Nesvarbu, ką jie vaizduoja „Žvaigždžių karuose“ ir „Žvaigždžių kelio“ serijose, erdvė nėra vandenynas. Per daug laidų daro moksliškai netikslias prielaidas, vaizduojančias kosmines keliones kaip panašias į navigaciją jūroje. Tai neteisinga

Apskritai erdvė nėra dvimatė, joje nėra trinties, o erdvėlaivio deniai nėra tokie patys kaip laivo.

Daugiau prieštaringų punktų – erdvėlaiviai nebus pavadinti pagal laivyno klasifikaciją (pavyzdžiui, „kreiseris“, „mūšis“, „naikintojas“ ar „fregata“, kariuomenės gretų struktūra bus panaši į karinių oro pajėgų gretas, ne karinio jūrų laivyno ir greičiausiai piratų apskritai nebus.

Erdvė yra trimatė

Erdvė yra trimatė, ji nėra dvimatė. Dvimatiškumas yra klaidingo supratimo „kosmosas yra vandenynas“ pasekmė. Erdvėlaiviai nejuda kaip laivai, jie gali judėti „aukštyn“ ir „žemyn“.

Orientacija erdvėje taip pat neturi reikšmės. Jei matote vienas kitą apverstus erdvėlaivius „Enterprise“ ir „Intrepid“, realybėje nėra nieko keisto, ši padėtis nėra draudžiama. Be to: laivo laivapriekis gali būti nukreiptas visiškai kita kryptimi, nei numatyta. šiuo metu laivas plaukia.

Tai reiškia, kad atakuoti priešą iš palankios krypties su didžiausiu ugnies tankiu „šoninėje salvėje“ yra sunku. Erdvėlaiviai gali priartėti prie jūsų iš bet kurios pusės, visai ne taip, kaip 2D erdvėje

Raketos nėra laivai

Man nesvarbu, kaip atrodo „Enterprise“ ar „Battlestar Galactica“ išdėstymas. Moksliškai teisingoje raketoje „žemyn“ yra link raketų variklių išmetamųjų dujų. Kitaip tariant, erdvėlaivio išdėstymas daug labiau primena dangoraižį nei lėktuvą. Grindys yra statmenos pagreičio ašiai, o „aukštyn“ yra kryptis, kuria šiuo metu jūsų laivas įsibėgėja. Mąstymas kitaip – ​​viena labiausiai erzinančių klaidų, itin populiari SF darbuose. Tai aš APIE JUS „Žvaigždžių karai“, „Star Trek“ ir „Battle Star Galactica“!

Ši klaidinga nuomonė išaugo iš klaidos „erdvė yra dvimatė“. Kai kurie darbai kosmines raketas netgi paverčia kažkuo panašiu į laivus. Net ir žiūrint įprasto kvailumo požiūriu, iš korpuso kyšantį „tiltą“ priešo ugnis nušaus daug greičiau nei esantį laivo gelmėse, kur jis turės bent kažkokią apsaugą (Žvaigždė Čia iš karto į galvą ateina Trek ir „Uchuu Senkan Yamato“).

(Anthony Jackson nurodė dvi išimtis. Pirma: jei erdvėlaivis veikia kaip atmosferinis lėktuvas, atmosferoje „žemyn“ bus statmena sparnams, priešinga pakilimui, tačiau erdvėje „žemyn“ bus oro išmetimo kryptis. Antra: jonų variklis ar kitas mažo pagreičio variklis gali suteikti laivui tam tikrą įcentrinį pagreitį, o „žemyn“ bus nukreiptas radialiai nuo sukimosi ašies.)

Raketos nėra naikintuvai

X-wing ir viper gali manevruoti ekrane kaip nori, bet be atmosferos ir sparnų nėra atmosferinių manevrų.

Taip, jūs taip pat negalėsite apsisukti "vietoje". Kuo greičiau erdvėlaivis juda, tuo sunkiau jį manevruoti. Jis nejudės kaip lėktuvas. Geresnė analogija būtų pilnai pakrautos vilkiko priekabos, greitėjančios dideliu greičiu ant pliko ledo, elgesys.

Taip pat kyla abejonių dėl paties naikintuvų pateisinimo kariniu, moksliniu ir ekonominiu požiūriu.

Raketos nėra strėlės

Erdvėlaivis nebūtinai skraido ten, kur nukreipta jo nosis. Varikliui veikiant pagreitis nukreipiamas ten, kur yra atsuktas laivo pirmagalis. Bet išjungus variklį laivas gali laisvai suktis norima kryptimi. Jei reikia, visai įmanoma skristi į šoną. Tai gali būti naudinga norint iššaudyti visą mūšį.

Taigi visos scenos iš „Žvaigždžių karų“ su kovotoju, bandančiu nusikratyti priešą nuo uodegos, yra visiška nesąmonė. Jiems tereikia apsisukti aplink savo ašį ir nušauti persekiotoją (geras pavyzdys būtų „Babilono 5“ serija „Vidurnaktis ugnies linijoje“).

Raketos turi sparnus

Jei jūsų raketa turi kelių megavatų varomąją sistemą, absurdiškai galingą šilumos variklį ar energetinį ginklą, jai reikės didžiulių aušintuvų, kad išsklaidytų šilumą. Priešingu atveju jis gana greitai ištirps arba net lengvai išgaruos. Radiatoriai atrodys kaip didžiuliai sparnai ar plokštės. Tai nemaža problema karo laivams, nes radiatoriai yra itin pažeidžiami ugnies.

Raketos neturi langų

Erdvėlaivyje iliuminatorių reikia maždaug tiek pat, kiek ir povandeniniame laive. (Ne, Seaview nesiskaito. Griežtai mokslinė fantastika. Povandeniniame laive Trident nėra panoraminių langų). Iliuminatoriai - konstrukcijos stiprumo susilpnėjimas, o be to, į ką ten žiūrėti? Nebent laivas skrieja aplink planetą ar šalia kito laivo, matomos tik kosmoso gelmės ir akinanti saulė. Ir, skirtingai nei povandeniniuose laivuose, erdvėlaivio langai leidžia prasiskverbti spinduliuotei.

