Od čega se prave prozori na svemirskim brodovima. Pogled s prozora svemirskog broda

I želim kopirati i zalijepiti još jedan članak. Prvo sam to pročitao u novinama "Zemlja Nižegorodskaja", ali je original, ispostavilo se, objavljen u časopisu "Ruski prostor". Vozeći se od sela do grada, upravo sam ga pročitao. Članak govori o povijesti nastanka prozora, popularno i razumljivo govori kako nastaju kod nas i među Amerikancima, od čega se sastoje i gdje se koriste.

Kada gledate u svemirsku letjelicu, oči obično pođu gore. Za razliku od aviona ili podmornice izrazito "zalizanih" kontura, vani strši masa svakojakih blokova, konstruktivnih elemenata, cjevovoda, kablova... No, na brodu su i detalji koji su svakome jasni na prvi pogled. Evo, na primjer, prozora. Baš kao avion ili more! Zapravo, ovo je daleko od slučaja...

RAZBIJANJE PROZORA U SVEMIRU

Od samog početka svemirskih letova postavljalo se pitanje: "Što je u moru - bilo bi lijepo vidjeti!" To je, naravno, bilo određenih razmatranja o tome - astronomi i pioniri kozmonautike dali su sve od sebe, a da ne spominjemo pisce znanstvene fantastike. U romanu Julesa Vernea Od Zemlje do Mjeseca junaci idu u lunarna ekspedicija u školjki opremljenoj staklenim prozorima s kapcima. Kroz velike prozore, junaci Tsiolkovskog i Wellsa gledaju u svemir.

Svemirska letjelica tipa Zenit prije spajanja s lansirom. Prozori ispred objektiva kamere prekriveni su poklopcima (foto: RKK Energia) Kada je u pitanju praksa, jednostavna riječ "prozor" činila se neprihvatljivom za razvojne programere svemirske tehnologije. Stoga se ono kroz što kozmonauti iz letjelice mogu gledati izvana zove se, ni manje ni više, posebno staklo, a manje "svečano" - prozori. Štoviše, prozor za ljude je vizualni, a za neku opremu optički prozor.

Prozori su i strukturni element školjke svemirske letjelice i optički uređaj. S jedne strane služe za zaštitu instrumenata i posade smještene unutar odjeljka od vanjskog okruženja, s druge strane moraju osigurati rad različite optičke opreme i vizualno promatranje. Ne samo, međutim, promatranje - kada su s obje strane oceana izvukli opremu za "Ratove zvijezda", kroz prozore ratnih brodova namjeravali su nišaniti.

Amerikanci i općenito projektili koji govore engleski su zbunjeni pojmom "porthole". Opet pitaju: "Jesu li ovo prozori, ili što?" V Engleski jezik sve je jednostavno - ono u kući, ono u "Shuttleu" - prozor, i nema problema. Ali engleski mornari kažu porthole. Dakle, ruski svemirski graditelji vjerojatno su duhom bliži inozemnim brodograditeljima.

Karen Nyberg na prozoru japanskog modula Kibo, koji je stigao na ISS, 2008. (foto: NASA) Na promatračkim svemirskim vozilima mogu se naći dvije vrste prozora. Prvi tip u potpunosti odvaja opremu za snimanje koja se nalazi u odjeljku pod tlakom (leća, kaseta, prijemnik slike i drugi funkcionalni elementi) od “neprijateljskog” vanjskog okruženja. Svemirske letjelice Zenit izgrađene su prema ovoj shemi. Drugi tip prozora odvaja kasetni dio, prijemnike slike i ostale elemente iz vanjskog okruženja, dok se leća nalazi u netlačnom odjeljku, odnosno u vakuumu. Ova se shema koristi na letjelicama tipa "Yantar". S takvom shemom zahtjevi za optička svojstva iluminatora postaju posebno strogi, budući da je iluminator sada dio optički sustav geodetska oprema, a ne običan „prozor u svemir“.

Vjerovalo se da će astronaut moći kontrolirati brod na temelju onoga što može vidjeti. U određenoj mjeri to je i ostvareno. Posebno je važno “gledati naprijed” tijekom pristajanja i pri slijetanju na Mjesec – tamo su američki astronauti više puta koristili ručno upravljanje tijekom slijetanja.

Iza astronautske kacige vidljiv je rub Vostokova prozora. Kod većine astronauta psihološki koncept vrha i dna se formira ovisno o okruženju, a u tome mogu pomoći i lučni otvori. Konačno, lučni otvori, poput prozora na Zemlji, služe za osvjetljavanje odjeljaka pri prelijetanju osvijetljene strane Zemlje, Mjeseca ili udaljenih planeta.

Kao i svaki optički uređaj, brodski prozor ima žarišnu duljinu (od pola kilometra do pedeset) i mnoge druge specifične optičke parametre.

NAŠE NAČALE SU NAJBOLJE NA SVIJETU

Prilikom stvaranja prve svemirske letjelice u našoj zemlji, izrada prozora povjerena je Znanstveno-istraživačkom institutu za zrakoplovno staklo Minaviaproma (sada je to Znanstveno-istraživački institut tehničkog stakla). Državni optički institut nazvan po V.I. SI Vavilov, Institut za istraživanje gumene industrije, Krasnogorska mehanička tvornica i niz drugih poduzeća i organizacija. Tvornica optičkog stakla Lytkarinsky u blizini Moskve dala je veliki doprinos topljenju naočala raznih marki, proizvodnji prozora i jedinstvenih dugofokusnih leća s velikim otvorom blende.

Prozor na otvoru zapovjednog modula Apollo Zadatak se pokazao iznimno teškim. Čak je i proizvodnja zrakoplovnih lampiona savladana dugo i teško - staklo je brzo izgubilo svoju prozirnost, prekriveno pukotinama. Osim osiguravanja transparentnosti, Domovinski rat prisiljeni razviti oklopno staklo, nakon rata, povećanje brzine mlaznih zrakoplova dovelo je ne samo do povećanja zahtjeva za čvrstoćom, već i do potrebe za očuvanjem svojstava stakla tijekom aerodinamičkog zagrijavanja. Za svemirske projekte staklo, koje se koristilo za lampione i prozore zrakoplova, nije bilo prikladno - ne iste temperature i opterećenja.

Prvi prostorni prozori razvijeni su u našoj zemlji na temelju Uredbe CK KPSS-a i Vijeća ministara SSSR-a br. 569-264 od 22. svibnja 1959., koja je predviđala početak priprema za letove s posadom. I u SSSR-u i u SAD-u, prvi prozori su bili okrugli - bilo ih je lakše projektirati i proizvoditi. Osim toga, domaći se brodovi u pravilu mogli kontrolirati bez ljudske intervencije, te, sukladno tome, nije bilo potrebe za predobrim pregledom "u avionu". Gagarinov "Vostok" imao je dva prozora. Jedan se nalazio na ulaznom otvoru vozila za spuštanje, neposredno iznad glave astronauta, drugi kod njegovih nogu u tijelu vozila za spuštanje. Uopće nije suvišno prisjetiti se imena glavnih programera prvih prozora u Istraživačkom institutu za zrakoplovno staklo - to su S.M.Brekhovskikh, V.I. Aleksandrov, 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 i drugi.

Virgil Grissom i brodska kapsula Liberty Bell. Vidljiv je trapezni otvor (foto: NASA) Zbog mnogih razloga, pri stvaranju svojih prvih svemirskih brodova, naši američki kolege doživjeli su ozbiljan "masovni deficit". Stoga si jednostavno nisu mogli priuštiti razinu automatizacije upravljanja letjelicom, sličnu sovjetskoj, čak ni uzimajući u obzir lakšu elektroniku, a mnoge funkcije za upravljanje letjelicom bile su ograničene na iskusne probne pilote odabrane u prvi kozmonautski zbor. Istodobno, u originalnoj verziji prve američke svemirske letjelice "Merkur" (one za koju je rečeno da astronaut ne ulazi u nju, već je stavlja na sebe) pilotov prozor uopće nije bio predviđen - tamo nije bilo mjesta za uzeti ni potrebnih 10 kg dodatne mase.

