațiale - camera este umplută cu azot uscat sau aer uscat, în special pur. Pentru a „descărca” sticla însăși, presiunea din cameră este asigurată pentru jumătate din cea din compartimentul etanș. În cele din urmă, este de dorit ca suprafața interioară a pereților compartimentului să nu fie prea caldă sau prea rece. Pentru aceasta, este instalat uneori un ecran intern din plexiglas.
Spațiul nu este un oceanOrice ar picta acolo în „Războiul stelelor” și în seria „Star Trek”, spațiul nu este un ocean. Prea multe spectacole funcționează pe ipoteze inexacte din punct de vedere științific, prezentând călătoriile spațiale precum navigarea pe mare. Nu este adevarat
În general, spațiul nu este bidimensional, nu există frecare în el, iar punțile unei nave spațiale nu sunt aceleași cu cele ale unei nave.
Puncte mai controversate - nava spațială nu va fi denumită în funcție de clasificarea navală (de exemplu, „crucișător”, „cuirasat”, „distrugător” sau „fregată”, structura gradelor armatei va fi similară cu gradele Forțelor Aeriene, nu Marina, ci pirații, cel mai probabil, în general nu.
Spațiul este tridimensional
Cosmosul este tridimensional, nu este bidimensional. Bidimensionalitatea este o consecință a iluziei „spațiul este un ocean”. Navele spațiale nu se mișcă ca bărcile, se pot deplasa „în sus” și „în jos” Acest lucru nu poate fi comparat nici măcar cu zborul unui avion, deoarece nava spațială nu are „plafon”, manevra sa fiind teoretic nelimitată
Nici orientarea în spațiu nu contează. Dacă vedeți navele spațiale „Enterprise” și „Intrepid” trecându-se reciproc „pe dos” - nu este nimic ciudat, în realitate, poziția lor nu este interzisă de nimic. Mai mult decât atât: prova navei poate fi direcționată către toate direcțiile greșite în care nava zboară în prezent.
Aceasta înseamnă că este dificil să ataci inamicul dintr-o direcție avantajoasă cu densitate maximă a focului cu o „salvare laterală”. Navele spațiale vă pot aborda din orice direcție, deloc ca în spațiul bidimensional
Rachetele nu sunt nave
Nu-mi pasă cum arată aspectul Enterprise sau al Battlestar Galaxy. Într-o rachetă corectă din punct de vedere științific, „jos” este spre evacuarea motoarelor rachete. Cu alte cuvinte, dispunerea navei spațiale seamănă mult mai mult cu un zgârie-nori decât cu un avion. Etajele sunt situate perpendicular pe axa de accelerație, iar „sus” este direcția în care nava dvs. accelerează în prezent. A gândi diferit este una dintre cele mai enervante greșeli și este extrem de popular în scrierea SF. Sunt eu DESPRE TINE Star Wars, Star Trek și Battle Star Galaxy!
Această concepție greșită a apărut din eroarea „spațiul este bidimensional”. Unele lucrări transformă chiar rachetele spațiale în ceva precum bărcile. Chiar și din punctul de vedere al prostiei obișnuite, un „pod” care iese din corp va fi împușcat de focul inamic mult mai repede decât cel situat în adâncurile navei, unde va avea cel puțin o anumită protecție (Star Trek și „ Uchuu Senkan Yamato „sunt imediat amintite aici).
(Anthony Jackson a subliniat două excepții. În primul rând: dacă nava spațială acționează ca un plan atmosferic, în atmosferă „în jos” va fi perpendiculară pe aripi, opusă forței de ridicare, dar în spațiu „în jos” va fi direcția evacuarea motoarelor. În al doilea rând: o acțiune ionică sau alt motor cu accelerație redusă poate da navei o accelerație centripetă, iar „jos” va fi direcționat de-a lungul razei de pe axa de rotație.)
Rachetele nu sunt luptători
Aripile X și „vipera” pot manevra pe ecran după bunul plac, dar fără atmosferă și aripi, manevrele atmosferice sunt imposibile.
Da, nici nu se va putea întoarce „pe un patch”. Cu cât se deplasează mai repede nava spațială, cu atât este mai dificil de manevrat. NU se va mișca ca un avion. O analogie mai reușită ar fi comportamentul unui tractor complet încărcat cu o remorcă pe gheață goală accelerată la viteză mare.
De asemenea, este îndoielnică chiar justificarea luptătorilor din punct de vedere militar, științific și economic.
Rachetele nu sunt săgeți
Nava spațială nu zboară neapărat acolo unde își îndreaptă nasul. În timp ce motorul funcționează, accelerația este direcționată către locul în care se confruntă prova navei. Dar dacă opriți motorul, nava poate fi rotită liber în direcția dorită. Dacă este necesar, este foarte posibil să zbori „lateral”. Acest lucru poate fi util pentru a trage o salvă completă în luptă.
Deci, toate scenele din „Războiul stelelor” cu un luptător care încearcă să scuture inamicul de pe coadă este o prostie completă. Le este suficient să se întoarcă și să-l împuște pe urmăritor (un bun exemplu ar fi episodul din seria Babylon 5 „Midnight on the Firing Line”).
Rachetele au aripi
Dacă racheta dvs. are o anumită centrală de megawatt, un motor termic puternic absurd sau o armă energetică, va avea nevoie de radiatoare imense pentru a disipa căldura. În caz contrar, se va topi destul de repede sau chiar se va evapora cu ușurință. Radiatoarele vor arăta ca niște aripi sau panouri uriașe. Aceasta este o problemă destul de mare pentru navele de război, deoarece radiatoarele sunt extrem de vulnerabile la foc.
Rachetele nu au ferestre
Hublourile de pe o navă spațială sunt necesare cam la fel ca pe un submarin. (Nu, Seaview nu contează. Strict ficțiune științifică. Nu există ferestre panoramice pe submarinul Trident). Hublouri - slăbirea rezistenței structurale și, în plus, la ce ne uităm? Cu excepția cazului în care nava orbitează o planetă sau lângă o altă navă, sunt vizibile doar adâncimile spațiului și soarele orbitor. Și, de asemenea, spre deosebire de submarine, la bordul unei nave spațiale, ferestrele lăsau să intre un flux de radiații.
Seriile Star Trek, Star Wars și Battlestar Galactica sunt defecte, deoarece bătăliile NU vor avea loc la o distanță de metri. Armele cu energie direcționată vor funcționa la distanțe unde navele inamice sunt vizibile doar printr-un telescop. Privind lupta prin hublou, nu veți vedea nimic. Navele vor fi prea departe sau vei fi orbit de fulger explozie nucleara sau foc laser reflectat de la suprafața țintă.
Compartimentul de navigație poate avea o cupolă astronomică de observație pentru o situație de urgență, dar majoritatea ferestrelor vor fi înlocuite cu radar, camere telescopice și tipuri similare de senzori.
Nu există frecare în spațiu
Nu există frecare în spațiu. Aici, pe Terra, dacă conduceți, tot ce trebuie să faceți este să eliberați gazul și mașina începe să frâneze prin frecare pe drum. În spațiu, prin oprirea motoarelor, nava își va menține viteza pentru tot restul eternității (sau până când se prăbușește pe o planetă sau altceva). În filmul 2001 A Space Odyssey, este posibil să fi observat că nava spațială Discovery a zburat către Jupiter fără un singur nor de evacuare de la motoare.
De aceea nu are sens să vorbim despre „distanța” unui zbor cu rachetă. Orice rachetă care nu se află pe orbita planetei și nu în fântâna gravitațională a Soarelui are o distanță de zbor infinită. În teorie, ai putea să aprinzi motoarele și să călătorești către galaxia Andromeda ... atingându-ți obiectivul peste un milion de ani. În loc de autonomie, are sens să vorbim despre schimbarea vitezei.
Accelerarea și decelerarea sunt simetrice. O oră de accelerație la o viteză de 1000 de kilometri pe secundă necesită aproximativ o oră de frânare pentru a se opri. Nu poți să „calci frâna” ca pe o barcă sau o mașină. (Cuvântul „despre” este folosit deoarece nava pierde masă pe măsură ce accelerează și devine mai ușor de frânat. Dar aceste detalii pot fi ignorate pentru moment.)
Dacă doriți să înțelegeți intuitiv principiile mișcării navei spațiale, vă recomand să jucați unul dintre puținele jocuri de simulare precise. Lista include jocul pe computer Orbiter, jocul pe computer (din păcate nu este retipărit) Independence War și jocurile de război de pe masă Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary și Star Fist (aceste două sunt epuizate, dar pot fi găsite aici) .