„Star Trek“, „Star Wars“ ir „Battlestar Galactica“ yra neteisingi, nes mūšiai NEvyks vos metrų atstumu. Nukreiptos energijos ginklai veiks tokiais atstumais, kur priešo laivus galima pamatyti tik pro teleskopą. Žvelgdamas pro langą į mūšį, nieko nepamatysi. Laivai bus per toli, arba jus apakins branduolinio sprogimo blyksnis arba lazerio ugnis, atsispindėjusi nuo taikinio paviršiaus.

Navigacijos įlankoje gali būti astronominis stebėjimo kupolas avariniams atvejams, tačiau daugumą langų pakeis radarai, teleskopinės kameros ir panašaus tipo jutikliai.

Erdvėje nėra trinties

Erdvėje nėra trinties. Čia Terra, jei vairuojate automobilį, tereikia išleisti dujas ir automobilis pradės lėtėti dėl trinties kelyje. Kosmose, išjungus variklius, laivas išlaikys greitį visą amžinybę (arba tol, kol atsitrenks į planetą ar pan.). Filme „2001 A Space Odyssey“ tikriausiai pastebėjote, kad „Discovery“ erdvėlaivis skrido link Jupiterio be jokio variklio išmetamųjų dujų debesies.

Štai kodėl nėra prasmės kalbėti apie raketos skrydžio „atstumą“. Bet kuri raketa, kuri nėra planetos orbitoje ar Saulės gravitacinėje šulinyje, turi begalinį skrydžio atstumą. Teoriškai galite paleisti variklius ir nukeliauti į Andromedos galaktiką... pasieksite savo tikslą per milijoną metų. Vietoj diapazono prasminga kalbėti apie greičio pokyčius.

Pagreitis ir stabdymas yra simetriški. Valandai įsibėgėjus iki 1000 kilometrų per sekundę greičio, norint sustoti, reikia maždaug valandą stabdyti. Negalite tiesiog paspausti stabdžių, kaip darytumėte valtyje ar automobilyje. (Žodis „apie“ vartojamas, nes laivui įsibėgėjus, jis praranda masę ir tampa lengviau stabdomas. Tačiau į šias detales kol kas galima nekreipti dėmesio.)

Jei norite intuityviai perprasti erdvėlaivių judėjimo principus, rekomenduoju žaisti vieną iš nedaugelio tikslių simuliacinių žaidimų. Sąrašas apima kompiuterinis žaidimas Orbiter, kompiuterinis (deja, neišleistas iš naujo) žaidimas Independence War ir stalo karo žaidimai Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary ir Star Fist (šių dviejų nebėra spaudoje, bet juos galite rasti čia).

Degalai nebūtinai varo laivą tiesiogiai

Raketos skiriasi „degalai“ (pažymėta raudona spalva) ir „reakcijos masė“ (pažymėta mėlyna spalva). Raketos judėdamos paklūsta trečiajam Niutono dėsniui. Masė išmetama, suteikiant raketai pagreitį.

Šiuo atveju kuras išleidžiamas šiai reakcijos masei išmesti. Klasikinėje branduolinėje raketoje uranas-235 bus kuras, o įprasti urano strypai branduolinis reaktorius, tačiau reakcijos masė yra vandenilis, įkaitintas būtent šiame reaktoriuje ir išskrendantis iš laivo purkštukų.

Sumaištį sukelia tai, kad cheminėse raketose kuras ir reakcijos masė yra viena ir ta pati. Šaudyklė arba raketa Saturn 5 sunaudoja cheminį kurą tiesiogiai išstumdama jį iš purkštukų.

Automobiliuose, lėktuvuose ir laivuose degalų sunaudojama palyginti nedaug, tačiau raketoms tai netinka. Pusę raketos gali užimti reakcijos masė, o kitą pusę – konstrukciniai elementai, įgula ir visa kita. Tačiau daug labiau tikėtinas santykis yra 75% reakcijos masės arba dar blogesnis. Dauguma raketų yra didžiulis reakcijos masės bakas, kurio viename gale yra variklis, o kitame – nedidelis įgulos skyrius.

Kosmose nėra nematomų žmonių

Nėra praktinis būdas paslėpti laivą nuo aptikimo.

Erdvėje nėra garso

Man nesvarbu, kiek filmų esate matę su riaumojančiais varikliais ir griausmingais sprogimais. Garsą perduoda atmosfera. Nėra atmosferos – nėra garso. Niekas neišgirs tavo paskutinio trenksmo. Ši akimirka buvo teisingai pavaizduota labai nedaugelyje TV serialų, įskaitant „Babilonas 5“ ir „Firefly“.

Vienintelė išimtis yra, jei branduolinė kovinė galvutė sprogsta šimtus metrų nuo laivo, tokiu atveju gama spindulių srautas sukels garsą, kai korpusas deformuojasi.

Masė ne svoris

Yra skirtumas tarp svorio ir masės. Objekto masė visada yra vienoda, tačiau svoris priklauso nuo to, kurioje planetoje objektas yra. Vieno kilogramo plyta „Terra“ sveria 9,81 niutoną (2,2 svaro), Mėnulyje – 1,62 niutono (0,36 svaro), o Tarptautinėje kosminėje stotyje – nulį niutono (0 svaro). Bet masė visur liks po kilogramą. (Chrisas Bazonas atkreipė dėmesį, kad jei objektas juda reliatyvistiniu greičiu jūsų atžvilgiu, tuomet pastebėsite masės padidėjimą. Tačiau to negalima pastebėti esant įprastam santykiniam greičiui.)

Praktinės to pasekmės yra tai, kad TKS negalite perkelti nieko sunkaus bakstelėdami objektą vienu mažuoju pirštu. (Na, tai yra, gal apie milimetrą per savaitę ar pan.). Šaudyklė galėtų skristi netoli stoties ir nesverstų... bet vis tiek jo masė būtų 90 metrinių tonų. Jei jį pastūmėsite, poveikis bus itin nereikšmingas. (panašiai, jei stumtumėt jį ant kilimo ir tūpimo tako prie Kenedžio kyšulio).

Ir jei šaudykla lėtai juda stoties link, o jūs atsidursite tarp jų, nulinis šaudyklos svoris vis tiek neišgelbės jūsų nuo liūdno likimo virsti pyragu. Neturėtumėte sulėtinti judančio maršrutinio autobuso, padėdami ant jo rankas. Tam reikia tiek pat energijos, kiek reikia norint jį pajudinti. Žmogus neturi tiek energijos.