Prozor se pojavio tek na hitan zahtjev samih astronauta nakon Shepardovog prvog leta. Pravi, punopravni "pilotski" prozorčić pojavio se samo na Geminiju - na otvoru za slijetanje posade. Ali nije napravljen okrugli, već složenog trapeznog oblika, budući da je za potpunu ručnu kontrolu prilikom pristajanja pilotu trebao pogled naprijed; na Sojuzu je, inače, u tu svrhu postavljen periskop na otvoru vozila za spuštanje. Corning je bio odgovoran za razvoj američkih prozora, dok je odjel JDSU bio zadužen za staklene premaze.

Na zapovjednom modulu lunarnog Apolla jedan od pet prozora također je postavljen na otvor. Druga dva, osiguravaju sastanak kada su spojeni lunarni modul, gledao naprijed, a još dva "bočna" omogućila su baciti pogled okomit na uzdužnu os broda. Soyuz je obično imao tri prozora na vozilu za spuštanje i do pet na pomoćnom odjeljku. Većina prozora nalazi se na orbitalnim postajama - do nekoliko desetaka, različitih oblika i veličina.

Prednje ostakljenje kokpita Space Shuttlea Važna faza u "konstrukciji prozora" bila je izrada ostakljenja za svemirske letjelice - "Space Shuttle" i "Buran". “Shuttles” slijeću kao avion, što znači da pilot mora osigurati dobar pregled iz kokpita. Stoga su i američki i domaći programeri osigurali šest velikih prozora složenog oblika. Plus par na krovu kabine - to je već za osiguranje pristajanja. Plus stražnji prozori za rad s teretom. I konačno, kroz otvor na ulaznom otvoru.

U dinamičkim dijelovima leta na prednja stakla Shuttlea ili Burana djeluju potpuno različita opterećenja, različita od onih kojima su podložna stakla vozila s konvencionalnim spuštanjem. Stoga je izračun snage ovdje drugačiji. A kada je shuttle već u orbiti, ima "previše" prozora - kokpit se pregrije, posada dobiva dodatno "ultraljubičasto". Stoga su tijekom orbitalnog leta neki prozori u kokpitu Shuttlea zatvoreni kevlarskim kapcima. Ali "Buran" unutar prozora imao je fotokromni sloj, koji je potamnio pod djelovanjem ultraljubičastog zračenja i nije puštao "višak" u kokpit.

OKVIROVI, GRIZE, ŠTEPCI, REZLJANI FORMATI...

Glavni dio prozora je, naravno, staklo. "Za prostor", ne koristi se obično staklo, već kvarc. U danima Vostoka izbor nije bio baš velik - bile su dostupne samo marke SK i KV (potonji nije ništa drugo do topljeni kvarc). Kasnije su stvorene i ispitane mnoge druge vrste stakla (KV10S, K-108). Čak su pokušali koristiti SO-120 pleksiglas u svemiru. Amerikanci pak poznaju marku Vycor stakla otpornog na toplinu i udarce.

Julie Pyatt upravlja Endeavorovim manipulatorom na brodskom stropnom prozoru (foto: NASA) Za prozore se koriste prozori različitih veličina - od 80 mm do gotovo pola metra (490 mm), a nedavno se pojavilo i 800-milimetarsko "staklo" u orbita. O vanjskoj zaštiti "svemirskih prozora" govori se kasnije, ali radi zaštite članova posade štetni učinci bliskog ultraljubičastog zračenja, na prozore prozora koji rade s nestacionarno ugrađenim uređajima nanose se posebni premazi za cijepanje snopa.

Prozor nije samo staklo. Kako bi se dobio čvrst i funkcionalan dizajn, nekoliko čaša se umeće u držač od aluminija ili legure titana. Čak je i litij korišten za prozore Shuttlea.

Kako bi se osigurala potrebna razina pouzdanosti, u prozoru je u početku napravljeno nekoliko naočala. U tom slučaju, jedno staklo će se razbiti, a ostalo će ostati, držeći brod zapečaćenim. Domaći prozori na Sojuzu i Vostoku imali su po tri stakla (Sojuz ima jedno dvostruko staklo, ali je veći dio leta prekriveno periskopom).

Na Apollu i Space Shuttleu "prozori" su uglavnom trostakljeni, no "Merkur" - njihovu "prvu lastu" - Amerikanci su već opremili četverostakljenim prozorom.

Dvostakljeni otvor (gore), trostakleni prozor letjelice obitelji Soyuz (dolje) (foto: Sergej Andreev) Za razliku od sovjetskih, američki prozor na zapovjednom modulu Apollo nije bio jedan sklop. Jedno staklo je radilo kao dio ljuske nosive toplinske zaštitne površine, a druga dva (u stvari, prozor s dva stakla) su već bili dio kruga pod tlakom. Kao rezultat toga, ovi prozori su bili više vizualni nego optički. Zapravo, uzimajući u obzir ključnu ulogu pilota u upravljanju Apollom, takva je odluka izgledala sasvim logično.

Na lunarnom kokpitu Apolla sva tri prozora bila su jednostakljena, ali su izvana bila prekrivena vanjskim staklom koje se nije uklapalo u strujni krug, a iznutra - unutarnjim sigurnosnim pleksiglasom. I dalje su prozori s jednim staklom postavljeni kasnije na orbitalne stanice, gdje su opterećenja još uvijek manja od tereta spuštajućih vozila svemirskih letjelica. A na nekim svemirskim letjelicama, na primjer, na sovjetskim međuplanetarnim stanicama "Mars" početkom 70-ih, u jednom isječku zapravo je kombinirano nekoliko prozora (kompozicije s dva stakla).

Kada je letjelica u orbiti, temperaturna razlika na njezinoj površini može biti nekoliko stotina stupnjeva. Koeficijenti ekspanzije stakla i metala prirodno su različiti. Dakle, brtve se postavljaju između stakla i metala isječaka. Kod nas se njima bavio Istraživački institut gumarske industrije. Konstrukcija koristi gumu otpornu na vakuum. Razvoj takvih brtvila je težak zadatak: guma je polimer, a kozmičko zračenje s vremenom "usitnjava" polimerne molekule na komadiće, a kao rezultat toga, "obična" guma se jednostavno mrvi.

Nakon pomnijeg ispitivanja, ispada da se dizajn domaćih i američkih "prozora" značajno razlikuju jedan od drugog. Gotovo svo staklo u domaćim izvedbama je u obliku cilindra (naravno, s izuzetkom ostakljenja krilnih vozila kao što su "Burana" ili "Spirala"). Sukladno tome, cilindar ima bočnu površinu koju je potrebno posebno obraditi kako bi se odsjaj sveo na minimum. Za to su reflektirajuće površine unutar prozora prekrivene posebnom caklinom, a bočne stijenke komora ponekad su čak i zalijepljene polu-baršunom. Staklo je zapečaćeno s tri gumena prstena (kako su ih u početku zvali - brtvene gumice).

Prozori američkih brodova Apollo imali su zaobljenu bočnu površinu, a preko njih je bila razvučena gumena brtva, poput gume na kolu kotača automobila.

Prvi čovjek na Mjesecu Neil Armstrong u lunarnom modulu Eagle (foto: NASA) Tijekom leta neće uspjeti obrisati staklo unutar prozora krpom, pa stoga nikakvi krhotine ne smiju ući u kameru (međustakleni prostor ) kategorički. Osim toga, staklo se ne smije zamagliti niti smrznuti. Stoga se prije lansiranja u letjelicu ne pune samo spremnici, već i prozori - komora se puni posebno čistim suhim dušikom ili suhim zrakom. Za "istovar" samog stakla predviđen je tlak u komori za upola manji tlak u zatvorenom odjeljku. Konačno, poželjno je da unutarnja površina zidova odjeljka nije prevruća ili prehladna. Za to se ponekad ugrađuje unutarnji zaslon od pleksiglasa.