Combustibilul nu propulsează neapărat nava direct
Rachetele au o diferență între „combustibil” (indicat cu roșu) și „masa de reacție” (indicat cu albastru). Rachetele respectă a treia lege a mișcării lui Newton. Masa este aruncată, dând accelerarea rachetei.
În acest caz, se consumă combustibil pentru a arunca această masă de reacție. Într-o rachetă atomică clasică, uraniul-235 va fi combustibilul, tije de uraniu obișnuite într-un reactor nuclear, dar masa de reacție este încălzită cu hidrogen chiar în acest reactor și care scapă din duzele navei.
Confuzia este cauzată de faptul că în rachetele chimice, combustibilul și masa de reacție sunt una și aceeași. O navetă sau o rachetă Saturn 5 consumă combustibil chimic prin evacuarea directă din duze.
Mașinile, avioanele și bărcile consumă relativ puțin combustibil, dar nu este cazul rachetelor. Jumătate din rachetă poate fi ocupată de masa de reacție, iar cealaltă jumătate - de elemente structurale, echipaj și orice altceva. Dar raportul de 75% din masa de reacție este mult mai probabil sau chiar mai rău. Cele mai multe rachete sunt un rezervor imens de masă de reacție, cu un motor la un capăt și un mic compartiment pentru echipaj la celălalt.
Nu există invizibile în spațiu
În spațiu, nu există o modalitate practică de a ascunde o navă de detectare.
Nu există sunet în spațiu
Nu-mi pasă câte filme ai văzut cu motoare urlătoare și explozii tunătoare. Sunetul este transmis de atmosferă. Fără atmosferă, fără sunet. Nimeni nu va auzi ultima ta lovitură. Acest moment a fost afișat corect în foarte puține seriale TV, inclusiv Babylon 5 și Firefly.
Singura excepție este explozia unui focos nuclear la sute de metri de navă, caz în care fluxul de raze gamma va face ca corpul să scoată un sunet atunci când este deformat.
Greutatea nu este greutate
Există o diferență între greutate și masă. Masa este întotdeauna aceeași pentru un obiect, dar greutatea depinde de pe ce planetă se află obiectul. O cărămidă care cântărește un kilogram va cântări 9,81 newtoni (2,2 lb) pe Terra, 1,62 newtoni pe Lună (0,36 lb) și zero newtoni (0 lb) la bordul Stației Spațiale Internaționale. Dar masa va rămâne întotdeauna cu un kilogram. (Chris Bazon a subliniat că dacă un obiect se mișcă cu o viteză relativistă față de tine, atunci vei găsi o creștere a masei. Dar acest lucru nu poate fi văzut la viteze relative normale.)
Consecințele practice ale acestui lucru se rezumă la faptul că la bordul ISS nu puteți muta ceva greu atingând un obiect cu un deget mic. (Ei bine, adică poți, aproximativ un milimetru pe săptămână sau cam așa ceva.) Naveta poate plasa lângă stație cu greutate zero ... dar menținând o masă de 90 de tone metrice. Dacă îl împingeți, efectul va fi extrem de mic. (cam ca și cum ai fi împins-o pe pista de aterizare de la Cape Kennedy).
Și dacă naveta se mișcă încet spre gară și ești prins între ele, greutatea zero a navetei nu te va salva încă de la soarta tristă de a te transforma într-un tort. Nu încetiniți o navetă în mișcare sprijinindu-vă mâinile pe ea. Este nevoie de atâta energie cât o face pentru ao pune în mișcare. Nu există atât de multă energie într-o persoană.
Ne pare rău, dar constructorii dvs. orbitali nu vor putea muta grinzi de oțel de mai multe tone, precum scobitori.
Un alt factor care necesită atenție este a treia lege a lui Newton. Împingerea unei grinzi de oțel implică acțiune și reacție. Deoarece grinda este probabil mai grea, cu greu se va mișca. Dar tu, ca obiect mai puțin masiv, mergi în direcția opusă cu o accelerație mult mai mare. Acest lucru face ca majoritatea instrumentelor (cum ar fi ciocanele și șurubelnițele) să fie inutile pentru condiții de cădere liberă - este nevoie de multe trucuri pentru a crea instrumente similare pentru condiții de gravitate zero.
Căderea liberă nu este gravitația zero
Din punct de vedere tehnic, oamenii de la bordul stației spațiale nu se află în „gravitație zero”. Aproape că nu diferă acolo de gravitația de pe suprafața Pământului (aproximativ 93% din pământ). Motivul pentru care toată lumea „zboară” este starea „cădere liberă”. Dacă te afli într-un lift când se rupe cablul, și tu vei experimenta o cădere liberă și vei „zbura” ... până vei cădea. (Da, Jonathan a subliniat că rezistența la aer este ignorată aici, dar ai ideea de bază.)
Ideea este că stația se află pe „orbită” - care este un mod inteligent de a cădea, lipsind în mod constant pământul. Vezi aici pentru detalii.
Nu va exista nicio explozie
Odată ajuns în vid fără costum de protecție, nu veți exploda ca un balon. Dr. Jeffrey Landis a efectuat o analiză destul de detaliată a acestei probleme.
Pe scurt: vei rămâne conștient zece secunde, nu vei exploda, vei trăi aproximativ 90 de secunde în total.
Nu au nevoie de apa noastră
Marcus Baur a subliniat că o invazie extraterestră a Terra pentru apa noastră este ca o invazie eschimosă în America Centrală pentru a fura gheață. Da, da, este vorba despre celebra serie V.
Markus: Nu este nevoie să vii pe Pământ după apă. Aceasta este una dintre cele mai frecvente substanțe „acolo sus” ... așa că de ce să conduci o navă la câțiva ani lumină distanță de dragul a ceva ce poți obține cu ușurință mult mai ieftin (și fără această rezistență enervantă umană) în sistemul tău de acasă „la colț”?
Și vreau să copiez și să lipesc încă un articol. L-am citit inițial în ziarul „Pământul Nizhegorodskaya”, dar se pare că originalul a fost publicat în revista „Spațiul rus”. În timp ce conduceam din sat spre oraș, tocmai l-am citit. Articolul spune despre istoria creării hublourilor, popular și inteligibil, spune cum sunt create în țara noastră și în rândul americanilor, în ce constau și unde sunt folosite.
Când privim o navă spațială, de obicei ochii aleargă în sus. Spre deosebire de un avion sau un submarin cu contururi extrem de „lins”, o masă de tot felul de blocuri, elemente structurale, conducte, cabluri ies afară ... Dar există și detalii la bord care sunt clare la prima vedere pentru oricine. Iată ferestrele, de exemplu. La fel ca avionul sau marea! De fapt, acest lucru este departe de a fi cazul ...
RUPIREA O FERESTRE LA UNIVERS
Încă de la începutul zborurilor spațiale a existat o întrebare: "Ce este peste bord - ar fi frumos să vedem!" Adică, desigur, au existat anumite considerații cu privire la acest scor - astronomii și pionierii cosmonauticii au făcut tot posibilul, ca să nu mai vorbim de scriitorii de science fiction. În romanul lui Jules Verne De la Pământ la Lună, eroii pleacă într-o expediție lunară într-o scoică dotată cu ferestre de sticlă cu obloane. Eroii lui Ciolkovski și Wells privesc în Univers prin ferestre mari.
O navă spațială de tip Zenith înainte de a andoca cu un vehicul de lansare. Hublourile din fața obiectivelor camerei sunt acoperite cu huse (foto: RKK Energia) Când a venit la practică, cuvântul simplu „fereastră” părea inacceptabil dezvoltatorilor de tehnologie spațială. Prin urmare, ceea ce cosmonauții pot privi de la navă spre exterior se numește, nu mai puțin decât sticlă specială și mai puțin „ceremonial” - hublouri. Mai mult, hubloul pentru oamenii proprii este un hublou vizual, iar pentru unele echipamente este optic.
Iluminatoarele sunt atât un element structural al învelișului navei spațiale, cât și un dispozitiv optic. Pe de o parte, acestea servesc la protejarea instrumentelor și echipajelor situate în interiorul compartimentului de mediul extern, pe de altă parte, trebuie să asigure funcționarea diferitelor echipamente optice și observarea vizuală. Cu toate acestea, nu numai observația - când pe ambele părți ale oceanului au pictat echipamente pentru „Războiul Stelelor”, prin ferestrele navelor de război aveau să țintească.
