Каква е формата на прозореца в космически кораб? Често срещани погрешни схващания за космоса

Когато гледате космически кораб, очите обикновено се разширяват. За разлика от самолет или подводница с изключително елегантни линии, отвън стърчат много различни блокове, конструктивни елементи, тръбопроводи, кабели... Но на борда има и детайли, които са ясни на всеки от пръв поглед. Ето например илюминаторите. Също като самолети или морски самолети! Всъщност това далеч не е вярно...

От самото начало на космическите полети въпросът беше: "Какво има зад борда - би било хубаво да се види!" Това е, разбира се, имаше определени съображения в това отношение - астрономите и пионерите в астронавтиката се опитаха, да не говорим за писателите на научна фантастика. В романа на Жул Верн „От Земята до Луната“ героите тръгват на лунна експедиция със снаряд, оборудван със стъклени прозорци с щори. Героите на Циолковски и Уелс гледат към Вселената през големи прозорци.

Когато се стигна до практиката, простата дума „прозорец“ изглеждаше неприемлива за разработчиците на космически технологии. Следователно това, през което астронавтите могат да гледат извън космическия кораб, се нарича не по-малко специално остъкляване и по-малко „тържествено“ - илюминатори. Освен това самият илюминатор за хората е визуален илюминатор, а за част от оборудването е оптичен.

Прозорците са както структурен елемент на корпуса на космическия кораб, така и оптично устройство. От една страна, те служат за защита на инструментите и екипажа, разположени вътре в отделението, от влиянието на външната среда, от друга страна, те трябва да осигурят възможност за работа с различно оптично оборудване и визуално наблюдение. Не само наблюдение обаче - когато от двете страни на океана чертаеха оборудване за "звездни войни", те се събираха и целеха през прозорците на бойни кораби.

Американците и англоговорящите ракетни учени като цяло са объркани от термина "илюминатор". Пак питат: „Това прозорци ли са, или какво?“ На английски всичко е просто - дали в къщата или в совалката - прозорец, и няма проблеми. Но английските моряци казват илюминатор. Така че руските производители на космически прозорци вероятно са по-близки по дух до задграничните корабостроители.

Два вида прозорци могат да бъдат намерени на космически кораби за наблюдение.

Първият тип напълно отделя снимачното оборудване, разположено в отделението под налягане (обектив, касетъчна част, приемници на изображения и други функционални елементи) от „враждебната“ външна среда. По тази схема са изградени космически кораби тип Зенит.

Вторият тип прозорци отделя касетната част, приемниците на изображения и други елементи от външната среда, докато обективът се намира в незапечатано отделение, т.е. във вакуум. Тази схема се използва на космически кораби тип Янтар. С такъв дизайн изискванията към оптичните свойства на илюминатора стават особено строги, тъй като илюминаторът вече е неразделна част от оптичната система на снимачната техника, а не обикновен „прозорец в космоса“.

Смяташе се, че астронавтът ще може да управлява космическия кораб въз основа на това, което вижда. До известна степен това беше постигнато. Особено важно е да „гледаме напред“ по време на докинг и при кацане на Луната - там американските астронавти повече от веднъж са използвали ръчно управление по време на кацане.

За повечето астронавти психологическата идея за нагоре и надолу се формира в зависимост от околната среда и илюминаторите също могат да помогнат за това. И накрая, илюминаторите, подобно на прозорците на Земята, служат за осветяване на отделения, когато летят над осветената страна на Земята, Луната или далечни планети.

Като всяко оптично устройство, прозорецът на кораба има фокусно разстояние (от половин километър до петдесет) и много други специфични оптични параметри.

При създаването на първите космически кораби у нас, разработването на илюминатори е поверено на Изследователски институт за авиационно стъкло към Министерството на авиационната промишленост(сега това OJSC "Изследователски институт по техническо стъкло"). Те участваха и в създаването на „прозорци към Вселената“ Държавен оптичен институт на името на. С.И. Вавилова, Изследователски институт по каучукова промишленост, Красногорски механичен заводи редица други предприятия и организации. Московският регион има голям принос за топенето на различни марки стъкло, производството на илюминатори и уникални дългофокусни лещи с големи отвори. Завод за оптично стъкло в Литкарино.

Задачата се оказа изключително трудна. По едно време овладяването на производството на самолетни фенерчета отне много време и беше трудно - стъклото бързо загуби своята прозрачност и се покри с пукнатини. В допълнение към осигуряването на прозрачност, Отечествената война принуди развитието на бронирано стъкло; след войната увеличаването на скоростта на реактивните самолети доведе не само до повишени изисквания за якост, но и до необходимостта от запазване на свойствата на остъкляването по време на аеродинамично отопление. За космически проекти стъклото, което се използваше за сенници и прозорци на самолети, не беше подходящо - температурите и натоварванията не бяха еднакви.

Първите космически прозорци са разработени у нас въз основа на Постановление на ЦК на КПСС и Министерския съвет на СССР № 569-264 от 22 май 1959 г., което предвижда началото на подготовката за пилотирани полети . И в СССР, и в САЩ първите илюминатори бяха кръгли - те бяха по-лесни за изчисляване и производство. В допълнение, местните кораби, като правило, могат да бъдат контролирани без човешка намеса и съответно не е имало нужда от твърде добър преглед, подобен на самолет. Востокът на Гагарин имаше два прозореца. Единият беше разположен на входния люк на спускаемия апарат, точно над главата на астронавта, другият беше разположен в краката му в корпуса на спускаемия апарат.

Не е излишно да си припомним имената на основните разработчици на първите прозорци в Института за изследване на авиационното стъкло - S.M. Бреховских, В.И. Александров, Н.Пр. Серебряникова, Ю.И. Нечаев, Л.А. Калашникова, Ф.Т. Воробьов, Е.Ф. Постолская, Л.В. Кинг, В.П. Колганков, Е.И. Цветков, С.В. Волчанов, В.И. Красин, Е.Г. Логинова и др.

Поради много причини при създаването на първия си космически кораб нашите американски колеги изпитаха сериозен „масов недостиг“. Следователно те просто не можеха да си позволят ниво на автоматизация в управлението на кораба, подобно на съветското, дори като се вземе предвид по-леката електроника, а много функции за управление на кораба бяха ограничени до опитни пилоти-изпитатели, избрани за първия корпус на космонавтите. В същото време в оригиналната версия на първия американски космически кораб „Меркурий“ (този, за който казаха, че астронавтът не влиза в него, а го поставя върху себе си), прозорецът на пилота изобщо не беше предвиден - дори необходимите 10 кг допълнителна маса не бяха намерени никъде.

Прозорецът се появи само по спешна молба на самите астронавти след първия полет на Шепърд. Истински, пълноценен „пилотски“ прозорец се появи само на Джемини - на люка за кацане на екипажа. Но той не беше кръгъл, а със сложна трапецовидна форма, тъй като за пълно ръчно управление при скачване пилотът се нуждаеше от видимост напред; Между другото, на "Союз" за тази цел е монтиран перископ на прозореца на спускаемия модул. Американците разработиха илюминатори от Corning, докато подразделението JDSU беше отговорно за стъклените покрития.

На командния модул на лунния Аполо един от петте прозореца също беше поставен на люка. Другите две, които осигуряваха подход при скачване с лунния модул, гледаха напред, а още две „странични“ позволяваха да се гледа перпендикулярно на надлъжната ос на кораба. На Союз обикновено имаше три прозореца на спускаемия модул и до пет на сервизното отделение. По-голямата част от прозорците са на орбитални станции - до няколко десетки, с различни форми и размери.

Важен етап в „конструирането на прозорци“ беше създаването на стъклопакети за космически самолети – космическата совалка и „Буран“. Совалките кацат като самолет, което означава, че пилотът трябва да има добра видимост от пилотската кабина. Ето защо, както американските, така и местните разработчици предоставиха шест големи прозореца със сложна форма. Плюс чифт в покрива на кабината - това е, за да се осигури докинг. Освен това има прозорци в задната част на кабината за операции с полезен товар. И накрая, покрай илюминатора на входния люк.

