우주선의 창문은 어떤 모양인가요? 공간에 대한 흔한 오해

우주선을 볼 때 일반적으로 눈이 넓어집니다. 유난히 날렵한 선을 가진 비행기나 잠수함과는 달리, 외부에서 튀어나온 다양한 블록, 구조 요소, 파이프라인, 케이블 등이 많이 있습니다... 하지만 선상에는 누구라도 한눈에 알아볼 수 있는 세부 사항도 있습니다. 예를 들어 여기에 현창이 있습니다. 비행기나 수상비행기와 똑같습니다! 사실 이는 사실과 거리가 멀다...

우주 비행 초기부터 질문은 "배 밖으로 무엇이 있는지 - 보면 좋을 것입니다!"였습니다. 즉, 물론 이와 관련하여 특정 고려 사항이있었습니다. 공상 과학 작가는 말할 것도없고 천문학 자와 우주 비행사 개척자들도 시도했습니다. Jules Verne의 소설 From the Earth to the Moon에서 영웅들은 셔터가 달린 유리창이 장착된 발사체를 타고 달 탐사를 시작했습니다. Tsiolkovsky와 Wells의 캐릭터는 큰 창문을 통해 우주를 내다보고 있습니다.

실제로 우주기술 개발자들에게는 '창'이라는 단순한 단어가 용납되지 않는 것처럼 보였습니다. 따라서 우주비행사가 우주선 밖을 내다볼 수 있는 것을 특수 유리라고 부르며 덜 "의식적으로" 현창이라고 합니다. 또한 사람을 위한 현창 자체는 시각적인 현창이고 일부 장비의 경우 이는 광학적인 현창입니다.

창문은 우주선 껍질의 구조적 요소이자 광학 장치입니다. 한편으로는 외부 환경의 영향으로부터 구획실 내부에 위치한 장비와 승무원을 보호하는 역할을 하는 반면, 다른 한편으로는 각종 광학 장비의 작동 및 육안 관찰 능력을 제공해야 합니다. 그러나 관찰뿐만 아니라 바다 양쪽에서 "스타 워즈"를 위한 장비를 그릴 때 그들은 군함의 창문을 통해 조립하고 조준했습니다.

미국인과 영어를 사용하는 로켓 과학자들은 일반적으로 "현창"이라는 용어에 당황합니다. 그들은 다시 묻습니다. "이 창문이 아니면 뭐죠?" 영어에서는 집에서든 셔틀 창에서든 모든 것이 간단하며 문제가 없습니다. 그러나 영국 선원들은 현창이라고 말합니다. 따라서 러시아 우주창 제조업체는 아마도 해외 조선소와 정신적으로 더 가깝습니다.

관측 우주선에는 두 가지 유형의 창문이 있습니다.

첫 번째 유형은 가압실에 위치한 촬영 장비(렌즈, 카세트 부품, 이미지 수신기 및 기타 기능 요소)를 "적대적인" 외부 환경과 완전히 분리합니다. Zenit형 우주선은 이 계획에 따라 제작되었습니다.

두 번째 유형의 현창은 카세트 부분, 이미지 수신기 및 기타 요소를 외부 환경과 분리하는 반면, 렌즈는 밀봉되지 않은 구획, 즉 진공 상태에 있습니다. 이 방식은 Yantar형 우주선에 사용됩니다. 이러한 설계를 사용하면 현창이 단순한 "공간으로 향하는 창"이 아니라 촬영 장비 광학 시스템의 필수적인 부분이기 때문에 현창의 광학적 특성에 대한 요구 사항이 특히 엄격해집니다.

우주비행사는 자신이 볼 수 있는 것을 바탕으로 우주선을 조종할 수 있다고 믿었습니다. 이는 어느 정도 달성되었습니다. 도킹 중에 그리고 달에 착륙할 때 "앞을 내다보는" 것이 특히 중요합니다. 그곳에서 미국 우주비행사들은 착륙 중에 수동 제어를 두 번 이상 사용했습니다.

대부분의 우주 비행사에게는 주변 환경에 따라 위아래에 대한 심리적 관념이 형성되는데, 현창도 이에 도움이 될 수 있습니다. 마지막으로, 지구의 창문과 같은 현창은 지구, 달 또는 먼 행성의 조명이 비치는 쪽 위로 비행할 때 구획을 조명하는 역할을 합니다.

다른 광학 장치와 마찬가지로 선박의 창에는 초점 거리(0.5km에서 50km까지)와 기타 다양한 특정 광학 매개변수가 있습니다.

우리나라 최초의 우주선을 만들 때 현창 개발을 맡겼습니다. 항공산업부 항공유리연구소(지금 이 OJSC "기술 유리 연구소"). 그들은 또한 “우주를 향한 창” 제작에도 참여했습니다. 주립 광학 연구소의 이름을 따서 명명되었습니다. 시. 바빌로바, 고무산업연구소, 크라스노고르스크 기계 공장그리고 기타 여러 기업 및 조직. 모스크바 지역은 다양한 브랜드의 유리 용해, 현창 제조, 큰 조리개를 갖춘 독특한 장초점 렌즈 제조에 큰 공헌을 했습니다. Lytkarino 광학 유리 공장.

그 작업은 매우 어려운 것으로 판명되었습니다. 한때 항공기 손전등 생산을 마스터하는 데는 오랜 시간이 걸리고 어려웠습니다. 유리는 빠르게 투명성을 잃고 균열로 덮였습니다. 투명성을 보장하는 것 외에도 애국 전쟁은 장갑 유리의 개발을 강요했으며, 전쟁 후 제트기의 속도 증가로 인해 강도 요구 사항이 증가했을 뿐만 아니라 공기 역학적 동안 유약 특성을 보존해야 할 필요성도 발생했습니다. 난방. 우주 프로젝트의 경우 캐노피와 비행기 창문에 사용되는 유리는 적합하지 않았습니다. 온도와 하중이 동일하지 않았습니다.

항공 유리 연구소(S.M.)의 첫 번째 창문의 주요 개발자 이름을 기억하는 것은 적절하지 않습니다. 브레호프스키크, V.I. 알렉산드로프, H.E. Serebryannikova, Yu.I. 네차예프, LA 칼라시니코바, F.T. Vorobyov, E.F. 포스톨스카야, L.V. 킹, V.P. 콜간코프, E.I. 츠베트코프, S.V. 볼차노프, V.I. 크라신, E.G. Loginova 및 기타.

여러 가지 이유로 인해 미국 동료들은 첫 번째 우주선을 만들 때 심각한 "대량 부족"을 경험했습니다. 따라서 그들은 더 가벼운 전자 장치를 고려하더라도 소련과 유사한 선박 제어 자동화 수준을 감당할 수 없었으며 선박 제어를 위한 많은 기능은 첫 번째 우주 비행사 군단에 선택된 숙련된 테스트 조종사에게만 제한되었습니다. 동시에, 최초의 미국 우주선 "머큐리"(우주 비행사가 들어 가지 않고 스스로 착용한다고 말한 것)의 원래 버전에서는 조종사의 창이 전혀 제공되지 않았습니다. 10kg의 추가 질량이 필요한 곳은 어디에도 없습니다.

이 창은 셰퍼드의 첫 비행 이후 우주 비행사들의 긴급한 요청이 있을 때만 나타났습니다. 실제 본격적인 "조종사"창은 승무원 착륙 해치의 Gemini에만 나타났습니다. 그러나 그것은 둥글지 않고 복잡한 사다리꼴 모양으로 만들어졌습니다. 도킹할 때 완전한 수동 제어를 위해서는 조종사가 전방 시야가 필요했기 때문입니다. 그런데 소유즈에서는 이러한 목적으로 하강 모듈의 창에 잠망경이 설치되었습니다. 미국인들은 Corning에 의해 현창을 개발했고 JDSU 부서는 유리 코팅을 담당했습니다.