Americanii și missilemenii care vorbesc limba engleză în general, termenul „hublou” este nedumeritor. Se întreabă din nou: "Sunt aceste ferestre sau ce?" ÎN limba engleză totul este simplu - există o fereastră în casă sau în navetă și nici o problemă. Dar marinarii englezi spun hublou. Așadar, constructorii ruși de spațiu sunt, probabil, mai apropiați în spirit de constructorii navali de peste mări.
Karen Nyberg la fereastra modulului japonez Kibo, care a ajuns la ISS, 2008 (foto: NASA) Două tipuri de ferestre pot fi găsite pe vehiculele spațiale de observare. Primul tip separă complet echipamentul de imagine situat în compartimentul sub presiune (obiectiv, casetă, receptoare de imagine și alte elemente funcționale) de mediul extern „ostil”. Navele spațiale Zenit sunt construite conform acestei scheme. Al doilea tip de ferestre separă partea casetei, receptoarele de imagine și alte elemente de mediul extern, în timp ce obiectivul este situat într-un compartiment nepresurizat, adică în vid. O astfel de schemă a fost aplicată pe nava spațială de tip Yantar. Cu o astfel de schemă, cerințele pentru proprietățile optice ale iluminatorului devin deosebit de stricte, deoarece iluminatorul este acum o parte integrantă a sistemului optic al echipamentului de imagistică și nu o simplă „fereastră în spațiu”.
Se credea că astronautul va fi capabil să controleze nava pe baza a ceea ce putea vedea. Într-o anumită măsură, acest lucru a fost realizat. Este deosebit de important să „privim înainte” în timpul andocării și când aterizăm pe Lună - acolo astronauții americani au folosit în mod repetat controlul manual în timpul aterizării.
Marginea hubloului Vostok este vizibilă în spatele coifului astronautului În majoritatea cosmonauților, conceptul psihologic de sus și de jos se formează în funcție de mediu, iar hublourile pot ajuta, de asemenea, în acest sens. În cele din urmă, hublourile, precum ferestrele de pe Pământ, servesc la iluminarea compartimentelor atunci când zboară peste partea iluminată a Pământului, a Lunii sau a planetelor îndepărtate.
Ca orice dispozitiv optic, fereastra unei nave are o distanță focală (de la jumătate de kilometru până la cincizeci) și mulți alți parametri optici specifici.
GLASSERSUL NOSTRU ESTE CELE MAI BUNE DIN LUME
La crearea primei nave spațiale din țara noastră, dezvoltarea ferestrelor a fost încredințată Institutului de cercetare a sticlei de aviație din Minaviaprom (acum este Institutul de cercetare științifică al sticlei tehnice). Institutul Optic de Stat numit după V.I. SI Vavilov, Institutul de cercetare al industriei cauciucului, Uzina mecanică Krasnogorsk și o serie de alte întreprinderi și organizații. Fabrica de sticlă optică Lytkarinsky de lângă Moscova a adus o contribuție deosebită la topirea ochelarilor diferitelor mărci, la fabricarea ferestrelor și a lentilelor unice cu focalizare lungă, cu o deschidere mare.
Modulul de comandă Apollo gura de deschidere Sarcina a fost extrem de dificilă. Chiar și producția de felinare pentru avioane a fost stăpânită simultan pentru o lungă perioadă de timp și a fost dificilă - sticla și-a pierdut rapid transparența, acoperită cu fisuri. Pe lângă asigurarea transparenței, războiul patriotic forțat să dezvolte sticlă blindată, după război, creșterea vitezei avioanelor cu reacție a dus nu numai la o creștere a cerințelor de rezistență, ci și la necesitatea de a păstra proprietățile geamurilor în timpul încălzirii aerodinamice. Pentru proiectele spațiale, sticla, care a fost utilizată pentru felinare și ferestre pentru aeronave, nu era potrivită - nu aceleași temperaturi și încărcături.
Primele ferestre spațiale au fost dezvoltate în țara noastră pe baza Decretului Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS nr. 569-264 din 22 mai 1959, care prevedea începutul pregătirii pentru echipaj zboruri. Atât în \u200b\u200bURSS, cât și în SUA, primele ferestre au fost rotunde - a fost mai ușor să le proiectăm și să le fabricăm. În plus, navele interne, de regulă, puteau fi controlate fără intervenția umană și, în consecință, nu era nevoie de o supraveghere prea bună „în avion”. „Vostok” -ul lui Gagarin avea două ferestre. Una era situată pe trapa de intrare a vehiculului de coborâre, chiar deasupra capului astronautului, cealaltă la picioarele lui în corpul vehiculului de coborâre. Nu este deloc de prisos să ne amintim numele principalilor dezvoltatori ai primelor ferestre din Institutul de cercetare științifică din sticla de aviație - aceștia sunt S.M.Brekhovskikh, V.I. Alexandrov, Kh. E. Serebryannikova, Yu. I. Nechaev, L. A. Kalashnikova, F. T. Vorobiev, E. F. Postolskaya, L. V. Korol, V. P. Kolgankov, E. I. Tsvetkov, S. V. Volchanov, V. I. Krasin, E. G. Loginova și alții.
Virgil Grissom și capsula navei Liberty Bell. Un hublou de trapez este vizibil (foto: NASA) Din multe motive, la crearea primei lor nave spațiale, colegii noștri americani au experimentat un „deficit de masă” serios. Prin urmare, pur și simplu nu-și puteau permite nivelul de automatizare al controlului navei spațiale, similar cu cel sovietic, chiar ținând seama de electronica mai ușoară, iar multe funcții pentru controlul navei spațiale erau limitate la piloții de testare experimentați selectați în primul corp de cosmonauți . În același timp, în versiunea originală a primei nave spațiale americane „Mercur” (cea despre care s-a spus că astronautul nu intră în el, ci îl pune pe el însuși), fereastra pilotului nu a fost deloc prevăzută - acolo nu era niciun loc unde să luați nici măcar 10 kg de masă suplimentară necesară.
Hubloul a apărut doar la cererea urgentă a astronauților înșiși după primul zbor al lui Shepard. Un hublou adevărat, cu drepturi depline, al „pilotului” a apărut doar pe Gemeni - pe trapa de aterizare a echipajului. Dar a fost realizat nu rotund, ci de o formă trapezoidală complexă, deoarece pentru controlul manual complet la andocare, pilotul avea nevoie de o vedere înainte; apropo, pe Soyuz, în acest scop a fost instalat un periscop pe hubloul vehiculului de coborâre. Corning a fost responsabil pentru dezvoltarea ferestrelor pentru americani, iar divizia JDSU a fost responsabilă pentru acoperirile de sticlă.
Pe modulul de comandă al Apollo lunar, unul dintre cele cinci hublouri a fost plasat, de asemenea, pe trapa. Celelalte două, oferind întâlnire atunci când erau ancorate cu modulul lunar, priveau înainte, iar alte două „laterale” permiteau o privire perpendiculară pe axa longitudinală a navei. Soiuzul avea de obicei trei geamuri pe vehiculul de coborâre și până la cinci pe compartimentul utilitar. Majoritatea hublourilor se află în stații orbitale - până la câteva zeci, de diferite forme și dimensiuni.
Vitrarea directă a cabinei navetei spațiale O etapă importantă în „construcția ferestrei” a fost crearea vitrajului pentru aeronavele spațiale - „Naveta spațială” și „Buran”. „Navetele” sunt plantate ca un avion, ceea ce înseamnă că pilotul trebuie să ofere o vedere bună din cabină. Prin urmare, atât dezvoltatorii americani, cât și cei interni au prevăzut șase ferestre mari de formă complexă. Plus o pereche pe acoperișul cabinei - acest lucru este deja pentru a asigura andocarea. Plus geamuri spate pentru operațiuni de încărcare utilă. Și în cele din urmă, prin hubloul de pe trapa de intrare.
În secțiunile dinamice ale zborului, sarcini complet diferite acționează pe geamurile din față ale Shuttle-ului sau Buranului, diferite de cele la care sunt supuse geamurile vehiculelor de coborâre convenționale. Prin urmare, calculul puterii este diferit aici. Și când naveta este deja pe orbită, există „prea multe” ferestre - cabina de pilotaj se supraîncălzește, echipajul primește un „ultraviolet” suplimentar. Prin urmare, în timpul zborului orbital, unele dintre ferestrele din cabina navetei sunt închise cu obloane din Kevlar. Dar „Buranul” din interiorul ferestrelor avea un strat fotocromatic, care se întuneca sub acțiunea radiațiilor ultraviolete și nu lăsa „excesul” în cabină.