По време на динамичните фази на полета предните прозорци на совалката или Буран са подложени на напълно различни натоварвания, различни от тези, на които са изложени прозорците на конвенционалните спускаеми превозни средства. Следователно изчисляването на якостта тук е различно. И когато совалката вече е в орбита, има „твърде много“ прозорци - кабината прегрява и екипажът получава допълнителна „ултравиолетова светлина“. Затова по време на орбитален полет някои от прозорците в кабината на совалката се затварят с кевларени щори. Но Буран имаше фотохромен слой вътре в прозорците, който потъмняваше, когато беше изложен на ултравиолетова радиация и не позволяваше „допълнително“ в кабината.

Основната част на илюминатора е, разбира се, стъкло. „За пространство“ се използва не обикновено стъкло, а кварц. По време на ерата на "Восток" изборът не беше особено голям - бяха налични само марките SK и KV (последната не е нищо повече от стопен кварц). По-късно са създадени и тествани много други видове стъкла (KV10S, K-108). Те дори се опитаха да използват SO-120 плексиглас в космоса. Американците познават марката Vycor за термично и удароустойчиво стъкло.

За прозорци се използва стъкло с различни размери - от 80 мм до почти половин метър (490 мм), а наскоро в орбита се появи осемстотинмилиметрово "стъкло". Външната защита на „космическите прозорци“ ще бъде обсъдена по-късно, но за да се предпазят членовете на екипажа от вредното въздействие на близкото ултравиолетово лъчение, върху прозорците на прозорците, работещи с нестационарни монтирани устройства, се прилагат специални покрития за разделяне на лъчи.

Илюминаторът не е просто стъкло. За да се получи издръжлив и функционален дизайн, няколко чаши се поставят в държач, изработен от алуминиева или титанова сплав. Те дори използваха литий за прозорците на совалката.

За да се осигури необходимото ниво на надеждност, първоначално са направени няколко стъкла в илюминатора. Ако нещо се случи, едно стъкло ще се счупи, а останалите ще останат, запазвайки кораба херметичен. Вътрешните прозорци на Союз и Восток имаха по три стъкла (Союзът има един прозорец с двойно стъкло, но той е покрит от перископ през по-голямата част от полета).

На Аполо и космическата совалка „прозорците“ също са предимно с три стъкла, но американците са оборудвали Меркурий, тяхната „първа лястовица“, с илюминатор с четири стъкла.

За разлика от съветските, американският илюминатор на командния модул на Аполо не беше единичен монтаж. Едното стъкло работеше като част от обвивката на носещата топлозащитна повърхност, а другите две (по същество илюминатор с две стъкла) вече бяха част от веригата под налягане. В резултат на това такива илюминатори бяха повече визуални, отколкото оптични. Всъщност, предвид ключовата роля на пилотите в управлението на Аполо, това решение изглеждаше съвсем логично.

На лунната кабина на Аполо и трите прозореца бяха с едно стъкло, но отвън бяха покрити с външно стъкло, което не беше част от веригата под налягане, а отвътре с вътрешен предпазен плексиглас. Впоследствие бяха монтирани повече прозорци с едно стъкло в орбиталните станции, където натоварванията все още са по-малки от тези на спускаемите кораби. И на някои космически кораби, например на съветските междупланетни станции „Марс“ в началото на 70-те години, няколко прозореца (композиции от двойно стъкло) всъщност бяха комбинирани в една рамка.

Когато космически кораб е в орбита, температурната разлика на повърхността му може да бъде няколкостотин градуса. Коефициентите на разширение на стъклото и метала са естествено различни. Така се поставят уплътнения между стъклото и метала на клетката. У нас с тях се занимаваше Научноизследователският институт по каучукова промишленост. Дизайнът използва гума, устойчива на вакуум. Разработването на такива уплътнения е трудна задача: каучукът е полимер и космическата радиация в крайна сметка „нарязва“ полимерните молекули на парчета и в резултат на това „обикновената“ гума просто се разпада.

При по-внимателно разглеждане се оказва, че дизайнът на домашните и американските „прозорци“ се различава значително един от друг. Почти цялото стъкло в домашния дизайн е с цилиндрична форма (естествено, с изключение на остъкляването на крилати кораби като „Буран“ или „Спирала“). Съответно цилиндърът има странична повърхност, която трябва да бъде специално обработена, за да се минимизират отблясъците. За тази цел отразяващите повърхности вътре в илюминатора са покрити със специален емайл, а страничните стени на камерите понякога дори са покрити с полукадифе. Стъклото е уплътнено с три гумени пръстена (както първоначално са били наречени - гумени уплътнения).

Стъклото на американския космически кораб Аполо имаше заоблени странични повърхности и върху тях беше опънато гумено уплътнение, подобно на гума на джанта на кола.

Вече не е възможно да избършете стъклото вътре в прозореца с кърпа по време на полет и следователно никакви отпадъци категорично не трябва да попадат в камерата (междустъкленото пространство). Освен това стъклото не трябва нито да се замъглява, нито да замръзва. Затова преди изстрелването се пълнят не само резервоарите на космическия кораб, но и прозорците - камерата се пълни с особено чист сух азот или сух въздух. За да се „разтовари” самото стъкло, налягането в камерата е наполовина от това в херметичното отделение. И накрая, желателно е вътрешната повърхност на стените на отделението да не е твърде гореща или твърде студена. За тази цел понякога се монтира вътрешен екран от плексиглас.

Стъклото не е метал, то се разпада по различен начин. Тук няма да има вдлъбнатини - ще се появи пукнатина. Здравината на стъклото зависи главно от състоянието на неговата повърхност. Поради това се укрепва чрез елиминиране на повърхностни дефекти - микропукнатини, прорези, драскотини. За целта стъклото се гравира и закалява. Въпреки това стъклото, използвано в оптични инструменти, не се третира по този начин. Тяхната повърхност е закалена чрез т. нар. дълбоко шлайфане. До началото на 70-те години външното стъкло на оптичните прозорци може да бъде укрепено чрез йонообмен, което прави възможно повишаването на тяхната абразивна устойчивост.

За да се подобри пропускането на светлина, стъклото е покрито с многослойно антирефлексно покритие. Те могат да съдържат калаен оксид или индий. Такива покрития увеличават пропускането на светлина с 10–12% и се нанасят чрез реактивно катодно разпрашване. В допълнение, индиевият оксид абсорбира добре неутрони, което е полезно, например, по време на пилотиран междупланетен полет. Индият обикновено е „философският камък“ на стъкларската, и не само стъкларската индустрия. Огледалата с индиево покритие отразяват еднакво голяма част от спектъра. В триещите модули индият значително подобрява устойчивостта на абразия.

По време на полет прозорците могат да се замърсят и отвън. След началото на полетите по програмата Джемини астронавтите забелязаха, че върху стъклото се утаяват изпарения от топлозащитното покритие. Космическите кораби по време на полет обикновено придобиват така наречената съпътстваща атмосфера. Нещо изтича от херметичните отделения, малки частици екранно-вакуумна топлоизолация „висят“ до кораба и има продукти от горенето на горивни компоненти при работа на двигателите за управление на ориентацията... Като цяло има повече от достатъчно отломки и мръсотия, за да не само „развалят“ изгледа“, но също така, например, да нарушат работата на бордовото фотографско оборудване.

Разработчици на междупланетни космически станции от НПО им. S.A. Лавочкинаказват, че по време на полета на космическия кораб към една от кометите в състава му са открити две „глави“ - ядра. Това беше признато за важно научно откритие. Тогава се оказа, че втората „глава“ се появи в резултат на замъгляване на илюминатора, което доведе до ефекта на оптична призма.

