ما هي نوافذ المركبة الفضائية أوريون. علب ناسا ما هو شكل الكوة في سفينة الفضاء

مزلاج ، فتحات منحوتة ، مصاريع ، إطارات

الجزء الرئيسي من الكوة هو ، بالطبع ، الزجاج. "من أجل الفضاء" لا يستخدم الزجاج العادي ، ولكن الكوارتز. في وقت Vostok ، لم يكن الاختيار كبيرًا جدًا - فقط درجات SK و KV كانت متاحة (الأخير ليس أكثر من كوارتز مدمج). في وقت لاحق ، تم إنشاء واختبار العديد من أنواع الزجاج الأخرى (KV10S ، K-108). حتى أنهم حاولوا استخدام زجاج شبكي SO-120 في الفضاء. يعرف الأمريكيون أيضًا العلامة التجارية للزجاج الحراري والمقاوم للصدمات Vycor.

تُستخدم كؤوس بأحجام مختلفة - من 80 مم إلى ما يقرب من نصف متر (490 مم) ، وقد ظهر مؤخرًا "زجاج" يبلغ قطره ثمانمائة مليمتر في المدار. سنتحدث عن الحماية الخارجية لـ "نوافذ الفضاء" في المستقبل ، ولكن لحماية أفراد الطاقم منها تأثيرات مؤذيةبالقرب من الأشعة فوق البنفسجية ، يتم تطبيق طلاءات خاصة لتقسيم الحزمة على زجاج النوافذ التي تعمل بأجهزة مثبتة غير ثابتة.

الكوة ليست زجاجية فقط. للحصول على تصميم متين وعملي ، يتم إدخال عدة أكواب في حامل مصنوع من الألمنيوم أو سبائك التيتانيوم. بالنسبة لنوافذ المكوك ، تم استخدام الليثيوم.

لضمان المستوى المطلوب من موثوقية الزجاج في الفتحة ، تم تصنيع العديد منها في البداية. في هذه الحالة ، سينهار زجاج واحد ، ويبقى الباقي ، مما يبقي السفينة محكمة الإغلاق. تحتوي النوافذ المحلية في طريقي Soyuz و Vostok على ثلاثة أكواب لكل منها (يوجد في Soyuz زجاج مزدوج واحد ، لكنه مغطى بمنظار في معظم الرحلة).

على متن أبولو ومكوك الفضاء ، كانت "النوافذ" في الغالب مكونة من ثلاثة زجاج ، لكن "ميركوري" - "أول ابتلاعها" - تم تجهيزه من قبل الأمريكيين بكوة بأربعة زجاج.

على عكس الكوات السوفيتية ، لم يكن الكوة الأمريكية في وحدة قيادة أبولو عبارة عن تجميع واحد. عمل أحد الزجاجين كجزء من غلاف سطح الحماية من الحرارة المحمل ، وكان الزجاجان الآخران (في الواقع ، فتحة من زجاجين) جزءًا من الدائرة المضغوطة. ونتيجة لذلك ، كانت هذه النوافذ مرئية أكثر منها بصرية. في الواقع ، نظرًا للدور الرئيسي للطيارين في إدارة أبولو ، بدا مثل هذا القرار منطقيًا تمامًا.

في مقصورة أبولو القمرية ، كانت جميع النوافذ الثلاثة من زجاج واحد ، لكنها كانت مغطاة من الخارج بزجاج خارجي لم يتم تضمينه في الدائرة المضغوطة ، ومن الداخل - بواسطة زجاج شبكي داخلي للأمان. تم بعد ذلك تركيب المزيد من الفتحات الزجاجية المفردة في المحطات المدارية ، حيث لا يزال الحمل أقل من حمولة مركبات هبوط المركبات الفضائية. وفي بعض المركبات الفضائية ، على سبيل المثال ، في محطات الكواكب السوفيتية "المريخ" في أوائل السبعينيات ، في الواقع ، تم دمج العديد من الفتحات (تركيبات زجاجية) في مقطع واحد.

عندما تكون مركبة فضائية في المدار ، يمكن أن يكون الاختلاف في درجة الحرارة عبر سطحها بضع مئات من درجات. تختلف معاملات التمدد للزجاج والمعدن بالطبع. لذلك توضع الأختام بين الزجاج والمعدن للمقطع. في بلدنا ، شارك معهد أبحاث صناعة المطاط فيها. يستخدم التصميم المطاط المقاوم للفراغ. يعد تطوير مثل هذه الأختام مهمة صعبة: المطاط عبارة عن بوليمر ، والإشعاع الكوني "يقطع" جزيئات البوليمر إلى قطع بمرور الوقت ، ونتيجة لذلك ، ينتشر المطاط "العادي" ببساطة.

زجاج أنف مقصورة بوران. الجزء الداخلي والخارجي من الكوة بوران

عند الفحص الدقيق ، اتضح أن تصميم "النوافذ" المحلية والأمريكية يختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضهما البعض. عمليًا ، تكون جميع الزجاجات في التصميمات المحلية على شكل أسطوانة (بشكل طبيعي ، باستثناء زجاج المركبات ذات الأجنحة مثل "Buran" أو "Spiral"). وفقًا لذلك ، تحتوي الأسطوانة على سطح جانبي يجب معالجته بشكل خاص لتقليل الوهج. يتم تغطية الأسطح العاكسة داخل الكوة بمينا خاص لهذا الغرض ، وفي بعض الأحيان يتم لصق الجدران الجانبية للغرف بنصف المخمل. الزجاج محكم الإغلاق بثلاث حلقات مطاطية (كما كانت تسمى في البداية - أختام مطاطية).

كانت نوافذ المركبة الفضائية الأمريكية أبولو مستديرة الجوانب ، وامتدت الأختام المطاطية فوقها ، مثل إطار على عجلة سيارة.