RAME, Jaluzele, PINCH, FORTUNES SCULPITE ...
Partea principală a hubloului este, desigur, sticla. „Pentru spațiu”, nu se folosește sticlă obișnuită, ci cuarț. La vremea Vostok, alegerea nu era foarte bună - erau disponibile doar mărcile SK și KV (acesta din urmă nu este altceva decât cuarț topit). Ulterior, au fost create și testate multe alte tipuri de sticlă (KV10S, K-108). Au încercat chiar să folosească plexiglasul SO-120 în spațiu. Americanii, pe de altă parte, cunosc marca Vycor de sticlă termică și rezistentă la șocuri.
Julie Pyatt controlează manipulatorul Endeavour la fereastra de tavan a navei (foto: NASA) Ferestrele de diferite dimensiuni sunt utilizate pentru ferestre - de la 80 mm până la aproape jumătate de metru (490 mm), iar recent a apărut un „pahar” de 800 de milimetri orbită. Protecția externă a „ferestrelor spațiale” este discutată mai târziu, dar pentru a proteja membrii echipajului de efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete apropiate, la ferestrele ferestrelor care funcționează cu dispozitive instalate non-staționare se aplică acoperiri speciale de divizare a fasciculului.
Hubloul nu este doar sticlă. Pentru a obține un design solid și funcțional, mai multe pahare sunt introduse într-un suport din aluminiu sau aliaj de titan. Chiar și litiul a fost folosit pentru ferestrele Shuttle.
Pentru a asigura nivelul de fiabilitate necesar, inițial au fost realizate mai multe ochelari în fereastră. În acest caz, un pahar se va sparge, iar restul vor rămâne, ținând nava sigilată. Ferestrele domestice de pe Soyuz și Vostoks aveau câte trei pahare (Soyuz are câte un pahar, dar este acoperit cu un periscop pentru cea mai mare parte a zborului).
Pe „Apollo” și „Navetă spațială” „ferestrele” sunt în principal din trei sticle, dar „Mercur” - „prima lor rândunică” - americanii au echipat deja un hublou cu patru sticle.
Hublou din două sticle (sus), hublou din trei sticle al navei spațiale a familiei Soyuz (jos) (foto: Sergey Andreev) Spre deosebire de cele sovietice, hubloul american de pe modulul de comandă Apollo nu era un singur ansamblu. Un pahar a lucrat ca parte a învelișului suprafeței de protecție termică a lagărului, iar celelalte două (de fapt, o fereastră cu două sticle) făceau deja parte din circuitul presurizat. Ca urmare, aceste ferestre erau mai vizuale decât optice. De fapt, luând în considerare rolul cheie al piloților în controlul Apollo, o astfel de decizie părea destul de logică.
Pe carlinga lunară a lui Apollo, toate cele trei ferestre în sine erau de o singură sticlă, dar din exterior erau acoperite de o sticlă externă care nu se potrivea în circuitul presurizat și din interior - de un plexiglas de siguranță intern. Geamurile cu o singură sticlă au fost, de asemenea, instalate ulterior pe stațiile orbitale, unde sarcina este încă mai mică decât cea a vehiculelor de coborâre ale navelor spațiale. Și pe unele nave spațiale, de exemplu, pe stațiile interplanetare sovietice „Marte” de la începutul anilor 70, într-un clip au fost de fapt combinate mai multe ferestre (compoziții din două sticle).
Când o navă spațială se află pe orbită, diferența de temperatură pe suprafața sa poate fi de câteva sute de grade. Coeficienții de expansiune ai sticlei și ai metalului sunt diferiți în mod natural. Deci, sigiliile sunt plasate între sticlă și metalul clemelor. În țara noastră, acestea au fost tratate de Institutul de Cercetări din industria cauciucului. Construcția folosește cauciuc rezistent la vid. Dezvoltarea unor astfel de sigilii este o sarcină dificilă: cauciucul este un polimer, iar radiația cosmică în timp „tocă” molecule de polimer în bucăți și, ca rezultat, cauciucul „obișnuit” pur și simplu se sfărâmă.
La o examinare mai atentă, se dovedește că construcția „ferestrelor” interne și americane diferă semnificativ între ele. Aproape toată sticla din designul casnic este sub formă de cilindru (desigur, cu excepția geamurilor vehiculelor cu aripi de tip Burana sau Spiral). În consecință, cilindrul are o suprafață laterală care trebuie tratată special pentru a minimiza strălucirea. Pentru aceasta, suprafețele reflectorizante din interiorul ferestrei sunt acoperite cu smalț special, iar pereții laterali ai camerelor sunt uneori chiar lipiți cu semi-catifea. Sticla este sigilată cu trei inele de cauciuc (așa cum au fost numite mai întâi - benzi de cauciuc de etanșare).
Ferestrele navelor americane Apollo aveau o suprafață laterală rotunjită și o garnitură de cauciuc era întinsă peste ele, ca o anvelopă pe janta mașinii.
Primul om de pe Lună, Neil Armstrong, în modulul lunar Eagle (foto: NASA) Nu mai este posibil să ștergeți sticla din fereastră cu o cârpă în timpul zborului și, prin urmare, absolut niciun rest nu ar trebui să intre în cameră ( spațiu inter-sticlă). În plus, sticla nu trebuie să se aburească și nici să înghețe. Prin urmare, înainte de lansare, nu numai rezervoarele sunt alimentate la bordul navei spațiale, ci și ferestrele - camera este umplută cu azot uscat sau aer uscat, în special pur. Pentru a „descărca” sticla în sine, presiunea din cameră este asigurată pentru jumătate din cea din compartimentul etanș. În cele din urmă, este de dorit ca suprafața interioară a pereților compartimentului să nu fie prea caldă sau prea rece. Pentru aceasta, este instalat uneori un ecran intern din plexiglas.
LUMINA NUNATĂ ÎN INDIA. LENTILUL S-A ÎNTORNIT CE ESTE NECESAR!
Sticla nu este metal; se descompune într-un mod diferit. Aici nu vor exista lovituri - va apărea o fisură. Rezistența sticlei depinde în principal de starea suprafeței sale. Prin urmare, este întărit prin eliminarea defectelor de suprafață - microfisuri, crestături, zgârieturi. Pentru aceasta, sticla este gravată, călită. Cu toate acestea, ochelarii utilizați în dispozitivele optice nu sunt de obicei manipulate în acest fel. Suprafața lor este întărită de așa-numita măcinare profundă. Până la începutul anilor '70, geamurile exterioare ale ferestrelor optice au învățat să fie întărite prin schimbul de ioni, ceea ce a făcut posibilă creșterea rezistenței la abraziune.
Una dintre geamurile vehiculului de coborâre Soyuz este acoperită cu un periscop pentru cea mai mare parte a zborului. Pentru a îmbunătăți transmisia luminii, sticla este acoperită cu un strat antireflex multistrat. Pot conține oxid de staniu sau oxid de indiu. Astfel de acoperiri cresc transmisia luminii cu 10-12% și sunt aplicate prin metoda pulverizării reactive a catodului. În plus, oxidul de indiu absoarbe bine neutronii, ceea ce este util, de exemplu, în timpul unui zbor interplanetar echipat. Indiul în general este „piatra filosofală” în industria sticlei și nu numai în industria sticlei. Oglinzile acoperite cu indiu reflectă cea mai mare parte a spectrului în mod egal. La nodurile de frecare, indiul îmbunătățește semnificativ rezistența la abraziune.
În zbor, geamurile se pot murdări și din exterior. Deja după începerea zborurilor în cadrul programului Gemeni, astronauții au observat că pe sticlă se așeză vapori din stratul de protecție termică. Navele spațiale în zbor dobândesc, în general, o așa-numită atmosferă de însoțire. Ceva se scurge de la hermotsecs, mici particule de izolație termică cu vid-ecran „atârnă” lângă navă și există produse de ardere ale componentelor combustibilului în timpul funcționării motoarelor de orientare ... În general, există mai multe reziduuri și murdărie nu doar „vizualizarea stricată”, ci și, de exemplu, perturbă funcționarea echipamentelor fotografice de la bord.