Прозорците на прозорците не трябва да променят пропускането на светлина, когато са изложени на йонизиращо лъчение от фоново космическо лъчение и космическо лъчение, включително в резултат на слънчеви изригвания.

Взаимодействието на електромагнитното излъчване от Слънцето и космическите лъчи със стъклото обикновено е сложно явление. Поглъщането на радиация от стъкло може да доведе до образуването на така наречените „цветни центрове“, тоест намаляване на първоначалното предаване на светлина, а също и да причини луминесценция, тъй като част от абсорбираната енергия може веднага да бъде освободена под формата на светлина кванти.

Луминесценцията на стъклото създава допълнителен фон, който намалява контраста на изображението, увеличава съотношението шум/сигнал и може да направи невъзможно нормалното функциониране на оборудването. Следователно стъклото, използвано в оптичните прозорци, трябва да има, наред с висока радиационно-оптична стабилност, ниско ниво на луминесценция. Големината на интензитета на луминесценция е не по-малко важна за оптичните стъкла, работещи под въздействието на радиация, отколкото устойчивостта на цвета.

Сред факторите на космическите полети един от най-опасните за прозорците е микрометеорният удар. Това води до бързо намаляване на здравината на стъклото. Оптичните му характеристики също се влошават.

След първата година от полета по външните повърхности на дългосрочните орбитални станции се откриват кратери и драскотини, достигащи милиметър и половина. Докато по-голямата част от повърхността може да бъде защитена от метеорни и изкуствени частици, прозорците не могат да бъдат защитени по този начин.

До известна степен помагат сенниците, понякога монтирани на прозорците, през които работят например бордови камери. На първата американска орбитална станция Skylab се предполагаше, че прозорците ще бъдат частично екранирани от структурни елементи. Но, разбира се, най-радикалното и надеждно решение е да покриете „орбиталните“ прозорци отвън с контролируеми капаци. Това решение беше приложено по-специално в съветската орбитална станция от второ поколение Салют-7.

В орбита има все повече "боклук". При един от полетите на совалката нещо очевидно създадено от човека остави доста забележима дупка-кратер на един от прозорците. Стъклото оцеля, но кой знае какво може да дойде следващия път?.. Това, между другото, е една от причините за сериозната загриженост на „космическата общност“ за проблемите на космическите отпадъци. У нас, в частност, проф Самарски държавен аерокосмически университет L.G. Лукашев.

Прозорците на спускаемите превозни средства работят при още по-трудни условия. При спускане в атмосферата те се оказват в облак от високотемпературна плазма. В допълнение към налягането от вътрешността на отделението, външното налягане действа върху прозореца по време на спускане. И тогава идва кацането - често на сняг, понякога във вода. В същото време стъклото рязко се охлажда. Ето защо тук се обръща специално внимание на въпросите за силата.

„Простотата на илюминаторатова е привиден феномен. Някои оптици казват, че създават плосък илюминаторзадачата е по-сложна от производството на сферична леща, тъй като изграждането на механизъм с „точна безкрайност“ е много по-трудно от механизъм с краен радиус, тоест сферична повърхност. И въпреки това никога не е имало проблеми с прозорците,”- това е може би най-добрата оценка за монтаж на космически кораб, особено ако идва от устата Георгий Фомин, в близкото минало - първи заместник генерален дизайнер на Държавния научноизследователски и проектантски център "ЦСКБ - Прогрес".

Не толкова отдавна - на 8 февруари 2010 г., след полета на совалката STS-130 - на Международната космическа станция се появи купол за наблюдение, състоящ се от няколко големи четириъгълни прозореца и кръгъл прозорец от осемстотин милиметра.

Модулът Cupola е предназначен за наблюдение на Земята и работа с манипулатор. Той е разработен от европейския концерн Thales Alenia Space и е построен от италиански машинни инженери в Торино.

Така днес европейците държат рекорда - толкова големи прозорци никога не са били извеждани в орбита нито в САЩ, нито в Русия. Разработчиците на различни „космически хотели“ на бъдещето също говорят за огромни прозорци, настоявайки за особеното им значение за бъдещите космически туристи. Така че „конструирането на прозорци“ има голямо бъдеще и прозорците продължават да бъдат един от ключовите елементи на пилотирани и безпилотни космически кораби.

"купол"наистина страхотни неща! Когато гледате Земята от илюминатор, все едно гледате през амбразура. А в „купола“ има 360-градусова гледка, можете да видите всичко! Земята оттук изглежда като карта, да, най-много прилича на географска карта. Виждаш как слънцето си отива, как изгрява, как наближава нощта... Гледаш цялата тази красота с някакъв смразяващ отвътре.”

От дневника на космонавта Максим Сураев.

Първият му безпилотен тестов полет през декември 2014 г. С помощта на Orion ще бъдат изстреляни товари и астронавти в космоса, но това не е всичко, на което е способен този кораб. В бъдеще Орион ще трябва да достави хора на повърхността на Луната и Марс. При създаването на кораба неговите разработчици са използвали много интересни технологии и нови материали, за един от които бихме искали да ви разкажем днес.

Докато астронавтите пътуват към астероиди, Луната или Марс, те ще бъдат третирани с невероятни гледки към космоса през малки прозорци в корпуса на космическия кораб. Инженерите на НАСА се стремят да направят тези прозорци към космоса по-здрави, по-леки и по-евтини за производство от предишните космически кораби.

В случая на МКС и космическата совалка прозорците са направени от ламинирано стъкло. В случая с Orion за първи път ще бъде използвана акрилна пластмаса, която значително ще подобри целостта на корабните прозорци.

„Стъклените прозоречни панели исторически са били част от корпуса на кораба, поддържайки необходимото налягане вътре в кораба и предотвратявайки смъртта на астронавтите. Стъклото също трябва да предпази екипажа, доколкото е възможно, от огромната температура при навлизане в земната атмосфера. Но основният недостатък на стъклото е неговото структурно несъвършенство. При големи натоварвания здравината на стъклото намалява с времето. Когато летите в космоса, това слабо място може да изиграе жестока шега на кораба“, казва Линда Естес, ръководител на отдела за прозоречни подсистеми в НАСА.

Именно защото стъклото не е идеален материал за илюминатори, инженерите постоянно търсят по-подходящ материал за това. В света има много структурно стабилни материали, но само няколко са достатъчно прозрачни, за да се използват за създаване на илюминатори.

В ранните етапи на разработването на Orion НАСА се опита да използва поликарбонати като материал за прозорците, но те не отговаряха на оптичните изисквания, необходими за получаване на изображения с висока разделителна способност. След това инженерите преминаха към акрилен материал, който осигури най-висока прозрачност и огромна здравина. В САЩ се правят огромни аквариуми от акрил, които предпазват своите обитатели от потенциално опасната за тях среда, като същевременно издържат на огромно водно налягане.

Днес Orion е оборудван с четири прозореца, вградени в модула на екипажа, както и с допълнителни прозореца във всеки от двата люка. Всеки илюминатор се състои от три панела. Вътрешният панел е от акрил, а другите два все още са от стъкло. Именно в тази форма Орион вече беше в космоса по време на първия си тестов полет. През тази година инженерите на НАСА трябва да решат дали могат да използват два акрилни панела и едно стъкло в прозорците.

През следващите месеци Линда Естес и нейният екип трябва да проведат това, което наричат ​​„тест за пълзене“ на акрилните панели. Пълзенето в този случай е бавна деформация на твърдо тяло, което се случва във времето под въздействието на постоянно натоварване или механично напрежение. Всички твърди вещества без изключение са обект на пълзене - както кристални, така и аморфни. Акрилните панели ще бъдат тествани в продължение на 270 дни при огромни натоварвания.

Акрилните прозорци трябва да направят кораба Orion значително по-лек, а структурната им здравина ще елиминира риска от счупване на прозорците поради случайни драскотини и други повреди. Според инженерите на НАСА, благодарение на акрилните панели, те ще могат да намалят теглото на кораба с повече от 90 килограма. Намаляването на масата ще направи много по-евтино изстрелването на кораб в космоса.