لن يكون من الممكن بعد الآن مسح الزجاج الموجود داخل الكوة بقطعة قماش أثناء الرحلة ، وبالتالي يجب عدم سقوط أي حطام بشكل قاطع في الحجرة (مساحة بين الزجاج). بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يتجمد الزجاج أو يتجمد. لذلك ، قبل الإطلاق ، لا يتم ملء الخزانات فقط في المركبة الفضائية ، ولكن أيضًا في النوافذ - تمتلئ الغرفة بالنيتروجين الجاف النقي أو الهواء الجاف بشكل خاص. من أجل "تفريغ" الزجاج نفسه ، يتم توفير الضغط في الحجرة ليكون نصف الضغط الموجود في المقصورة المغلقة. أخيرًا ، من المستحسن ألا يكون السطح الداخلي لجدران المقصورة ساخنًا جدًا أو باردًا جدًا. للقيام بذلك ، في بعض الأحيان يتم تثبيت شاشة زجاجية داخلية.

طورت وكالة ناسا ولوكهيد مارتن مركبة النقل الفضائية متعددة الأغراض أوريون منذ منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، وقد قامت بالفعل بأول رحلة تجريبية بدون طيار في ديسمبر 2014. بمساعدة Orion ، سيتم إطلاق البضائع ورواد الفضاء إلى الفضاء ، لكن هذا ليس كل ما تستطيع هذه السفينة القيام به. في المستقبل ، سيتعين على Orion نقل الناس إلى سطح القمر والمريخ. عند إنشاء السفينة ، استخدم مطوروها الكثير من التقنيات والمواد الجديدة المثيرة للاهتمام ، والتي نود إخباركم بها اليوم. عندما يسافر رواد الفضاء نحو الكويكبات أو القمر أو المريخ ، سيكون لديهم مناظر خلابة للفضاء من خلال النوافذ الصغيرة في بدن السفينة. يهدف مهندسو ناسا إلى جعل "نوافذ الفضاء" أقوى وأخف وزناً وأرخص في التصنيع من نماذج المركبات الفضائية السابقة. في حالة محطة الفضاء الدولية ومكوك الفضاء ، كانت النوافذ مصنوعة من الزجاج الرقائقي. في حالة Orion ، سيتم استخدام البلاستيك الأكريليكي لأول مرة ، مما سيحسن بشكل كبير من سلامة نوافذ السفينة. "كانت ألواح النوافذ الزجاجية تاريخيًا جزءًا من هيكل السفينة ، مما يحافظ على الضغط اللازم داخلها ويمنع موت رواد الفضاء. أيضًا ، يجب أن يحمي الزجاج الطاقم قدر الإمكان من درجات الحرارة الهائلة عند دخوله الغلاف الجوي للأرض. لكن العيب الرئيسي للزجاج هو النقص الهيكلي. تحت الحمل الثقيل ، تقل قوة الزجاج بمرور الوقت. عند الطيران في الفضاء ، يمكن أن تلعب نقطة الضعف هذه مزحة قاسية على السفينة ، "كما تقول ليندا إستس ، رئيسة قسم الأنظمة الفرعية للإضاءة في وكالة ناسا. بالضبط لأن الزجاج ليس كذلك مادة مثاليةبالنسبة للكوى ، كان المهندسون يبحثون باستمرار عن مادة أكثر ملاءمة لهذا الغرض. هناك العديد من المواد المستقرة هيكليًا في العالم ، ولكن القليل منها فقط شفاف بدرجة كافية لاستخدامه في الفتحات. في المراحل الأولى من تطوير Orion ، حاولت ناسا استخدام البولي كربونات كمواد نافذة ، لكنها لم تفي بالمتطلبات البصرية اللازمة للتصوير. عالي الدقة. بعد ذلك ، تحول المهندسون إلى مادة الأكريليك ، والتي وفرت أعلى مستوى من الشفافية والقوة الهائلة. في الولايات المتحدة الأمريكية ، تصنع أحواض السمك الضخمة من الأكريليك ، والتي تحمي سكانها من البيئة المحيطة ، والتي من المحتمل أن تكون خطرة عليهم ، مع الحفاظ على ضغط المياه الهائل. حتى الآن ، تم تجهيز Orion بأربع نوافذ مدمجة في وحدة الطاقم ، بالإضافة إلى نوافذ إضافية في كل من الفتحتين. يتكون كل كوة من ثلاث لوحات. اللوح الداخلي مصنوع من الأكريليك ، بينما الآخران مصنوعان من الزجاج. كان هذا هو الشكل الذي تمكن أوريون بالفعل من زيارة الفضاء خلال الرحلة التجريبية الأولى. خلال هذا العام ، يجب أن يقرر مهندسو ناسا ما إذا كان يمكنهم استخدام لوحين أكريليك وزجاج واحد في النوافذ. في الأشهر المقبلة ، ستقوم ليندا إستس وفريقها بإجراء ما يسمونه "اختبار الزحف" على ألواح الأكريليك. الزحف في هذه الحالة هو تشوه بطيء للجسم الصلب يحدث بمرور الوقت تحت تأثير حمل ثابت أو إجهاد ميكانيكي. الزحف يخضع للجميع دون استثناء أجسام صلبةعلى حد سواء بلوري وغير متبلور. سيتم اختبار الألواح الأكريليكية لمدة 270 يومًا تحت ضغط هائل. يجب أن تجعل النوافذ الأكريلية الجبار أخف وزناً بشكل ملحوظ ، كما أن قوتها الهيكلية تقضي على خطر انهيار النوافذ بسبب الخدوش العرضية والأضرار الأخرى. وفقًا لمهندسي ناسا ، بفضل ألواح الأكريليك ، سيكونون قادرين على تقليل وزن السفينة بأكثر من 90 كيلوجرامًا. سيؤدي تقليل الكتلة إلى جعل إطلاق السفينة في الفضاء أرخص بكثير. سيؤدي الانتقال إلى ألواح الأكريليك أيضًا إلى تقليل تكلفة بناء السفن مثل Orion ، لأن الأكريليك أرخص بكثير من الزجاج. سيكون من الممكن توفير حوالي 2 مليون دولار على النوافذ وحدها أثناء بناء مركبة فضائية واحدة. من المحتمل أنه في المستقبل سيتم استبعاد الألواح الزجاجية تمامًا من النوافذ ، ولكن في الوقت الحالي ، يلزم إجراء اختبارات شاملة إضافية لهذا الغرض. مأخوذة من hi-news.ru

أول رحلة تجريبية له بدون طيار في ديسمبر 2014. بمساعدة Orion ، سيتم إطلاق البضائع ورواد الفضاء إلى الفضاء ، لكن هذا ليس كل ما تستطيع هذه السفينة القيام به. في المستقبل ، سيتعين على Orion نقل الناس إلى سطح القمر والمريخ. عند إنشاء السفينة ، استخدم مطوروها الكثير من التقنيات والمواد الجديدة المثيرة للاهتمام ، والتي نود إخباركم بها اليوم.