달 탐사선 아폴로의 사령선에도 5개의 창문 중 하나가 해치에 배치되었습니다. 달 모듈에 도킹할 때 접근을 보장하는 나머지 두 개는 앞을 내다보았고, 두 개의 "측면"이 더 있어 선박의 세로 축에 수직으로 시선을 끌 수 있었습니다. 소유즈에는 일반적으로 하강 모듈에 3개의 창이 있고 서비스 구획에 최대 5개의 창이 있습니다. 대부분의 창문은 모양과 크기가 다양한 궤도 관측소에 있습니다.

"창문 건설"의 중요한 단계는 우주 왕복선과 부란과 같은 우주 비행기용 유리를 만드는 것이었습니다. 셔틀은 비행기처럼 착륙합니다. 즉, 조종사는 조종석에서 좋은 시야를 확보해야 합니다. 따라서 미국과 국내 개발자 모두 복잡한 모양의 대형 창 6개를 제공했습니다. 또한 객실 지붕에 한 쌍이 있습니다. 이는 도킹을 보장하기 위한 것입니다. 또한 객실 후면에는 페이로드 작업을 위한 창문이 있습니다. 그리고 마지막으로 입구 해치의 현창을 따라 이동합니다.

비행의 동적 단계에서 셔틀 또는 부란의 전면 창은 기존 하강 차량의 창이 노출되는 것과는 완전히 다른 하중을 받습니다. 따라서 여기에서는 강도 계산이 다릅니다. 그리고 셔틀이 이미 궤도에 진입하면 "너무 많은" 창문이 있습니다. 객실이 과열되고 승무원이 추가 "자외선"을 받게 됩니다. 따라서 궤도 비행 중에는 셔틀 객실의 일부 창문이 케블라 셔터로 닫혀 있습니다. 그러나 Buran은 창문 내부에 광변색 층을 가지고 있었는데, 이는 자외선에 노출되면 어두워지고 기내로 "추가"를 허용하지 않았습니다.

현창의 주요 부분은 물론 유리입니다. "우주용"은 일반 유리가 아닌 석영이 사용됩니다. "Vostok" 시대에는 선택의 폭이 특별히 크지 않았습니다. SK 및 KV 브랜드만 사용할 수 있었습니다(후자는 용융 석영에 지나지 않습니다). 나중에 다른 많은 유형의 유리가 만들어지고 테스트되었습니다(KV10S, K-108). 그들은 심지어 우주에서 SO-120 플렉시글라스를 사용하려고 시도했습니다. 미국인들은 Vycor 브랜드의 열 및 충격 방지 유리를 알고 있습니다.

창문에는 80mm에서 거의 0.5m(490mm)까지 다양한 크기의 유리가 사용되며 최근에는 800mm의 "유리"가 궤도에 나타났습니다. "우주 창문"의 외부 보호에 대해서는 나중에 논의하겠지만 근자외선의 유해한 영향으로부터 승무원을 보호하기 위해 고정되지 않은 설치 장치로 작동하는 창문의 창에 특수 빔 스플리터 코팅이 적용됩니다.

현창은 단순한 유리가 아닙니다. 내구성과 기능적인 디자인을 얻기 위해 알루미늄이나 티타늄 합금으로 만들어진 홀더에 여러 개의 안경을 삽입합니다. 그들은 심지어 셔틀의 창문에도 리튬을 사용했습니다.

필요한 수준의 신뢰성을 보장하기 위해 처음에는 현창에 여러 개의 유리가 만들어졌습니다. 무슨 일이 생기면 유리 한 개는 깨지고 나머지는 그대로 남아 배를 밀폐 상태로 유지합니다. Soyuz와 Vostok의 국내용 창문에는 각각 세 개의 유리창이 있었습니다(Soyuz에는 이중 유리창이 하나 있지만 대부분의 비행 동안 잠망경으로 덮여 있습니다).

아폴로와 우주 왕복선의 "창문"도 대부분 3개의 유리로 되어 있지만 미국인들은 "첫 번째 제비"인 머큐리호에 4개의 유리로 된 현창을 장착했습니다.

소련과 달리 Apollo 명령 모듈의 미국 현창은 단일 어셈블리가 아니 었습니다. 하나의 유리는 내하중 열 보호 표면의 껍질의 일부로 작동했으며 다른 두 개(본질적으로 두 개의 유리로 구성된 현창)는 이미 가압 회로의 일부였습니다. 결과적으로 이러한 현창은 시각적인 것보다 더 시각적이었습니다. 실제로 아폴로를 관리하는 데 있어 조종사의 핵심 역할을 고려할 때 이 결정은 상당히 논리적으로 보였습니다.

Apollo 달 객실의 창문 세 개 자체는 모두 단일 유리 였지만 외부에서는 가압 회로의 일부가 아닌 외부 유리로 덮여 있었고 내부에서는 내부 안전 플렉시 유리로 덮여있었습니다. 이후 궤도 관측소에는 더 많은 단일 유리창이 설치되었는데, 그곳의 하중은 여전히 우주선 하강 차량의 하중보다 적습니다. 예를 들어, 70년대 초 소련의 행성 간 관측소 "화성"과 같은 일부 우주선에서는 실제로 여러 개의 창문(이중 유리 구성)이 하나의 프레임에 결합되었습니다.

우주선이 궤도에 있을 때 표면의 온도 차이는 수백도에 이를 수 있습니다. 유리와 금속의 팽창계수는 당연히 다릅니다. 따라서 유리와 케이지의 금속 사이에 씰이 배치됩니다. 우리나라에서는 고무공업과학연구소에서 다루었습니다. 디자인은 진공 방지 고무를 사용합니다. 이러한 씰을 개발하는 것은 어려운 작업입니다. 고무는 폴리머이고 우주 방사선은 결국 폴리머 분자를 조각으로 "잘게 쪼개고" 결과적으로 "일반"고무는 단순히 떨어져 나갑니다.

자세히 살펴보면 국내와 미국의 "창문"의 디자인이 서로 크게 다른 것으로 나타났습니다. 국내 디자인의 거의 모든 유리는 원통형입니다 (당연히 "Buran"또는 "Spiral"과 같은 날개 달린 공예품의 유약을 제외하고). 따라서 실린더의 측면에는 눈부심을 최소화하기 위해 특수 처리가 필요합니다. 이를 위해 현창 내부의 반사 표면은 특수 에나멜로 덮여 있으며 챔버의 측벽은 때로는 세미 벨벳으로 덮여 있습니다. 유리는 세 개의 고무 링(처음에는 고무 씰이라고 불림)으로 밀봉되어 있습니다.

미국 아폴로 우주선의 유리는 측면이 둥글고 자동차 테두리의 타이어처럼 고무 씰이 그 위에 늘어져 있습니다.

비행 중에는 더 이상 창 내부의 유리를 천으로 닦을 수 없으므로 이물질이 챔버(유리 사이의 공간)로 들어가서는 안 됩니다. 또한, 유리에 김이 서리거나 얼지 않아야 합니다. 따라서 발사 전에 우주선의 탱크뿐만 아니라 창문도 채워집니다. 챔버는 특히 순수한 건조 질소 또는 건조한 공기로 채워집니다. 유리 자체를 "하역"하기 위해 챔버의 압력은 밀봉된 구획의 압력의 절반으로 제공됩니다. 마지막으로, 구획벽의 내부 표면은 너무 덥지도, 너무 차갑지도 않은 것이 바람직하다. 이를 위해 내부 플렉시글래스 스크린이 설치되는 경우도 있습니다.

유리는 금속이 아니므로 분해되는 방식이 다릅니다. 여기에는 움푹 들어간 부분이 없습니다. 균열이 나타납니다. 유리의 강도는 주로 표면 상태에 따라 달라집니다. 따라서 미세 균열, 흠집, 긁힘 등 표면 결함을 제거하여 강화됩니다. 이를 위해 유리를 에칭하고 강화합니다. 그러나 광학 기기에 사용되는 유리는 이러한 방식으로 처리되지 않습니다. 표면은 소위 깊은 연삭에 의해 경화됩니다. 70년대 초반에는 광학창의 외부 유리가 이온 교환을 통해 강화되어 내마모성을 높일 수 있었습니다.