Преминаването към акрилни панели също ще намали разходите за изграждане на кораби от клас Orion, тъй като акрилът е много по-евтин от стъклото. Ще бъде възможно да се спестят около 2 милиона долара само от прозорци по време на изграждането на един космически кораб. Може би в бъдеще стъклените панели ще бъдат напълно изключени от прозорците, но засега това изисква допълнително задълбочено тестване.

ЛЕТИМ ЛИ?? ?)) В кой град и как се правят прозорци за космически кораби? и получи най-добрия отговор

Отговор от Mask Incognito[гуру]
Прозорецът на космически кораб (SV) изпълнява две основни функции. Първо, той трябва да има подходящ обхват и ниво на предаване и отразяване на електромагнитното излъчване, осигурявайки работата на оптичен инструмент или визуално наблюдение с минимално изкривяване и смущения.
Второ, като част от обвивката на космическия кораб, той трябва, запазвайки своята цялост, да осигурява защита на екипажа и оборудването от въздействието на факторите в космическото пространство и земната атмосфера.

При продължителна употреба на прозорци на борда на космически кораб се увеличава вероятността от повреда; върху външната повърхност на стъклото, под въздействието на микрометеорити, космически прах и отломки се образуват кратери, вдлъбнатини и драскотини с различни размери и форми, които поражда опасения относно надеждността на продукта.
Изстрелването на дългосрочна орбитална МКС наложи необходимостта от изследване на дългосрочната здравина и издръжливост на оптични елементи, повредени от удари на микрочастици по време на наземно моделиране, анализиране и систематизиране на възникващи механични дефекти, научно и техническо обосноваване на допустимите и критични дефекти, разработване на методология за изследване на състоянието на прозорците в орбита и издаване на доклади за работоспособността на илюминаторите с дефекти.
Кабината на първия космически кораб е много по-просторна от типичната пилотска кабина на самолет. Устройството има три
илюминатор с топлоустойчиво стъкло и два бързо отварящи се люка.

Кабината на космическия кораб "Восток" беше оборудвана с три прозореца (изглед напред и отстрани), докато кабината на космическия кораб "Меркурий" беше оборудвана само с един (пред астронавта).
прозорец на космически кораб 7K. Снимка 1966г
Илюминаторите са произведени в завода Avtosteklo в Константиновка, Донецка област. Те бяха изброени в колоната „други продукти“. Всичко беше много тайно. Те направиха стъкло за голямо разнообразие от превозни средства, включително участие в оборудването на първия атомен ледоразбивач "Ленин". Сега това предприятие се нарича ЗАО "Спецтехстекло", разработи ново многослойно остъкляване, стартира производството на авиационно стъкло, закалено, многослойно стъкло с дебелина 6,5-70 мм, бронирано (II - IV степени).
Иновация в производството на специално стъкло - най-големият сапфир в света е отгледан в Украйна. Процесът на появата на този удивителен камък отне само 10 дни - от 20 до 30 юли. За толкова кратък период от време камъкът достига просто невероятни размери: 80 на 35 на 5 см и тегло 45 килограма. От сапфири с такъв размер и форма ще могат да се правят устойчиви на атмосферни влияния прозорци за космически кораби.
източник:

Отговор от 2 отговора[гуру]

Здравейте! Ето селекция от теми с отговори на вашия въпрос: ЛЕТИМ ЛИ?? ?)) В кой град и как се правят прозорци за космически кораби?

Отговор от Алексей Кузнецов[гуру]
Знам със сигурност, че илюминаторите за Терешкова са направени в малък град в района на Новгород - Мала Вишера, в местна фабрика за стъкло. Заводът е затворен, но ветераните помнят личната благодарност от Валя.


Отговор от Марина[гуру]
В завода за кварцово стъкло Гус-Хрустленски.
Растението е наистина уникално. Той е единственият в Русия, който разполага с технология и оборудване за производство на кварцови продукти с висока чистота. Без неговото стъкло енергийната лазерна инсталация няма да работи, нито един космически кораб няма да влезе в орбита. Плюс радиационно устойчиво стъкло за атомни електроцентрали, особено чисто стъкло за химическата промишленост, кварцови субстрати за компютърни дисплеи върху течни кристали, оптично влакно, стъкло за устройства за нощно виждане, кристален пиезокварц за мобилни и космически комуникации и много други. По времето на СССР той принадлежи към индустрията на строителните материали, заводът работи почти изцяло за отбранителната промишленост.
Тук има две основни специализации. Първо, производството на кристален кварц, в което е специализирана работилница № 5, същата, в която е инсталирано скъпо японско оборудване. И това е преди всичко пиезокварц, от който се правят резонатори за радиоелектронната промишленост. Цената му варира от 50 до 150 долара за килограм. А потенциалният капацитет на цеха е да произвежда около 240 тона от тези кристали годишно. И това е 2,5 - 3 милиона долара печалба. .
Второто направление е разтопен кварц, от който се правят същите прозорци за космически станции, субстрати за монитори с течни кристали, особено чисто стъкло за химическата промишленост, оптични влакна и др.
Изследователският институт за техническо стъкло, единственият в страната разработчик на прозорци за космически кораби, самолети и подводници на ВВС, е на ръба на колапса.
В космоса, при огромни температури, всяко стъкло в прозорците на кораба изгаря и с увеличаване на дебелината видимостта става трудна, тъй като прозрачността значително намалява. Върху външната страна на прозореца е нанесено покритие от неорганичен наноматериал, без да се променят оптичните свойства на самото стъкло. Външната обвивка на Буран също беше покрита с топлоустойчиви керамични съединения на базата на нанопрахове.
В завода в Самара.
Създаване на прозорци за космически кораб
Илюминатори със защитно стъкло, което не пропуска космически лъчи. Има и сменяеми филтри, които предпазват от пряка слънчева светлина и механизъм за засенчване в случай на прекомерна радиация или повишени температури.
В повечето случаи GOI разработва дизайна, произвежда и тества прототип на всеки нов обектив, след което доказаната технология е въведена в индустриалните предприятия. Трябва да се отбележи, че в случаите, когато разработчиците на лещи „не са имали достатъчно“ стъкло с необходимите параметри за постигане на по-високи технически или експлоатационни характеристики, такова стъкло е специално разработено в клон № 1 на GOI (НИТИОМ) и съответните технологии за топене също бяха въведени. Тези работи бяха ръководени от академик Г. Т. Петровски, изключителен учен и основател на оптичната, включително космическата наука за материалите. Нека специално да споменем, че под негово ръководство са проведени изследвания и експерименти и за отглеждане на особено чисти оптични кристали с намален брой дислокации в космически условия.

Те отиват на лунна експедиция в черупка, оборудвана със стъклени прозорци с капаци. Героите на Циолковски и Уелс гледат към Вселената през големи прозорци.

Когато се стигна до практиката, простата дума „прозорец“ изглеждаше неприемлива за разработчиците на космически технологии. Следователно това, през което астронавтите могат да гледат извън космическия кораб, се нарича не по-малко специално остъкляване и по-малко „тържествено“ - илюминатори. Освен това илюминаторът за хора е визуален, а за част от оборудването е оптичен.

Прозорците са както структурен елемент на корпуса на космическия кораб, така и оптично устройство. От една страна, те служат за защита на инструментите и екипажа, разположени вътре в отделението, от влиянието на външната среда, от друга страна, те трябва да осигурят възможност за работа с различно оптично оборудване и визуално наблюдение. Не само наблюдение обаче - когато от двете страни на океана чертаеха оборудване за "звездни войни", те се събираха и се прицелваха през прозорците на бойни кораби.

Американците и англоговорящите ракетни учени като цяло са объркани от термина "илюминатор". Пак питат: „Това прозорци ли са, или какво?“ На английски всичко е просто - дали в къщата или в совалката - прозорец, и няма проблеми. Но английските моряци казват илюминатор. Така че руските производители на космически прозорци вероятно са по-близки по дух до задграничните корабостроители.

