Woraus bestehen die Fenster des Raumschiffs Orion? NASA-Dosen Welche Form hat das Bullauge in einem Raumschiff?

VERRIEGELUNG, GESCHNITZTE LÜFTUNG, FENSTERLÄDEN, RAHMEN

Der Hauptteil des Bullauges ist natürlich Glas. "Für den Weltraum" wird kein gewöhnliches Glas verwendet, sondern Quarz. Zur Zeit von Wostok war die Auswahl nicht sehr groß - es waren nur SK- und KV-Sorten verfügbar (letzteres ist nichts anderes als Quarzglas). Später wurden viele andere Glasarten hergestellt und getestet (KV10S, K-108). Sie haben sogar versucht, Plexiglas SO-120 im Weltraum zu verwenden. Die Amerikaner kennen auch die Marke Vycor für hitze- und stoßfestes Glas.

Für Bullaugen werden Gläser in verschiedenen Größen verwendet - von 80 mm bis fast einem halben Meter (490 mm), und kürzlich ist ein achthundert Millimeter großes "Glas" im Orbit aufgetaucht. Wir werden vorab über den Außenschutz von „Weltraumfenstern“ sprechen, aber um Besatzungsmitglieder davor zu schützen schädliche Auswirkungen In der Nähe von ultravioletter Strahlung werden spezielle strahlteilende Beschichtungen auf die Gläser von Fenstern aufgebracht, die mit nicht stationär installierten Geräten betrieben werden.

Das Bullauge ist nicht nur Glas. Um ein langlebiges und funktionales Design zu erhalten, werden mehrere Gläser in einen Halter aus Aluminium- oder Titanlegierung eingesetzt. Für die Fenster des „Shuttle“ wurde sogar Lithium verwendet.

Um die erforderliche Zuverlässigkeit der Brille im Bullauge zu gewährleisten, wurden zunächst mehrere hergestellt. In diesem Fall bricht ein Glas zusammen und der Rest bleibt, wodurch das Schiff luftdicht bleibt. Inländische Fenster auf der Sojus und Wostok hatten jeweils drei Gläser (auf der Sojus gibt es ein Doppelglas, aber es ist während des größten Teils des Fluges von einem Periskop verdeckt).

Auch bei Apollo und Space Shuttle sind die „Fenster“ meist dreifach verglast, aber die „Mercury“ – ihre „erste Schwalbe“ – wurde von den Amerikanern mit einem vierverglasten Bullauge ausgestattet.

Im Gegensatz zu den sowjetischen war das amerikanische Bullauge des Apollo-Kommandomoduls keine einzelne Baugruppe. Ein Glas diente als Teil der Schale der tragenden Hitzeschutzfläche, und die anderen beiden (tatsächlich ein Bullauge mit zwei Gläsern) waren bereits Teil des Druckkreislaufs. Infolgedessen waren solche Fenster eher visuell als optisch. Angesichts der Schlüsselrolle der Piloten im Management der Apollo erschien eine solche Entscheidung eigentlich ganz logisch.

Bei der Apollo-Mondkabine waren alle drei Fenster selbst aus Einzelglas, aber von außen waren sie mit einem Außenglas bedeckt, das nicht im Druckkreislauf enthalten war, und von innen mit einem inneren Sicherheitsplexiglas. Später wurden mehr Einglas-Bullaugen an Orbitalstationen installiert, wo die Last immer noch geringer ist als die der Abstiegsfahrzeuge von Raumfahrzeugen. Und bei einigen Raumfahrzeugen, beispielsweise auf den sowjetischen interplanetaren Stationen "Mars" der frühen 70er Jahre, wurden tatsächlich mehrere Bullaugen (Zwei-Glas-Kompositionen) in einem Clip kombiniert.

Wenn sich ein Raumschiff im Orbit befindet, kann der Temperaturunterschied über seiner Oberfläche einige hundert Grad betragen. Die Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall sind natürlich unterschiedlich. Zwischen Glas und Metall des Clips werden also Dichtungen angebracht. In unserem Land war das Forschungsinstitut der Gummiindustrie damit beschäftigt. Das Design verwendet vakuumbeständigen Gummi. Die Entwicklung solcher Dichtungen ist eine schwierige Aufgabe: Gummi ist ein Polymer, und die kosmische Strahlung „schneidet“ Polymermoleküle im Laufe der Zeit in Stücke, wodurch sich „normaler“ Gummi einfach ausbreitet.