Atsiprašome, bet jūsų orbitos statytojai negalės perkelti kelių tonų plieninių sijų kaip dantų krapštukų.

Kitas veiksnys, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra trečiasis Niutono dėsnis. Plieninės sijos stūmimas apima veiksmą ir reakciją. Kadangi sijos masė greičiausiai didesnė, ji beveik nejudės. Bet jūs, kaip mažiau masyvus objektas, eisite priešinga kryptimi su daug didesniu pagreičiu. Dėl to dauguma įrankių (pvz., plaktukų ir atsuktuvų) tampa nenaudingi laisvo kritimo sąlygomis – turite labai pasistengti, kad sukurtumėte panašius įrankius nulinės gravitacijos sąlygomis.

Laisvasis kritimas nėra nulinė gravitacija

Techniškai žmonės kosminėje stotyje nėra „nulinės gravitacijos“. Jis beveik nesiskiria nuo gravitacijos Žemės paviršiuje (apie 93% Žemės paviršiaus). Priežastis, kodėl visi „skraido“, yra „laisvojo kritimo“ būsena. Jei nutrūkus kabeliui atsidursite lifte, ir jūs patirsite laisvą kritimą ir „lėksite“... kol nukrisite. (Taip, Džonatanas atkreipė dėmesį, kad tai nepaiso oro pasipriešinimo, bet supranti.)

Faktas yra tas, kad stotis yra „orbitoje“ - tai yra gudriu būdu kristi, nuolat trūkstant žemės. Išsamią informaciją žiūrėkite čia.

Nebus sprogimo

Jei atsidursite vakuume be apsauginio kostiumo, nesprogsite kaip balionas. Daktaras Jeffrey Landis pateikė gana išsamią šios problemos analizę.
Trumpai tariant: išliksite sąmoningas dešimt sekundžių, nesprogsite ir iš viso gyvensite apie 90 sekundžių.

Jiems nereikia mūsų vandens

Markusas Bauras atkreipė dėmesį, kad ateiviai, besiveržiantys į Terą dėl mūsų vandens, yra kaip eskimai, kurie veržiasi į Centrinę Ameriką, kad pavogtų ledą. Taip, taip, tai apie liūdnai pagarsėjusią V seriją.

Marcusas: Nereikia ateiti į Žemę dėl vandens. Tai viena iš labiausiai paplitusių medžiagų „ten aukštyn“... tad kam siųsti laivą keliolikos šviesmečių atstumu, kad būtų galima lengvai įsigyti daug pigiau (ir be šio erzinančio žmogaus pasipriešinimo) savo namų sistemoje, beveik "už kampo"?

Daugiaplanį transporto erdvėlaivį „Orion“ NASA ir „Lockheed Martin“ kūrė nuo 2000-ųjų vidurio, o pirmąjį nepilotuojamą bandomąjį skrydį jau baigė 2014 m. gruodžio mėn. „Orion“ pagalba į kosmosą bus paleisti kroviniai ir astronautai, tačiau tai dar ne viskas, ką šis laivas sugeba. Ateityje būtent Orionas turės išgabenti žmones į Mėnulio ir Marso paviršių. Kurdami laivą jo kūrėjai panaudojo daug įdomių technologijų ir naujų medžiagų, apie vieną iš kurių šiandien norėtume papasakoti. Astronautams keliaujant link asteroidų, Mėnulio ar Marso, pro mažus erdvėlaivio korpuso langus atsiveria nuostabūs kosmoso vaizdai. NASA inžinieriai siekia, kad šie langai į kosmosą būtų stipresni, lengvesni ir pigesni nei ankstesni erdvėlaiviai. ISS ir Space Shuttle atveju langai buvo pagaminti iš laminuoto stiklo. „Orion“ atveju pirmą kartą bus naudojamas akrilinis plastikas, kuris žymiai pagerins laivo langų vientisumą. „Stiklinės langų plokštės istoriškai buvo laivo korpuso dalis, palaikė reikiamą slėgį laivo viduje ir užkerta kelią astronautų žūčiai. Stiklas taip pat turėtų kiek įmanoma labiau apsaugoti įgulą nuo didžiulės temperatūros patekus į Žemės atmosferą. Tačiau pagrindinis stiklo trūkumas yra jo struktūrinis netobulumas. Esant didelėms apkrovoms, laikui bėgant stiklo stiprumas mažėja. Skrendant kosmose š silpnoji vieta gali žiauriai pajuokauti laive“, – sako NASA Porthole posistemių skyriaus vadovė Linda Estes. Būtent todėl, kad stiklas nėra ideali medžiaga iliuminatoriams, inžinieriai nuolat ieškojo tam tinkamesnės medžiagos. Pasaulyje yra daug struktūriškai stabilių medžiagų, tačiau tik kelios yra pakankamai skaidrios, kad būtų naudojamos iliuminatorių kūrimui. Ankstyvosiose „Orion“ kūrimo stadijose NASA bandė naudoti polikarbonatus kaip langų medžiagą, tačiau jie neatitiko optinių reikalavimų, būtinų didelės raiškos vaizdams gauti. Po to inžinieriai perėjo prie akrilo medžiagos, kuri suteikė didžiausią skaidrumą ir didžiulį stiprumą. JAV iš akrilo gaminami didžiuliai akvariumai, kurie apsaugo savo gyventojus nuo jiems potencialiai pavojingos aplinkos, kartu atlaikydami milžinišką vandens slėgį. Šiandien „Orion“ turi keturis įgulos modulyje įmontuotus langus, taip pat papildomus langus kiekviename iš dviejų liukų. Kiekvienas iliuminatorius susideda iš trijų plokščių. Vidinė plokštė pagaminta iš akrilo, o kitos dvi vis dar pagamintos iš stiklo. Būtent tokia forma „Orion“ jau buvo kosmose per pirmąjį bandomąjį skrydį. Per šiuos metus NASA inžinieriai turi nuspręsti, ar galės languose naudoti dvi akrilines plokštes ir vieną stiklą. Ateinančiais mėnesiais Linda Estes ir jos komanda planuoja atlikti akrilo plokščių „šliaužimo testą“. Šliaužimas šiuo atveju yra lėta kietosios medžiagos deformacija, kuri laikui bėgant atsiranda veikiant nuolatinei apkrovai arba mechaniniams įtempiams. Visos kietosios medžiagos, be išimties, yra šliaužiojamos – ir kristalinės, ir amorfinės. Akrilo plokštės bus bandomos 270 dienų esant didžiulėms apkrovoms. Akriliniai langai turėtų padaryti „Orion“ laivą ženkliai lengvesnį, o jų konstrukcinis tvirtumas pašalins langų lūžimo riziką dėl atsitiktinių įbrėžimų ir kitų pažeidimų. NASA inžinierių teigimu, dėl akrilo plokščių jie galės sumažinti laivo svorį daugiau nei 90 kilogramų. Sumažinus masę laivą paleisti į kosmosą bus daug pigiau. Perėjus prie akrilo plokščių, sumažės ir „Orion“ klasės laivų statybos kaštai, nes akrilas yra daug pigesnis nei stiklas. Vien langams, statant vieną erdvėlaivį, bus galima sutaupyti apie 2 mln. Galbūt ateityje stiklo plokštės bus visiškai pašalintos iš langų, tačiau kol kas tai reikalauja papildomų kruopščių bandymų. Paimta iš hi-news.ru