빛 투과율을 향상시키기 위해 유리는 다층 반사 방지 코팅으로 코팅되어 있습니다. 산화주석이나 인듐을 함유할 수 있습니다. 이러한 코팅은 광 투과율을 10~12% 증가시키며 반응성 음극 스퍼터링을 사용하여 적용됩니다. 또한 산화인듐은 중성자를 잘 흡수하므로 예를 들어 유인 행성 간 비행 중에 유용합니다. 인듐은 일반적으로 유리 산업뿐만 아니라 유리 산업의 "철학자의 돌"입니다. 인듐 코팅 거울은 대부분의 스펙트럼을 동일하게 반사합니다. 마찰 장치에서 인듐은 내마모성을 크게 향상시킵니다.

비행 중에 창문도 외부에서 더러워질 수 있습니다. Gemini 프로그램에 따라 비행이 시작된 후 우주비행사들은 열 보호 코팅에서 발생하는 연기가 유리에 침전되는 것을 발견했습니다. 비행 중인 우주선은 일반적으로 소위 동반 대기를 획득합니다. 가압된 구획에서 무언가 누출되고 있고, 스크린 진공 단열재의 작은 입자가 선박 옆에 "걸려 있으며" 자세 제어 엔진 작동 중에 연료 구성 요소의 연소 생성물이 있습니다... 일반적으로 다음보다 많은 것이 있습니다. 시야를 "손상"시킬 뿐만 아니라, 예를 들어 온보드 사진 장비의 작동을 방해할 만큼 충분한 잔해와 먼지가 있습니다.

행성간 우주정거장 개발자 NPO 임. S.A. 라보치키나그들은 우주선이 혜성 중 하나로 비행하는 동안 그 구성에서 두 개의 "머리"(핵)가 발견되었다고 말합니다. 이는 중요한 과학적 발견으로 인식되었습니다. 그런 다음 현창의 안개로 인해 두 번째 "머리"가 나타 났으며 이로 인해 광학 프리즘 효과가 발생했습니다.

태양 플레어의 결과를 포함하여 배경 우주 방사선 및 우주 방사선의 전리 방사선에 노출되면 창의 창은 빛 투과율을 변경해서는 안됩니다.

태양과 우주선의 전자기 복사와 유리의 상호 작용은 일반적으로 복잡한 현상입니다. 유리가 방사선을 흡수하면 소위 "색상 중심"이 형성될 수 있습니다. 즉, 초기 광 투과율이 감소하고 또한 발광을 유발할 수 있습니다. 흡수된 에너지의 일부가 즉시 빛의 형태로 방출될 수 있기 때문입니다. 양자.

유리의 발광은 추가 배경을 생성하여 이미지 대비를 감소시키고 잡음 대 신호 비율을 증가시키며 장비의 정상적인 작동을 불가능하게 만들 수 있습니다. 따라서 광학창에 사용되는 유리는 높은 복사-광학 안정성과 함께 낮은 발광 수준을 가져야 합니다. 복사 강도의 영향을 받는 광학 유리에서는 발광 강도의 크기가 색 저항성만큼 중요합니다.

우주 비행의 요인 중 창문에 가장 위험한 요인 중 하나는 미세 유성 충돌입니다. 이로 인해 유리의 강도가 급격히 감소합니다. 광학적 특성도 저하됩니다.

비행 첫해가 지나면 장기 궤도 관측소의 외부 표면에서 1.5mm에 달하는 크레이터와 긁힌 자국이 발견됩니다. 표면의 대부분은 유성 입자와 인공 입자로부터 보호될 수 있지만 창문은 이런 방식으로 보호할 수 없습니다.

예를 들어 온보드 카메라가 작동하는 창문에 때때로 설치되는 렌즈 후드가 어느 정도 도움이 됩니다. 미국 최초의 궤도 관측소인 스카이랩(Skylab)에서는 창문이 구조적 요소로 부분적으로 보호될 것으로 가정했습니다. 그러나 물론 가장 근본적이고 신뢰할 수 있는 해결책은 제어 가능한 덮개를 사용하여 외부에서 "궤도" 창을 덮는 것입니다. 이 솔루션은 특히 소련의 2세대 궤도 관측소 Salyut-7에 적용되었습니다.

궤도에는 점점 더 많은 "쓰레기"가 있습니다. 셔틀 비행 중 하나에서 분명히 인공적으로 만들어진 무언가가 창문 중 하나에 눈에 띄는 구덩이 분화구를 남겼습니다. 유리는 살아남았지만 다음에 무슨 일이 일어날지 누가 알겠는가?... 그건 그렇고, 이것이 우주 쓰레기 문제에 대한 '우주 공동체'의 심각한 우려의 이유 중 하나입니다. 특히 우리나라에서는 교수 사마라 주립 항공 우주 대학교 L.G. 루카셰프.

하강 차량의 창문은 훨씬 더 어려운 조건에서도 작동합니다. 대기권으로 내려갈 때 그들은 고온 플라즈마 구름 속에 있는 자신을 발견합니다. 하강 중에는 구획 내부의 압력 외에도 외부 압력이 창에 작용합니다. 그리고 종종 눈 위에, 때로는 물 속에 착륙합니다. 동시에 유리는 급격히 냉각됩니다. 따라서 여기서는 힘 문제에 특별한 관심을 기울입니다.

"현창의 단순함–이는 명백한 현상이다. 일부 안경점에서는 평평한 현창을 만든다고 합니다.–이 작업은 구면 렌즈를 제조하는 것보다 더 복잡합니다. 왜냐하면 "정확한 무한대" 메커니즘을 구축하는 것이 유한한 반경을 갖는 메커니즘, 즉 구면을 갖는 메커니즘보다 훨씬 어렵기 때문입니다. 그런데도 창문에는 문제가 생긴 적이 없어요.”- 이것은 아마도 우주선 조립에 대한 가장 좋은 평가일 것입니다. 특히 입에서 나온 것이라면 더욱 그렇습니다. 조지 포민, 최근에는 국가 과학 연구 및 디자인 센터 "TsSKB - Progress"의 첫 번째 부총괄 디자이너였습니다.

얼마 전인 2010년 2월 8일, 셔틀 비행 STS-130 이후 국제 우주 정거장에 여러 개의 커다란 사각형 창문과 둥근 800mm 크기의 창문으로 구성된 관측 돔이 나타났습니다.

Cupola 모듈은 지구 관측을 위해 설계되었으며 조작기와 함께 작동합니다. 유럽의 관심사인 Thales Alenia Space가 개발했으며 토리노의 이탈리아 기계 엔지니어가 제작했습니다.

따라서 오늘날 유럽인들은 기록을 보유하고 있습니다. 미국이나 러시아에서는 이렇게 큰 창문이 궤도에 진입한 적이 없습니다. 미래의 다양한 '우주 호텔' 개발자들도 거대한 창문에 대해 이야기하며 미래의 우주 관광객들에게 그 창문이 특별한 의미를 갖는다고 주장합니다. 따라서 "창문 건설"은 큰 미래를 가지고 있으며 창은 계속해서 유인 및 무인 우주선의 핵심 요소 중 하나입니다.

"둥근 천장"–정말 멋진 것들! 현창에서 지구를 바라볼 때 마치 껴안은 구멍을 통해 보는 것과 같습니다. 그리고 "돔"에서는 360도 뷰가 있어 모든 것을 볼 수 있습니다! 여기에서 보는 지구는 지도처럼 보입니다. 네, 무엇보다 지리적 지도와 비슷합니다. 태양이 어떻게 지고, 어떻게 뜨고, 밤이 어떻게 다가오는지 볼 수 있습니다. 이 모든 아름다움은 내면이 얼어붙은 상태로 보입니다.”

우주 비행사 Maxim Suraev의 일기에서.

2014년 12월 첫 무인 시험비행을 했다. 오리온의 도움으로 화물과 우주비행사가 우주로 발사될 것이지만, 그것이 이 우주선이 할 수 있는 전부는 아닙니다. 앞으로는 달과 화성 표면까지 사람을 구출해야 할 쪽이 오리온이 될 것이다. 선박을 제작할 때 개발자들은 많은 흥미로운 기술과 신소재를 사용했는데, 그 중 하나를 오늘 알려드리고 싶습니다.