Два вида прозорци могат да бъдат намерени на космически кораби за наблюдение. Първият тип напълно отделя снимачното оборудване, разположено в отделението под налягане (обектив, касетъчна част, приемници на изображения и други функционални елементи) от „враждебната“ външна среда. По тази схема са изградени космически кораби тип Зенит. Вторият тип прозорци отделя касетната част, приемниците на изображения и други елементи от външната среда, докато обективът се намира в незапечатано отделение, т.е. във вакуум. Тази схема се използва на космически кораби тип Янтар. С такъв дизайн изискванията към оптичните свойства на илюминатора стават особено строги, тъй като илюминаторът вече е неразделна част от оптичната система на снимачната техника, а не обикновен „прозорец в космоса“.

Смяташе се, че астронавтът ще може да управлява космическия кораб въз основа на това, което вижда. До известна степен това беше постигнато. Особено важно е да „гледаме напред“ по време на докинг и при кацане на Луната - там американските астронавти повече от веднъж са използвали ръчно управление по време на кацане.

За повечето астронавти психологическата идея за нагоре и надолу се формира в зависимост от околната среда и илюминаторите също могат да помогнат за това. И накрая, илюминаторите, подобно на прозорците на Земята, служат за осветяване на отделения, когато летят над осветената страна на Земята, Луната или далечни планети.

Като всяко оптично устройство, прозорецът на кораба има фокусно разстояние (от половин километър до петдесет) и много други специфични оптични параметри.

НАШИТЕ СТЪКЛАРИ СА НАЙ-ДОБРИТЕ В СВЕТА

Когато първите космически кораби са създадени в нашата страна, разработването на прозорци е поверено на Изследователския институт за авиационно стъкло към Министерството на авиационната промишленост (сега това е OJSC Научно-изследователски институт за техническо стъкло). Държавният оптичен институт на име. С. И. Вавилова, Изследователски институт по каучукова промишленост, Красногорски механичен завод и редица други предприятия и организации. Заводът за оптично стъкло Lytkarinsky близо до Москва има голям принос за топенето на различни марки стъкло, производството на илюминатори и уникални дългофокусни лещи с големи отвори.

Задачата се оказа изключително трудна. По едно време овладяването на производството на самолетни светлини отне много време и беше трудно - стъклото бързо загуби своята прозрачност и се покри с пукнатини. В допълнение към осигуряването на прозрачност, Отечествената война принуди развитието на бронирано стъкло; след войната увеличаването на скоростта на реактивните самолети доведе не само до повишени изисквания за якост, но и до необходимостта от запазване на свойствата на остъкляването по време на аеродинамично отопление. За космически проекти стъклото, което се използваше за фенери и прозорци на самолети, не беше подходящо - температурите и натоварванията не бяха еднакви.

Първите космически прозорци са разработени у нас въз основа на Постановление на ЦК на КПСС и Министерския съвет на СССР № 569-264 от 22 май 1959 г., което предвижда началото на подготовката за пилотирани полети . И в СССР, и в САЩ първите илюминатори бяха кръгли - те бяха по-лесни за изчисляване и производство. В допълнение, вътрешните кораби, като правило, могат да бъдат контролирани без човешка намеса и съответно няма нужда от твърде добър преглед, подобен на самолет. Востокът на Гагарин имаше два прозореца. Единият беше разположен на входния люк на спускаемия апарат, точно над главата на астронавта, другият беше в краката му в корпуса на спускаемия апарат. Изобщо не е излишно да си припомним имената на основните разработчици на първите прозорци в Научноизследователския институт за авиационно стъкло - това са С. М. Бреховских, В. И. Александров, Х. Е. Серебряникова, Ю. И. Нечаев, Л. А. Калашникова, Ф. Т. Воробьов, Е. Ф. Постолская, Л. В. Корол, В. П. Колганков, Е. И. Цветков, С. В. Волчанов, В. И. Красин, Е. Г. Логинова и др.

Поради много причини при създаването на първия си космически кораб нашите американски колеги изпитаха сериозен „масов недостиг“. Следователно те просто не можеха да си позволят ниво на автоматизация в управлението на кораба, подобно на съветското, дори като се вземе предвид по-леката електроника, а много функции за управление на кораба бяха ограничени до опитни пилоти-изпитатели, избрани за първия корпус на космонавтите. В същото време в оригиналната версия на първия американски космически кораб „Меркурий“ (този, за който казаха, че астронавтът не влиза в него, а го поставя върху себе си), прозорецът на пилота изобщо не беше предвиден - дори необходимите 10 кг допълнителна маса не бяха намерени никъде.

Прозорецът се появи само по спешна молба на самите астронавти след първия полет на Шепърд. Истински, пълноценен „пилотски“ прозорец се появи само на Джемини - на люка за кацане на екипажа. Но той не беше кръгъл, а със сложна трапецовидна форма, тъй като за пълно ръчно управление при скачване пилотът се нуждаеше от видимост напред; Между другото, на "Союз" за тази цел е монтиран перископ на прозореца на спускаемия модул. Американците разработиха илюминатори от Corning, докато подразделението JDSU беше отговорно за стъклените покрития.

На командния модул на лунния Аполо един от петте прозореца също беше поставен на люка. Другите две, които осигуряваха подход при скачване с лунния модул, гледаха напред, а още две „странични“ позволяваха да се гледа перпендикулярно на надлъжната ос на кораба. На Союз обикновено имаше три прозореца на спускаемия модул и до пет на сервизното отделение. Най-вече има прозорци на орбитални станции - до няколко десетки, с различни форми и размери.

Важен етап в строителството на прозорци беше създаването на стъклопакети за космически самолети - космическата совалка и Буран. Совалките кацат като самолет, което означава, че пилотът трябва да има добра видимост от пилотската кабина. Ето защо, както американските, така и местните разработчици предоставиха шест големи прозореца със сложна форма. Плюс чифт в покрива на кабината - това е, за да се осигури докинг. Плюс прозорци в задната част на кабината - за работа с полезен товар. И накрая, покрай илюминатора на входния люк.

По време на динамичните фази на полета предните прозорци на совалката или Буран са подложени на напълно различни натоварвания, различни от тези, на които са изложени прозорците на конвенционалните спускаеми превозни средства. Следователно изчисляването на якостта тук е различно. И когато совалката вече е в орбита, има „твърде много“ прозорци - кабината прегрява и екипажът получава допълнителна „ултравиолетова светлина“. Затова по време на орбитален полет някои от прозорците в кабината на совалката се затварят с кевларени щори. Но Буран имаше фотохромен слой вътре в прозорците, който потъмняваше, когато беше изложен на ултравиолетова радиация и не позволяваше „допълнително“ в кабината.

РАМКИ, КАПЕЦНИ, КАПАЦИ, РЕЗБОВАНИ ПРОЗОРЦИ...

Основната част на илюминатора е, разбира се, стъкло. „За пространство“ се използва не обикновено стъкло, а кварц. По време на ерата на "Восток" изборът не беше особено голям - бяха налични само марките SK и KV (последната не е нищо повече от стопен кварц). По-късно са създадени и тествани много други видове стъкла (KV10S, K-108). Те дори се опитаха да използват SO-120 плексиглас в космоса. Американците познават марката Vycor за термично и удароустойчиво стъкло.

За прозорци се използва стъкло с различни размери - от 80 мм до почти половин метър (490 мм), а наскоро в орбита се появи осемстотинмилиметрово "стъкло". Външната защита на „космическите прозорци“ ще бъде обсъдена по-късно, но за да се предпазят членовете на екипажа от вредното въздействие на близкото ултравиолетово лъчение, върху прозорците на прозорците, работещи с нестационарни монтирани устройства, се прилагат специални покрития за разделяне на лъчи.