SVJETLO SE VJENILO U INDIJI. LEĆA OKRETANA ŠTO JE POTREBNO!

Staklo nije metal, ono se lomi na drugačiji način. Ovdje neće biti udubljenja - pojavit će se pukotina. Čvrstoća stakla ovisi uglavnom o stanju njegove površine. Stoga se stvrdnjava uklanjanjem površinskih nedostataka - mikropukotina, zareza, ogrebotina. Za to je staklo ugravirano, kaljeno. Međutim, naočale koje se koriste u optičkim uređajima obično se ne postupa na ovaj način. Njihova površina je stvrdnuta takozvanim dubokim brušenjem. Do ranih 70-ih, vanjska stakla optičkih prozora naučila su se stvrdnuti ionska izmjena, što je omogućilo povećanje njihove otpornosti na habanje.

Jedan od prozora vozila za spuštanje Soyuz je veći dio leta prekriven periskopom.Za poboljšanje prijenosa svjetlosti staklo je premazano višeslojnim antirefleksnim premazom. Oni mogu uključivati kositar oksid ili indijev oksid. Takvi premazi povećavaju prijenos svjetlosti za 10-12%, a nanose se reaktivnim katodnim raspršivanjem. Osim toga, indijev oksid dobro apsorbira neutrone, što je korisno, na primjer, tijekom međuplanetarnog leta s ljudskom posadom. Indij je općenito "kamen filozofa" u staklarskoj industriji, a ne samo u staklarskoj industriji. Zrcala obložena indijem jednako odražavaju većinu spektra. U čvorovima za trljanje indij značajno poboljšava otpornost na habanje.

U letu se prozori mogu zaprljati i izvana. Nakon početka letova po programu Gemini, astronauti su primijetili da se pare iz toplinske zaštite talože na staklu. Svemirske letjelice u letu uglavnom dobivaju takozvanu popratni ugođaj. Nešto curi iz hermoteka, male čestice termo-vakuumske toplinske izolacije "vise" pored broda, proizvodi izgaranja komponenti goriva tijekom rada orijentacijskih motora su upravo tu... Općenito, krhotina i prljavštine ima više nego dovoljno ne samo da "pokvari pogled", već i, na primjer, poremeti rad fotografske opreme na brodu.

(foto: ESA) Programeri međuplanetarnih svemirskih stanica iz NPO-a. S.A. Lavochkina kaže da su tijekom leta letjelice do jednog od kometa u njegovom sastavu pronađene dvije "glave" - jezgre. Ovo se pokazalo važnim znanstveno otkriće... Tada se pokazalo da se druga "glava" pojavila zbog zamagljivanja prozora, što je dovelo do efekta optičke prizme.

Prozorske naočale ne bi smjele mijenjati prijenos svjetlosti kada su izložene ionizirajućem zračenju pozadinskog kozmičkog zračenja i kozmičkog zračenja, uključujući i kao rezultat sunčevih baklji. Interakcija elektromagnetskog zračenja Sunca i kozmičkih zraka sa staklom općenito je složena pojava. Apsorpcija zračenja staklom može dovesti do stvaranja tzv. "centra boja", odnosno do smanjenja izvornog prijenosa svjetlosti, a također može uzrokovati luminescenciju, jer se dio apsorbirane energije može odmah osloboditi u obliku svjetlosni kvanti. Luminiscencija stakla stvara dodatnu pozadinu, koja smanjuje kontrast slike, povećava omjer buke i signala i može onemogućiti normalan rad opreme. Stoga naočale koje se koriste u optičkim iluminatorima moraju imati, uz visoko zračenje i optičku stabilnost, nisku razinu luminescencije. Veličina intenziteta luminiscencije nije ništa manje važna za optička stakla koja djeluju pod utjecajem zračenja od otpornosti na obojenje.

Prozor sovjetske letjelice Zond-8 (foto: Sergej Andreev) Među čimbenicima svemirski let jedan od najopasnijih za prozore je mikrometeorski efekt. To dovodi do brzog pada čvrstoće stakla. Njegove optičke karakteristike također se pogoršavaju. Već nakon prve godine leta, na vanjskim površinama dugotrajnih orbitalnih stanica nalaze se krateri i ogrebotine koje dosežu jedan i pol milimetara. Ako se veći dio površine može zaštititi od meteorskih i umjetnih čestica, onda se prozori ne mogu tako zaštititi. U određenoj mjeri spašavaju ih nape, koje se ponekad ugrađuju na prozore kroz koje, primjerice, rade kamere na vozilu. Na prvom američkom orbitalna stanica Skylab je pretpostavio da će prozori biti djelomično zaštićeni strukturnim elementima. Ali, naravno, najradikalnije i najpouzdanije rješenje je pokriti prozore "orbitale" izvana kontroliranim poklopcima. Ovo rješenje primijenjeno je, posebice, na sovjetskoj orbitalnoj stanici druge generacije "Saljut-7".

U orbiti je sve više "smeća". U jednom od letova Shuttlea, nešto što je očito čovjek napravio ostavilo je prilično uočljiv krater rupe na jednom od prozora. Staklo je izdržalo, ali tko zna što može uslijediti?.. To je, inače, jedan od razloga ozbiljne zabrinutosti "svemirske zajednice" svemirskim krhotinama. U našoj zemlji, profesor Samara State Aerospace University L.G. Lukashev aktivno je uključen u probleme utjecaja mikrometeorita na strukturne elemente svemirskih letjelica, uključujući prozore.

Valery Polyakov susreće onoga koji će se spojiti sa World of Discovery. Otvoreni poklopac prozora jasno je vidljiv. U još težim uvjetima rade prozori vozila za spuštanje. Prilikom spuštanja u atmosferu nađu se u oblaku visokotemperaturne plazme. Osim tlaka iz unutrašnjosti pretinca, vanjski pritisak djeluje na otvor tijekom spuštanja. A onda slijedi doskok – često na snijeg, ponekad u vodu. U tom slučaju, staklo se brzo hladi. Stoga se ovdje posebna pažnja posvećuje pitanjima snage.

“Jednostavnost prozora je prividan fenomen. Neki optičari kažu da je stvaranje ravnog prozora teži zadatak od izrade sferne leće, jer je mnogo teže konstruirati mehanizam "točnog beskonačnosti" nego mehanizam s konačnim polumjerom, odnosno sfernom površinom. I unatoč tome, nikada nije bilo problema s prozorima ”- ovo je vjerojatno najbolja procjena za sklop letjelice, pogotovo ako je zvučalo s usana Georgija Fomina, u nedavnoj prošlosti - prvog zamjenika glavnog dizajnera Državnog istraživanja i Razvojni svemirski centar "TsSKB-Progress".

SVI SMO MI POD "KUPOLOM" EUROPE

Ne tako davno - 8. veljače 2010. nakon leta Shuttlea STS-130 - na Međunarodnom svemirska postaja pojavila se kupola za promatranje, koja se sastojala od nekoliko velikih četverokutnih prozora i okruglog prozora od osamsto milimetara.

Oštećenje mikrometeorita na prozoru Space Shuttlea (foto: NASA) Modul Cupola dizajniran je za promatranje Zemlje i rad manipulatora. Razvio ga je europski koncern Thales Alenia Space, a izgradili su ga talijanski graditelji strojeva u Torinu.

Tako danas Europljani drže rekord - tako veliki prozori nikada nisu pušteni u orbitu ni u Sjedinjenim Državama ni u Rusiji. O ogromnim prozorima govore i programeri raznih "svemirskih hotela" budućnosti, inzistirajući na njihovom posebnom značenju za buduće svemirske turiste. Dakle, "zgrada prozora" ima veliku budućnost, a prozori i dalje ostaju jedan od ključnih elemenata svemirskih letjelica s posadom i bez posade.

"Pogled na modul za promatranje Kupole "Kupola" je stvarno super stvar! Kada pogledate Zemlju s prozora, to je kao kroz branu. Sve to podsjeća na geografsku kartu. Vidite kako sunce odlazi, kako diže se, kako se bliži noć... Gledaš svu ovu ljepotu s nekim blijeđenjem iznutra."