عندما يسافر رواد الفضاء نحو الكويكبات أو القمر أو المريخ ، سيكون لديهم مناظر خلابة للفضاء من خلال النوافذ الصغيرة في بدن السفينة. يهدف مهندسو ناسا إلى جعل "نوافذ الفضاء" أقوى وأخف وزناً وأرخص في التصنيع من نماذج المركبات الفضائية السابقة.

في حالة محطة الفضاء الدولية ومكوك الفضاء ، كانت النوافذ مصنوعة من الزجاج الرقائقي. في حالة Orion ، سيتم استخدام البلاستيك الأكريليكي لأول مرة ، مما سيحسن بشكل كبير من سلامة نوافذ السفينة.

"كانت ألواح النوافذ الزجاجية تاريخيًا جزءًا من هيكل السفينة ، مما يحافظ على الضغط اللازم داخلها ويمنع موت رواد الفضاء. أيضًا ، يجب أن يحمي الزجاج الطاقم قدر الإمكان من درجات الحرارة الهائلة عند دخوله الغلاف الجوي للأرض. لكن العيب الرئيسي للزجاج هو النقص الهيكلي. تحت الحمل الثقيل ، تقل قوة الزجاج بمرور الوقت. عند الطيران في الفضاء ، يمكن أن تلعب نقطة الضعف هذه مزحة قاسية على السفينة ، "كما تقول ليندا إستس ، رئيسة قسم الأنظمة الفرعية للإضاءة في وكالة ناسا.

نظرًا لأن الزجاج ليس مادة مثالية للفتحات ، فقد كان المهندسون يبحثون باستمرار عن مادة أكثر ملاءمة لذلك. هناك العديد من المواد المستقرة هيكليًا في العالم ، ولكن القليل منها فقط شفاف بدرجة كافية لاستخدامه في الفتحات.

في المراحل الأولى من تطوير Orion ، حاولت ناسا استخدام البولي كربونات كمواد نافذة ، لكنها لم تفي بالمتطلبات البصرية اللازمة لإنتاج صور عالية الدقة. بعد ذلك ، تحول المهندسون إلى مادة الأكريليك ، والتي وفرت أعلى مستوى من الشفافية والقوة الهائلة. في الولايات المتحدة الأمريكية ، تصنع أحواض السمك الضخمة من الأكريليك ، والتي تحمي سكانها من البيئة المحيطة ، والتي من المحتمل أن تكون خطرة عليهم ، مع الحفاظ على ضغط المياه الهائل.

حتى الآن ، تم تجهيز Orion بأربع نوافذ مدمجة في وحدة الطاقم ، بالإضافة إلى نوافذ إضافية في كل من الفتحتين. يتكون كل كوة من ثلاث لوحات. اللوح الداخلي مصنوع من الأكريليك ، بينما الآخران مصنوعان من الزجاج. كان هذا هو الشكل الذي تمكن أوريون بالفعل من زيارة الفضاء خلال الرحلة التجريبية الأولى. خلال هذا العام ، يجب أن يقرر مهندسو ناسا ما إذا كان يمكنهم استخدام لوحين أكريليك وزجاج واحد في النوافذ.

في الأشهر المقبلة ، ستقوم ليندا إستس وفريقها بإجراء ما يسمونه "اختبار الزحف" على ألواح الأكريليك. الزحف في هذه الحالة هو تشوه بطيء للجسم الصلب يحدث بمرور الوقت تحت تأثير حمل ثابت أو إجهاد ميكانيكي. جميع المواد الصلبة دون استثناء ، سواء كانت متبلورة أو غير متبلورة ، عرضة للزحف. سيتم اختبار الألواح الأكريليكية لمدة 270 يومًا تحت ضغط هائل.

يجب أن تجعل النوافذ الأكريلية الجبار أخف وزناً بشكل ملحوظ ، كما أن قوتها الهيكلية تقضي على خطر انهيار النوافذ بسبب الخدوش العرضية والأضرار الأخرى. وفقًا لمهندسي ناسا ، بفضل ألواح الأكريليك ، سيكونون قادرين على تقليل وزن السفينة بأكثر من 90 كيلوجرامًا. سيؤدي تقليل الكتلة إلى جعل إطلاق السفينة في الفضاء أرخص بكثير.

سيؤدي الانتقال إلى ألواح الأكريليك أيضًا إلى تقليل تكلفة بناء السفن مثل Orion ، لأن الأكريليك أرخص بكثير من الزجاج. سيكون من الممكن توفير حوالي 2 مليون دولار على النوافذ وحدها أثناء بناء مركبة فضائية واحدة. من المحتمل أنه في المستقبل سيتم استبعاد الألواح الزجاجية تمامًا من النوافذ ، ولكن في الوقت الحالي ، يلزم إجراء اختبارات شاملة إضافية لهذا الغرض.

نحن نطير؟؟ ؟)) في أي مدينة وكيف يتم صنع كوة لسفن الفضاء؟ وحصلت على أفضل إجابة

إجابة من قناع التصفح المتخفي [المعلم]
تؤدي نافذة المركبة الفضائية (SC) وظيفتين رئيسيتين. أولاً ، يجب أن يكون لها نطاق ومستوى مناسب لنقل وانعكاس الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مما يضمن تشغيل جهاز بصري أو مراقبة بصرية بأقل قدر من التشويه والتداخل.
ثانيًا ، لكونها جزءًا من غلاف المركبة الفضائية ، يجب عليها ، مع الحفاظ على سلامتها ، حماية الطاقم والمعدات من تأثيرات العوامل الفضاء الخارجيوجو الأرض.