Илюминаторът не е просто стъкло. За да се получи издръжлив и функционален дизайн, няколко чаши се поставят в държач, изработен от алуминиева или титанова сплав. Те дори използваха литий за прозорците на совалката.

За да се осигури необходимото ниво на надеждност, първоначално са направени няколко стъкла в илюминатора. Ако нещо се случи, едно стъкло ще се счупи, а останалите ще останат, запазвайки кораба херметичен. Вътрешните прозорци на Союз и Восток имаха по три стъкла (Союзът има един прозорец с двойно стъкло, но той е покрит от перископ през по-голямата част от полета).

На Аполо и космическата совалка „прозорците“ също са предимно с три стъкла, но американците са оборудвали Меркурий, тяхната „първа лястовица“, с илюминатор с четири стъкла.

За разлика от съветските, американският илюминатор на командния модул на Аполо не беше единичен монтаж. Едното стъкло работеше като част от обвивката на носещата топлозащитна повърхност, а другите две (по същество илюминатор с две стъкла) вече бяха част от веригата под налягане. В резултат на това такива илюминатори бяха повече визуални, отколкото оптични. Всъщност, предвид ключовата роля на пилотите в управлението на Аполо, това решение изглеждаше съвсем логично.

На лунната кабина на Аполо и трите прозореца бяха с едно стъкло, но отвън бяха покрити с външно стъкло, което не беше част от веригата под налягане, а отвътре с вътрешен предпазен плексиглас. Впоследствие бяха монтирани повече прозорци с едно стъкло в орбиталните станции, където натоварванията все още са по-малки от тези на спускаемите кораби. И на някои космически кораби, например на съветските междупланетни станции „Марс“ в началото на 70-те години, няколко прозореца (композиции от двойно стъкло) всъщност бяха комбинирани в една рамка.

Когато космически кораб е в орбита, температурната разлика на повърхността му може да бъде няколкостотин градуса. Коефициентите на разширение на стъклото и метала са естествено различни. Така се поставят уплътнения между стъклото и метала на клетката. У нас с тях се занимаваше Научноизследователският институт по каучукова промишленост. Дизайнът използва гума, устойчива на вакуум. Разработването на такива уплътнения е трудна задача: каучукът е полимер и космическата радиация в крайна сметка „разрязва“ полимерните молекули на парчета и в резултат на това „обикновената“ гума просто се разпада.

Предното остъкляване на кабината на Буран. Вътрешна и външна част на илюминатора на Буран

При по-внимателно разглеждане се оказва, че дизайнът на домашните и американските „прозорци“ се различава значително един от друг. Почти цялото стъкло в домашния дизайн е с цилиндрична форма (естествено, с изключение на остъкляването на крилати кораби като „Буран“ или „Спирала“). Съответно цилиндърът има странична повърхност, която трябва да бъде специално обработена, за да се минимизират отблясъците. За тази цел отразяващите повърхности вътре в илюминатора са покрити със специален емайл, а страничните стени на камерите понякога дори са покрити с полукадифе. Стъклото е уплътнено с три гумени пръстена (както първоначално са били наречени - гумени уплътнения).

Стъклото на американския космически кораб Аполо имаше заоблени странични повърхности и върху тях беше опънато гумено уплътнение, подобно на гума на джанта на кола.

Вече не е възможно да избършете стъклото вътре в прозореца с кърпа по време на полет и следователно никакви отпадъци категорично не трябва да попадат в камерата (междустъкленото пространство). Освен това стъклото не трябва нито да се замъглява, нито да замръзва. Затова преди изстрелването се пълнят не само резервоарите на космическия кораб, но и прозорците - камерата се пълни с особено чист сух азот или сух въздух. За да се „разтовари” самото стъкло, налягането в камерата е наполовина от това в херметичното отделение. И накрая, желателно е вътрешната повърхност на стените на отделението да не е твърде гореща или твърде студена. За тази цел понякога се монтира вътрешен екран от плексиглас.

СВЕТЛИНАТА Е БИЛА КЛИН В ИНДИЯ. ОБЕКТИВЪТ СЕ ПОЛУЧИ ТОВА, КОЕТО НИ ТРЯБВА!

Стъклото не е метал, то се разпада по различен начин. Тук няма да има вдлъбнатини - ще се появи пукнатина. Здравината на стъклото зависи главно от състоянието на неговата повърхност. Поради това се укрепва чрез елиминиране на повърхностни дефекти - микропукнатини, прорези, драскотини. За целта стъклото се гравира и закалява. Въпреки това стъклото, използвано в оптични инструменти, не се третира по този начин. Тяхната повърхност е закалена чрез т. нар. дълбоко шлайфане. До началото на 70-те години външното стъкло на оптичните прозорци може да бъде укрепено чрез йонообмен, което прави възможно повишаването на тяхната абразивна устойчивост.

За да се подобри пропускането на светлина, стъклото е покрито с многослойно антирефлексно покритие. Те могат да съдържат калаен оксид или индий. Такива покрития увеличават пропускането на светлина с 10-12% и се нанасят чрез реактивно катодно разпрашване. В допълнение, индиевият оксид абсорбира добре неутрони, което е полезно, например, по време на пилотиран междупланетен полет. Индият обикновено е „философският камък“ на стъкларската, и не само стъкларската индустрия. Огледалата с индиево покритие отразяват еднакво голяма част от спектъра. В триещите модули индият значително подобрява устойчивостта на абразия.

По време на полет прозорците могат да се замърсят и отвън. След началото на полетите по програмата Джемини астронавтите забелязаха, че върху стъклото се утаяват изпарения от топлозащитното покритие. Космическите кораби по време на полет обикновено придобиват така наречената съпътстваща атмосфера. Нещо изтича от херметичните отделения, малки частици екранно-вакуумна топлоизолация „висят“ до кораба и има продукти от горенето на горивни компоненти при работа на двигателите за управление на ориентацията... Като цяло има повече от достатъчно отломки и мръсотия, за да не само „развалят“ изгледа“, но също така, например, да нарушат работата на бордовото фотографско оборудване.

Разработчици на междупланетни космически станции от НПО на името на. С. А. Лавочкина казва, че по време на полета на космическия кораб към една от кометите в състава му са открити две „глави“ - ядра. Това беше признато за важно научно откритие. Тогава се оказа, че втората „глава“ се появи в резултат на замъгляване на илюминатора, което доведе до ефекта на оптична призма.

Прозорците на прозорците не трябва да променят пропускането на светлина, когато са изложени на йонизиращо лъчение от фоново космическо лъчение и космическо лъчение, включително в резултат на слънчеви изригвания. Взаимодействието на електромагнитното излъчване от Слънцето и космическите лъчи със стъклото обикновено е сложно явление. Поглъщането на радиация от стъкло може да доведе до образуването на така наречените „цветни центрове“, тоест намаляване на първоначалното предаване на светлина, а също и да причини луминесценция, тъй като част от абсорбираната енергия може веднага да бъде освободена под формата на светлина кванти. Луминесценцията на стъклото създава допълнителен фон, който намалява контраста на изображението, увеличава съотношението шум/сигнал и може да направи невъзможно нормалното функциониране на оборудването. Следователно стъклото, използвано в оптичните прозорци, трябва да има, наред с висока радиационно-оптична стабилност, ниско ниво на луминесценция. Големината на интензитета на луминесценция е не по-малко важна за оптичните стъкла, работещи под въздействието на радиация, отколкото устойчивостта на цвета.

Сред факторите на космическите полети един от най-опасните за прозорците е микрометеорният удар. Това води до бързо намаляване на здравината на стъклото. Оптичните му характеристики също се влошават. След първата година от полета по външните повърхности на дългосрочните орбитални станции се откриват кратери и драскотини, достигащи милиметър и половина. Докато по-голямата част от повърхността може да бъде защитена от метеорни и изкуствени частици, прозорците не могат да бъдат защитени по този начин. До известна степен помагат сенниците, понякога монтирани на прозорците, през които работят например бордови камери. На първата американска орбитална станция Skylab се предполагаше, че прозорците ще бъдат частично екранирани от структурни елементи. Но, разбира се, най-радикалното и надеждно решение е да покриете „орбиталните“ прозорци отвън с контролируеми капаци. Това решение беше приложено по-специално в съветската орбитална станция от второ поколение Салют-7.