Die Nasenverglasung der Buran-Kabine. Der innere und äußere Teil des Bullauges Buran

Bei näherer Betrachtung stellt sich heraus, dass sich das Design von heimischen und amerikanischen "Fenstern" erheblich voneinander unterscheidet. Praktisch alle Gläser im häuslichen Design haben die Form eines Zylinders (natürlich mit Ausnahme der Verglasung von Flügelfahrzeugen wie "Buran" oder "Spiral"). Dementsprechend hat der Zylinder eine Seitenfläche, die speziell behandelt werden muss, um Blendung zu minimieren. Dazu werden die Spiegelflächen im Inneren des Bullauges mit Speziallack überzogen und die Seitenwände der Kammern teilweise sogar mit Halbsamt beklebt. Das Glas wird mit drei Gummiringen (wie sie ursprünglich genannt wurden - Gummidichtungen) abgedichtet.

Die Fenster des amerikanischen Apollo-Raumfahrzeugs hatten abgerundete Seiten, und Gummidichtungen waren darüber gespannt, wie ein Reifen auf einem Autorad.

Die Gläser im Bullauge können während des Fluges nicht mehr mit einem Tuch abgewischt werden, daher sollten unbedingt keine Fremdkörper in die Kammer (Zwischenglasraum) gelangen. Außerdem sollte das Glas nicht beschlagen oder einfrieren. Daher werden vor dem Start nicht nur Tanks am Raumfahrzeug befüllt, sondern auch Fenster – die Kammer wird mit besonders reinem trockenem Stickstoff oder trockener Luft gefüllt. Um das Glas selbst zu „entladen“, wird der Druck in der Kammer auf die Hälfte des Drucks in der abgedichteten Kammer eingestellt. Schließlich ist es wünschenswert, dass die Oberfläche der Wände des Abteils innen nicht zu heiß oder zu kalt ist. Zu diesem Zweck wird manchmal eine interne Plexiglasscheibe installiert.