우주비행사가 소행성, 달 또는 화성을 향해 여행할 때 우주선 선체에 있는 작은 창문을 통해 우주의 놀라운 전망을 감상하게 됩니다. NASA 엔지니어들은 이러한 창문을 이전 우주선보다 더 강하고, 더 가볍고, 더 저렴하게 만들기 위해 노력하고 있습니다.

ISS와 우주 왕복선의 경우 창문은 합판 유리로 만들어졌습니다. 오리온의 경우 처음으로 아크릴 플라스틱을 사용해 선박 창문의 무결성을 크게 향상시킬 예정이다.

“유리창 패널은 역사적으로 선박 외피의 일부로 선박 내부에 필요한 압력을 유지하고 우주비행사의 사망을 방지해 왔습니다. 유리는 또한 지구 대기에 진입할 때 발생하는 엄청난 온도로부터 승무원을 최대한 보호해야 합니다. 그러나 유리의 가장 큰 단점은 구조적 불완전성입니다. 무거운 하중을 받으면 유리의 강도는 시간이 지남에 따라 감소합니다. 우주에서 비행할 때 이 약점은 우주선에서 잔인한 농담을 할 수 있습니다.”라고 NASA의 창 하위 시스템 부서 책임자인 Linda Estes는 말합니다.

유리는 현창에 이상적인 재료가 아니기 때문에 엔지니어들은 이에 더 적합한 재료를 끊임없이 찾고 있었습니다. 세상에는 구조적으로 안정된 재료가 많이 있지만, 현창을 만드는 데 사용할 수 있을 만큼 투명한 재료는 극히 일부에 불과합니다.

Orion 개발 초기 단계에서 NASA는 폴리카보네이트를 창문 소재로 사용하려고 시도했지만 고해상도 이미지를 얻는 데 필요한 광학 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 그 후 엔지니어들은 최고의 투명성과 엄청난 강도를 제공하는 아크릴 소재로 전환했습니다. 미국에서는 거대한 수압을 견디면서 잠재적으로 위험한 환경으로부터 주민들을 보호하는 아크릴로 거대한 수족관을 만듭니다.

현재 Orion에는 승무원 모듈에 4개의 창문이 내장되어 있을 뿐만 아니라 2개의 해치 각각에 추가 창문이 장착되어 있습니다. 각 현창은 세 개의 패널로 구성됩니다. 내부 패널은 아크릴로 만들어졌고 나머지 두 개는 여전히 유리로 만들어졌습니다. 오리온이 첫 번째 시험 비행 중에 이미 우주에 있었던 것은 이런 형태였습니다. 올해 NASA 엔지니어들은 창문에 아크릴 패널 2개와 유리 1개를 사용할 수 있는지 여부를 결정해야 합니다.

앞으로 몇 달 안에 Linda Estes와 그녀의 팀은 아크릴 패널에 대해 "크리프 테스트"라고 부르는 작업을 수행할 예정입니다. 이 경우 크리프는 일정한 하중이나 기계적 응력의 영향으로 시간이 지남에 따라 발생하는 고체의 느린 변형입니다. 예외 없이 모든 고체는 결정질과 비정질 모두 크리프 현상을 겪습니다. 아크릴 패널은 엄청난 하중을 받으며 270일 동안 테스트됩니다.

아크릴 창문은 Orion 선박을 훨씬 더 가벼워지게 할 것이며, 그 구조적 강도는 우발적인 긁힘 및 기타 손상으로 인해 창문이 파손될 위험을 제거합니다. NASA 엔지니어에 따르면 아크릴 패널 덕분에 선박의 무게를 90kg 이상 줄일 수 있다고 합니다. 질량을 줄이면 우주선을 우주로 발사하는 것이 훨씬 저렴해집니다.

아크릴 패널로 전환하면 아크릴이 유리보다 훨씬 저렴하기 때문에 Orion급 선박 건조 비용도 절감됩니다. 우주선 한 대를 건설하는 동안 창문 비용만 약 200만 달러를 절약할 수 있습니다. 아마도 미래에는 유리 패널이 창문에서 완전히 제외될 수도 있지만, 현재로서는 추가로 철저한 테스트가 필요합니다.

우리는 날고 있습니까?? ?)) 우주선 창문은 어느 도시에서 어떻게 만들어지나요? 그리고 가장 좋은 답변을 얻었습니다

마스크 시크릿 모드[전문가]의 답변
우주선(SV)의 창은 두 가지 주요 기능을 수행합니다. 첫째, 왜곡과 간섭을 최소화하면서 광학 기기의 작동이나 육안 관찰을 보장하기 위해 전자기 복사의 적절한 범위와 전송 및 반사 수준이 있어야 합니다.
둘째, 우주선 껍질의 일부이기 때문에 무결성을 유지하면서 우주 및 지구 대기 요인의 영향으로부터 승무원과 장비를 보호해야 합니다.

우주선에서 창문을 장기간 사용하면 손상 가능성이 높아집니다. 유리 외부 표면에는 미세 운석의 영향으로 우주 먼지와 잔해, 분화구, 홈, 다양한 크기와 모양의 흠집이 형성됩니다. 제품의 신뢰성에 대한 우려가 제기됩니다.
장기 궤도 ISS의 출시로 인해 지상 기반 모델링 중 미세 입자의 충격으로 손상된 광학 요소의 장기적인 강도와 내구성을 연구하고, 새로운 기계적 결함을 분석 및 체계화하고, 허용 가능 및 임계의 과학적, 기술적 입증이 필요했습니다. 결함이 있는 창의 상태를 검사하는 방법론을 개발하고 결함이 있는 작동성 현창에 대한 보고서를 발행합니다.
첫 번째 우주선의 객실은 비행기의 일반적인 조종사 객실보다 훨씬 더 넓습니다. 장치에는 세 가지가 있습니다.
내열 유리와 두 개의 빠르게 열리는 해치가 있는 현창.

보스토크 우주선의 선실에는 세 개의 창문(전방 및 측면 시야)이 장착된 반면, 머큐리 우주선의 선실에는 단 하나의 창문(우주비행사 앞)이 장착되어 있었습니다.
우주선 창 7K. 사진 1966
현창은 도네츠크 지역 Konstantinovka의 Avtosteklo 공장에서 생산되었습니다. "기타 제품" 열에 나열되어 있습니다. 모든 것이 매우 비밀스러웠습니다. 그들은 최초의 원자력 쇄빙선 "레닌"의 장착에 참여하는 것을 포함하여 다양한 차량용 유리를 만들었습니다. 이제 이 기업은 Spetstekhsteklo CJSC라고 불리며 새로운 다층 유리를 개발하고 항공 유리, 강화, 두께 6.5-70mm의 다층 유리, 장갑(II-IV도) 생산을 시작했습니다.
특수 유리 생산의 혁신 - 세계 최대의 사파이어가 우크라이나에서 재배되었습니다. 이 놀라운 돌이 나타나는 과정은 7월 20일부터 7월 30일까지 단 10일밖에 걸리지 않았습니다. 이렇게 짧은 시간에 돌은 80 x 35 x 5cm, 무게 45kg이라는 놀라운 크기에 도달했습니다. 이 크기와 모양의 사파이어로 내후성 우주선용 창문을 만드는 것이 가능할 것입니다.
원천:

답변 답변 2개[전문가]

안녕하세요! 다음은 귀하의 질문에 대한 답변이 포함된 주제 모음입니다: ARE WE FLYING?? ?)) 우주선 창문은 어느 도시에서 어떻게 만들어지나요?

답변 알렉세이 쿠즈네초프[전문가]
나는 Tereshkova의 현창이 Novgorod 지역의 작은 마을 인 Malaya Vishera의 지역 유리 공장에서 만들어 졌다는 것을 확실히 알고 있습니다. 공장은 폐쇄되었지만 퇴역 군인들은 Valya의 개인적인 감사를 기억합니다.