Od samog početka svemirskih letova postavljalo se pitanje: "Što je u moru - bilo bi lijepo vidjeti!" To je, naravno, bilo određenih razmatranja o tome - astronomi i pioniri kozmonautike dali su sve od sebe, a da ne spominjemo pisce znanstvene fantastike. U romanu Julesa Vernea Od Zemlje do Mjeseca junaci odlaze na lunarnu ekspediciju u školjki opremljenoj staklenim prozorima s kapcima. Kroz velike prozore, junaci Tsiolkovskog i Wellsa gledaju u svemir.

Kada je riječ o praksi, jednostavna riječ "prozor" činila se neprihvatljivom za razvojne programere svemirske tehnologije. Stoga se ono kroz što kozmonauti iz letjelice mogu gledati izvana zove se, ni manje ni više, posebno staklo, a manje "svečano" - prozori. Štoviše, prozor za ljude je vizualni, a za neku opremu optički prozor.

Amerikanci i općenito projektili koji govore engleski su zbunjeni pojmom "porthole". Opet pitaju: "Jesu li ovo prozori, ili što?" Na engleskom je sve jednostavno - postoji prozor u kući ili u Shuttleu i nema nikakvih problema. Ali engleski mornari kažu porthole. Dakle, ruski svemirski graditelji vjerojatno su duhom bliži inozemnim brodograditeljima.

Na svemirskim vozilima za promatranje mogu se naći dvije vrste prozora.

Prvi tip u potpunosti odvaja opremu za snimanje koja se nalazi u odjeljku pod tlakom (leća, kaseta, prijemnik slike i drugi funkcionalni elementi) od “neprijateljskog” vanjskog okruženja. Svemirske letjelice Zenit izgrađene su prema ovoj shemi.

Drugi tip prozora odvaja kasetni dio, prijemnike slike i ostale elemente iz vanjskog okruženja, dok se leća nalazi u netlačnom odjeljku, odnosno u vakuumu. Ova se shema koristi na letjelicama tipa "Yantar". S takvom shemom zahtjevi za optičkim svojstvima iluminatora postaju posebno pooštreni, budući da je iluminator sada sastavni dio optičkog sustava slikovne opreme, a ne običan "prozor u svemir".

Kod većine astronauta psihološki koncept vrha i dna formira se ovisno o okolini, a u tome mogu pomoći i lučni otvori. Konačno, lučni otvori, poput prozora na Zemlji, služe za osvjetljavanje odjeljaka pri prelijetanju osvijetljene strane Zemlje, Mjeseca ili udaljenih planeta.

Kao i svaki optički uređaj, brodski prozor ima žarišnu duljinu (od pola kilometra do pedeset) i mnoge druge specifične optičke parametre.

Prilikom stvaranja prvih svemirskih brodova u našoj zemlji povjerena je izrada prozora Istraživački institut za zrakoplovstvo Glass Minaviaprom(sada ovo dd "Istraživački institut tehničkog stakla"). Sudjelovali su i u stvaranju "prozora u svemir" Državni optički institut ime SI. Vavilova, Institut za istraživanje gumene industrije, Krasnogorska mehanička tvornica te niz drugih poduzeća i organizacija. Moskovska regija dala je veliki doprinos topljenju naočala raznih marki, proizvodnji prozora i jedinstvenih dugofokusnih leća s velikim otvorom blende. Lytkarinsky tvornica optičkog stakla.

Zadatak se pokazao iznimno teškim. Čak je i proizvodnja zrakoplovnih lampiona savladana dugo i teško - staklo je brzo izgubilo svoju prozirnost, prekriveno pukotinama. Osim osiguravanja transparentnosti, Domovinski rat prisilio je razvoj neprobojnog stakla; nakon rata povećanje brzina mlaznih zrakoplova dovelo je ne samo do povećanja zahtjeva za čvrstoćom, već i do potrebe za očuvanjem svojstava stakla. tijekom aerodinamičkog zagrijavanja. Za svemirske projekte staklo, koje se koristilo za lampione i prozore zrakoplova, nije bilo prikladno - ne iste temperature i opterećenja.

Prvi svemirski prozori razvijeni su u našoj zemlji na temelju Uredbe CK KPSS-a i Vijeća ministara SSSR-a br. 569-264 od 22. svibnja 1959., koja je predviđala početak priprema za letovi. I u SSSR-u i u SAD-u, prvi prozori su bili okrugli - bilo ih je lakše projektirati i proizvoditi. Osim toga, domaći se brodovi u pravilu mogli kontrolirati bez ljudske intervencije, te, sukladno tome, nije bilo potrebe za predobrim pregledom "u avionu". Gagarinov "Vostok" imao je dva prozora. Jedan se nalazio na ulaznom otvoru vozila za spuštanje, neposredno iznad glave astronauta, drugi kod njegovih nogu u tijelu vozila za spuštanje.

Nije naodmet prisjetiti se po imenima glavnih programera prvih prozora u Znanstveno-istraživačkom institutu za zrakoplovno staklo - ovo je S.M. Brekhovskikh, V.I. Aleksandrov, Nj.E. Serebryannikova, Yu.I. Nečajev, L.A. Kalašnjikov, F.T. Vorobiev, E.F. Postolskaya, L.V. Kralj, B.P. Kolgankov, E.I. Cvetkov, S.V. Volčanov, V.I. Krasin, E.G. Loginova i drugi.

Iz mnogo razloga, prilikom stvaranja svoje prve letjelice, naši američki kolege doživjeli su ozbiljan "masovni deficit". Stoga si jednostavno nisu mogli priuštiti razinu automatizacije upravljanja letjelicom, sličnu sovjetskoj, čak ni uzimajući u obzir lakšu elektroniku, a mnoge funkcije za upravljanje letjelicom bile su ograničene na iskusne probne pilote odabrane u prvi kozmonautski zbor. Istodobno, u originalnoj verziji prve američke svemirske letjelice "Merkur" (one za koju se govorilo da astronaut ne ulazi u nju, već je stavlja na sebe) pilotov prozor uopće nije bio predviđen - čak ni potrebnih 10 kg dodatne mase nije bilo nigdje dostupno.

Na zapovjednom modulu lunarnog Apolla jedan od pet prozora također je postavljen na otvor. Druga dva, koja su pružala randevu kada su usidreni s lunarnim modulom, gledala su naprijed, a još dva "bočna" dopuštala su pogled okomit na uzdužnu os broda. Soyuz je obično imao tri prozora na vozilu za spuštanje i do pet na pomoćnom odjeljku. Većina prozora nalazi se na orbitalnim postajama - do nekoliko desetaka, različitih oblika i veličina.

Važna faza u "konstrukciji prozora" bilo je stvaranje ostakljenja za svemirske letjelice - Space Shuttle i Buran. "Shuttles" su nasađeni poput aviona, što znači da pilotu treba omogućiti dobar pregled iz kokpita. Stoga su i američki i domaći programeri osigurali šest velikih prozora složenog oblika. Plus par na krovu kabine - to je već za osiguranje pristajanja. Plus stražnji prozori za rad s teretom. I konačno, kroz otvor na ulaznom otvoru.

Za prozore se koriste stakla različitih veličina - od 80 mm do gotovo pola metra (490 mm), a nedavno se u orbiti pojavilo i osamstomilimetarsko "staklo". O vanjskoj zaštiti "svemirskih prozora" govori se kasnije, ali kako bi se članovi posade zaštitili od štetnih učinaka bliskog ultraljubičastog zračenja, na prozore prozora koji rade s nestacionarno ugrađenim uređajima nanose se posebni premazi za cijepanje zraka.

Prozor nije samo staklo. Kako bi se dobio čvrst i funkcionalan dizajn, nekoliko čaša se umeće u držač od aluminija ili legure titana. Čak je i litij korišten za prozore Shuttlea.