Das Mehrzweck-Transportraumschiff Orion wird seit Mitte der 2000er Jahre von der NASA und Lockheed Martin entwickelt und absolvierte bereits im Dezember 2014 seinen ersten unbemannten Testflug. Mit Hilfe von Orion werden Fracht und Astronauten in den Weltraum gebracht, aber das ist noch nicht alles, wozu dieses Schiff fähig ist. In Zukunft muss Orion Menschen an die Oberfläche von Mond und Mars bringen. Bei der Erstellung des Schiffes haben seine Entwickler viele interessante Technologien und neue Materialien verwendet, von denen wir Ihnen heute etwas erzählen möchten. Wenn Astronauten in Richtung Asteroiden, Mond oder Mars reisen, haben sie durch kleine Fenster im Schiffsrumpf einen atemberaubenden Blick auf den Weltraum. NASA-Ingenieure zielen darauf ab, diese „Fenster zum Weltraum“ stärker, leichter und billiger in der Herstellung als frühere Raumfahrzeugmodelle zu machen. Bei der ISS und dem Space Shuttle waren die Fenster aus Verbundglas. Bei der Orion kommt erstmals Acryl-Kunststoff zum Einsatz, der die Festigkeit der Schiffsfenster deutlich verbessern wird. „Glasfensterscheiben waren in der Vergangenheit Teil der Schiffshülle, um den notwendigen Druck im Inneren aufrechtzuerhalten und den Tod von Astronauten zu verhindern. Außerdem soll das Glas die Besatzung möglichst vor der enormen Temperatur beim Eintritt in die Erdatmosphäre schützen. Aber der Hauptnachteil von Glas ist seine strukturelle Unvollkommenheit. Unter starker Belastung lässt die Festigkeit von Glas mit der Zeit nach. Beim Fliegen im Weltraum kann diese Schwachstelle dem Schiff einen grausamen Streich spielen“, sagt Linda Estes, Leiterin der Abteilung Illuminator-Subsysteme bei der NASA. Gerade weil Glas es nicht ist ideales Material für Bullaugen suchten Ingenieure ständig nach einem geeigneteren Material dafür. Es gibt viele strukturstabile Materialien auf der Welt, aber nur wenige sind transparent genug, um in Bullaugen verwendet zu werden. In den frühen Stadien der Orion-Entwicklung versuchte die NASA, Polycarbonate als Fenstermaterial zu verwenden, aber sie erfüllten nicht die für die Bildgebung erforderlichen optischen Anforderungen. hohe Auflösung. Danach wechselten die Ingenieure zu Acrylmaterial, das höchste Transparenz und enorme Festigkeit bot. In den USA werden riesige Aquarien aus Acryl hergestellt, die ihre Bewohner vor der für sie möglicherweise gefährlichen Umgebung schützen und gleichzeitig einen enormen Wasserdruck aufrechterhalten. Bis heute ist Orion mit vier in das Besatzungsmodul eingebauten Fenstern sowie zusätzlichen Fenstern in jeder der beiden Luken ausgestattet. Jedes Bullauge besteht aus drei Paneelen. Die innere Platte besteht aus Acryl, während die anderen beiden noch aus Glas bestehen. In dieser Form war Orion bereits beim ersten Testflug der Weltraumbesuch gelungen. In diesem Jahr müssen die NASA-Ingenieure entscheiden, ob sie zwei Acrylplatten und ein Glas in den Fenstern verwenden können. Linda Estes und ihr Team werden in den kommenden Monaten einen sogenannten „Kriechtest“ an Acrylplatten durchführen. Kriechen ist in diesem Fall eine langsame Verformung eines Festkörpers, die im Laufe der Zeit unter dem Einfluss einer konstanten Belastung oder mechanischen Beanspruchung auftritt. Creep unterliegt ausnahmslos jedem feste Körper sowohl kristallin als auch amorph. Acrylplatten werden 270 Tage lang unter enormer Belastung getestet. Die Acrylfenster sollten den Orion deutlich leichter machen, und ihre strukturelle Festigkeit eliminiert das Risiko, dass die Fenster aufgrund versehentlicher Kratzer und anderer Beschädigungen zusammenbrechen. Laut NASA-Ingenieuren können sie dank Acrylplatten das Gewicht des Schiffes um mehr als 90 Kilogramm reduzieren. Durch die Reduzierung der Masse wird der Start des Schiffes in den Weltraum viel billiger. Der Übergang zu Acrylplatten wird auch die Kosten für den Bau von Schiffen wie Orion senken, da Acryl viel billiger als Glas ist. Allein beim Bau eines Raumfahrzeugs können etwa 2 Millionen Dollar an Fenstern eingespart werden. Es ist möglich, dass in Zukunft Glasscheiben vollständig von den Fenstern ausgeschlossen werden, aber dafür sind vorerst zusätzliche gründliche Tests erforderlich. Entnommen von hi-news.ru

Sein erster unbemannter Testflug im Dezember 2014. Mit Hilfe von Orion werden Fracht und Astronauten in den Weltraum gebracht, aber das ist noch nicht alles, wozu dieses Schiff fähig ist. In Zukunft muss Orion Menschen an die Oberfläche von Mond und Mars bringen. Bei der Erstellung des Schiffes haben seine Entwickler viele interessante Technologien und neue Materialien verwendet, von denen wir Ihnen heute etwas erzählen möchten.

Wenn Astronauten in Richtung Asteroiden, Mond oder Mars reisen, haben sie durch kleine Fenster im Schiffsrumpf einen atemberaubenden Blick auf den Weltraum. NASA-Ingenieure zielen darauf ab, diese „Fenster zum Weltraum“ stärker, leichter und billiger in der Herstellung als frühere Raumfahrzeugmodelle zu machen.

Bei der ISS und dem Space Shuttle waren die Fenster aus Verbundglas. Bei der Orion kommt erstmals Acryl-Kunststoff zum Einsatz, der die Festigkeit der Schiffsfenster deutlich verbessern wird.

„Glasfensterscheiben waren in der Vergangenheit Teil der Schiffshülle, um den notwendigen Druck im Inneren aufrechtzuerhalten und den Tod von Astronauten zu verhindern. Außerdem soll das Glas die Besatzung möglichst vor der enormen Temperatur beim Eintritt in die Erdatmosphäre schützen. Aber der Hauptnachteil von Glas ist seine strukturelle Unvollkommenheit. Unter starker Belastung lässt die Festigkeit von Glas mit der Zeit nach. Beim Fliegen im Weltraum kann diese Schwachstelle dem Schiff einen grausamen Streich spielen“, sagt Linda Estes, Leiterin der Abteilung Illuminator-Subsysteme bei der NASA.