مع الاستخدام المطول للنوافذ على متن المركبة الفضائية ، تزداد احتمالية الضرر ، على السطح الخارجي للزجاج تحت تأثير النيازك الدقيقة ، غبار الفضاءتتشكل الحطام والحفر والحفر والخدوش بأحجام وأشكال مختلفة ، مما يثير مخاوف بشأن موثوقية المنتج.
تسبب إطلاق محطة الفضاء الدولية المدارية طويلة الأجل في الحاجة إلى دراسة القوة والمتانة على المدى الطويل للعناصر البصرية التي تضررت من آثار الجسيمات الدقيقة أثناء النمذجة الأرضية وتحليل وتنظيم العيوب الميكانيكية الناشئة ، والإثبات العلمي والتقني للجائز والحرجة. العيوب ، وتطوير منهجية لفحص حالة الكوة في المدار ، وإصدار استنتاجات بشأن كوات الأداء مع العيوب.
تعتبر قمرة القيادة للمركبة الفضائية الأولى أكثر اتساعًا من قمرة القيادة التقليدية في الطائرة. الجهاز لديه ثلاثة
فتحات زجاجية مقاومة للحرارة وفتحتان سريع الفتح.

تم تجهيز مقصورة المركبة الفضائية فوستوك بثلاثة نوافذ (مناظر مباشرة وجانبية) ، وقد تم تجهيز مقصورة المركبة الفضائية ميركوري بواحد فقط (أمام رائد الفضاء).
كوة سفينة الفضاء 7 كيلو. صورة 1966
تم تصنيع الكوة في مصنع Avtosteklo في كونستانتينوفكا ، منطقة دونيتسك. كانوا في العمود "منتجات أخرى". كان كل شيء في غاية السرية. لقد صنعوا الزجاج لمجموعة واسعة من المركبات ، بما في ذلك المشاركة في تجهيز أول كاسحة جليد تعمل بالطاقة النووية لينين. الآن يسمى هذا المشروع CJSC "Spetstechsteklo" ، فقد طور زجاجًا جديدًا متعدد الطبقات ، وأطلق إنتاج زجاج الطائرات ، المقسى ، متعدد الطبقات بسمك 6.5-70 مم ، مدرع (درجة II - IV).
الابتكار في إنتاج الزجاج الخاص - نمت أكبر ياقوت في العالم في أوكرانيا. استغرقت عملية ظهور هذا الحجر المذهل 10 أيام فقط - من 20 إلى 30 يوليو. في مثل هذا الوقت القصير ، وصل الحجر إلى أبعاد لا تصدق: 80 × 35 × 5 سم ووزنه 45 كجم. من الياقوت ذو الحجم والشكل المماثلين ، سيكون من الممكن عمل كوات للمركبة الفضائية مقاومة للتأثيرات الخارجية.
مصدر:

إجابة من 2 إجابة[خبير]

يا! فيما يلي مجموعة مختارة من الموضوعات مع إجابات على سؤالك: هل نطير ؟؟ ؟)) في أي مدينة وكيف يتم صنع كوة لسفن الفضاء؟

إجابة من أليكسي كوزنتسوف[خبير]
أعلم على وجه اليقين أنه بالنسبة لتيريشكوفا ، تم صنع النوافذ في بلدة صغيرة في منطقة نوفغورود - مالايا فيشيرا ، في مصنع زجاج محلي. المصنع مغلق ، لكن قدامى المحاربين يحيون ذكرى امتنان فاليا الشخصي.

إجابة من مارينا[خبير]
مصنع جوس خروستالينينسكي للزجاج الكوارتز.
المصنع فريد حقًا. إنها الشركة الوحيدة في روسيا التي تمتلك التكنولوجيا والمعدات لإنتاج منتجات الكوارتز عالية النقاء. بدون نظاراته ، لن يعمل تركيب ليزر الطاقة ، ولن تدخل مركبة فضائية واحدة في المدار. بالإضافة إلى زجاج مقاوم للإشعاع لـ محطات الطاقة النووية، نقي للغاية - بالنسبة للصناعة الكيميائية ، ركائز الكوارتز لشاشات الكمبيوتر على البلورات السائلة ، والألياف الضوئية ، والنظارات لأجهزة الرؤية الليلية ، والكوارتز الكهروإجهادي البلوري للاتصالات المتنقلة والفضائية ، وأكثر من ذلك بكثير. في وقت اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كانت تنتمي إلى صناعة مواد البناء ، وكان المصنع يعمل تقريبًا بالكامل في صناعة الدفاع.
هناك نوعان من التخصصات الرئيسية. أولاً ، إنتاج الكوارتز البلوري ، وهو تخصص ورشة العمل رقم 5 ، التي يتم فيها تركيب معدات يابانية باهظة الثمن. وهذا ، أولاً وقبل كل شيء ، بيزو كوارتز ، الذي تُصنع منه الرنانات الخاصة بصناعة الإلكترونيات الراديوية. ويتراوح سعره من 50 إلى 150 دولارًا للكيلوغرام الواحد. والقدرة المحتملة للورشة هي إنتاج حوالي 240 طنًا من هذه البلورات سنويًا. وهذا ربح 2.5 - 3 مليون دولار. .
الاتجاه الثاني هو الكوارتز المصهور ، والذي يتم من خلاله تصنيع الفتحات الخاصة بالمحطات الفضائية ، وركائز شاشات الكريستال السائل ، والنظارات فائقة النقاء للصناعة الكيميائية ، والألياف الضوئية ، وما إلى ذلك.
على وشك الموت معهد البحث العلمي للزجاج التقني ، المطور الوحيد في البلاد لكوى للمركبات الفضائية وطائرات القوات الجوية والغواصات.
في مساحة مفتوحةفي درجات الحرارة المرتفعة ، يحترق أي زجاج في نوافذ السفينة ، ومع زيادة سمكها ، تكون إمكانية الرؤية صعبة ، حيث تقل الشفافية بشكل ملحوظ. تم وضع طلاء غير عضوي من مادة نانوية على الجانب الخارجي للفتحة دون تغيير الخصائص البصرية للزجاج نفسه. تم طلاء الغلاف الخارجي لـ Buran أيضًا بمركبات خزفية مقاومة للحرارة تعتمد على مساحيق نانوية.
في المصنع في سمارة.
إنشاء كوة للمركبة الفضائية
فتحات مزودة بنظارات واقية لا تنقل الأشعة الكونية. هناك أيضًا فلاتر قابلة للاستبدال تحمي من أشعة الشمس المباشرة ، وآلية ستارة في حالة التعرض المفرط أو درجات الحرارة المرتفعة.
في معظم الحالات ، تم تطوير التصميم في GOI ، وتم تصنيع واختبار نموذج أولي لكل عدسة جديدة ، وبعد ذلك تم إدخال التكنولوجيا المثبتة في المؤسسات الصناعية. وتجدر الإشارة إلى أنه في تلك الحالات التي يفتقر فيها مطورو العدسات إلى النظارات ذات المعلمات الضرورية لتحقيق خصائص تقنية أو تشغيلية أعلى ، تم تطوير هذه النظارات خصيصًا في الفرع رقم 1 من GOI (NITIOM) ، كما تم إدخال تقنيات الانصهار المقابلة . أشرف على هذه الأعمال الأكاديمي جي تي بتروفسكي ، وهو عالم بارز ومؤسس البصريات ، بما في ذلك الفضاء وعلوم المواد. نذكر على وجه الخصوص أنه في ظل قيادته ، أجريت أيضًا أبحاث وتجارب على النمو في ظروف الفضاءبلورات ضوئية عالية النقاء مع عدد أقل من الاضطرابات.