답변 마리나[전문가]
Gus-Khrustalnensky 석영 유리 공장에서.
식물은 정말 독특합니다. 고순도 석영 제품 생산을 위한 기술과 장비를 보유한 러시아 유일의 회사입니다. 유리가 없으면 파워 레이저 설치가 작동하지 않으며 단일 우주선이 궤도에 진입하지 않습니다. 또한 원자력 발전소용 방사선 방지 유리, 특히 화학 산업용 순수 유리, 액정 컴퓨터 디스플레이용 석영 기판, 광섬유, 야간 투시 장치용 유리, 이동 및 우주 통신용 결정질 피에조석영 등이 있습니다. 소련 당시에는 건설자재 산업에 속해 있었으며 이 공장은 거의 전적으로 방위 산업에 사용되었습니다.
여기에는 두 가지 주요 전문 분야가 있습니다. 첫째, 5번 공방이 전문으로 하는 수정석을 생산하는 곳인데, 고가의 일본 장비를 설치한 곳이다. 그리고 이것은 무엇보다도 무선 전자 산업을 위한 공진기를 만드는 피에조석영입니다. 가격은 킬로그램당 50~150달러이다. 그리고 작업장의 잠재적 용량은 연간 약 240톤의 결정을 생산하는 것입니다. 그리고 이것은 250만~300만 달러의 이익을 얻습니다. .
두 번째 방향은 융합 석영으로, 이로부터 우주 정거장용 동일한 창, 액정 모니터용 기판, 특히 화학 산업용 순수 유리, 광섬유 등이 만들어집니다.
국내 유일의 우주선, 공군 항공기, 잠수함용 창문 개발업체인 유리기술연구소가 붕괴 위기에 처해 있다.
우주 공간의 엄청난 온도에서는 선박 창문의 모든 유리가 타버리고 두께가 두꺼워지면 투명도가 눈에 띄게 떨어지기 때문에 가시성이 어려워집니다. 유리 자체의 광학적 특성을 변화시키지 않고 창 외부에 무기 나노재료 코팅을 적용했습니다. 부란의 외부 껍질도 나노분말을 기반으로 한 내열성 세라믹 화합물로 덮여 있었습니다.
사마라 공장에서.
우주선용 창문 만들기
우주선을 투과시키지 않는 보호 유리가 있는 현창. 직사광선으로부터 보호하는 교체 가능한 필터와 과도한 방사선 또는 온도 상승의 경우 차광 메커니즘도 있습니다.
대부분의 경우 GOI는 각각의 새로운 렌즈의 설계, 제조 및 프로토타입을 테스트한 후 입증된 기술이 업계 기업에 도입되었습니다. 렌즈 개발자가 더 높은 기술 또는 작동 특성을 달성하는 데 필요한 매개변수를 갖춘 유리가 "충분하지 않은" 경우 이러한 유리는 GOI(NITIOM)의 1번 지점에서 특별히 개발되었으며 해당 용융 기술이 있다는 점에 유의해야 합니다. 도 소개되었습니다. 이 작업은 뛰어난 과학자이자 우주, 재료 과학을 포함한 광학 분야의 창시자인 Academician G. T. Petrovsky가 주도했습니다. 특히 그의 리더십 하에 공간 조건에서 전위 수가 감소된 특히 순수한 광학 결정을 성장시키는 연구와 실험이 수행되었다는 점을 언급하겠습니다.

그들은 셔터가 달린 유리창이 장착된 껍질을 타고 달 탐험을 떠납니다. Tsiolkovsky와 Wells의 캐릭터는 큰 창문을 통해 우주를 내다보고 있습니다.

실제로 우주기술 개발자들에게는 '창'이라는 단순한 단어가 용납되지 않는 것처럼 보였습니다. 따라서 우주비행사가 우주선 밖을 내다볼 수 있는 것을 특수 유리라고 부르며 덜 "의식적으로" 현창이라고 합니다. 또한 사람의 현창은 시각적 현창이고 일부 장비의 경우 광학 현창입니다.

창문은 우주선 껍질의 구조적 요소이자 광학 장치입니다. 한편으로는 외부 환경의 영향으로부터 구획실 내부에 위치한 장비와 승무원을 보호하는 역할을 하는 반면, 다른 한편으로는 각종 광학 장비의 작동 및 육안 관찰 능력을 제공해야 합니다. 그러나 관측뿐만 아니라 바다 양쪽에서 "스타워즈"를 위한 장비를 그릴 때 그들은 군함의 창문을 통해 모여 조준하고 있었습니다.

관측 우주선에는 두 가지 유형의 창문이 있습니다. 첫 번째 유형은 가압실에 위치한 촬영 장비(렌즈, 카세트 부품, 이미지 수신기 및 기타 기능 요소)를 "적대적인" 외부 환경과 완전히 분리합니다. Zenit형 우주선은 이 계획에 따라 제작되었습니다. 두 번째 유형의 현창은 카세트 부분, 이미지 수신기 및 기타 요소를 외부 환경과 분리하는 반면, 렌즈는 밀봉되지 않은 구획, 즉 진공 상태에 있습니다. 이 방식은 Yantar형 우주선에 사용됩니다. 이러한 설계를 사용하면 현창이 단순한 "공간으로 향하는 창"이 아니라 촬영 장비 광학 시스템의 필수적인 부분이기 때문에 현창의 광학적 특성에 대한 요구 사항이 특히 엄격해집니다.

다른 광학 장치와 마찬가지로 선박의 창에는 초점 거리(0.5km에서 50km까지)와 기타 다양한 특정 광학 매개변수가 있습니다.

우리의 글레이저는 세계 최고입니다

우리나라에서 처음으로 우주선이 만들어졌을 때 창문 개발은 항공산업부 항공유리연구소(현 OJSC 기술유리과학연구소)에 맡겨졌습니다. 주립 광학 연구소(State Optical Institute)의 이름을 따서 명명되었습니다. S. I. Vavilova, 고무 산업 연구소, Krasnogorsk 기계 공장 및 기타 여러 기업 및 조직. 모스크바 근처의 Lytkarinsky 광학 유리 공장은 다양한 브랜드의 유리 용해, 현창 및 큰 조리개를 갖춘 독특한 장초점 렌즈 생산에 큰 공헌을 했습니다.

그 작업은 매우 어려운 것으로 판명되었습니다. 한때 비행기 조명 생산을 마스터하는 데 시간이 오래 걸리고 어려웠습니다. 유리는 빠르게 투명성을 잃고 균열로 덮였습니다. 투명성을 보장하는 것 외에도 애국 전쟁은 장갑 유리의 개발을 강요했으며, 전쟁 후 제트기의 속도 증가로 인해 강도 요구 사항이 증가했을 뿐만 아니라 공기 역학적 동안 유약 특성을 보존해야 할 필요성도 발생했습니다. 난방. 우주 프로젝트의 경우 랜턴과 비행기 창문에 사용되는 유리는 적합하지 않았습니다. 온도와 하중이 동일하지 않았습니다.

최초의 우주 창문은 1959년 5월 22일 CPSU 중앙위원회와 소련 각료회의 결의안 No. 569-264에 기초하여 우리나라에서 개발되었으며, 이는 유인 비행 준비의 시작을 제공했습니다. . 소련과 미국 모두에서 첫 번째 현창은 둥글었습니다. 계산하고 제조하기가 더 쉬웠습니다. 게다가 국내 선박은 원칙적으로 사람의 개입 없이 조종이 가능하기 때문에 항공기와 같은 개요를 너무 잘 볼 필요도 없었다. Gagarin의 Vostok에는 두 개의 창문이 있습니다. 하나는 우주비행사의 머리 바로 위, 하강 차량의 입구 해치에 있었고, 다른 하나는 하강 차량 본체의 발 밑에 있었습니다. 항공 유리 연구소의 첫 번째 창문의 주요 개발자 이름을 기억하는 것은 전혀 잘못된 것이 아닙니다. 이들은 S.M. Brekhovskikh, V.I입니다. Alexandrov, H. E. Serebryannikova, Yu. I. Nechaev, L. A. Kalashnikova, F. T. Vorobyov, E. F. Postolskaya, L. V. Korol, V. P. Kolgankov, E. I. Tsvetkov, S. V. Volchanov, V. I. Krasin, E. G. Loginova 및 기타.