Pirmasis nepilotuojamas bandomasis skrydis įvyko 2014 m. gruodžio mėn. „Orion“ pagalba į kosmosą bus paleisti kroviniai ir astronautai, tačiau tai dar ne viskas, ką šis laivas sugeba. Ateityje būtent Orionas turės išgabenti žmones į Mėnulio ir Marso paviršių. Kurdami laivą jo kūrėjai panaudojo daug įdomių technologijų ir naujų medžiagų, apie vieną iš kurių šiandien norėtume papasakoti.

Astronautams keliaujant link asteroidų, Mėnulio ar Marso, pro mažus erdvėlaivio korpuso langus atsiveria nuostabūs kosmoso vaizdai. NASA inžinieriai siekia, kad šie langai į kosmosą būtų stipresni, lengvesni ir pigesni nei ankstesni erdvėlaiviai.

ISS ir Space Shuttle atveju langai buvo pagaminti iš laminuoto stiklo. „Orion“ atveju pirmą kartą bus naudojamas akrilinis plastikas, kuris žymiai pagerins laivo langų vientisumą.

„Stiklinės langų plokštės istoriškai buvo laivo korpuso dalis, palaikė reikiamą slėgį laivo viduje ir užkerta kelią astronautų žūčiai. Stiklas taip pat turėtų kiek įmanoma labiau apsaugoti įgulą nuo didžiulės temperatūros patekus į Žemės atmosferą. Tačiau pagrindinis stiklo trūkumas yra jo struktūrinis netobulumas. Esant didelėms apkrovoms, laikui bėgant stiklo stiprumas mažėja. Skrendant kosmose ši silpnoji vieta gali žiauriai pajuokauti laive“, – sako NASA langų posistemių skyriaus vadovė Linda Estes.

Būtent todėl, kad stiklas nėra ideali medžiaga iliuminatoriams, inžinieriai nuolat ieškojo tam tinkamesnės medžiagos. Pasaulyje yra daug struktūriškai stabilių medžiagų, tačiau tik kelios yra pakankamai skaidrios, kad būtų naudojamos iliuminatorių kūrimui.

Ankstyvosiose „Orion“ kūrimo stadijose NASA bandė naudoti polikarbonatus kaip langų medžiagą, tačiau jie neatitiko optinių reikalavimų, būtinų didelės raiškos vaizdams gauti. Po to inžinieriai perėjo prie akrilo medžiagos, kuri suteikė didžiausią skaidrumą ir didžiulį stiprumą. JAV iš akrilo gaminami didžiuliai akvariumai, kurie apsaugo savo gyventojus nuo jiems potencialiai pavojingos aplinkos, kartu atlaikydami milžinišką vandens slėgį.

Šiandien „Orion“ turi keturis įgulos modulyje įmontuotus langus, taip pat papildomus langus kiekviename iš dviejų liukų. Kiekvienas iliuminatorius susideda iš trijų plokščių. Vidinė plokštė pagaminta iš akrilo, o kitos dvi vis dar pagamintos iš stiklo. Būtent tokia forma „Orion“ jau buvo kosmose per pirmąjį bandomąjį skrydį. Per šiuos metus NASA inžinieriai turi nuspręsti, ar galės languose naudoti dvi akrilines plokštes ir vieną stiklą.

Ateinančiais mėnesiais Linda Estes ir jos komanda planuoja atlikti akrilo plokščių „šliaužimo testą“. Šliaužimas šiuo atveju yra lėta kietosios medžiagos deformacija, kuri laikui bėgant atsiranda veikiant nuolatinei apkrovai arba mechaniniams įtempiams. Visos kietosios medžiagos, be išimties, yra šliaužiojamos – ir kristalinės, ir amorfinės. Akrilo plokštės bus bandomos 270 dienų esant didžiulėms apkrovoms.

Akriliniai langai turėtų padaryti „Orion“ laivą ženkliai lengvesnį, o jų konstrukcinis tvirtumas pašalins langų lūžimo riziką dėl atsitiktinių įbrėžimų ir kitų pažeidimų. NASA inžinierių teigimu, dėl akrilo plokščių jie galės sumažinti laivo svorį daugiau nei 90 kilogramų. Sumažinus masę laivą paleisti į kosmosą bus daug pigiau.

Perėjus prie akrilo plokščių, sumažės ir „Orion“ klasės laivų statybos kaštai, nes akrilas yra daug pigesnis nei stiklas. Vien langams, statant vieną erdvėlaivį, bus galima sutaupyti apie 2 mln. Galbūt ateityje stiklo plokštės bus visiškai pašalintos iš langų, tačiau kol kas tai reikalauja papildomų kruopščių bandymų.

Žvelgiant į erdvėlaivį, akys dažniausiai išsiplečia. Skirtingai nei lėktuve ar povandeniniame laive su itin aptakiomis linijomis, iš išorės kyšo daug įvairių blokelių, konstrukcinių elementų, vamzdynų, kabelių... Tačiau laive yra ir kiekvienam iš pirmo žvilgsnio aiškių detalių. Štai, pavyzdžiui, iliuminatoriai. Visai kaip lėktuvai ar jūrų lėktuvai! Tiesą sakant, tai toli gražu nėra tiesa...