(foto: ESA) Dezvoltatori de stații spațiale interplanetare de la NPO. S. Lavochkina spune că în timpul zborului navei spațiale către una dintre comete, în compoziția sa s-au găsit două „capete” - nuclee. Acest lucru sa dovedit a fi important descoperire științifică... Apoi s-a dovedit că al doilea „cap” a apărut din cauza aburirii ferestrei, ceea ce a dus la efectul unei prisme optice.
Ochelarii de fereastră nu ar trebui să schimbe transmisia luminii atunci când sunt expuși radiațiilor ionizante provenite de la radiațiile cosmice de fundal și radiațiile cosmice, inclusiv ca urmare a erupțiilor solare. Interacțiunea radiației electromagnetice de la Soare și razele cosmice cu sticla este, în general, un fenomen complex. Absorbția radiației de către sticlă poate duce la formarea așa-numitelor „centre de culoare”, adică la o scădere a transmisiei originale a luminii și, de asemenea, poate provoca luminescență, deoarece o parte din energia absorbită poate fi imediat eliberată sub formă de cuante ușoare. Luminiscența sticlei creează un fundal suplimentar, care reduce contrastul imaginii, crește raportul zgomot / semnal și poate face imposibilă funcționarea normală a echipamentului. Prin urmare, ochelarii utilizați în iluminatoarele optice trebuie să aibă, alături de radiații și stabilitate optică ridicate, un nivel scăzut de luminescență. Mărimea intensității luminiscenței nu este mai puțin importantă pentru ochelarii optici care funcționează sub influența radiației decât rezistența la colorare.
Hubloul navei spațiale sovietice Zond-8 (foto: Serghei Andreev) Printre factorii zborului spațial, unul dintre cei mai periculoși pentru hublouri este efectul micrometeor. Aceasta duce la o scădere rapidă a rezistenței paharului. Caracteristicile sale optice se deteriorează, de asemenea. Deja după primul an de zbor, craterele și zgârieturile care ajung la un milimetru și jumătate se găsesc pe suprafețele exterioare ale stațiilor orbitale pe termen lung. Dacă cea mai mare parte a suprafeței poate fi protejată împotriva particulelor meteorice și artificiale, atunci ferestrele nu pot fi protejate așa. Într-o anumită măsură, acestea sunt salvate de capote, care sunt uneori instalate pe ferestre prin care funcționează, de exemplu, camerele de bord. La prima stație orbitală americană, Skylab, s-a presupus că ferestrele vor fi parțial protejate de elemente structurale. Dar, desigur, cea mai radicală și mai fiabilă soluție este acoperirea ferestrelor „orbitei” exterioare cu huse controlabile. Această soluție a fost aplicată, în special, pe stația orbitală sovietică din a doua generație „Salyut-7”.
Există tot mai multe „gunoaie” pe orbită. Într-unul din zborurile Shuttle, ceva clar creat de om a lăsat un crater de gropi destul de vizibil pe una dintre ferestre. Sticla a rezistat, dar cine știe ce poate urma? .. Acesta este, de altfel, unul dintre motivele îngrijorării serioase a „comunității spațiale” cu probleme de resturi spațiale. În țara noastră, profesorul Universității Aerospatiale de Stat Samara L.G. Lukashev este implicat activ în problemele impactului micrometeorit asupra elementelor structurale ale navei spațiale, inclusiv a ferestrelor.
Valery Polyakov îl întâlnește pe cel care va acosta cu World of Discovery. Capacul de hublou deschis este clar vizibil În condiții și mai dificile, hublurile vehiculelor de coborâre funcționează. Când coboară în atmosferă, se găsesc într-un nor de plasmă la temperaturi ridicate. În plus față de presiunea din interiorul compartimentului, presiunea externă acționează asupra hubloului în timpul coborârii. Și apoi urmează aterizarea - adesea pe zăpadă, uneori în apă. În acest caz, sticla este răcită brusc. Prin urmare, aici se acordă o atenție specială problemelor de forță.
„Simplitatea unui hublou este un fenomen aparent. Unii opticieni spun că crearea unei ferestre plate este o sarcină mai dificilă decât realizarea unei lentile sferice, deoarece este mult mai dificil să construiești un mecanism de „infinit exact” decât un mecanism cu o rază finită, adică o suprafață sferică. Și cu toate acestea, nu au existat niciodată probleme cu ferestrele ”, - aceasta este probabil cea mai bună estimare pentru ansamblul navei spațiale, mai ales dacă a sunat de pe buzele lui Georgy Fomin, în trecutul recent - primul proiect general adjunct al statului Centrul Științific și de Cercetare al Biroului de Proiectare - Progres.
SUNTEM CU TOȚI SUB „CUPOLA” EUROPEI
Nu cu mult timp în urmă - pe 8 februarie 2010, după zborul navetei STS-130 - a apărut o cupolă de observație pe Stația Spațială Internațională, formată din mai multe ferestre mari patrulatre și o fereastră rotundă de opt sute de milimetri.
Deteriorarea micrometeoritului pe fereastra Navetei Spațiale (foto: NASA) Modulul Cupola este conceput pentru observarea Pământului și operarea manipulatorului. A fost dezvoltat de concernul european Thales Alenia Space și construit de constructorii de mașini italiene din Torino.
Astfel, astăzi europenii dețin recordul - astfel de ferestre mari nu au fost niciodată puse pe orbită nici în Statele Unite, nici în Rusia. Dezvoltatorii diferitelor „hoteluri spațiale” ale viitorului vorbesc și despre ferestre imense, insistând asupra semnificației lor speciale pentru viitorii turiști spațiali. Deci, „construirea ferestrelor” are un viitor minunat, iar ferestrele continuă să fie unul dintre elementele cheie ale navelor spațiale cu echipaj și fără echipaj.
"Vederea modulului de observare Cupola" Dom "este un lucru foarte interesant! Când te uiți la Pământ de la fereastră, este ca printr-o ambrazie. Dar în" dom "există o vedere de 360 \u200b\u200bde grade, poți vedea totul! Pământul arată ca o hartă de aici, da, mai mult, toate acestea seamănă cu o hartă geografică. Puteți vedea cum soarele se îndepărtează, cum răsare, cum se apropie noaptea ... Vă uitați la toată această frumusețe cu unele decolorând înăuntru ".
Pleacă într-o expediție lunară într-o scoică dotată cu ferestre de sticlă cu obloane. Prin ferestre mari, eroii lui Tsiolkovsky și Wells privesc în Univers.
Când a venit vorba de practică, cuvântul simplu „fereastră” părea inacceptabil dezvoltatorilor de tehnologie spațială. Prin urmare, ceea ce cosmonauții pot privi de la navă spre exterior se numește, nu mai puțin decât sticlă specială și mai puțin „ceremonial” - hublouri. Mai mult, hubloul pentru persoanele propriu-zise este un hublou vizual, iar pentru unele echipamente este un hublou optic.
Ferestrele sunt atât un element structural al învelișului navei spațiale, cât și un dispozitiv optic. Pe de o parte, acestea servesc pentru a proteja instrumentele și echipajul din interiorul compartimentului de mediul extern, pe de altă parte, trebuie să asigure funcționarea diferitelor echipamente optice și observarea vizuală. Nu numai, însă, observație - când de ambele părți ale oceanului au tras echipamente pentru „Războiul Stelelor”, prin ferestrele navelor de război aveau să țintească.
Americanii și missilemenii care vorbesc limba engleză, în general, sunt nedumeriți de termenul „hublou”. Se întreabă din nou: "Sunt aceste ferestre sau ce?" În engleză, totul este simplu - există o fereastră în casă sau în navetă și nu există probleme. Dar marinarii englezi spun hublou. Așadar, constructorii ruși de spațiu sunt, probabil, mai apropiați în spirit de constructorii navali de peste mări.
Două tipuri de ferestre pot fi găsite pe vehiculele spațiale de observare. Primul tip separă complet echipamentul de imagine situat în compartimentul sub presiune (obiectiv, casetă, receptoare de imagine și alte elemente funcționale) de mediul extern „ostil”. Navele spațiale Zenit sunt construite conform acestei scheme. Al doilea tip de ferestre separă partea casetei, receptoarele de imagine și alte elemente de mediul extern, în timp ce obiectivul este situat într-un compartiment nepresurizat, adică într-un vid. Această schemă este utilizată pe navele spațiale de tip „Yantar”. Cu o astfel de schemă, cerințele pentru proprietățile optice ale iluminatorului devin deosebit de stricte, deoarece iluminatorul este acum o parte integrantă a sistemului optic al echipamentului de imagine și nu o simplă „fereastră în spațiu”.