달 탐사선 아폴로의 사령선에도 5개의 창문 중 하나가 해치에 배치되었습니다. 달 모듈에 도킹할 때 접근을 보장하는 나머지 두 개는 앞을 내다보았고, 두 개의 "측면"이 더 있어 선박의 세로 축에 수직으로 시선을 끌 수 있었습니다. 소유즈에는 일반적으로 하강 모듈에 3개의 창이 있고 서비스 구획에 최대 5개의 창이 있습니다. 무엇보다도 궤도 관측소에는 최대 수십 개의 다양한 모양과 크기의 창문이 있습니다.

창문 건설의 중요한 단계는 우주 왕복선과 부란과 같은 우주 비행기용 유리를 만드는 것이었습니다. 셔틀은 비행기처럼 착륙합니다. 즉, 조종사는 조종석에서 좋은 시야를 확보해야 합니다. 따라서 미국과 국내 개발자 모두 복잡한 모양의 대형 창 6개를 제공했습니다. 또한 객실 지붕에 한 쌍이 있습니다. 이는 도킹을 보장하기 위한 것입니다. 또한 객실 후면에 있는 창문 - 탑재량 작업용입니다. 그리고 마지막으로 입구 해치의 현창을 따라 이동합니다.

프레임, 셔터, 걸쇠, 조각된 창문...

아폴로와 우주 왕복선의 "창문"도 대부분 3개의 유리로 되어 있지만 미국인들은 "첫 번째 제비"인 수성에 4개의 유리로 된 현창을 장착했습니다.

우주선이 궤도에 있을 때 표면의 온도 차이는 수백도에 이를 수 있습니다. 유리와 금속의 팽창계수는 당연히 다릅니다. 따라서 유리와 케이지의 금속 사이에 씰이 배치됩니다. 우리나라에서는 고무공업과학연구소에서 다루었습니다. 디자인은 진공 방지 고무를 사용합니다. 이러한 씰을 개발하는 것은 어려운 작업입니다. 고무는 폴리머이고 우주 방사선은 결국 폴리머 분자를 조각으로 "절단"하고 결과적으로 "일반"고무는 단순히 떨어져 나갑니다.

Buran 캐빈의 전방 유리. Buran 현창의 내부 및 외부 부분

미국 아폴로 우주선의 유리는 측면이 둥글고 자동차 테두리의 타이어처럼 고무 씰이 그 위에 늘어져 있습니다.

빛은 인도에 쐐기를 박았습니다. 렌즈는 우리에게 필요한 것을 밝혀냈습니다!

빛 투과율을 향상시키기 위해 유리는 다층 반사 방지 코팅으로 코팅되어 있습니다. 산화주석이나 인듐을 함유할 수 있습니다. 이러한 코팅은 광 투과율을 10-12% 증가시키며 반응성 음극 스퍼터링에 의해 적용됩니다. 또한 산화인듐은 중성자를 잘 흡수하므로 예를 들어 유인 행성 간 비행 중에 유용합니다. 인듐은 일반적으로 유리 산업뿐만 아니라 유리 산업의 "철학자의 돌"입니다. 인듐 코팅 거울은 대부분의 스펙트럼을 동일하게 반사합니다. 마찰 장치에서 인듐은 내마모성을 크게 향상시킵니다.

NPO의 행성 간 우주 정거장 개발자의 이름을 따서 명명되었습니다. S.A. Lavochkina는 우주선이 혜성 중 하나로 비행하는 동안 그 구성에서 두 개의 "머리"(핵)가 발견되었다고 말합니다. 이는 중요한 과학적 발견으로 인식되었습니다. 그런 다음 현창의 안개로 인해 두 번째 "머리"가 나타 났으며 이로 인해 광학 프리즘 효과가 발생했습니다.

태양 플레어의 결과를 포함하여 배경 우주 방사선 및 우주 방사선의 전리 방사선에 노출되면 창의 창은 빛 투과율을 변경해서는 안됩니다. 태양과 우주선의 전자기 복사와 유리의 상호 작용은 일반적으로 복잡한 현상입니다. 유리가 방사선을 흡수하면 소위 "색상 중심"이 형성될 수 있습니다. 즉, 초기 광 투과율이 감소하고 또한 발광을 유발할 수 있습니다. 흡수된 에너지의 일부가 즉시 빛의 형태로 방출될 수 있기 때문입니다. 양자. 유리의 발광은 추가 배경을 생성하여 이미지 대비를 감소시키고 잡음 대 신호 비율을 증가시키며 장비의 정상적인 작동을 불가능하게 만들 수 있습니다. 따라서 광학창에 사용되는 유리는 높은 복사-광학 안정성과 함께 낮은 발광 수준을 가져야 합니다. 복사 강도의 영향을 받는 광학 유리에서는 발광 강도의 크기가 색 저항성만큼 중요합니다.

우주 비행의 요인 중 창문에 가장 위험한 요인 중 하나는 미세 유성 충돌입니다. 이로 인해 유리의 강도가 급격히 감소합니다. 광학적 특성도 저하됩니다. 비행 첫해가 지나면 장기 궤도 관측소의 외부 표면에서 1.5mm에 달하는 크레이터와 긁힌 자국이 발견됩니다. 표면의 대부분은 유성 입자와 인공 입자로부터 보호될 수 있지만 창문은 이런 방식으로 보호할 수 없습니다. 예를 들어 온보드 카메라가 작동하는 창문에 때때로 설치되는 렌즈 후드가 어느 정도 도움이 됩니다. 미국 최초의 궤도 관측소인 스카이랩(Skylab)에서는 창문이 구조적 요소로 부분적으로 보호될 것으로 가정했습니다. 그러나 물론 가장 근본적이고 신뢰할 수 있는 해결책은 제어 가능한 덮개를 사용하여 외부에서 "궤도" 창을 덮는 것입니다. 이 솔루션은 특히 소련의 2세대 궤도 관측소 Salyut-7에 적용되었습니다.

궤도에는 점점 더 많은 "쓰레기"가 있습니다. 셔틀 비행 중 하나에서 분명히 인공적으로 만들어진 무언가가 창문 중 하나에 눈에 띄는 구덩이 분화구를 남겼습니다. 유리는 살아남았지만 다음에 무슨 일이 일어날지 누가 알겠는가?... 그건 그렇고, 이것이 우주 쓰레기 문제에 대한 '우주 공동체'의 심각한 우려의 이유 중 하나입니다. 우리나라에서는 창문을 포함한 우주선의 구조 요소에 대한 미세 운석의 영향 문제가 특히 Samara State Aerospace University L.G. Lukashev 교수에 의해 활발히 연구되고 있습니다.

“현창의 단순성은 명백한 현상입니다. 일부 안경사들은 평면 조명 장치를 만드는 것이 구면 렌즈를 만드는 것보다 더 어려운 작업이라고 말합니다. 왜냐하면 "정확한 무한대" 메커니즘을 만드는 것이 유한한 반경, 즉 구면을 갖는 메커니즘보다 훨씬 어렵기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 창문에는 아무런 문제가 없었습니다.”-이것은 아마도 우주선 장치에 대한 가장 좋은 평가일 것입니다. 특히 최근 Georgy Fomin의 입에서 나온 것이라면-State Scientific의 첫 번째 부국장 설계자 연구 및 생산 우주 센터 "TsSKB - 진행".

우리는 모두 유럽의 "돔" 아래에 있습니다

큐폴라 개요 모듈

"돔"은 정말 멋진 것입니다! 현창에서 지구를 바라볼 때 마치 껴안은 구멍을 통해 보는 것과 같습니다. 그리고 "돔"에서는 360도 뷰가 있어 모든 것을 볼 수 있습니다! 여기에서 보는 지구는 지도처럼 보입니다. 네, 무엇보다 지리적 지도와 비슷합니다. 태양이 어떻게 사라지고, 어떻게 뜨고, 밤이 어떻게 다가오는지 볼 수 있습니다... 당신은 내부가 얼어붙은 듯한 이 모든 아름다움을 봅니다.