عند النظر إلى مركبة فضائية ، عادة ما تتسع العينان. على عكس طائرة أو غواصة ذات ملامح "ناعمة" للغاية ، تبرز كتلة من جميع أنواع الكتل والعناصر الهيكلية وخطوط الأنابيب والكابلات من الخارج ... ولكن هناك أيضًا تفاصيل على متن الطائرة يمكن فهمها للوهلة الأولى لأي شخص . هنا هي الكوة ، على سبيل المثال. تمامًا مثل الطائرات أو البحر! في الحقيقة ، إنها بعيدة كل البعد عن ذلك ...

منذ بداية الرحلات الفضائية ، كان السؤال هو: "ما الذي في البحر - سيكون من الرائع رؤيته!" هذا ، بالطبع ، كانت هناك بعض الاعتبارات في هذا الصدد - بذل علماء الفلك ورواد الفضاء قصارى جهدهم ، ناهيك عن كتاب الخيال العلمي. في رواية Jules Verne "من الأرض إلى القمر" ، تذهب الشخصيات في رحلة استكشافية إلى القمر في مقذوف مزود بنوافذ زجاجية مغلقة. من خلال النوافذ الكبيرة ، ينظر أبطال تسيولكوفسكي وويلز إلى الكون.

عندما يتعلق الأمر بالممارسة ، بدت كلمة "نافذة" البسيطة غير مقبولة لمطوري تكنولوجيا الفضاء. لذلك ، فإن ما يمكن لرواد الفضاء أن ينظروا إليه خارج السفينة يسمى ، لا أقل ، زجاج خاص ، وأقل "احتفاليًا" - كوات. علاوة على ذلك ، فإن الكوة للأشخاص هي في الواقع كوة بصرية ، وبالنسبة لبعض المعدات فهي كوة بصرية.

الفتحات هي عنصر هيكلي لقذيفة المركبة الفضائية وجهاز بصري. من ناحية ، تعمل على حماية الأدوات والطاقم داخل المقصورة من تأثيرات البيئة الخارجية ، ومن ناحية أخرى ، يجب عليهم ضمان تشغيل المعدات البصرية المختلفة والمراقبة البصرية. ليس فقط ، مع ذلك ، المراقبة - عندما يرسمون على جانبي المحيط المعدات لـ "حرب النجوم" ، من خلال نوافذ السفن الحربية كانوا سيأخذون الهدف.

الأمريكيون وعلماء الصواريخ الناطقون بالإنجليزية بشكل عام مرتبكون من مصطلح "الكوة". يسألون مرة أخرى: "هل هذه النوافذ أم ماذا؟" في اللغة الانجليزيةكل شيء بسيط - ما هو في المنزل ، ما هو موجود في "المكوك" - النافذة ، ولا توجد مشاكل. لكن البحارة الإنجليز يقولون الكوة. لذا من المحتمل أن يكون بناة نوافذ الفضاء الروسية أقرب في الروح إلى بناة السفن في الخارج.

يمكن العثور على نوعين من الكوى على مركبة فضائية للمراقبة.

النوع الأول يفصل تمامًا معدات التصوير (العدسة وجزء الكاسيت ومستشعرات الصورة والعناصر الوظيفية الأخرى) الموجودة في الحيز المضغوط عن البيئة الخارجية "المعادية". وفقًا لهذا المخطط ، تم بناء مركبة فضائية من نوع Zenit.

النوع الثاني من النوافذ يفصل جزء الكاسيت ومستشعرات الصورة وعناصر أخرى عن البيئة الخارجية ، بينما العدسة في حجرة غير مضغوطة ، أي في فراغ. ويستخدم مثل هذا المخطط في مركبة فضائية من النوع "Yantar". مع مثل هذا المخطط ، تصبح متطلبات الخصائص البصرية للإنارة صارمة بشكل خاص ، لأن المصباح أصبح الآن جزءًا لا يتجزأ من النظام البصري لمعدات التصوير ، وليس مجرد "نافذة على الفضاء".

كان يعتقد أن رائد الفضاء سيكون قادرًا على التحكم في السفينة ، بناءً على ما يمكن أن يراه. إلى حد ما ، تم تحقيق ذلك. من المهم بشكل خاص "التطلع إلى الأمام" أثناء الالتحام والهبوط على سطح القمر ، حيث استخدم رواد الفضاء الأمريكيون التحكم اليدوي أكثر من مرة أثناء عمليات الهبوط.

بالنسبة لمعظم رواد الفضاء ، تتشكل الفكرة النفسية لأعلى ولأسفل اعتمادًا على البيئة ، ويمكن أن تساعد الكوة أيضًا في ذلك. أخيرًا ، تعمل الكوة ، مثل النوافذ على الأرض ، على إضاءة المقصورات عند التحليق فوق الجانب المضيء من الأرض أو القمر أو الكواكب البعيدة.

مثل أي جهاز بصري ، فإن فتحة السفينة لها بُعد بؤري (من نصف كيلومتر إلى خمسين) والعديد من المعلمات الضوئية المحددة الأخرى.