Na "Apollu" i "Space Shuttleu" "prozori" su uglavnom trostakljeni, ali "Merkur" - njihova "prva lasta" - Amerikanci su već opremili prozorom od četiri stakla.

Za razliku od sovjetskih, američki prozor na zapovjednom modulu Apollo nije bio jedan sklop. Jedno staklo je radilo kao dio ljuske nosive toplinske zaštitne površine, a druga dva (u stvari, prozor s dva stakla) su već bili dio kruga pod tlakom. Kao rezultat toga, ovi prozori su bili više vizualni nego optički. Zapravo, uzimajući u obzir ključnu ulogu pilota u upravljanju Apollom, takva je odluka izgledala sasvim logično.

Prozori američkih brodova Apollo imali su zaobljenu bočnu površinu, a preko njih je bila razvučena gumena brtva, poput gume na kolu kotača automobila.

Tijekom leta više neće biti moguće obrisati staklo unutar prozora krpom, te stoga u komoru (međustakleni prostor) ne smije dospjeti apsolutno nikakav otpad. Osim toga, staklo se ne smije zamagliti niti smrznuti. Stoga se prije lansiranja u letjelicu ne pune samo spremnici, već i prozori - komora se puni posebno čistim suhim dušikom ili suhim zrakom. Za "istovar" samog stakla predviđen je tlak u komori za upola manji tlak u zatvorenom odjeljku. Konačno, poželjno je da unutarnja površina zidova odjeljka nije prevruća ili prehladna. Za to se ponekad ugrađuje unutarnji zaslon od pleksiglasa.

Staklo nije metal, ono se lomi na drugačiji način. Ovdje neće biti udubljenja - pojavit će se pukotina. Čvrstoća stakla ovisi uglavnom o stanju njegove površine. Stoga se stvrdnjava uklanjanjem površinskih nedostataka - mikropukotina, zareza, ogrebotina. Za to je staklo ugravirano, kaljeno. Međutim, naočale koje se koriste u optičkim uređajima obično se ne postupa na ovaj način. Njihova površina je stvrdnuta takozvanim dubokim brušenjem. Do početka 70-ih, vanjska stakla optičkih prozora naučila su se ojačati ionskom izmjenom, što je omogućilo povećanje njihove otpornosti na habanje.

Za poboljšanje prijenosa svjetlosti, staklo je premazano višeslojnim antirefleksnim premazom. Oni mogu uključivati kositar oksid ili indijev oksid. Takvi premazi povećavaju prijenos svjetlosti za 10-12%, a nanose se reaktivnim katodnim raspršivanjem. Osim toga, indijev oksid dobro apsorbira neutrone, što je korisno, na primjer, tijekom međuplanetarnog leta s ljudskom posadom. Indij je općenito "kamen filozofa" u staklarskoj industriji, a ne samo u staklarskoj industriji. Zrcala obložena indijem jednako odražavaju većinu spektra. U čvorovima za trljanje indij značajno poboljšava otpornost na habanje.

Programeri međuplanetarne svemirske stanice iz NVO im. C.A. Lavočkin kažu da su tijekom leta svemirske letjelice do jednog od kometa u njegovom sastavu pronađene dvije "glave" - jezgre. To je prepoznato kao važno znanstveno otkriće. Tada se pokazalo da se druga "glava" pojavila zbog zamagljivanja prozora, što je dovelo do efekta optičke prizme.

Interakcija elektromagnetskog zračenja Sunca i kozmičkih zraka sa staklom općenito je složena pojava. Apsorpcija zračenja staklom može dovesti do stvaranja tzv. "centra boja", odnosno do smanjenja izvornog prijenosa svjetlosti, a također može uzrokovati luminescenciju, jer se dio apsorbirane energije može odmah osloboditi u obliku svjetlosni kvanti.

Luminiscencija stakla stvara dodatnu pozadinu, koja smanjuje kontrast slike, povećava omjer buke i signala i može onemogućiti normalan rad opreme. Stoga naočale koje se koriste u optičkim iluminatorima moraju imati, uz visoko zračenje i optičku stabilnost, nisku razinu luminescencije. Veličina intenziteta luminiscencije nije ništa manje važna za optička stakla koja djeluju pod utjecajem zračenja od otpornosti na obojenje.

Među čimbenicima svemirskog leta, jedan od najopasnijih za prozore je mikrometeorski efekt. To dovodi do brzog pada čvrstoće stakla. Njegove optičke karakteristike također se pogoršavaju.

Već nakon prve godine leta, na vanjskim površinama dugotrajnih orbitalnih stanica nalaze se krateri i ogrebotine koje dosežu jedan i pol milimetara. Ako se veći dio površine može zaštititi od meteorskih i umjetnih čestica, onda se prozori ne mogu tako zaštititi.

U određenoj mjeri spašavaju ih nape, koje se ponekad ugrađuju na prozore kroz koje, primjerice, rade kamere na vozilu. Na prvoj američkoj svemirskoj postaji Skylab pretpostavljalo se da će prozori biti djelomično zaklonjeni strukturalnim elementima. Ali, naravno, najradikalnije i najpouzdanije rješenje je pokriti prozore "orbitale" izvana kontroliranim poklopcima. Ovo rješenje primijenjeno je, posebice, na sovjetskoj orbitalnoj stanici druge generacije "Saljut-7".

U orbiti je sve više "smeća". U jednom od letova Shuttlea, nešto što je očito čovjek napravio ostavilo je prilično uočljiv krater rupe na jednom od prozora. Staklo je izdržalo, ali tko zna što može uslijediti?.. To je, inače, jedan od razloga ozbiljne zabrinutosti "svemirske zajednice" svemirskim krhotinama. Kod nas posebno prof Samara State Aerospace University L.G. Lukašev.

Prozori vozila za spuštanje rade u još težim uvjetima. Prilikom spuštanja u atmosferu nađu se u oblaku visokotemperaturne plazme. Osim tlaka iz unutrašnjosti pretinca, vanjski pritisak djeluje na otvor tijekom spuštanja. A onda slijedi doskok – često na snijeg, ponekad u vodu. U tom slučaju, staklo se brzo hladi. Stoga se ovdje posebna pažnja posvećuje pitanjima snage.

„Jednostavnost prozora–to je prividan fenomen. Neki optičari kažu da stvaranje ravnog prozora–zadatak je teži od izrade sferne leće, budući da je mnogo teže konstruirati mehanizam "točne beskonačnosti" od mehanizma s konačnim polumjerom, odnosno sferne površine. I, ipak, nikada nije bilo problema s prozorima ",- ovo je vjerojatno najbolja ocjena za čvor svemirskog broda, pogotovo ako je zvučalo iz usta Georgij Fomin, u nedavnoj prošlosti - prvi zamjenik glavnog projektanta GNPRKTs "TsSKB - Progress".

Ne tako davno - 8. veljače 2010., nakon leta shuttlea STS-130 - na Međunarodnoj svemirskoj postaji pojavila se kupola za promatranje, koja se sastoji od nekoliko velikih četverokutnih prozora i okruglog prozora od osamsto milimetara.

Modul Cupola je dizajniran za promatranje Zemlje i rad manipulatora. Razvio ga je europski koncern Thales Alenia Space, a izgradili su ga talijanski graditelji strojeva u Torinu.

"Kupola"–stvarno super stvar! Kad gledaš Zemlju s prozora, isto je kao i kroz ambrazuru. A u “kuoli” je pogled od 360 stupnjeva, sve se vidi! Zemlja odavde izgleda kao karta, da, najviše podsjeća na geografsku kartu. Vidite kako sunce zalazi, kako izlazi, kako se bliži noć... Gledate svu ovu ljepotu s nekim blijedim iznutra."

Iz dnevnika kozmonauta Maxima Suraeva.

Svemir nije ocean

Što god slikali u Ratovima zvijezda i seriji Zvjezdanih staza, svemir nije ocean. Previše emisija temelji se na znanstveno netočnim pretpostavkama, prikazujući putovanje u svemir poput jedrenja na moru. Ovo nije istina

Općenito, prostor nije dvodimenzionalan, u njemu nema trenja, a palube letjelice nisu iste kao one u brodu.