Se credea că astronautul va fi capabil să controleze nava pe baza a ceea ce putea vedea. Într-o anumită măsură, acest lucru a fost realizat. Este deosebit de important să „privim înainte” în timpul andocării și când aterizăm pe Lună - acolo astronauții americani au folosit în mod repetat controlul manual în timpul aterizării.
Pentru majoritatea astronauților, conceptul psihologic de sus și de jos este format în funcție de mediu, iar hublourile pot ajuta, de asemenea, în acest sens. În cele din urmă, hublourile, precum ferestrele de pe Pământ, servesc la iluminarea compartimentelor atunci când zboară peste partea iluminată a Pământului, a Lunii sau a planetelor îndepărtate.
Ca orice dispozitiv optic, fereastra unei nave are o distanță focală (de la jumătate de kilometru până la cincizeci) și mulți alți parametri optici specifici.
GLASSERSUL NOSTRU ESTE CELE MAI BUNE DIN LUME
La crearea primei nave spațiale din țara noastră, dezvoltarea ferestrelor a fost încredințată Institutului de cercetare științifică a sticlei de aviație din Minaviaprom (acum este Institutul de cercetare științifică al sticlei tehnice). Institutul Optic de Stat numit după V.I. SI Vavilov, Institutul de Cercetare al industriei cauciucului, Uzina mecanică Krasnogorsk și o serie de alte întreprinderi și organizații. Fabrica de sticlă optică Lytkarinsky de lângă Moscova a adus o mare contribuție la topirea paharelor de diferite mărci, la fabricarea ferestrelor și a lentilelor unice cu focalizare lungă, cu o deschidere mare.
Sarcina sa dovedit a fi extrem de dificilă. Cu toate acestea, producția de felinare pentru avioane a fost stăpânită odată pentru o perioadă lungă și dificilă - sticla și-a pierdut rapid transparența, acoperită cu crăpături. Pe lângă asigurarea transparenței, Războiul patriotic a forțat dezvoltarea sticlei antiglonț, după război, o creștere a vitezei avioanelor cu reacție a condus nu numai la o creștere a cerințelor de rezistență, ci și la necesitatea de a păstra proprietățile geamului în timpul încălzirii aerodinamice. Pentru proiectele spațiale, sticla, care era folosită pentru felinare și ferestre pentru aeronave, nu era potrivită - nu aceleași temperaturi și încărcături.
Primele ferestre spațiale au fost dezvoltate în țara noastră pe baza Decretului Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS nr. 569-264 din 22 mai 1959, care prevedea începutul pregătirii pentru echipaj zboruri. Atât în \u200b\u200bURSS, cât și în SUA, primele ferestre au fost rotunde - a fost mai ușor să le proiectăm și să le fabricăm. În plus, navele interne, de regulă, puteau fi controlate fără intervenția umană și, în consecință, nu era nevoie de o supraveghere prea bună „în avion”. „Vostok” -ul lui Gagarin avea două ferestre. Una era situată pe trapa de intrare a vehiculului de coborâre, chiar deasupra capului astronautului, cealaltă la picioarele lui în corpul vehiculului de coborâre. Nu este deloc de prisos să ne amintim de numele principalilor dezvoltatori ai primelor ferestre din Institutul de cercetare științifică din sticla de aviație - aceștia sunt SM Brehovskikh, V.I. Alexandrov, Kh. E. Serebryannikova, Yu. I. Nechaev, L. A. Kalashnikova, F. T. Vorobiev, E. F. Postolskaya, L. V. Korol, V. P. Kolgankov, E. I. Tsvetkov, S. V. Volchanov, V. I. Krasin, E. G. Loginova și alții.
Din multe motive, la crearea primei lor nave spațiale, colegii noștri americani au experimentat un „deficit de masă” serios. Prin urmare, pur și simplu nu-și puteau permite nivelul de automatizare al controlului navei spațiale, similar cu cel sovietic, chiar ținând seama de electronica mai ușoară, iar multe funcții pentru controlul navei spațiale erau limitate la piloții de testare experimentați selectați în primul corp de cosmonauți . În același timp, în versiunea originală a primei nave spațiale americane „Mercur” (cea despre care s-a spus că astronautul nu intră în el, ci îl pune pe el însuși), fereastra pilotului nu a fost deloc prevăzută - acolo nu era niciun loc unde să luați nici măcar 10 kg de masă suplimentară necesară.
Hubloul a apărut doar la cererea urgentă a astronauților înșiși după primul zbor al lui Shepard. Un hublou adevărat, cu drepturi depline, al „pilotului” a apărut doar pe Gemeni - pe trapa de aterizare a echipajului. Dar a fost realizat nu rotund, ci de o formă trapezoidală complexă, deoarece pentru controlul manual complet la andocare, pilotul avea nevoie de o vedere înainte; apropo, pe Soyuz, în acest scop a fost instalat un periscop pe hubloul vehiculului de coborâre. Corning a fost responsabil pentru dezvoltarea ferestrelor pentru americani, iar divizia JDSU a fost responsabilă pentru acoperirile de sticlă.
Pe modulul de comandă al Apollo lunar, unul dintre cele cinci hublouri a fost plasat, de asemenea, pe trapa. Celelalte două, oferind întâlnire atunci când erau ancorate cu modulul lunar, priveau înainte, iar alte două „laterale” permiteau o privire perpendiculară pe axa longitudinală a navei. Soiuzul avea de obicei trei geamuri pe vehiculul de coborâre și până la cinci pe compartimentul utilitar. Majoritatea hublourilor se află în stații orbitale - până la câteva zeci, de diferite forme și dimensiuni.
O etapă importantă în „construcția ferestrelor” a fost crearea geamurilor pentru aeronavele spațiale - Space Shuttle și Buran. „Navetele” sunt plantate ca un avion, ceea ce înseamnă că pilotul trebuie să ofere o vedere bună din cabină. Prin urmare, atât dezvoltatorii americani, cât și cei interni au prevăzut șase ferestre mari de formă complexă. Plus o pereche pe acoperișul cabinei - acest lucru este deja pentru a asigura andocarea. Plus geamuri spate pentru operațiuni de încărcare utilă. Și în cele din urmă, prin hubloul de pe trapa de intrare.
În secțiunile dinamice ale zborului, sarcini complet diferite acționează pe geamurile din față ale Shuttle-ului sau Buranului, diferite de cele la care sunt supuse geamurile vehiculelor de coborâre convenționale. Prin urmare, calculul puterii este diferit aici. Și când naveta este deja pe orbită, există „prea multe” ferestre - cabina de pilotaj se supraîncălzește, echipajul primește un „ultraviolet” suplimentar. Prin urmare, în timpul zborului orbital, unele dintre ferestrele din cabina navetei sunt închise cu obloane din Kevlar. Dar „Buranul” din interiorul ferestrelor avea un strat fotocromatic, care se întuneca sub acțiunea radiațiilor ultraviolete și nu lăsa „excesul” în cabină.
RAME, Jaluzele, PINCH, FORTUNES SCULPITE ...
Partea principală a hubloului este, desigur, sticla. „Pentru spațiu”, nu se folosește sticlă obișnuită, ci cuarț. La vremea „Vostok” alegerea nu era prea bună - erau disponibile doar mărcile SK și KV (acesta din urmă nu este altceva decât cuarț topit). Ulterior, au fost create și testate multe alte tipuri de sticlă (KV10S, K-108). Au încercat chiar să folosească plexiglasul SO-120 în spațiu. Americanii, pe de altă parte, cunosc marca Vycor de sticlă termică și rezistentă la șocuri.
Pentru ferestre, se folosesc ochelari de diferite dimensiuni - de la 80 mm la aproape jumătate de metru (490 mm), iar recent a apărut pe orbită un „pahar” de opt sute de milimetri. Protecția externă a „ferestrelor spațiale” este discutată mai târziu, dar pentru a proteja membrii echipajului de efectele dăunătoare ale radiațiilor ultraviolete apropiate, la ferestrele ferestrelor care funcționează cu dispozitive instalate non-staționare se aplică acoperiri speciale de divizare a fasciculului.
Hubloul nu este doar sticlă. Pentru a obține un design solid și funcțional, mai multe pahare sunt introduse într-un suport din aluminiu sau aliaj de titan. Chiar și litiul a fost folosit pentru ferestrele Shuttle.