Nuo pat kosminių skrydžių pradžios kilo klausimas: „Kas už borto – būtų malonu pamatyti! Tai, žinoma, buvo tam tikrų svarstymų šiuo klausimu – bandė astronomai ir astronautikos pradininkai, jau nekalbant apie mokslinės fantastikos rašytojus. Žiulio Verno romane „Nuo žemės iki Mėnulio“ herojai į Mėnulio ekspediciją leidžiasi sviediniu su stikliniais langais su langinėmis. Ciolkovskio ir Wellso personažai pro didelius langus žvelgia į Visatą.

Kalbant apie praktiką, paprastas žodis „langas“ kosmoso technologijų kūrėjams atrodė nepriimtinas. Todėl tai, per ką astronautai gali žiūrėti iš erdvėlaivio, ne mažiau vadinama specialiu stiklu, o ne taip „ceremoniškai“ - iliuminatoriais. Be to, pats iliuminatorius žmonėms yra vaizdinis, o kai kuriai įrangai – optinis.

Langai yra ir erdvėlaivio korpuso struktūrinis elementas, ir optinis įrenginys. Viena vertus, jie padeda apsaugoti kameros viduje esančius prietaisus ir įgulą nuo išorinės aplinkos poveikio, kita vertus, turi suteikti galimybę valdyti įvairią optinę įrangą ir vizualinį stebėjimą. Tačiau ne tik stebėjimas – abiejose vandenyno pusėse braižydami įrangą „žvaigždžių karams“, jie rinkdavosi ir taikėsi pro karo laivų langus.

Amerikiečius ir angliškai kalbančius raketų mokslininkus apskritai glumina terminas „iliuminatorius“. Jie vėl klausia: „Ar tai langai, ar kas? IN anglų kalba viskas paprasta - ir namuose, ir Shuttle - lange, ir jokių problemų. Tačiau anglų jūreiviai sako iliuminatorius. Taigi Rusijos kosminių langų gamintojai tikriausiai yra artimesni užjūrio laivų statytojams.

Stebėjimo erdvėlaiviuose galima rasti dviejų tipų langus.

Pirmasis tipas visiškai atskiria filmavimo įrangą, esančią slėginiame skyriuje (objektyvas, kasetės dalis, vaizdo imtuvai ir kt.). funkciniai elementai) iš „priešiškos“ išorinės aplinkos. Pagal šią schemą statomi „Zenit“ tipo erdvėlaiviai.

Antrojo tipo langai kasetinę dalį, vaizdo imtuvus ir kitus elementus atskiria nuo išorinės aplinkos, o objektyvas yra nesandariame skyriuje, tai yra vakuume. Ši schema naudojama „Yantar“ tipo erdvėlaiviuose. Taikant tokią schemą, reikalavimai šviestuvo optinėms savybėms tampa ypač griežti, nes šviestuvas dabar yra neatskiriama dalis optinė filmavimo įrangos sistema, o ne paprastas „langas į kosmosą“.

Buvo tikima, kad astronautas galės valdyti erdvėlaivį pagal tai, ką mato. Tam tikru mastu tai buvo pasiekta. Ypač svarbu „žiūrėti į priekį“ jungiantis ir nusileidžiant Mėnulyje - ten Amerikos astronautai nusileidimo metu ne kartą naudojo rankinius valdiklius.

Daugeliui astronautų psichologinė aukštyn ir žemyn idėja formuojasi priklausomai nuo supančios aplinkos, o iliuminatoriai taip pat gali padėti. Galiausiai, iliuminatoriai, kaip ir langai Žemėje, yra skirti apšviesti skyrius skrendant virš apšviestos Žemės, Mėnulio ar tolimų planetų pusės.

Kaip ir bet kuris optinis įrenginys, laivo langas turi židinio nuotolį (nuo pusės kilometro iki penkiasdešimties) ir daugybę kitų specifinių optinių parametrų.

Kuriant pirmuosius kosminius laivus mūsų šalyje, buvo patikėta kurti iliuminatorius Aviacijos pramonės ministerijos Aviacijos stiklo mokslo institutas(dabar tai UAB „Techninio stiklo tyrimų institutas“). Jie taip pat dalyvavo kuriant „langus į Visatą“ pavadintas Valstybinis optikos institutas. S.I. Vavilova, Gumos pramonės mokslo institutas, Krasnogorsko mechaninė gamykla ir daugybė kitų įmonių bei organizacijų. Maskvos sritis labai prisidėjo prie įvairių prekės ženklų stiklo lydymo, iliuminatorių ir unikalių ilgo fokusavimo lęšių su didelėmis diafragmų gamybos. Lytkarino optinio stiklo gamykla.

Užduotis pasirodė nepaprastai sunki. Vienu metu orlaivių žibintuvėlių gamybos įsisavinimas užtruko ir buvo sunkus – stiklas greitai prarado skaidrumą ir pasidengė įtrūkimais. Be skaidrumo užtikrinimo, Tėvynės karas po karo privertė kurti šarvuotus stiklus, reaktyvinės aviacijos greičių didėjimas lėmė ne tik didesnius reikalavimus stiprumui, bet ir būtinybę išsaugoti stiklinimo savybes aerodinaminio metu; šildymas. Erdviniams projektams stiklas, kuris buvo naudojamas žibintams ir lėktuvų langams, netiko – temperatūros ir apkrovos nebuvo vienodos.

Pirmieji kosminiai langai mūsų šalyje buvo sukurti remiantis TSKP CK ir SSRS Ministrų Tarybos 1959 m. gegužės 22 d. nutarimu Nr. 569-264, kuriame buvo numatyta pradėti pasirengimą pilotuotiems skrydžiams. . Tiek SSRS, tiek JAV pirmieji iliuminatoriai buvo apvalūs – juos buvo lengviau apskaičiuoti ir pagaminti. Be to, vietinius laivus, kaip taisyklė, buvo galima valdyti be žmogaus įsikišimo, todėl nereikėjo per geros orlaivį primenančios apžvalgos. Gagarino Vostok turėjo du langus. Vienas buvo ant nusileidžiančios transporto priemonės įėjimo liuko, tiesiai virš astronauto galvos, kitas buvo prie jo kojų nusileidžiančios transporto priemonės korpuse.