Kontroverznije točke - letjelice neće biti imenovane prema pomorskoj klasifikaciji (na primjer, "kruzer", "bojni brod", "razarač" ili "fregata" neće.

Prostor je trodimenzionalan

Kosmos je trodimenzionalan, nije dvodimenzionalan. Dvodimenzionalnost je posljedica zablude "prostor je ocean". Svemirske letjelice se ne kreću kao čamci, mogu se kretati "gore" i "dolje"

Orijentacija u prostoru također nije bitna. Ako vidite kako svemirski brodovi "Enterprise" i "Intrepid" prolaze jedan pored drugog "naopačke" - nema ništa čudno, u stvarnosti takav njihov položaj ničim nije zabranjen. Štoviše: pramac broda uopće može biti usmjeren ne tamo gdje brod trenutno leti.

To znači da je "bočnom salvom" teško napasti neprijatelja iz povoljnog smjera s maksimalnom gustoćom vatre. Svemirski brodovi vam mogu prići iz bilo kojeg smjera, nimalo kao u dvodimenzionalnom prostoru

Rakete nisu brodovi

Nije me briga kako izgleda Enterprise ili Battlestar Galaxy. U znanstveno ispravnoj raketi, "dolje" je prema ispuhu raketnih motora. Drugim riječima, raspored letjelice mnogo više nalikuje neboderu nego avionu. Podovi su okomiti na os ubrzanja, a "gore" je smjer u kojem vaš brod trenutno ubrzava. Razmišljati drugačije jedna je od najneugodnijih pogrešaka i iznimno je popularna u SF-u. To sam ja O TEBI Ratovi zvijezda, Star Trek i Battle Star Galaxy!

Ova zabluda proizašla je iz pogreške "prostor je dvodimenzionalan". Neki radovi čak pretvaraju svemirske rakete u nešto poput čamaca. Čak i sa stajališta obične gluposti, "most" koji strši iz trupa bit će odstreljen neprijateljskom vatrom puno brže od onog postavljenog u dubini broda, gdje će imati barem neku zaštitu (Zvjezdane staze i "Uchuu Senkan Yamato" se ovdje odmah sjete).

(Anthony Jackson je istaknuo dvije iznimke. Prvo: ako letjelica djeluje poput atmosferskog aviona, u atmosferi će "dolje" biti okomito na krila, suprotno od uzgona, ali u svemiru "dolje" će biti smjer ispuha Drugo: ionski pogon ili drugi motor s malim ubrzanjem može dati brodu nešto centripetalno ubrzanje, a "dolje" će biti usmjereno duž polumjera od osi rotacije.)

Rakete nisu borci

X-wing i "viper" mogu manevrirati na ekranu kako hoće, ali bez atmosfere i krila atmosferski manevri su nemogući.

Da, ni ti se nećeš moći okrenuti "na zakrpu". Što se letjelica brže kreće, to je teže manevrirati. NEĆE se kretati kao avion. Bolja analogija bila bi ponašanje overclockanog velika brzina potpuno natovaren traktor s prikolicom na golom ledu.

Upitna je i sama opravdanost boraca s vojnog, znanstvenog i ekonomskog stajališta.

Rakete nisu strijele

Letjelica ne mora nužno letjeti tamo gdje joj je nos usmjeren. Dok motor radi, ubrzanje se usmjerava na mjesto gdje je okrenut pramac broda. Ali ako ugasite motor, brod se može slobodno rotirati u željenom smjeru. Ako je potrebno, sasvim je moguće letjeti "bočno". Ovo može biti korisno za ispaljivanje pune bočne salve u borbi.

Tako da su sve scene iz “Ratova zvijezda” s borcem koji pokušava otresti neprijatelja s repa potpuna glupost. Dovoljno je da se okrenu i upucaju progonitelja (dobar primjer bi bila epizoda serije Babylon 5 "Ponoć na liniji vatre").

Rakete imaju krila

Ako vaša raketa ima određenu megavatnu elektranu, apsurdno snažan toplinski motor ili energetsko oružje, trebat će joj ogromni hladnjaki za raspršivanje topline. Inače će se brzo otopiti ili čak lako ispariti. Radijatori će izgledati kao ogromni bokobrani ili ploče. Ovo je prilično velik problem za ratne brodove, jer su radijatori iznimno osjetljivi na vatru.

Rakete nemaju prozore

Prozori na svemirskom brodu potrebni su otprilike isto kao i na podmornici. (Ne, Seaview se ne računa. Strogo znanstvena fantastika. Na podmornici Trident nema panoramskih prozora). Prozori - slabljenje čvrstoće konstrukcije, a osim toga, što se tu ima gledati? Osim ako brod kruži oko planeta ili blizu drugog broda, vidljive su samo dubine svemira i zasljepljujuće sunce. I također, za razliku od podmornica, na brodu letjelice, prozori propuštaju zračenje.

TV serija Star Trek, Ratovi zvijezda, i Battlestar Galactica su manjkavi jer se bitke NEĆE odvijati na udaljenosti od nekoliko metara. Oružje usmjerene energije radit će na udaljenostima gdje su neprijateljski brodovi vidljivi samo kroz teleskop. Gledajući bitku kroz prozorčić, nećete vidjeti ništa. Brodovi će biti predaleko ili ćete biti zaslijepljeni bljeskom nuklearna eksplozija ili laserska vatra reflektirana od površine mete.

Navigacijski odjeljak može imati promatračku astronomsku kupolu za hitne slučajeve, ali će većina prozora biti zamijenjena radarom, teleskopskim kamerama i sličnim tipovima senzora.

Nema trenja u prostoru

Nema trenja u prostoru. Ovdje na Terri, ako vozite, sve što trebate učiniti je pustiti gas i automobil počinje kočiti trenjem o cestu. U svemiru, gašenjem motora, brod će zadržati svoju brzinu do kraja vječnosti (ili dok se ne zaleti u planet ili nešto drugo). U filmu Odiseja u svemiru 2001. možda ste primijetili da je letjelica Discovery letjela prema Jupiteru bez ijedne perjanice ispušnih plinova iz motora.

Zbog toga nema smisla govoriti o "daljini" leta rakete. Bilo koja raketa koja nije u orbiti planeta i nije u njoj gravitacijski bunar Sunce ima beskonačnu udaljenost leta. U teoriji, mogli biste upaliti motore i otputovati u galaksiju Andromeda... dostići svoj cilj za milijun godina. Umjesto o dometu, ima smisla govoriti o promjeni brzina.

Ubrzanje i usporavanje su simetrični. Za sat ubrzanja do brzine od 1000 kilometara u sekundi potrebno je oko sat vremena kočenja da se zaustavi. Ne možete samo “nagaziti kočnice” kao na brodu ili automobilu. (Riječ "oko" koristi se jer brod gubi masu pri ubrzanju i postaje ga lakše kočiti. Ali ove detalje za sada možemo zanemariti.)

Ako želite intuitivno razumjeti principe kretanja svemirskih letjelica, preporučam da zaigrate jednu od rijetkih točnih simulacijskih igara. Popis uključuje računalnu igru Orbiter, računalnu igru (nažalost nije ponovno tiskana) Independence War i stolne ratne igre Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary i Star Fist (ove dvije nisu u tiskanom izdanju, ali možete biti uhvaćeni ovdje ).

Gorivo ne mora nužno pokretati brod izravno

Rakete imaju razliku između "goriva" (označeno crvenom bojom) i "reakcione mase" (označeno plavom bojom). Rakete se pokoravaju Newtonovom trećem zakonu gibanja. Masa se baca, dajući raketi ubrzanje.

U tom slučaju se gorivo troši kako bi se ova reakcijska masa izbacila. U klasičnoj atomskoj raketi, uran-235 će biti gorivo, obične uranske šipke nuklearni reaktor, ali reakcijska masa je vodik koji se zagrijava upravo u ovom reaktoru i izlazi iz mlaznica broda.