В орбита има все повече "боклук". При един от полетите на совалката нещо очевидно създадено от човека остави доста забележима дупка-кратер на един от прозорците. Стъклото оцеля, но кой знае какво може да дойде следващия път?.. Това, между другото, е една от причините за сериозната загриженост на „космическата общност“ за проблемите на космическите отпадъци. В нашата страна проблемите на въздействието на микрометеоритите върху конструктивните елементи на космическите кораби, включително прозорците, се изучават активно, по-специално от професора на Самарския държавен аерокосмически университет Л. Г. Лукашев.

Прозорците на спускаемите превозни средства работят при още по-трудни условия. При спускане в атмосферата те се оказват в облак от високотемпературна плазма. В допълнение към налягането от вътрешността на отделението, външното налягане действа върху прозореца по време на спускане. И тогава идва кацането - често на сняг, понякога във вода. В същото време стъклото рязко се охлажда. Ето защо тук се обръща специално внимание на въпросите за силата.

„Простотата на илюминатора е очевиден феномен. Някои оптици казват, че създаването на плосък осветител е по-трудна задача от създаването на сферична леща, тъй като изграждането на механизъм за „прецизна безкрайност“ е много по-трудно от механизъм с краен радиус, тоест сферична повърхност. И въпреки това никога не е имало проблеми с прозорците” - това е може би най-добрата оценка за космическия кораб, особено ако идва от устата на Георги Фомин, в близкото минало - първи заместник генерален конструктор на Държавната научна Научно-производствен космически център "ЦСКБ - Прогрес".

ВСИЧКИ СМЕ ПОД "КУПОЛА" НА ЕВРОПА

Модул за преглед на Cupola

Не толкова отдавна - на 8 февруари 2010 г., след полета на совалката STS-130 - на Международната космическа станция се появи купол за наблюдение, състоящ се от няколко големи четириъгълни прозореца и кръгъл прозорец от осемстотин милиметра.

Модулът Cupola е предназначен за наблюдение на Земята и работа с манипулатор. Той е разработен от европейския концерн Thales Alenia Space и е построен от италиански машинни инженери в Торино.

Така днес европейците държат рекорда - толкова големи прозорци никога не са били извеждани в орбита нито в САЩ, нито в Русия. Разработчиците на различни „космически хотели“ на бъдещето също говорят за огромни прозорци, настоявайки за особеното им значение за бъдещите космически туристи. Така че „конструирането на прозорци“ има голямо бъдеще и прозорците продължават да бъдат един от ключовите елементи на пилотирани и безпилотни космически кораби.

"Купол" е много готино нещо! Когато гледате Земята от илюминатор, все едно гледате през амбразура. А в „купола“ има 360-градусова гледка, можете да видите всичко! Земята оттук изглежда като карта, да, най-много прилича на географска карта. Виждаш как слънцето си отива, как изгрява, как наближава нощта... Гледаш цялата тази красота с някакво смразяване отвътре.

Космосът не е океан

Без значение какво изобразяват в Star Wars и поредицата Star Trek, космосът не е океан. Твърде много предавания правят научно неточни предположения, изобразявайки космическото пътуване като подобно на навигацията в морето. Това е грешно

Като цяло пространството не е двуизмерно, в него няма триене и палубите на космическия кораб не са същите като тези на кораба.

По-спорни моменти - космическите кораби няма да бъдат наричани според военноморската класификация (например "крайцер", "боен кораб", "разрушител" или "фрегата", структурата на армейските звания ще бъде подобна на ранговете на ВВС, а не флотът и най-вероятно пиратите като цяло няма да бъдат.

Пространството е триизмерно

Пространството е триизмерно, не е двуизмерно. Двуизмерността е следствие от погрешното схващане „космосът е океан“. Космическите кораби не се движат като лодки, те могат да се движат "нагоре" и "надолу". Това дори не може да се сравни с полета на самолет, тъй като космическият кораб няма "таван", неговата маневра теоретично не е ограничена по никакъв начин

Ориентацията в пространството също няма значение. Ако видите космическите кораби Enterprise и Intrepid да се разминават с главата надолу, няма нищо странно, в действителност тази позиция не е забранена. Освен това носът на кораба може да бъде насочен в напълно различна посока от тази, в която корабът лети в момента.

Това означава, че атакуването на врага от изгодна посока с максимална плътност на огъня в „страничен залп“ е трудно. Космическите кораби могат да ви приближат от всяка посока, съвсем не като в 2D пространството

Ракетите не са кораби

Не ме интересува как изглежда оформлението на Enterprise или Battlestar Galactica. В една научно правилна ракета „надолу“ е към изгорелите газове на ракетните двигатели. С други думи, оформлението на космическия кораб прилича много повече на небостъргач, отколкото на самолет. Подовете са разположени перпендикулярно на оста на ускорението, а „нагоре“ е посоката, в която вашият кораб се ускорява в момента. Мисленето по друг начин е една от най-досадните грешки, изключително популярна в произведенията на фантастиката. Това съм аз ЗА ТЕБ Star Wars, Star Trek и Battle Star Galactica!

Това погрешно схващане произлиза от грешката „пространството е двуизмерно“. Някои произведения дори превръщат космическите ракети в нещо като лодки. Дори от гледна точка на обикновената глупост, „мост“, стърчащ от корпуса, ще бъде отстрелян от вражески огън много по-бързо от този, разположен в дълбините на кораба, където ще има поне някаква защита (Star Trek и „Uchuu Senkan Yamato“ веднага идват на ум тук).

(Антъни Джаксън посочи две изключения. Първо: ако космическият кораб работи като атмосферен самолет, в атмосферата „надолу“ ще бъде перпендикулярно на крилата, противоположно на издигането, но в космоса „надолу“ ще бъде посоката на двигателите Второ: йонен двигател или друг двигател с ниско ускорение може да даде на кораба известно центростремително ускорение и „надолу“ ще бъде насочено радиално от оста на въртене.)

Ракетите не са изтребители

X-wing и viper могат да маневрират на екрана както си искат, но без атмосфера и крила няма атмосферни маневри.

Да, вие също няма да можете да се обърнете „на място“. Колкото по-бързо се движи космическият кораб, толкова по-трудно е да се маневрира. НЯМА да се движи като самолет. По-добра аналогия би била поведението на напълно натоварено тракторно ремарке, което ускорява с висока скорост върху гол лед.

Под въпрос е и самата оправданост на бойните самолети от военна, научна и икономическа гледна точка.

Ракетите не са стрели

Космическият кораб не лети непременно накъдето сочи носът му. Докато двигателят работи, ускорението е насочено към мястото, където е обърнат носът на кораба. Но ако изключите двигателя, корабът може свободно да се върти в желаната посока. Ако се наложи, е напълно възможно да летите настрани. Това може да бъде полезно за стрелба с пълен борд в битка.

Така че всички сцени от Междузвездни войни с боец, който се опитва да отърси врага от опашката си, са пълни глупости. Всичко, което трябва да направят, е да се обърнат около оста си и да застрелят преследвача (добър пример би бил епизодът на Babylon 5 „Полунощ на огневата линия“).

Ракетите имат крила

Ако вашата ракета има многомегаватова задвижваща система, абсурдно мощен топлинен двигател или енергийно оръжие, тя ще се нуждае от огромни радиатори, за да разсейва топлината. В противен случай ще се стопи доста бързо или дори лесно ще се изпари. Радиаторите ще изглеждат като огромни крила или панели. Това е доста проблем за военните кораби, тъй като радиаторите са изключително уязвими на огън.