Neprotinga prisiminti Aviacijos stiklo tyrimų instituto pirmųjų langų pagrindinių kūrėjų vardus - S.M. Brekhovskichas, V.I. Aleksandrovas, H.E. Serebryannikova, Yu.I. Nechajevas, L.A. Kalašnikova, F.T. Vorobjovas, E.F. Postolskaja, L.V. Karalius, V.P. Kolgankovas, E.I. Tsvetkovas, S.V. Volchanovas, V.I. Krasinas, E.G. Loginova ir kt.

Dėl daugelio priežasčių, kurdami savo pirmąjį erdvėlaivį, mūsų kolegos amerikiečiai patyrė rimtą „masinį trūkumą“. Todėl jie tiesiog negalėjo sau leisti tokio lygio laivų valdymo automatizavimo, kaip sovietinis, net atsižvelgiant į lengvesnę elektroniką, o daugelis laivo valdymo funkcijų apsiribojo patyrusiais pilotais bandytojais, atrinktais į pirmąjį kosmonautų korpusą. Tuo pačiu metu originalioje pirmojo amerikiečių erdvėlaivio „Mercury“ versijoje (tas, apie kurį jie sakė, kad astronautas į jį neįeina, o užsideda ant savęs), piloto langas iš viso nebuvo numatytas - net reikalingos 10 kg papildomos masės niekur nebuvo.

Langas atsirado tik skubiai paprašius pačių astronautų po pirmojo Shepardo skrydžio. Tikras, pilnavertis „piloto“ langas pasirodė tik „Dvyniuose“ - įgulos tūpimo liuke. Tačiau jis buvo pagamintas ne apvalios, o sudėtingos trapecijos formos, nes norint visiškai rankiniu būdu valdyti pilotui prilipus prie doko, reikėjo matomumo į priekį; Beje, „Sojuz“ ant nusileidimo modulio lango šiam tikslui buvo sumontuotas periskopas. Amerikiečiai sukūrė Corning iliuminatorius, o JDSU skyrius buvo atsakingas už stiklo dangas.

Mėnulio „Apollo“ komandų modulyje vienas iš penkių langų taip pat buvo ant liuko. Kiti du, kurie užtikrino priartėjimą prie Mėnulio modulio, žiūrėjo į priekį, o dar du „šoniniai“ leido žvelgti statmenai išilginei laivo ašiai. „Sojuz“ nusileidimo modulyje paprastai buvo trys langai, o aptarnavimo skyriuje – iki penkių. Didžioji dalis langų yra orbitinėse stotyse – iki kelių dešimčių, įvairių formų ir dydžių.

Svarbus langų konstrukcijos etapas buvo kosminių plokštumų – „Space Shuttle“ ir „Buran“ – stiklų sukūrimas. Šauliai nusileidžia kaip lėktuvas, o tai reiškia, kad pilotas turi pasirūpinti geras atsiliepimas iš kabinos. Todėl tiek amerikiečių, tiek vietiniai kūrėjai pateikė šešis didelius sudėtingos formos langus. Plius pora ant kabinos stogo – tai užtikrina prijungimą. Be to, kabinos gale yra langai naudingo krovinio darbams atlikti. Ir galiausiai palei iliuminatorių ant įėjimo liuko.

Dinaminių skrydžio fazių metu „Shuttle“ arba „Buran“ priekiniai langai patiria visiškai kitokias apkrovas, kurios skiriasi nuo įprastų nusileidžiančių transporto priemonių langų. Todėl stiprumo skaičiavimas čia skiriasi. O kai šaudyklė jau skrieja orbitoje, yra „per daug langų“ – kabina perkaista, įgula gauna papildomos „ultravioletinės šviesos“. Todėl orbitinio skrydžio metu kai kurie „Shuttle“ kabinos langai uždaromi Kevlaro langinėmis. Tačiau „Buran“ langų viduje turėjo fotochrominį sluoksnį, kuris patamsėjo veikiamas ultravioletinių spindulių ir neįsileisdavo „papildomų“ į saloną.

Pagrindinė iliuminatoriaus dalis, žinoma, yra stiklas. „Kosmosui“ naudojamas ne paprastas stiklas, o kvarcas. „Vostok“ eroje pasirinkimas nebuvo ypač didelis - buvo galima įsigyti tik SK ir KV prekių ženklus (pastarasis yra ne kas kita, kaip lydytas kvarcas). Vėliau buvo sukurta ir išbandyta daug kitų stiklo rūšių (KV10S, K-108). Jie netgi bandė naudoti SO-120 organinį stiklą kosmose. Amerikiečiai žino termiškai ir smūgiams atsparų stiklą Vycor prekės ženklą.

Langams naudojami įvairių dydžių stiklai - nuo 80 mm iki beveik pusės metro (490 mm), o neseniai orbitoje pasirodė aštuonių šimtų milimetrų „stiklas“. APIE išorinė apsauga„Erdvės langai“ bus aptariami toliau, tačiau siekiant apsaugoti įgulos narius nuo žalingo artimos ultravioletinės spinduliuotės poveikio, langų, dirbančių su nestacionariais įtaisais, langai yra padengiami specialiomis spindulį skaidančiomis dangomis.

Iliuminatorius – tai ne tik stiklas. Norint išgauti patvarų ir funkcionalų dizainą, į laikiklį, pagamintą iš aliuminio arba titano lydinio, įdedami keli stiklai. Jie netgi naudojo litį „Shuttle“ langams.

Norint užtikrinti reikiamą patikimumo lygį, iš pradžių iliuminatoriuje buvo pagaminti keli stiklai. Jei kas nors atsitiks, vienas stiklas sudužtų, o likusieji liks, laikydami laivą sandarų. „Sojuz“ ir „Vostok“ vidaus langai turėjo po tris stiklus („Sojuz“ turi vieną dvigubą stiklą, tačiau didžiąją skrydžio dalį jis yra uždengtas periskopu).

„Apollo“ ir „Space Shuttle“ „langai“ taip pat dažniausiai yra trijų stiklų, tačiau amerikiečiai Mercury, savo „pirmąja kregžde“, įrengė keturių stiklų iliuminatorių.