عند إنشاء أول مركبة فضائية في بلدنا ، تم تكليف تطوير الكوة معهد أبحاث زجاج الطيران Minaviaprom(الآن هذا معهد أبحاث JSC للزجاج الفني). يشارك أيضًا في إنشاء "نوافذ على الكون" معهد البصريات الحكومية. S.I. فافيلوف, معهد بحوث صناعة المطاط, مصنع كراسنوجورسك الميكانيكيوعدد من المؤسسات والمنظمات الأخرى. مساهمة كبيرة في ذوبان الزجاج من مختلف الماركات ، وتصنيع الكوة والعدسات الفريدة ذات التركيز الطويل ذات الحجم الكبير مصنع Lytkarinsky للزجاج البصري.

تبين أن المهمة كانت صعبة للغاية. تم أيضًا إتقان إنتاج مصابيح الطائرات في وقت واحد لفترة طويلة وصعبة - فقد الزجاج بسرعة شفافيته ، وأصبح مغطى بالشقوق. بالإضافة إلى توفير الشفافية ، الحرب الوطنيةفرض تطوير الزجاج المدرع ، بعد الحرب ، أدى نمو سرعات الطائرات النفاثة ليس فقط إلى زيادة متطلبات القوة ، ولكن أيضًا إلى الحاجة إلى الحفاظ على خصائص التزجيج أثناء التسخين الديناميكي الهوائي. بالنسبة للمشاريع الفضائية ، لم يكن الزجاج الذي تم استخدامه لفوانيس ونوافذ الطائرات مناسبًا - وليس نفس درجات الحرارة والأحمال.

تم تطوير أول نوافذ فضاء في بلدنا على أساس مرسوم اللجنة المركزية للحزب الشيوعي السوفيتي ومجلس وزراء الاتحاد السوفياتي رقم 569-264 بتاريخ 22 مايو 1959 ، والذي نص على بدء الاستعدادات للطيارين. الرحلات الجوية. في كل من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية ، كانت النوافذ الأولى مستديرة - كان حسابها وتصنيعها أسهل. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن ، كقاعدة عامة ، التحكم في السفن المحلية دون تدخل بشري ، وبالتالي ، ليست هناك حاجة إلى رؤية جيدة للغاية "بالطائرة". كان فوستوك غاغارين يحتوي على فتحتين. كان أحدهما موجودًا عند فتحة مدخل مركبة الهبوط ، فوق رأس رائد الفضاء مباشرةً ، والآخر عند قدميه في جسم السيارة المنحدر.

ليس من غير المناسب تذكر أسماء المطورين الرئيسيين للنوافذ الأولى في معهد أبحاث زجاج الطيران - هذا هو S.M. Brekhovskikh، V.I. ألكساندروف ، معالي أ. سيريبريانيكوفا ، يو. Nechaev ، ل. كلاشينكوف ، ف. فوروبيوف ، إي. Postolskaya ، L.V. الملك ، ب. كولجانكوف ، إي. تسفيتكوف ، S.V. فولشانوف ، ف. كراسين ، إي جي. لوجينوفا وغيرها.

لأسباب عديدة ، عند إنشاء أول مركبة فضائية ، عانى زملاؤنا الأمريكيون من "عجز جماعي" خطير. لذلك ، لم يتمكنوا ببساطة من تحمل مستوى من أتمتة التحكم في السفن مشابهًا للمستوى السوفيتي ، حتى مع مراعاة الإلكترونيات الأخف وزناً ، وكانت العديد من وظائف التحكم في السفن مقصورة على طياري الاختبار ذوي الخبرة الذين تم اختيارهم لأول مفرزة رائد فضاء. في الوقت نفسه ، في النسخة الأصلية للسفينة الأمريكية الأولى "ميركوري" (التي قالوا عنها أن رائد الفضاء لم يدخلها ، لكنه وضعها على نفسه) ، لم يتم توفير نافذة الطيار على الإطلاق - كان هناك لا مكان لأخذ حتى 10 كجم من الكتلة الإضافية المطلوبة.

ظهر الكوة فقط بناءً على طلب عاجل من رواد الفضاء أنفسهم بعد أول رحلة لشيبارد. ظهر كوة "طيار" حقيقية كاملة فقط على "الجوزاء" - على فتحة هبوط الطاقم. لكنها لم تكن مستديرة ، ولكن بشكل شبه منحرف معقد ، لأنه من أجل التحكم اليدوي الكامل عند الإرساء ، يحتاج الطيار إلى رؤية أمامية ؛ بالمناسبة ، على متن سويوز ، لهذا الغرض ، تم تركيب منظار على فتحة المركبة المنحدرة. تم تنفيذ تطوير النوافذ للأمريكيين بواسطة Corning ، وكان قسم من JDSU مسؤولاً عن الطلاء على الزجاج.

في وحدة القيادة في القمر أبولو ، تم وضع إحدى النوافذ الخمسة أيضًا على الفتحة. الاثنان الآخران ، توفير موعد عند الالتحام المركبة القمرية، يتطلع إلى الأمام ، وسمح اثنان آخران "جانبيان" لهما بإلقاء نظرة عمودية على المحور الطولي للسفينة. في سويوز ، كان هناك عادة ثلاث نوافذ على مركبة الهبوط وما يصل إلى خمسة نوافذ في حجرة الراحة. معظم النوافذ في المحطات المدارية - ما يصل إلى عدة عشرات ، أشكال مختلفةوأحجام.

تمثلت إحدى المراحل المهمة في "بناء النوافذ" في إنشاء زجاج لطائرات الفضاء - "مكوك الفضاء" و "بوران". يتم زرع "المكوكات" مثل الطائرة ، مما يعني أنه يجب توفير الطيار مراجعة جيدةمن الكابينة. لذلك ، قدم كل من المطورين الأمريكيين والمحليين ستة فتحات كبيرة ذات شكل معقد. بالإضافة إلى زوج في سقف المقصورة - وهذا بالفعل لضمان الالتحام. بالإضافة إلى النوافذ الموجودة في الجزء الخلفي من الكابينة - لعمليات الحمولة الصافية. وأخيرًا ، من خلال الفتحة الموجودة على فتحة المدخل.