Ракетите нямат прозорци

Илюминаторите на космическия кораб са необходими приблизително в същата степен, както на подводницата. (Не, гледката към морето не се брои. Строго научна фантастика. Няма панорамни прозорци за гледка на подводница Trident). Илюминатори - отслабване на здравината на конструкцията и освен това какво да гледате там? Освен ако корабът не обикаля около планета или близо до друг кораб, се виждат само дълбините на космоса и ослепителното слънце. И за разлика от подводниците, прозорците на борда на космическия кораб позволяват преминаването на радиация.

Стар Трек, Междузвездни войни и Бойна звезда Галактика са грешни, защото битките НЯМА да се провеждат на разстояние от метри. Оръжията с насочена енергия ще работят на разстояния, където вражеските кораби могат да се видят само през телескоп. Гледайки през прозореца към битката, няма да видите нищо. Корабите ще бъдат твърде далеч или ще бъдете заслепени от светкавицата на ядрена експлозия или лазерен огън, отразен от повърхността на целта.

Навигационният отсек може да има купол за астрономическо наблюдение за спешни случаи, но повечето от прозорците ще бъдат заменени от радар, телескопични камери и подобни видове сензори.

В пространството няма триене

В пространството няма триене. Тук, на Terra, ако карате кола, всичко, което трябва да направите, е да пуснете газта и колата ще започне да забавя поради триенето на пътя. В космоса, с изключени двигатели, корабът ще поддържа скоростта си до края на вечността (или докато не се блъсне в планета или нещо подобно). Във филма "2001 A Space Odyssey" може би сте забелязали, че космическият кораб Discovery лети към Юпитер без нито един облак изгорели газове на двигателя.

Ето защо няма смисъл да се говори за „далечина” на полет на ракета. Всяка ракета, която не е в орбита на планета или в гравитационния кладенец на Слънцето, има безкрайно разстояние на полета. На теория бихте могли да запалите двигателите и да пътувате до галактиката Андромеда... достигайки целта си след около милион години. Вместо за обхват, има смисъл да се говори за промени в скоростите.

Ускорението и спирането са симетрични. Един час ускорение до скорост от 1000 километра в секунда изисква около час спиране, за да спре. Не можете просто да натиснете спирачките, както бихте направили на лодка или кола. (Думата „около“ се използва, защото когато корабът се ускори, той губи маса и става по-лесно за спиране. Но тези подробности могат да бъдат игнорирани засега.)

Ако искате интуитивно да разберете принципите на движение на космическия кораб, препоръчвам ви да играете една от малкото точни симулационни игри. Списъкът включва компютърната игра Orbiter, компютърната игра (за съжаление изчерпана) Independence War и настолните военни игри Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary и Star Fist (тези двете вече не се печатат, но може да бъдат намерени тук).

Не е задължително горивото да задвижва директно кораба

Ракетите имат разлика между "гориво" (посочено в червено) и "реакционна маса" (посочено в синьо). Ракетите се подчиняват на третия закон на Нютон, когато се движат. Масата се изхвърля, придавайки ускорение на ракетата.

В този случай горивото се изразходва за изхвърляне на тази реакционна маса. В класическата ядрена ракета горивото ще бъде уран-235, обикновени уранови пръти в ядрен реактор, но реакционната маса е водород, нагрят в същия реактор и излитащ от дюзите на кораба.

Объркването се дължи на факта, че в химическите ракети горивото и реакционната маса са едно и също. Совалката или ракетата Сатурн 5 консумира химическо гориво, като го изхвърля директно от дюзите.

Автомобилите, самолетите и лодките използват относително малко количество гориво, но това не е така за ракетите. Половината от ракетата може да бъде заета от реактивна маса, а другата половина от конструктивни елементи, екипаж и всичко останало. Но много по-вероятното съотношение е 75% от реакционната маса или дори по-лошо. Повечето ракети са огромен резервоар с реактивна маса с двигател в единия край и малко отделение за екипажа в другия.

В космоса няма невидими хора

В космоса няма практически начин да се скрие кораб от откриване.

В космоса няма звук

Не ме интересува колко филма сте гледали с рев на двигатели и гръмотевични експлозии. Звукът се предава от атмосферата. Няма атмосфера - няма звук. Никой няма да чуе последния ти трясък. Този момент е изобразен правилно в много малко телевизионни сериали, включително Babylon 5 и Firefly.

Единственото изключение е, ако ядрена бойна глава експлодира на стотици метри от кораба, в който случай поток от гама лъчи ще накара корпуса да издаде звук, докато се деформира.

Маса не тегло

Има разлика между тегло и маса. Масата винаги е една и съща за даден обект, но теглото зависи от това на коя планета се намира обектът. Тухла от един килограм би тежала 9,81 нютона (2,2 паунда) на Тера, 1,62 нютона (0,36 паунда) на Луната и нула нютона (0 паунда) на борда на Международната космическа станция. Но масата ще остане един килограм навсякъде. (Крис Бейзън посочи, че ако даден обект се движи с релативистична скорост спрямо вас, тогава ще забележите увеличение на масата. Но това не може да се види при обикновени относителни скорости.)

Практическите последици от това са, че на борда на МКС не можете да преместите нищо тежко, като почуквате предмета с един малък пръст. (Е, това е може би около милиметър на седмица или така.). Совалката може да кръжи близо до станцията с нулево тегло... но все пак да има маса от 90 метрични тона. Ако го бутнете, ефектът ще бъде изключително незначителен. (подобно на това, ако го бутнете на пистата на нос Кенеди).

И ако совалката бавно се движи към станцията и вие сте хванати между тях, нулевото тегло на совалката все още няма да ви спаси от тъжната съдба да се превърнете в торта. Не трябва да забавяте движеща се совалка, като подпирате ръцете си върху нея. Това изисква толкова енергия, колкото и за задвижването му. Човек няма толкова енергия.

Съжаляваме, но вашите орбитални строители няма да могат да преместват многотонни стоманени греди като клечки за зъби.

Друг фактор, който изисква внимание, е третият закон на Нютон. Бутането на стоманена греда включва действие и реакция. Тъй като масата на лъча вероятно е по-голяма, той едва ще се движи. Но вие, като по-малко масивен обект, ще отидете в обратната посока с много по-голямо ускорение. Това прави повечето инструменти (като чукове и отвертки) безполезни за условия на свободно падане - трябва да положите много усилия, за да създадете подобни инструменти за условия на нулева гравитация.

Свободното падане не е нулева гравитация

Технически хората на борда на космическата станция не са в "нулева гравитация". Тя почти не се различава от гравитацията на повърхността на Земята (около 93% от земната). Причината всички да "летят" е състоянието на "свободно падане". Ако попаднете в асансьор, когато кабелът се скъса, вие също ще изпитате свободно падане и ще „летите“... докато не паднете. (Да, Джонатан посочи, че това игнорира съпротивлението на въздуха, но схващате идеята.)

Въпросът е, че станцията е в "орбита" - което е труден начин за падане, постоянно пропускайки земята. Вижте подробности тук.

Няма да има експлозия

Ако попаднете във вакуум без защитен костюм, няма да се спукате като балон. Д-р Джефри Ландис предостави доста подробен анализ на този проблем.
Накратко: Вие ще останете в съзнание за десет секунди, няма да експлодирате и ще живеете общо около 90 секунди.

Те не се нуждаят от нашата вода

Маркус Баур посочи, че извънземни, които нахлуват в Тера за нашата вода, е като ескимосите, които нахлуват в Централна Америка, за да крадат лед. Да, да, става въпрос за прословутата серия V.

Маркъс: Няма нужда да идвате на Земята за вода. Това е едно от най-разпространените вещества „там горе“... така че защо да изпращате кораб на няколко светлинни години в името на нещо, което можете лесно да получите много по-евтино (и без тази досадна човешка съпротива) във вашата домашна система, почти "зад ъгъла"?