Skirtingai nuo sovietinių, „Apollo“ komandų modulio amerikietiškas iliuminatorius nebuvo vienas mazgas. Vienas stiklas veikė kaip laikančiojo karščio apsauginio paviršiaus korpuso dalis, o kiti du (iš esmės dviejų stiklų iliuminatorius) jau buvo slėgio grandinės dalis. Dėl to tokie iliuminatoriai buvo labiau vizualūs nei optiniai. Tiesą sakant, atsižvelgiant į pagrindinį pilotų vaidmenį valdant „Apollo“, šis sprendimas atrodė gana logiškas.

„Apollo“ mėnulio kabinoje visi trys langai buvo vieno stiklo, tačiau iš išorės juos dengė išorinis stiklas, kuris nebuvo slėgio grandinės dalis, o iš vidaus – vidinis apsauginis organinis stiklas. Vėliau orbitinėse stotyse buvo sumontuota daugiau vieno stiklo langų, kur apkrovos vis dar mažesnės nei erdvėlaivių nusileidimo transporto priemonių. O kai kuriuose erdvėlaiviuose, pavyzdžiui, sovietinėse tarpplanetinėse stotyse „Marsas“ 70-ųjų pradžioje keli langai (dvigubo stiklo kompozicijos) iš tikrųjų buvo sujungti į vieną rėmą.

Kai erdvėlaivis yra orbitoje, jo paviršiaus temperatūros skirtumas gali siekti porą šimtų laipsnių. Stiklo ir metalo plėtimosi koeficientai natūraliai skiriasi. Taigi tarp stiklo ir narvo metalo dedamos sandarikliai. Mūsų šalyje jais užsiėmė Gumos pramonės mokslinio tyrimo institutas. Konstrukcijoje naudojama vakuumui atspari guma. Sukurti tokius sandariklius yra nelengva užduotis: guma yra polimeras, o kosminė spinduliuotė galiausiai „supjausto“ polimero molekules į gabalus, todėl „įprasta“ guma tiesiog šliaužia.

Atidžiau panagrinėjus paaiškėja, kad buitinių ir amerikietiškų „langų“ dizainas labai skiriasi vienas nuo kito. Beveik visas buitinio dizaino stiklas yra cilindro formos (natūralu, išskyrus sparnuotų amatų, tokių kaip „Buran“ ar „Spiral“ stiklus). Atitinkamai, cilindras turi šoninį paviršių, kuris turi būti specialiai apdorotas, kad būtų sumažintas akinimas. Tam iliuminatoriaus viduje esantys atspindintys paviršiai padengiami specialiu emaliu, o šoninės kamerų sienelės kartais net padengtos pusiau aksomu. Stiklas sandarinamas trimis guminiais žiedais (kaip jie iš pradžių buvo vadinami – sandarinimo guminėmis juostomis).

Amerikietiškų „Apollo“ laivų stiklai turėjo apvalius šoninius paviršius, o ant jų – tarsi padanga rato ratlankis automobilio, buvo priveržtas guminis tarpiklis.

Skrydžio metu nebegalima šluoste nuvalyti lango viduje esančio stiklo, todėl į kamerą (tarpą tarp stiklų) kategoriškai neturėtų patekti šiukšlių. Be to, stiklas neturi nei rasoti, nei užšalti. Todėl prieš paleidimą užpildomi ne tik erdvėlaivio bakai, bet ir langai – kamera pripildoma ypač gryno sauso azoto arba sauso oro. Norint „iškrauti“ patį stiklą, slėgis kameroje turi būti perpus mažesnis nei sandariame skyriuje. Galiausiai, pageidautina, kad vidinis skyriaus sienelių paviršius nebūtų per karštas ar per šaltas. Tam kartais įrengiamas vidinis organinio stiklo ekranas.

Stiklas nėra metalas, jis suyra skirtingai. Čia nebus įlenkimų – atsiras įtrūkimas. Stiklo stiprumas daugiausia priklauso nuo jo paviršiaus būklės. Todėl jis sustiprinamas pašalinant paviršiaus defektus – mikroįtrūkimus, įdubimus, įbrėžimus. Norėdami tai padaryti, stiklas yra išgraviruotas ir grūdinamas. Tačiau optiniuose prietaisuose naudojamas stiklas taip neapdorojamas. Jų paviršius sukietinamas vadinamuoju giluminiu šlifavimu. Iki aštuntojo dešimtmečio pradžios optinių langų išorinis stiklas galėjo būti sustiprintas jonų mainais, o tai leido padidinti jų atsparumą abrazyviniam poveikiui.

Siekiant pagerinti šviesos pralaidumą, stiklas yra padengtas daugiasluoksne antirefleksine danga. Juose gali būti alavo oksido arba indžio. Tokios dangos padidina šviesos pralaidumą 10–12 proc., o padengiamos naudojant reaktyvųjį katodinį purškimą. Be to, indžio oksidas gerai sugeria neutronus, o tai naudinga, pavyzdžiui, pilotuojamo tarpplanetinio skrydžio metu. Indis paprastai yra stiklo, o ne tik stiklo, „filosofinis akmuo“. Indžiu dengti veidrodžiai vienodai atspindi didžiąją dalį spektro. Trinimo vienetuose indis žymiai pagerina atsparumą dilimui.

Skrydžio metu langai gali išsipurvinti ir iš išorės. Pradėjus skrydžius pagal Gemini programą, astronautai pastebėjo, kad ant stiklo nusėda nuo karščio saugančios dangos garai. Erdvėlaiviai skrendant paprastai įgauna vadinamąją lydinčiąją atmosferą. Kažkas nuteka iš slėginių skyrių, šalia laivo „kabo“ smulkios ekrano-vakuuminės termoizoliacijos dalelės, o veikiant padėties valdymo varikliams yra kuro komponentų degimo produktų... Apskritai yra daugiau nei pakankamai šiukšlių ir nešvarumų, kad ne tik „sugadintų“ vaizdą“, bet ir, pavyzdžiui, sutrikdytų borto fotografijos įrangos veikimą.