우주는 바다가 아니다

스타워즈와 스타트렉 시리즈에서 그들이 무엇을 묘사하든 우주는 바다가 아닙니다. 우주 여행이 바다를 항해하는 것과 유사하다고 묘사하는 쇼가 너무 많습니다. 이건 틀렸어

일반적으로 공간은 2차원이 아니고 마찰도 없으며 우주선의 갑판도 선박의 갑판과 동일하지 않습니다.

더 논란이 되는 점 - 우주선은 해군 분류에 따라 이름이 지정되지 않습니다(예: "순양함", "전함", "구축함" 또는 "프리깃", 군대 순위 구조는 공군 순위와 유사하지만 해군, 그리고 일반적으로 해적은 그렇지 않을 것입니다.

공간은 입체적이다

공간은 3차원이지 2차원이 아닙니다. 2차원성은 “공간은 바다이다”라는 오해의 결과입니다. 우주선은 보트처럼 움직이지 않으며 "위로" 또는 "아래로" 이동할 수 있습니다. 우주선에는 "천장"이 없기 때문에 이는 비행기의 비행과 비교할 수도 없습니다. 이론적으로 우주선의 조종은 어떤 식으로든 제한되지 않습니다.

공간에서의 방향도 중요하지 않습니다. 우주선 엔터프라이즈(Enterprise)와 인트레피드(Intrepid)가 거꾸로 지나가는 모습을 보면 전혀 이상할 것이 없으며 실제로는 이 자세가 금지된 것은 아니다. 더욱이, 배의 뱃머리는 배가 현재 비행하고 있는 방향과 완전히 다른 방향을 향할 수도 있습니다.

이는 "측면 일제 사격"에서 최대 사격 밀도로 유리한 방향에서 적을 공격하는 것이 어렵다는 것을 의미합니다. 우주선은 2D 공간처럼 어떤 방향에서든 접근할 수 있습니다.

로켓은 선박이 아니다

나는 Enterprise나 Battlestar Galactica의 레이아웃이 어떻게 생겼는지 상관하지 않습니다. 과학적으로 올바른 로켓에서 "아래쪽"은 로켓 엔진의 배기쪽을 향합니다. 즉, 우주선의 배치는 비행기라기보다는 초고층 빌딩에 훨씬 가깝습니다. 바닥은 가속 축에 수직으로 위치하며 "위"는 선박이 현재 가속하는 방향입니다. 다르게 생각하는 것은 가장 성가신 실수 중 하나이며 SF 작품에서 매우 인기가 높습니다. 스타워즈, 스타트렉, 배틀스타 갤럭티카에 대한 소개입니다!

이러한 오해는 “공간은 2차원이다”라는 착각에서 비롯되었습니다. 일부 작품에서는 우주 로켓을 보트 같은 것으로 바꾸기도 합니다. 일반적인 어리 석음의 관점에서도 선체 밖으로 튀어 나온 "다리"는 배 깊이에 위치한 것보다 훨씬 빠르게 적의 사격에 의해 발사되어 최소한 어떤 종류의 보호 기능을 갖습니다 (별 여기서는 Trek과 "Uchuu Senkan Yamato"가 즉시 떠오릅니다.

(Anthony Jackson은 두 가지 예외를 지적했습니다. 첫째: 우주선이 대기 비행기로 작동하는 경우 대기에서 "아래쪽"은 양력과 반대되는 날개에 수직이지만 우주에서는 "아래쪽"이 엔진의 방향이 됩니다. 두 번째: 이온 엔진 또는 기타 저가속 엔진은 선박에 약간의 구심 가속도를 제공할 수 있으며 "아래"는 회전축에서 반경 방향으로 향하게 됩니다.)

미사일은 전투기가 아니다

X-윙과 바이퍼는 화면에서 원하는 대로 조종할 수 있지만 대기권과 날개가 없으면 대기권 조종이 불가능합니다.

예, '그 자리에서' 돌아설 수도 없습니다. 우주선이 빠르게 움직일수록 조종하기가 더 어려워집니다. 비행기처럼 움직이지 않을 것입니다. 더 나은 비유는 맨 얼음 위에서 고속으로 가속하는 완전히 적재된 트랙터-트레일러의 동작입니다.

군사적, 과학적, 경제적 관점에서 전투기의 정당성 자체도 의문의 여지가 있습니다.

로켓은 화살이 아니다

우주선이 반드시 코가 가리키는 곳으로 비행하는 것은 아닙니다. 엔진이 작동하는 동안 가속도는 선박의 뱃머리가 향하는 방향으로 향합니다. 하지만 엔진을 끄면 배는 원하는 방향으로 자유롭게 회전할 수 있다. 필요한 경우 옆으로 비행하는 것이 가능합니다. 이는 전투에서 전체 측면을 발사하는 데 유용할 수 있습니다.

따라서 전투기가 적의 꼬리를 떨쳐내려고 하는 스타워즈의 모든 장면은 완전히 넌센스입니다. 그들이 해야 할 일은 축을 돌려 추격자를 쏘는 것뿐입니다. 좋은 예는 Babylon 5 에피소드 "Midnight on the Firing Line"입니다.

로켓에는 날개가 있다

로켓에 수 메가와트급 추진 시스템, 터무니없이 강력한 열 엔진 또는 에너지 무기가 있는 경우 열을 발산하려면 거대한 방열판이 필요합니다. 그렇지 않으면 아주 빨리 녹거나 쉽게 증발할 수도 있습니다. 라디에이터는 거대한 날개나 패널처럼 보입니다. 라디에이터는 화재에 극도로 취약하기 때문에 이는 군함에 있어서 상당히 문제가 됩니다.

로켓에는 창문이 없습니다

우주선의 현창은 잠수함과 거의 같은 정도로 필요합니다. (아니요, Seaview는 포함되지 않습니다. 엄밀히 말하면 공상 과학 소설입니다. Trident 잠수함에는 파노라마 뷰 창이 없습니다.) 현창-구조적 강도 약화, 게다가 거기에서 무엇을 봐야합니까? 우주선이 행성 주위를 돌거나 다른 우주선 근처에 있지 않는 한 우주의 깊이와 눈부신 태양만 보입니다. 그리고 잠수함과 달리 우주선의 창문은 방사선이 통과할 수 있게 해줍니다.

Star Trek, Star Wars 및 Battlestar Galactica는 단순한 미터 거리에서는 전투가 진행되지 않기 때문에 모두 잘못되었습니다. 지향성 에너지 무기는 망원경을 통해서만 적 함선을 볼 수 있는 거리에서 작동합니다. 전투 중에 창밖을 내다 보면 아무것도 보이지 않습니다. 함선은 너무 멀리 떨어져 있거나 핵폭발의 섬광이나 표적 표면에서 반사되는 레이저 광선에 의해 눈이 멀게 됩니다.

내비게이션 베이에는 비상사태를 대비한 천문 관측 돔이 있을 수 있지만 대부분의 창문은 레이더, 망원 카메라 및 유사한 유형의 센서로 대체됩니다.

우주에는 마찰이 없다

우주에는 마찰이 없습니다. 여기 Terra에서는 자동차를 운전하는 경우 가스를 배출하기만 하면 도로의 마찰로 인해 자동차의 속도가 느려지기 시작합니다. 우주에서는 엔진이 꺼진 상태에서 우주선은 영원히(또는 행성이나 다른 것과 충돌할 때까지) 속도를 유지합니다. 영화 "2001 A Space Odyssey"에서 디스커버리 우주선이 엔진 배기가스 한 방울 없이 목성을 향해 날아갔다는 것을 눈치채셨을 것입니다.

이것이 바로 로켓 비행의 "거리"에 대해 이야기하는 것이 의미가 없는 이유입니다. 행성의 궤도나 태양의 중력 우물에 있지 않은 로켓은 비행 거리가 무한합니다. 이론적으로는 엔진을 점화하고 안드로메다 은하계로 여행할 수 있습니다. 약 백만 년 안에 목적지에 도달할 수 있습니다. 범위 대신 속도 변화에 관해 이야기하는 것이 합리적입니다.