في المراحل الديناميكية للرحلة ، تخضع النوافذ الأمامية للمكوك أو بوران لأحمال مختلفة تمامًا ، تختلف عن تلك التي تخضع لها نوافذ المركبات التقليدية. لذلك ، يختلف حساب القوة هنا. وعندما يكون "المكوك" في المدار بالفعل ، يكون هناك "عدد كبير جدًا" من النوافذ - ترتفع درجة حرارة المقصورة ، ويتلقى الطاقم "أشعة فوق بنفسجية" إضافية. لذلك ، أثناء الرحلة المدارية ، يتم إغلاق جزء من النوافذ في مقصورة المكوك بمصاريع كيفلر. لكن البوران كان يحتوي على طبقة فوتوكرومية داخل النوافذ ، والتي أصبحت مظلمة تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية ولم تسمح "للزيادة" بالدخول إلى قمرة القيادة.

تُستخدم كؤوس بأحجام مختلفة - من 80 مم إلى ما يقرب من نصف متر (490 مم) ، وقد ظهر مؤخرًا "زجاج" يبلغ قطره ثمانمائة مليمتر في المدار. سنتحدث عن الحماية الخارجية لـ "نوافذ الفضاء" في المستقبل ، ولكن لحماية أفراد الطاقم من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية القريبة ، يتم تطبيق طلاءات خاصة لتقسيم الحزمة على زجاج النوافذ التي تعمل مع أجهزة مثبتة غير ثابتة.

على متن أبولو ومكوك الفضاء ، كانت "النوافذ" أيضًا في الغالب مكونة من ثلاثة زجاج ، لكن ميركوري ، "أول ابتلاعهم" ، تم تجهيزه من قبل الأمريكيين بكوة من أربعة زجاج.

في مقصورة أبولو القمرية ، كانت جميع النوافذ الثلاثة من زجاج واحد ، ولكن من الخارج كانت مغطاة بزجاج خارجي لم يتم تضمينه في الدائرة المضغوطة ، ومن الداخل - بواسطة زجاج شبكي داخلي للأمان. تم بعد ذلك تركيب المزيد من الفتحات الزجاجية المفردة في المحطات المدارية ، حيث لا يزال الحمل أقل من حمولة مركبات هبوط المركبات الفضائية. وفي بعض المركبات الفضائية ، على سبيل المثال ، في محطات الكواكب السوفيتية "المريخ" في أوائل السبعينيات ، في الواقع ، تم دمج العديد من الفتحات (تركيبات زجاجية) في مقطع واحد.

عندما تكون مركبة فضائية في المدار ، يمكن أن يكون الاختلاف في درجة الحرارة عبر سطحها بضع مئات من درجات. تختلف معاملات التمدد للزجاج والمعدن بالطبع. لذلك توضع الأختام بين الزجاج والمعدن للمقطع. في بلدنا ، شارك معهد أبحاث صناعة المطاط فيها. يستخدم التصميم المطاط المقاوم للفراغ. إن تطوير مثل هذه الأختام مهمة صعبة: المطاط عبارة عن بوليمر ، والإشعاع الكوني "يقطع" جزيئات البوليمر إلى قطع بمرور الوقت ، ونتيجة لذلك ، ينتشر المطاط "العادي" ببساطة.

الزجاج ليس معدنًا ، إنه يتكسر بشكل مختلف. لن يكون هناك خدوش هنا - سيظهر صدع. تعتمد قوة الزجاج بشكل أساسي على حالة سطحه. لذلك ، يتم تقويته ، ويزيل عيوب السطح - الشقوق الصغيرة ، والتخفيضات ، والخدوش. للقيام بذلك ، يتم حفر الزجاج وتلطيفه. ومع ذلك ، لا يتم التعامل مع النظارات المستخدمة في الأدوات البصرية بهذه الطريقة. يتم تقوية سطحها أثناء ما يسمى بالطحن العميق. بحلول بداية السبعينيات ، تعلمت الزجاج الخارجي للنوافذ البصرية أن تتصلب التبادل الأيونيمما جعل من الممكن زيادة مقاومتها للتآكل.

لتحسين انتقال الضوء ، يتم طلاء الزجاج بطبقة متعددة الطبقات مضادة للانعكاس. قد تشمل أكسيد القصدير أو أكسيد الإنديوم. تزيد هذه الطلاءات من انتقال الضوء بنسبة 10-12٪ ، ويتم تطبيقها بواسطة رشاش الكاثود التفاعلي. بالإضافة إلى ذلك ، يمتص أكسيد الإنديوم النيوترونات جيدًا ، وهو أمر مفيد ، على سبيل المثال ، أثناء رحلة مأهولة بين الكواكب. بشكل عام ، الإنديوم هو "حجر الفلاسفة" لصناعة الزجاج ، وليس فقط صناعة الزجاج. تعكس المرايا المطلية بالإنديوم معظم الطيف بنفس الطريقة. في عقدة الفرك ، يحسن الإنديوم بشكل ملحوظ مقاومة التآكل.

أثناء الطيران ، يمكن أن تتسخ النوافذ من الخارج. بالفعل بعد بدء الرحلات الجوية في إطار برنامج الجوزاء ، لاحظ رواد الفضاء أن التبخر من طبقة الحماية من الحرارة قد ترسب على الزجاج. عادة ما تكتسب المركبة الفضائية أثناء الطيران ما يسمى بالجو المصاحب. هناك شيء يتسرب من المقصورات المضغوطة ، جزيئات صغيرة من العزل الحراري بفراغ الشاشة "تتدلى" بجوار السفينة ، هناك منتجات احتراق لمكونات الوقود أثناء تشغيل محركات التوجيه ... بشكل عام ، هناك أكثر من قمامة كافية والأوساخ ليس فقط "لإفساد المنظر" ، ولكن أيضًا ، على سبيل المثال ، يعطل تشغيل معدات التصوير الموجودة على متن الطائرة.

مطوري محطات الفضاء بين الكواكب من NPO لهم. أ. لافوشكينيقولون أنه أثناء رحلة مركبة فضائية إلى أحد المذنبات ، تم العثور على نواتين في تكوينها. كان يعتبر مهما اكتشاف علمي. ثم اتضح أن "الرأس" الثاني ظهر بسبب تعفير الكوة ، مما أدى إلى تأثير المنشور البصري.

يجب ألا تغير نظارات الكوة انتقال الضوء عند تعرضها للإشعاع المؤين من الإشعاع الكوني الخلفي والإشعاع الكوني ، بما في ذلك نتيجة التوهجات الشمسية.