Zabunu izaziva činjenica da su u kemijskim raketama gorivo i reakcijska masa jedno te isto. Šatl ili raketa Saturn 5 troše kemijsko gorivo tako što ga izravno izbacuje iz mlaznica.

Automobili, avioni i čamci troše relativno malo goriva, ali to nije slučaj s raketama. Polovicu rakete može zauzeti reakcijska masa, a drugu polovicu - strukturni elementi, posada i sve ostalo. No, omjer od 75% reakcijske mase je puno vjerojatniji, ili čak i gori. Većina raketa je golemi spremnik goriva s motorom na jednom kraju i sićušnim odjeljkom za posadu na drugom.

U svemiru nema nevidljivih ljudi

U svemiru ne postoji praktičan način sakriti brod od otkrivanja.

U svemiru nema zvuka

Nije me briga koliko ste filmova vidjeli s urlanjem motora i grmljavim eksplozijama. Zvuk se prenosi atmosferom. Nema atmosfere, nema zvuka. Nitko neće čuti tvoj posljednji prasak. Ovaj trenutak je ispravno prikazan u vrlo malo TV serija, uključujući Babylon 5 i Firefly.

Jedina iznimka je eksplozija nuklearne bojeve glave stotinama metara od broda, u kojem slučaju će tok gama zraka uzrokovati da trup proizvodi zvuk kada se deformira.

Težina nije težina

Postoji razlika između težine i mase. Masa je uvijek ista za objekt, ali težina ovisi o tome na kojem se planetu objekt nalazi. Cigla teška jedan kilogram bit će teška 9,81 Newtona (2,2 lb) na Terri, 1,62 Newtona na Mjesecu (0,36 lb) i nula Newtona (0 lb) na Međunarodnoj svemirskoj postaji. Ali masa će uvijek ostati jedan kilogram. (Chris Bazon je istaknuo da ako se objekt kreće relativističkom brzinom u odnosu na vas, tada ćete pronaći povećanje mase. Ali to se ne može vidjeti pri normalnim relativnim brzinama.)

Praktične posljedice ovoga svode se na činjenicu da se nešto teško ne može pomaknuti na ISS-u kuckanjem po predmetu jednim malim prstom. (Pa, to jest, možete, otprilike milimetar tjedno.) Šatl može lebdjeti pored stanice s nultom težinom ... ali zadržavajući masu od 90 metričkih tona. Ako ga pritisnete, učinak će biti izuzetno beznačajan. (otprilike kao da ga gurate na sletnoj traci na Cape Kennedyju).

A, ako se shuttle polako kreće prema stanici, a vi ste uhvaćeni između njih, nulta težina shuttlea ipak vas neće spasiti od tužne sudbine pretvaranja u kolač. Nemojte kočiti šatl koji se kreće oslanjajući se rukama na njega. Potrebno je onoliko energije koliko treba da se pokrene. U čovjeku nema toliko energije.

Oprostite, ali vaši orbitalni graditelji neće moći pomicati višetonske čelične grede poput čačkalica.

Drugi čimbenik koji zahtijeva pozornost je Newtonov treći zakon. Guranje čelične grede uključuje akciju i reakciju. Budući da će greda vjerojatno biti teža, jedva će se pomicati. Ali vi, kao manje masivni objekt, idete u suprotnom smjeru s mnogo većim ubrzanjem. To većinu alata (poput čekića i odvijača) čini beskorisnim za uvjete slobodnog pada - postoji veliki trik u stvaranju sličnih alata za uvjete nulte gravitacije.

Slobodni pad nije nulta gravitacija

Tehnički, ljudi na svemirskoj stanici nisu u "nultoj gravitaciji". Tu se gotovo i ne razlikuje od gravitacije na površini Zemlje (oko 93% zemlje). Razlog zašto svi "lete" je stanje "slobodnog pada". Ako se nađete u liftu kada se kabel pokvari, i vi ćete doživjeti slobodan pad i "letjeti" ... sve dok ne padnete. (Da, Jonathan je istaknuo da se ovdje zanemaruje otpor zraka, ali ste dobili osnovnu ideju.)

Poanta je u tome da je stanica u "orbiti" - što je pametan način pada, stalno propuštajući tlo. Za detalje pogledajte ovdje.

Neće biti eksplozije

Jednom u vakuumu bez zaštitnog odijela, nećete puknuti kao balon. Dr. Jeffrey Landis potrošio je dovoljno detaljna analiza ovo pitanje.
Ukratko: Ostat ćete pri svijesti deset sekundi, nećete eksplodirati, živjet ćete ukupno oko 90 sekundi.

Ne treba im naša voda

Marcus Baur je istaknuo da je invazija vanzemaljaca na Terru za našu vodu poput invazije Eskima na Srednju Ameriku da ukradu led. Da, da, radi se o ozloglašenoj seriji V.

Markus: Nema potrebe dolaziti na Zemlju po vodu. Ovo je jedna od najčešćih supstanci "tamo gore" ... pa zašto voziti brod nekoliko svjetlosnih godina daleko zbog nečega što možete lako dobiti puno jeftinije (i bez ovog dosadnog ljudskog otpora) u vlastitom sustavu, gotovo "iza ugla"?

Na lunarnu ekspediciju odlaze u školjki opremljenoj staklenim prozorima s kapcima. Kroz velike prozore, junaci Tsiolkovskog i Wellsa gledaju u svemir.

Na svemirskim vozilima za promatranje mogu se naći dvije vrste prozora. Prvi tip u potpunosti odvaja opremu za snimanje koja se nalazi u odjeljku pod tlakom (leća, kaseta, prijemnik slike i drugi funkcionalni elementi) od “neprijateljskog” vanjskog okruženja. Svemirske letjelice Zenit izgrađene su prema ovoj shemi. Drugi tip prozora odvaja kasetni dio, prijemnike slike i ostale elemente iz vanjskog okruženja, dok se leća nalazi u netlačnom odjeljku, odnosno u vakuumu. Ova se shema koristi na letjelicama tipa "Yantar". S takvom shemom zahtjevi za optičkim svojstvima iluminatora postaju posebno pooštreni, budući da je iluminator sada sastavni dio optičkog sustava slikovne opreme, a ne običan "prozor u svemir".

Kao i svaki optički uređaj, brodski prozor ima žarišnu duljinu (od pola kilometra do pedeset) i mnoge druge specifične optičke parametre.

NAŠE NAČALE SU NAJBOLJE NA SVIJETU

Zadatak se pokazao iznimno teškim. Čak je i proizvodnja zrakoplovnih lampiona savladana dugo i teško - staklo je brzo izgubilo svoju prozirnost, prekriveno pukotinama. Osim osiguravanja transparentnosti, Domovinski rat je prisilio razvoj neprobojnog stakla, nakon rata povećanje brzina mlaznih zrakoplova dovelo je ne samo do povećanja zahtjeva za čvrstoćom, već i do potrebe za očuvanjem svojstava stakla. tijekom aerodinamičkog zagrijavanja. Za svemirske projekte staklo, koje se koristilo za lampione i prozore zrakoplova, nije bilo prikladno - ne iste temperature i opterećenja.

Prvi svemirski prozori razvijeni su u našoj zemlji na temelju Uredbe CK KPSS-a i Vijeća ministara SSSR-a br. letovi. I u SSSR-u i u SAD-u, prvi prozori su bili okrugli - bilo ih je lakše projektirati i proizvoditi. Osim toga, domaći se brodovi u pravilu mogli kontrolirati bez ljudske intervencije, te, sukladno tome, nije bilo potrebe za predobrim pregledom "u avionu". Gagarinov "Vostok" imao je dva prozora. Jedan se nalazio na ulaznom otvoru vozila za spuštanje, neposredno iznad glave astronauta, drugi kod njegovih nogu u tijelu vozila za spuštanje. Uopće nije suvišno prisjetiti se imena glavnih programera prvih prozora u Istraživačkom institutu za zrakoplovno staklo - to su S.M.Brekhovskikh, V.I. Aleksandrov, 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 i drugi.