Pentru a asigura nivelul de fiabilitate necesar, inițial au fost realizate mai multe ochelari în fereastră. În acest caz, un pahar se va sparge, iar restul vor rămâne, ținând nava sigilată. Ferestrele domestice de pe Soyuz și Vostoks aveau câte trei pahare (Soyuz are câte un pahar, dar este acoperit cu un periscop pentru cea mai mare parte a zborului).
Pe „Apollo” și „Navetă spațială” „ferestrele” sunt în principal din trei sticle, dar „Mercur” - „prima lor rândunică” - americanii au echipat deja un hublou cu patru sticle.
Spre deosebire de cele sovietice, hubloul american de pe modulul de comandă Apollo nu era un singur ansamblu. Un pahar a lucrat ca parte a învelișului suprafeței de protecție termică a lagărului, iar celelalte două (de fapt, o fereastră cu două sticle) făceau deja parte din circuitul presurizat. Ca urmare, aceste ferestre erau mai vizuale decât optice. De fapt, luând în considerare rolul cheie al piloților în controlul Apollo, o astfel de decizie părea destul de logică.
Pe carlinga lunară a lui Apollo, toate cele trei ferestre în sine erau de o singură sticlă, dar din exterior erau acoperite de o sticlă externă care nu se potrivea în circuitul presurizat și din interior - de un plexiglas de siguranță intern. Geamurile cu o singură sticlă au fost, de asemenea, instalate ulterior pe stațiile orbitale, unde sarcina este încă mai mică decât cea a vehiculelor de coborâre ale navelor spațiale. Și pe unele nave spațiale, de exemplu, pe stațiile interplanetare sovietice „Marte” de la începutul anilor 70, într-un clip au fost de fapt combinate mai multe ferestre (compoziții din două sticle).
Când o navă spațială se află pe orbită, diferența de temperatură pe suprafața sa poate fi de câteva sute de grade. Coeficienții de expansiune ai sticlei și ai metalului sunt diferiți în mod natural. Deci, sigiliile sunt plasate între sticlă și metalul clemelor. În țara noastră, acestea au fost tratate de Institutul de Cercetări din industria cauciucului. Construcția folosește cauciuc rezistent la vid. Dezvoltarea unor astfel de sigilii este o sarcină dificilă: cauciucul este un polimer, iar radiația cosmică în timp „tocă” molecule de polimer în bucăți și, ca rezultat, cauciucul „obișnuit” pur și simplu se sfărâmă.
Vitrarea cu arc a lui Buran. Părțile interioare și exterioare ale hubloului Burana
La o examinare mai atentă, se dovedește că construcția „ferestrelor” interne și americane diferă semnificativ între ele. Aproape toată sticla din designul casnic este sub formă de cilindru (desigur, cu excepția geamurilor vehiculelor cu aripi de tip Burana sau Spiral). În consecință, cilindrul are o suprafață laterală care trebuie tratată special pentru a minimiza strălucirea. Pentru aceasta, suprafețele reflectorizante din interiorul ferestrei sunt acoperite cu smalț special, iar pereții laterali ai camerelor sunt uneori chiar lipiți cu semi-catifea. Sticla este sigilată cu trei inele de cauciuc (așa cum au fost numite mai întâi - benzi de cauciuc de etanșare).
Ferestrele navelor americane Apollo aveau o suprafață laterală rotunjită și o garnitură de cauciuc era întinsă peste ele, ca o anvelopă pe janta mașinii.
Nu va mai fi posibil să ștergeți sticla în interiorul ferestrei cu o cârpă în timpul zborului și, prin urmare, absolut nicio moloz nu ar trebui să pătrundă în cameră (spațiu inter-sticlă). În plus, sticla nu trebuie să se aburească și nici să înghețe. Prin urmare, înainte de lansare, nu numai rezervoarele sunt alimentate la bordul navei spațiale, ci și ferestrele - camera este umplută cu azot uscat sau aer uscat, în special pur. Pentru a „descărca” sticla în sine, presiunea din cameră este asigurată pentru jumătate din cea din compartimentul etanș. În cele din urmă, este de dorit ca suprafața interioară a pereților compartimentului să nu fie prea caldă sau prea rece. Pentru aceasta, este instalat uneori un ecran intern din plexiglas.
LUMINA NUNATĂ ÎN INDIA. LENTILUL S-A ÎNTORNIT CE ESTE NECESAR!
Sticla nu este metal; se descompune într-un mod diferit. Aici nu vor exista lovituri - va apărea o fisură. Rezistența sticlei depinde în principal de starea suprafeței sale. Prin urmare, este întărit prin eliminarea defectelor de suprafață - microfisuri, crestături, zgârieturi. Pentru aceasta, sticla este gravată, călită. Cu toate acestea, ochelarii utilizați în dispozitivele optice nu sunt de obicei manipulate în acest fel. Suprafața lor este întărită de așa-numita măcinare profundă. Până la începutul anilor '70, geamurile exterioare ale ferestrelor optice au învățat să fie întărite prin schimbul de ioni, ceea ce a făcut posibilă creșterea rezistenței la abraziune.
Pentru a îmbunătăți transmisia luminii, sticla este acoperită cu un strat antireflex multistrat. Pot conține oxid de staniu sau oxid de indiu. Astfel de acoperiri cresc transmisia luminii cu 10-12% și sunt aplicate prin metoda pulverizării reactive a catodului. În plus, oxidul de indiu absoarbe bine neutronii, ceea ce este util, de exemplu, în timpul unui zbor interplanetar echipat. Indiul în general este „piatra filosofală” în industria sticlei și nu numai în industria sticlei. Oglinzile acoperite cu indiu reflectă cea mai mare parte a spectrului în mod egal. La nodurile de frecare, indiul îmbunătățește semnificativ rezistența la abraziune.
În zbor, geamurile se pot murdări și din exterior. Deja după începerea zborurilor în cadrul programului Gemeni, astronauții au observat că pe sticlă se așeză vapori din stratul de protecție termică. Navele spațiale în zbor dobândesc, în general, o așa-numită atmosferă de însoțire. Ceva se scurge de la hermotsecs, mici particule de izolație termică cu vid-ecran „atârnă” lângă navă și există produse de ardere ale componentelor combustibilului în timpul funcționării motoarelor de orientare ... În general, există mai multe reziduuri și murdărie nu numai „vizionarea strică”, ci și, de exemplu, perturbă funcționarea echipamentului fotografic de la bord.
Dezvoltatori de stații spațiale interplanetare de la NPO im. S. Lavochkina spune că în timpul zborului navei spațiale către una dintre comete, în compoziția sa s-au găsit două „capete” - nuclee. Aceasta a fost recunoscută ca o importantă descoperire științifică. Apoi s-a dovedit că al doilea „cap” a apărut din cauza aburirii ferestrei, ceea ce a dus la efectul unei prisme optice.
Ochelarii de fereastră nu ar trebui să schimbe transmisia luminii atunci când sunt expuși radiațiilor ionizante provenite de la radiațiile cosmice de fundal și radiațiile cosmice, inclusiv ca urmare a erupțiilor solare. Interacțiunea radiației electromagnetice de la Soare și razele cosmice cu sticla este, în general, un fenomen complex. Absorbția radiației de către sticlă poate duce la formarea așa-numitelor „centre de culoare”, adică la o scădere a transmisiei originale a luminii și, de asemenea, poate provoca luminescență, deoarece o parte din energia absorbită poate fi imediat eliberată sub formă de cuante ușoare. Luminiscența sticlei creează un fundal suplimentar, care reduce contrastul imaginii, crește raportul zgomot / semnal și poate face imposibilă funcționarea normală a echipamentului. Prin urmare, ochelarii utilizați în iluminatoarele optice trebuie să aibă, alături de radiații și stabilitate optică ridicate, un nivel scăzut de luminescență. Mărimea intensității luminiscenței nu este mai puțin importantă pentru ochelarii optici care funcționează sub influența radiației decât rezistența la colorare.