يعتبر تفاعل الإشعاع الكهرومغناطيسي من الشمس والأشعة الكونية مع الزجاج ظاهرة معقدة بشكل عام. يمكن أن يؤدي امتصاص الزجاج للإشعاع إلى تكوين ما يسمى بـ "مراكز اللون" ، أي إلى انخفاض في انتقال الضوء الأولي ، وأيضًا التسبب في اللمعان ، حيث يمكن إطلاق جزء من الطاقة الممتصة على الفور في شكل من الكميات الخفيفة.

يخلق تألق الزجاج خلفية إضافية ، مما يقلل من تباين الصورة ، ويزيد من نسبة الضوضاء إلى الإشارة ، وقد يجعل من المستحيل على الجهاز أن يعمل بشكل طبيعي. لذلك ، يجب أن تتمتع النظارات المستخدمة في النوافذ الضوئية ، إلى جانب ثبات عالي للإشعاع البصري ، مستوى منخفضالتلألؤ. حجم شدة اللمعان لا يقل أهمية بالنسبة للنظارات البصرية التي تعمل تحت تأثير الإشعاع عن مقاومة التلوين.

من بين عوامل الرحلات الفضائية ، يعد تأثير النيازك الدقيق من أخطر عوامل النوافذ. يؤدي إلى انخفاض سريع في قوة الزجاج. خصائصه البصرية تتدهور أيضا.

بالفعل بعد السنة الأولى من الرحلة ، تم العثور على حفر وخدوش تصل إلى ملليمتر ونصف المليمتر على الأسطح الخارجية للمحطات المدارية طويلة المدى. إذا كان من الممكن حماية معظم السطح من النيازك والجزيئات التي من صنع الإنسان ، فلا يمكن حماية النوافذ بهذه الطريقة.

إلى حد ما ، يتم حفظها بواسطة أغطية العدسات ، والتي يتم تثبيتها أحيانًا على النوافذ التي تعمل من خلالها ، على سبيل المثال ، الكاميرات الموجودة على متن الطائرة. في أول محطة مدارية أمريكية Skylab ، كان من المفترض أن تكون النوافذ محمية جزئيًا بعناصر هيكلية. لكن ، بالطبع ، الحل الأكثر جذرية وموثوقية هو تغطية نوافذ "المدار" بأغطية خاضعة للرقابة من الخارج. تم تطبيق هذا الحل ، على وجه الخصوص ، في الجيل الثاني من المحطة المدارية السوفيتية Salyut-7.

"القمامة" في المدار أصبحت أكثر وأكثر. في إحدى رحلات المكوك ، من الواضح أن شيئًا من صنع الإنسان ترك حفرة حفرة ملحوظة إلى حد ما على إحدى النوافذ. نجا الزجاج ، ولكن من يدري ماذا سيحدث بعد ذلك؟ .. بالمناسبة ، هذا هو أحد أسباب القلق الخطير لـ "مجتمع الفضاء" بشأن مشاكل الحطام الفضائي. في بلدنا ، تؤثر مشاكل النيازك الدقيق على العناصر الهيكلية مركبة فضائية، بما في ذلك الكوة ، تشارك بنشاط ، على وجه الخصوص ، أستاذ جامعة الفضاء الحكومية سمارة L.G. لوكاشيف.

في الظروف الأكثر صعوبة ، تعمل نوافذ سيارات الهبوط. عند النزول إلى الغلاف الجوي ، وجدوا أنفسهم في سحابة من البلازما عالية الحرارة. بالإضافة إلى الضغط من داخل الحجرة ، يعمل الضغط الخارجي على الكوة أثناء الهبوط. ثم يأتي الهبوط - غالبًا على الثلج ، وأحيانًا في الماء. في هذه الحالة ، يتم تبريد الزجاج بسرعة. لذلك ، تحظى قضايا القوة هنا باهتمام خاص.

"بساطة الكوة–إنها ظاهرة ظاهرة. يقول بعض أخصائيي البصريات أن إنشاء فتحة مسطحة–المهمة أكثر تعقيدًا من تصنيع العدسة الكروية ، نظرًا لأنه من الصعب جدًا بناء آلية "لانهاية دقيقة" من إنشاء آلية ذات نصف قطر محدود ، أي سطح كروي. ومع ذلك ، لم تكن هناك أي مشاكل مع النوافذ ، "- ربما يكون هذا هو أفضل تقييم لعقدة المركبة الفضائية ، خاصة إذا كانت من الفم جورج فومين، في الماضي القريب - النائب الأول العام لمصمم GNPRKTs "TsSKB - Progress".

منذ وقت ليس ببعيد - 8 فبراير 2010 بعد رحلة "المكوك" STS-130 - في International محطة فضاءظهرت قبة مراقبة تتكون من عدة نوافذ كبيرة رباعية الزوايا وكوة دائرية 800 مم.

تم تصميم وحدة Cupola لرصد الأرض والعمل مع مناور. تم تطويره من قبل شركة Thales Alenia Space الأوروبية ، وتم بناؤه من قبل بناة الآلات الإيطالية في تورينو.

وهكذا ، يحمل الأوروبيون اليوم الرقم القياسي - لم يتم وضع مثل هذه النوافذ الكبيرة بعد في المدار سواء في الولايات المتحدة أو في روسيا. يتحدث مطورو "فنادق الفضاء" المختلفة في المستقبل أيضًا عن النوافذ الضخمة ، ويصرون على أهميتها الخاصة لسائحي الفضاء في المستقبل. لذلك فإن "بناء النوافذ" له مستقبل عظيم ، ولا تزال النوافذ أحد العناصر الرئيسية للمركبات الفضائية المأهولة وغير المأهولة.

"قبة"–أشياء رائعة حقًا! عندما تنظر إلى الأرض من الفتحة ، فإنها تبدو كما هي من خلال حشوة. وفي منظر "القبة" بزاوية 360 درجة ، يمكنك رؤية كل شيء! تبدو الأرض من هنا كخريطة ، نعم ، الأهم من ذلك كله أنها تشبهها الخريطة الجغرافية. يمكنك أن ترى كيف تغادر الشمس ، وكيف تشرق ، وكيف يقترب الليل ... تنظر إلى كل هذا الجمال بنوع من التلاشي في الداخل.

من يوميات رائد الفضاء مكسيم سورايف.