OKVIROVI, GRIZE, ŠTEPCI, REZLJANI FORMATI...

Prozor nije samo staklo. Kako bi se dobio čvrst i funkcionalan dizajn, nekoliko čaša se umeće u držač od aluminija ili legure titana. Čak je i litij korišten za prozore Shuttlea.

Na "Apollu" i "Space Shuttleu" "prozori" su uglavnom trostakljeni, ali "Merkur" - njihova "prva lasta" - Amerikanci su već opremili prozorom od četiri stakla.

Buranovo pramčano ostakljenje. Unutarnji i vanjski dijelovi prozora Burana

Prozori američkih brodova Apollo imali su zaobljenu bočnu površinu, a preko njih je bila razvučena gumena brtva, poput gume na kolu kotača automobila.

SVJETLO SE VJENILO U INDIJI. LEĆA OKRETANA ŠTO JE POTREBNO!

Staklo nije metal, ono se lomi na drugačiji način. Ovdje neće biti udubljenja - pojavit će se pukotina. Čvrstoća stakla ovisi uglavnom o stanju njegove površine. Stoga se stvrdnjava uklanjanjem površinskih nedostataka - mikropukotina, zareza, ogrebotina. Za to je staklo ugravirano, kaljeno. Međutim, naočale koje se koriste u optičkim uređajima obično se ne postupa na ovaj način. Njihova površina je stvrdnuta takozvanim dubokim brušenjem. Do početka 70-ih, vanjska stakla optičkih prozora naučila su se ojačati ionskom izmjenom, što je omogućilo povećanje njihove otpornosti na habanje.

Programeri međuplanetarnih svemirskih stanica iz NPO im. S.A. Lavochkina kaže da su tijekom leta letjelice do jednog od kometa u njegovom sastavu pronađene dvije "glave" - jezgre. To je prepoznato kao važno znanstveno otkriće. Tada se pokazalo da se druga "glava" pojavila zbog zamagljivanja prozora, što je dovelo do efekta optičke prizme.

Među čimbenicima svemirskog leta, jedan od najopasnijih za prozore je mikrometeorski efekt. To dovodi do brzog pada čvrstoće stakla. Njegove optičke karakteristike također se pogoršavaju. Već nakon prve godine leta, na vanjskim površinama dugotrajnih orbitalnih stanica nalaze se krateri i ogrebotine koje dosežu jedan i pol milimetara. Ako se veći dio površine može zaštititi od meteorskih i umjetnih čestica, onda se prozori ne mogu tako zaštititi. U određenoj mjeri spašavaju ih nape, koje se ponekad ugrađuju na prozore kroz koje, primjerice, rade kamere na vozilu. Na prvoj američkoj svemirskoj postaji Skylab pretpostavljalo se da će prozori biti djelomično zaklonjeni strukturalnim elementima. Ali, naravno, najradikalnije i najpouzdanije rješenje je pokriti prozore "orbitale" izvana kontroliranim poklopcima. Ovo rješenje primijenjeno je, posebice, na sovjetskoj orbitalnoj stanici druge generacije "Saljut-7".

SVI SMO MI POD "KUPOLOM" EUROPE

Modul za pregled kupole

Modul Cupola je dizajniran za promatranje Zemlje i rad manipulatora. Razvio ga je europski koncern Thales Alenia Space, a izgradili su ga talijanski graditelji strojeva u Torinu.

Kupol je stvarno super stvar! Kad gledaš Zemlju s prozora, isto je kao i kroz ambrazuru. A u “kuoli” je pogled od 360 stupnjeva, sve se vidi! Zemlja odavde izgleda kao karta, da, najviše podsjeća na geografsku kartu. Vidite kako sunce zalazi, kako izlazi, kako se bliži noć... Gledate svu ovu ljepotu s nekim blijedim iznutra.

Njegov prvi probni let bez posade u prosincu 2014. Uz pomoć Oriona u svemir će se lansirati teret i astronauti, ali to nije sve za što je ovaj brod sposoban. U budućnosti će Orion morati isporučiti ljude na površinu Mjeseca i Marsa. Prilikom stvaranja broda, njegovi su programeri koristili mnogo zanimljivih tehnologija i novih materijala, o jednom od kojih bismo vam danas htjeli reći.

Kada astronauti putuju u smjeru asteroida, Mjeseca ili Marsa, imat će zadivljujući pogled na svemir, koji će vidjeti kroz male prozore u trupu broda. NASA-ini inženjeri nastoje učiniti ove "prozore u svemir" trajnijim, lakšim i jeftinijim za proizvodnju nego u prethodnim modelima svemirskih letjelica.

U slučaju ISS-a i Space Shuttlea, prozori su bili od laminiranog stakla. U slučaju Oriona prvi put će se koristiti akrilna plastika koja će značajno poboljšati integritet brodskih prozora.

“Staklene prozorske ploče su kroz povijest bile dio brodske školjke, održavajući potreban pritisak unutar nje i sprječavajući smrt astronauta. Također, staklo bi trebalo maksimalno štititi posadu od enormne temperature pri ulasku u Zemljinu atmosferu. Ali glavni nedostatak stakla je njegova strukturna nesavršenost. Pod velikim opterećenjem, čvrstoća stakla s vremenom se smanjuje. Kada letite u svemiru, ova slaba točka može igrati okrutnu šalu s brodom”, kaže Linda Estes, voditeljica odjela za podsustave prozora u NASA-i.

Upravo zato što staklo nije idealan materijal za prozore, inženjeri neprestano traže bolji materijal za to. U svijetu postoji mnogo strukturno stabilnih materijala, ali samo nekoliko je dovoljno prozirnih da se mogu koristiti u prozorima.

Na rani stadiji NASA-ini stručnjaci za razvoj Oriona pokušali su koristiti polikarbonate kao materijal za prozore, ali nisu zadovoljili optičke zahtjeve potrebne za dobivanje slike visoka rezolucija... Nakon toga, inženjeri su prešli na akrilni materijal, koji je dao najveću prozirnost i ogromnu čvrstoću. U Sjedinjenim Državama od akrila se izrađuju ogromni akvariji koji svoje stanovnike štite od potencijalno opasnog okoliša za njih, a pritom podnose ogroman pritisak vode.

Orion je trenutno opremljen s četiri prozora ugrađena u modul za posadu, kao i dodatnim prozorima u svakom od dva otvora. Svaki prozor se sastoji od tri ploče. Unutarnja ploča je izrađena od akrila, dok su druga dva još uvijek staklena. U tom obliku Orion je već bio u svemiru tijekom svog prvog probnog leta. Tijekom ove godine NASA-ini inženjeri moraju odlučiti mogu li koristiti dvije akrilne ploče i jednu staklenu ploču u svojim prozorima.

U nadolazećim mjesecima Linda Estes i njezin tim će provesti takozvani "test puzanja" na akrilnim pločama. Puzanje u ovom slučaju je polagana deformacija krute tvari tijekom vremena pod utjecajem konstantnog opterećenja ili mehaničkog naprezanja. Svi bez iznimke podliježu puzanju. čvrsta tijela- i kristalni i amorfni. Akrilne ploče će se testirati 270 dana pod ogromnim opterećenjem.

Akrilni prozori trebali bi Orion učiniti znatno lakšim, a njihova strukturna čvrstoća će eliminirati rizik od razbijanja prozora uslijed slučajnih ogrebotina i drugih oštećenja. Prema NASA-inim inženjerima, zahvaljujući akrilnim pločama moći će smanjiti težinu broda za više od 90 kilograma. Smanjenje mase znatno će pojeftiniti lansiranje letjelice u svemir.

Prelazak na akrilne ploče također će smanjiti troškove izgradnje brodova tipa Orion, jer je akril puno jeftiniji od stakla. Samo na prozorima pri gradnji jedne letjelice moći će se uštedjeti oko 2 milijuna dolara. Možda će u budućnosti staklene ploče biti potpuno isključene iz prozora, ali za sada to zahtijeva dodatno temeljito ispitivanje.