가속과 제동은 대칭이다. 초당 1,000km의 속도로 1시간 가속하면 정지하는 데 약 1시간의 제동이 필요합니다. 보트나 자동차처럼 브레이크를 밟을 수만은 없습니다. ("about"이라는 단어는 선박이 가속되면 질량이 감소하고 제동이 더 쉬워지기 때문에 사용됩니다. 그러나 이러한 세부 사항은 지금은 무시할 수 있습니다.)

우주선 이동 원리를 직관적으로 이해하고 싶다면 몇 안 되는 정확한 시뮬레이션 게임 중 하나를 플레이해 보는 것을 추천합니다. 목록에는 컴퓨터 게임 Orbiter, 컴퓨터 게임(안타깝게도 절판됨) 독립 전쟁, 보드 전쟁 게임인 Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary 및 Star Fist가 포함됩니다(이 두 게임은 더 이상 인쇄되지 않지만 찾을 수 있음). 여기).

연료가 반드시 배를 직접 추진하지는 않습니다.

로켓에는 "연료"(빨간색으로 표시)와 "반응 질량"(파란색으로 표시) 사이에 차이가 있습니다. 로켓은 움직일 때 뉴턴의 제3법칙을 따릅니다. 질량이 방출되어 로켓 가속이 발생합니다.

이 경우, 이 반응 물질을 폐기하기 위해 연료가 소비됩니다. 고전적인 핵 로켓에서 우라늄-235는 원자로의 일반적인 우라늄 막대와 같은 연료가 될 것입니다. 그러나 반응 질량은 바로 이 원자로에서 가열되어 우주선의 노즐 밖으로 날아가는 수소입니다.

혼란은 화학 로켓에서 연료와 반응 질량이 동일하다는 사실 때문에 발생합니다. 셔틀이나 새턴 5호 로켓은 화학 연료를 노즐에서 직접 배출하여 소비합니다.

자동차, 비행기, 보트는 상대적으로 적은 양의 연료를 사용하지만 로켓의 경우에는 그렇지 않습니다. 로켓의 절반은 반응 물질로 채워지고 나머지 절반은 구조 요소, 승무원 및 기타 모든 요소로 채워질 수 있습니다. 그러나 훨씬 더 가능성이 높은 비율은 반응 질량의 75%이거나 더 나쁩니다. 대부분의 로켓은 한쪽 끝에 엔진이 있고 다른 쪽 끝에 작은 승무원실이 있는 거대한 반응 질량 탱크입니다.

우주에는 보이지 않는 사람이 없다

우주에서는 우주선이 탐지되지 않도록 숨길 수 있는 실질적인 방법이 없습니다.

우주에는 소리가 없다

으르렁거리는 엔진과 천둥 같은 폭발음이 나오는 영화를 얼마나 많이 보았는지 상관하지 않습니다. 소리는 대기를 통해 전달됩니다. 분위기도 없고 소리도 없습니다. 아무도 당신의 마지막 소리를 듣지 못할 것입니다. 이 순간은 바빌론 5(Babylon 5)와 파이어플라이(Firefly)를 포함해 극소수의 TV 시리즈에서 정확하게 묘사되었습니다.

유일한 예외는 핵탄두가 선박에서 수백 미터 떨어진 곳에서 폭발하는 경우입니다. 이 경우 감마선의 흐름으로 인해 선체가 변형되면서 소리가 납니다.

무게가 아닌 질량

무게와 질량에는 차이가 있습니다. 물체의 질량은 항상 동일하지만 무게는 물체가 어떤 행성에 있는지에 따라 다릅니다. 1kg 벽돌의 무게는 테라에서 9.81뉴턴(2.2파운드), 달에서는 1.62뉴턴(0.36파운드), 국제 우주 정거장에서는 0뉴턴(0파운드)입니다. 그러나 질량은 어디에서나 1kg으로 유지됩니다. (Chris Bazon은 물체가 당신에 대해 상대론적 속도로 움직이면 질량이 증가한다는 것을 알 수 있다고 지적했습니다. 그러나 이것은 일반적인 상대 속도에서는 볼 수 없습니다.)

이것의 실질적인 결과는 ISS 탑승 시 새끼 손가락 하나로 물체를 두드리는 것만으로는 무거운 물건을 이동할 수 없다는 것입니다. (글쎄, 아마도 일주일에 약 1밀리미터 정도일 것입니다.) 셔틀은 무게가 0인 채로 역 근처를 맴돌 수 있지만 여전히 질량은 90톤입니다. 그를 밀면 그 효과는 극히 미미할 것입니다. (케이프 케네디의 활주로에서 밀었던 것과 비슷합니다).

그리고 셔틀이 역을 향해 천천히 움직이고 있는데 당신이 그들 사이에 끼어 있다면, 셔틀의 무게가 0이라고 해도 케이크로 변하는 슬픈 운명에서 당신을 구할 수는 없습니다. 움직이는 셔틀에 손을 올려서 속도를 늦추어서는 안 됩니다. 이를 작동시키려면 그만큼의 에너지가 필요합니다. 사람은 그렇게 많은 에너지를 가지고 있지 않습니다.

죄송합니다. 궤도 제작자는 이쑤시개처럼 수톤의 강철 빔을 이동할 수 없습니다.

주의가 필요한 또 다른 요소는 뉴턴의 제3법칙입니다. 강철빔을 미는 것은 작용과 반작용을 수반합니다. 빔의 질량이 더 클 가능성이 높으므로 거의 움직이지 않습니다. 그러나 덜 무거운 물체인 당신은 훨씬 더 큰 가속도를 가지고 반대 방향으로 갈 것입니다. 이로 인해 대부분의 도구(예: 망치 및 드라이버)가 자유 낙하 조건에 쓸모 없게 됩니다. 무중력 조건에 대해 유사한 도구를 만들려면 많은 노력을 기울여야 합니다.

자유낙하는 무중력이 아니다

기술적으로 우주 정거장에 탑승한 사람들은 "무중력" 상태가 아닙니다. 지구 표면(지구의 약 93%)의 중력과 거의 다르지 않습니다. 모든 사람이 '날아다니는' 이유는 '자유낙하' 상태 때문이다. 케이블이 끊어졌을 때 엘리베이터 안에 있는 자신을 발견한다면, 당신도 자유 낙하를 경험하게 될 것이며 추락할 때까지 "날아갈" 것입니다. (예, Jonathan은 이것이 공기 저항을 무시한다고 지적했지만 여러분은 그 아이디어를 이해하실 것입니다.)

요점은 역이 "궤도"에 있다는 것입니다. 이는 떨어지는 까다로운 방법으로 끊임없이 땅을 놓치는 것입니다. 자세한 내용은 여기를 참조하세요.

폭발은 없을 거야

보호복을 입지 않은 채 진공 상태에 있다고 해도 풍선처럼 터지지는 않습니다. Jeffrey Landis 박사는 이 문제에 대해 상당히 상세한 분석을 제공했습니다.
간단히 말해서, 당신은 10초 동안 의식을 유지하고, 폭발하지 않으며, 총 약 90초 동안 살게 됩니다.

그들에겐 우리 물이 필요하지 않아

Markus Baur는 물을 얻기 위해 테라를 침공하는 외계인은 얼음을 훔치기 위해 중앙 아메리카를 침공하는 에스키모와 같다고 지적했습니다. 네, 네, 이것은 악명 높은 V 시리즈에 관한 것입니다.

마커스: 물을 얻기 위해 지구에 올 필요는 없어요. 이것은 "저기"에 있는 가장 흔한 물질 중 하나입니다... 그렇다면 홈 시스템에서 훨씬 더 저렴하게(그리고 성가신 인간의 저항 없이) 쉽게 얻을 수 있는 무언가를 위해 몇 광년 떨어진 곳에 배를 보내는 이유는 무엇입니까? "모퉁이 돌면"?