Tarpplanetinių kosminių stočių kūrėjai iš NPO im. S.A. Lavočkina jie sako, kad erdvėlaiviui skrendant į vieną iš kometų, jos sudėtyje buvo aptiktos dvi „galvos“ - branduoliai. Tai buvo pripažinta svarbiu moksliniu atradimu. Tada paaiškėjo, kad antroji „galva“ atsirado dėl iliuminatoriaus rasojimo, dėl kurio atsirado optinė prizmė.

Langų langai neturėtų keisti šviesos pralaidumo, kai juos veikia jonizuojančiosios spinduliuotės iš foninės kosminės spinduliuotės ir kosminės spinduliuotės, taip pat ir dėl saulės blyksnių.

Saulės elektromagnetinės spinduliuotės ir kosminių spindulių sąveika su stiklu paprastai yra sudėtingas reiškinys. Stiklo spinduliuotės sugertis gali sukelti vadinamųjų „spalvų centrų“ susidarymą, ty pradinio šviesos pralaidumo sumažėjimą, taip pat sukelti liuminescenciją, nes dalis sugertos energijos gali iš karto išsiskirti šviesos pavidalu. kvantai.

Stiklo liuminescencija sukuria papildomą foną, kuris sumažina vaizdo kontrastą, padidina triukšmo ir signalo santykį bei gali tapti neįmanomu normaliu įrangos veikimu. Todėl optiniuose languose naudojamas stiklas kartu su dideliu radiaciniu-optiniu stabilumu turi turėti žemą liuminescencijos lygį. Spinduliuotės veikiamiems optiniams stiklams liuminescencijos intensyvumo dydis yra ne mažiau svarbus nei spalvos atsparumas.

Tarp skrydžio į kosmosą veiksnių vienas pavojingiausių langams yra mikrometeoro smūgis. Dėl to greitai sumažėja stiklo stiprumas. Taip pat blogėja jo optinės charakteristikos.

Po pirmųjų skrydžio metų ilgalaikių orbitinių stočių išoriniuose paviršiuose aptinkami pusantro milimetro siekiantys krateriai ir įbrėžimai. Nors didžioji paviršiaus dalis gali būti apsaugota nuo meteorologinių ir žmogaus sukeltų dalelių, langų tokiu būdu apsaugoti negalima.

Tam tikra prasme padeda objektyvo gaubtai, kartais montuojami ant langų, pro kuriuos veikia, pavyzdžiui, borto kameros. Pirmojoje Amerikos orbitinėje stotyje Skylab buvo manoma, kad langai bus iš dalies ekranuoti konstrukciniais elementais. Bet, žinoma, pats radikaliausias ir patikimiausias sprendimas – „orbitinius“ langus iš išorės uždengti valdomais dangčiais. Šis sprendimas visų pirma buvo pritaikytas antrosios kartos sovietinėje orbitinėje stotyje „Salyut-7“.

Orbitoje vis daugiau „šiukšlių“. Viename iš „Shuttle“ skrydžių kažkas aiškiai žmogaus sukurto paliko gana pastebimą duobę-kraterį viename iš langų. Stiklas išliko, bet kas žino, kas gali ateiti kitą kartą?.. Tai, beje, viena rimto „kosmoso bendruomenės“ susirūpinimo dėl kosminių šiukšlių problemų priežasčių. Mūsų šalyje mikrometeorito poveikio konstrukciniams elementams problemos erdvėlaivis, įskaitant iliuminatorius, aktyviai dalyvauja, ypač profesorius Samaros valstijos aviacijos ir kosmoso universitetas L.G. Lukaševas.

Nusileidžiančių transporto priemonių langai veikia dar sunkesnėmis sąlygomis. Leisdamiesi į atmosferą jie atsiduria aukštos temperatūros plazmos debesyje. Be slėgio iš skyriaus viduje, nusileidimo metu langą veikia išorinis slėgis. Ir tada ateina nusileidimas – dažnai ant sniego, kartais vandenyje. Tuo pačiu metu stiklas smarkiai atvėsta. Todėl čia ypatingas dėmesys skiriamas jėgos klausimams.

„Iliuminatoriaus paprastumas–tai akivaizdus reiškinys. Kai kurie optikos specialistai teigia, kad sukuriamas plokščias iliuminatorius–užduotis yra sudėtingesnė nei sferinio lęšio gamyba, nes sukurti „tikslios begalybės“ mechanizmą yra daug sunkiau nei mechanizmą su baigtiniu spinduliu, tai yra, sferiniu paviršiumi. Ir vis dėlto niekada nebuvo problemų su langais“,– tai turbūt geriausias įvertinimas erdvėlaiviui, ypač jei jis sklinda iš burnos Georgijus Fominas, netolimoje praeityje - Valstybinio tyrimų ir gamybos projektavimo centro "TsSKB - Progress" generalinio dizainerio pirmasis pavaduotojas.

Ne taip seniai – 2010 m. vasario 8 d., po „Shuttle“ skrydžio STS-130 – Tarptautinėje kosminėje stotyje atsirado stebėjimo kupolas, susidedantis iš kelių didelių keturkampių langų ir apvalaus aštuonių šimtų milimetrų lango.

„Cupola“ modulis skirtas Žemės stebėjimams ir darbui su manipuliatoriumi. Jį sukūrė Europos koncernas Thales Alenia Space, o pastatė italų mašinų gamintojai Turine.

Taigi, šiandien rekordas priklauso europiečiams – tokie dideli langai į orbitą nebuvo iškelti nei JAV, nei Rusijoje. Įvairių ateities „kosminių viešbučių“ kūrėjai kalba ir apie didžiulius langus, tvirtindami jų ypatingą reikšmę būsimiems kosmoso turistams. Taigi „langų konstrukcija“ turi puikią ateitį, o langai ir toliau yra vienas iš pagrindinių pilotuojamų ir nepilotuojamų erdvėlaivių elementų.

"Kupolas"–tikrai šaunūs dalykai! Kai žiūri į Žemę pro iliuminatorių, tai tarsi žiūri pro įdubą. O „kupole“ yra 360 laipsnių vaizdas, matosi viskas! Žemė iš čia atrodo kaip žemėlapis, taip, labiausiai ji primena geografinis žemėlapis. Matai, kaip saulė nueina, kaip kyla, kaip artėja naktis... Žiūri į visą šitą grožį su kažkokiu šąlančiu viduje.“

Iš kosmonauto Maksimo Surajevo dienoraščio.