Printre factorii zborului spațial, unul dintre cei mai periculoși pentru ferestre este efectul micrometeor. Aceasta duce la o scădere rapidă a rezistenței paharului. Caracteristicile sale optice se deteriorează, de asemenea. Deja după primul an de zbor, craterele și zgârieturile care ajung la un milimetru și jumătate se găsesc pe suprafețele exterioare ale stațiilor orbitale pe termen lung. Dacă cea mai mare parte a suprafeței poate fi protejată împotriva particulelor meteorice și artificiale, atunci ferestrele nu pot fi protejate așa. Într-o anumită măsură, acestea sunt salvate de capote, care sunt uneori instalate pe ferestre prin care funcționează, de exemplu, camerele de bord. La prima stație orbitală americană, Skylab, s-a presupus că ferestrele vor fi parțial protejate de elemente structurale. Dar, desigur, cea mai radicală și mai fiabilă soluție este acoperirea ferestrelor „orbitei” exterioare cu huse controlabile. Această soluție a fost aplicată, în special, pe stația orbitală sovietică din a doua generație „Salyut-7”.
Există tot mai multe „gunoaie” pe orbită. Într-unul din zborurile Shuttle, ceva clar creat de om a lăsat un crater de gropi destul de vizibil pe una dintre ferestre. Sticla a rezistat, dar cine știe ce poate urma? .. Acesta este, de altfel, unul dintre motivele îngrijorării serioase a „comunității spațiale” cu probleme de resturi spațiale. În țara noastră, profesorul Universității Aerospatiale de Stat Samara L.G. Lukashev este implicat activ în problemele impactului micrometeorit asupra elementelor structurale ale navei spațiale, inclusiv a ferestrelor.
Hublourile vehiculelor de coborâre funcționează în condiții și mai dificile. Când coboară în atmosferă, se găsesc într-un nor de plasmă la temperaturi ridicate. În plus față de presiunea din interiorul compartimentului, presiunea externă acționează asupra hubloului în timpul coborârii. Și apoi urmează aterizarea - adesea pe zăpadă, uneori în apă. În acest caz, sticla este răcită brusc. Prin urmare, aici se acordă o atenție specială problemelor de forță.
„Simplitatea unui hublou este un fenomen aparent. Unii opticieni spun că crearea unei ferestre plate este o sarcină mai dificilă decât realizarea unei lentile sferice, deoarece este mult mai dificil să construiești un mecanism de „infinit exact” decât un mecanism cu o rază finită, adică o suprafață sferică. Și totuși, nu au existat niciodată probleme cu ferestrele ”- aceasta este probabil cea mai bună estimare pentru ansamblul navei spațiale, mai ales dacă a sunat de pe buzele lui Georgy Fomin, în trecutul recent - Primul proiectant general adjunct al cercetării de stat și Centrul spațial de dezvoltare „TsSKB-Progress”.
SUNTEM CU TOȚI SUB „CUPOLA” EUROPEI
Modulul de revizuire Cupola
Nu cu mult timp în urmă - pe 8 februarie 2010, după zborul navetei STS-130 - a apărut o cupolă de observație pe Stația Spațială Internațională, formată din mai multe ferestre patrulatere mari și o fereastră rotundă de opt sute de milimetri.
Modulul Cupola este conceput pentru observarea Pământului și operarea manipulatorului. A fost dezvoltat de concernul european Thales Alenia Space și construit de constructorii de mașini italiene din Torino.
Astfel, astăzi europenii dețin recordul - astfel de ferestre mari nu au fost niciodată puse pe orbită nici în Statele Unite, nici în Rusia. Dezvoltatorii diferitelor „hoteluri spațiale” ale viitorului vorbesc și despre ferestre imense, insistând asupra semnificației lor speciale pentru viitorii turiști spațiali. Deci, „construirea ferestrelor” are un viitor minunat, iar ferestrele continuă să fie unul dintre elementele cheie ale navelor spațiale cu echipaj și fără echipaj.
Kupol este un lucru foarte interesant! Când te uiți la Pământ de la fereastră, este la fel ca prin ambrazură. Și în "cupolă" există o vedere de 360 \u200b\u200bde grade, puteți vedea totul! Pământul de aici arată ca o hartă, da, cel mai mult seamănă cu o hartă geografică. Puteți vedea cum soarele se îndepărtează, cum răsare, cum se apropie noaptea ... Vă uitați la toată această frumusețe cu ceva decolorare în interior.
Sonda spațială de transport multifuncțional Orion a fost dezvoltată de NASA și Lockheed Martin de la mijlocul anilor 2000 și a finalizat deja primul său zbor de testare fără pilot în decembrie 2014. Cu ajutorul lui Orion, încărcătura și astronauții vor fi lansați în spațiu, dar acest lucru nu este tot ceea ce este capabil de această navă. În viitor, Orion va trebui să livreze oamenii la suprafața Lunii și Marte. La crearea navei, dezvoltatorii săi au folosit o mulțime de tehnologii interesante și materiale noi, despre care am vrea să vă spunem astăzi. Pe măsură ce astronauții călătoresc în direcția asteroizilor, Lunii sau Marte, vor avea vederi uimitoare ale spațiului, pe care le vor vedea prin ferestrele mici din corpul navei. Inginerii NASA se străduiesc să facă aceste „ferestre către spațiu” mai durabile, mai ușoare și mai ieftine de fabricat decât în \u200b\u200bmodelele anterioare de nave spațiale. În cazul ISS și Space Shuttle, hublourile erau din sticlă laminată. În cazul Orion, plasticul acrilic va fi utilizat pentru prima dată, ceea ce va îmbunătăți semnificativ integritatea ferestrelor navei. „Panourile de ferestre din sticlă au făcut parte din coaja navei, menținând presiunea necesară în interiorul acesteia și împiedicând moartea astronauților. De asemenea, sticla ar trebui să protejeze echipajul cât mai mult posibil de temperatura enormă la intrarea în atmosfera Pământului. Dar principalul dezavantaj al sticlei este imperfecțiunea sa structurală. Sub sarcină grea, rezistența sticlei scade în timp. Când zboară în spațiu, acest punct slab poate juca o glumă crudă cu nava ", spune Linda Estes, șefa departamentului de subsisteme de iluminare de la NASA. Tocmai pentru că sticla nu este materialul ideal pentru hublouri, inginerii au căutat constant un material mai bun pentru aceasta. Există multe materiale stabile din punct de vedere structural în întreaga lume, dar doar câteva sunt suficient de transparente pentru a fi utilizate în hublouri. În primele etape ale dezvoltării Orion, NASA a încercat să utilizeze policarbonatele ca material pentru ferestre, dar acestea nu îndeplineau cerințele optice pentru imagistica de înaltă rezoluție. După aceea, inginerii au trecut la materialul acrilic, care a oferit cea mai mare transparență și rezistență extraordinară. În Statele Unite, acvariile uriașe sunt fabricate din acrilic, care își protejează locuitorii de mediul potențial periculos pentru ei, în timp ce rezistă presiunii enorme a apei. În prezent, Orion este echipat cu patru hublouri încorporate în modulul echipajului, precum și ferestre suplimentare în fiecare dintre cele două trape. Fiecare hublou este format din trei panouri. Panoul interior este realizat din acril, în timp ce celelalte două sunt încă din sticlă. În această formă, Orion a reușit deja să viziteze spațiul în timpul primului său zbor de testare. Pe parcursul acestui an, inginerii NASA trebuie să decidă dacă pot folosi două panouri acrilice și o sticlă în hublouri. În lunile următoare, Linda Estes și echipa ei vor efectua așa-numitul „test de creep” pe panouri acrilice. Fluirea în acest caz este o deformare lentă a unui corp solid în timp sub influența unei sarcini constante sau a unei solicitări mecanice. Toate corpurile solide, atât cristaline, cât și amorfe, sunt supuse fluării. Panourile acrilice vor fi testate timp de 270 de zile în condiții de stres enorm. Hublourile acrilice ar trebui să facă Orion semnificativ mai ușor, iar rezistența lor structurală va elimina riscul ca hublourile să se prăbușească din zgârieturi accidentale și alte daune. Potrivit inginerilor NASA, datorită panourilor acrilice, aceștia vor putea reduce greutatea navei cu peste 90 de kilograme. Reducerea masei va face mult mai ieftin lansarea navei spațiale. Trecerea la panouri acrilice va reduce și costul construirii navelor de tip Orion, deoarece acrilul este mult mai ieftin decât sticla. Va fi posibil să economisiți aproximativ 2 milioane de dolari doar pe ferestre atunci când construiți o navă spațială. Poate că, în viitor, panourile de sticlă vor fi complet excluse din ferestre, dar până acum acest lucru necesită teste suplimentare amănunțite. Luat de la hi-news.ru