Gerade weil Glas kein ideales Material für Bullaugen ist, haben Ingenieure ständig nach einem geeigneteren Material dafür gesucht. Es gibt viele strukturstabile Materialien auf der Welt, aber nur wenige sind transparent genug, um in Bullaugen verwendet zu werden.

In den frühen Phasen der Entwicklung von Orion versuchte die NASA, Polycarbonate als Fenstermaterial zu verwenden, aber sie erfüllten nicht die optischen Anforderungen, die für die Erzeugung hochauflösender Bilder erforderlich sind. Danach wechselten die Ingenieure zu Acrylmaterial, das höchste Transparenz und enorme Festigkeit bot. In den USA werden riesige Aquarien aus Acryl hergestellt, die ihre Bewohner vor der für sie möglicherweise gefährlichen Umgebung schützen und gleichzeitig einen enormen Wasserdruck aufrechterhalten.

Bis heute ist Orion mit vier in das Besatzungsmodul eingebauten Fenstern sowie zusätzlichen Fenstern in jeder der beiden Luken ausgestattet. Jedes Bullauge besteht aus drei Paneelen. Die innere Platte besteht aus Acryl, während die anderen beiden noch aus Glas bestehen. In dieser Form war Orion bereits beim ersten Testflug der Weltraumbesuch gelungen. In diesem Jahr müssen die NASA-Ingenieure entscheiden, ob sie zwei Acrylplatten und ein Glas in den Fenstern verwenden können.

Linda Estes und ihr Team werden in den kommenden Monaten einen sogenannten „Kriechtest“ an Acrylplatten durchführen. Kriechen ist in diesem Fall eine langsame Verformung eines Festkörpers, die im Laufe der Zeit unter dem Einfluss einer konstanten Belastung oder mechanischen Beanspruchung auftritt. Ausnahmslos alle Festkörper, sowohl kristalline als auch amorphe, unterliegen dem Kriechen. Acrylplatten werden 270 Tage lang unter enormer Belastung getestet.

Die Acrylfenster sollten den Orion deutlich leichter machen, und ihre strukturelle Festigkeit eliminiert das Risiko, dass die Fenster aufgrund versehentlicher Kratzer und anderer Beschädigungen zusammenbrechen. Laut NASA-Ingenieuren können sie dank Acrylplatten das Gewicht des Schiffes um mehr als 90 Kilogramm reduzieren. Durch die Reduzierung der Masse wird der Start des Schiffes in den Weltraum viel billiger.

Der Übergang zu Acrylplatten wird auch die Kosten für den Bau von Schiffen wie Orion senken, da Acryl viel billiger als Glas ist. Allein beim Bau eines Raumfahrzeugs können etwa 2 Millionen Dollar an Fenstern eingespart werden. Es ist möglich, dass in Zukunft Glasscheiben vollständig von den Fenstern ausgeschlossen werden, aber dafür sind vorerst zusätzliche gründliche Tests erforderlich.

WIR FLIEGEN?? ?)) In welcher Stadt und wie werden Bullaugen für Raumschiffe hergestellt? und bekam die beste Antwort

Antwort von Incognito Mask[Guru]
Das Fenster des Raumfahrzeugs (SC) erfüllt zwei Hauptfunktionen. Erstens muss es eine angemessene Reichweite und ein angemessenes Maß an Übertragung und Reflexion elektromagnetischer Strahlung haben, um den Betrieb eines optischen Geräts oder einer visuellen Beobachtung mit einem Minimum an Verzerrung und Interferenz zu gewährleisten.
Zweitens muss es als Teil der Raumfahrzeughülle die Besatzung und Ausrüstung vor den Auswirkungen von Faktoren schützen, während es die Integrität beibehält Weltraum und der Erdatmosphäre.

Bei langfristigem Betrieb von Fenstern an Bord des Raumfahrzeugs steigt die Wahrscheinlichkeit seiner Beschädigung an der Außenfläche der Gläser unter dem Einfluss von Mikrometeoriten, Weltraumstaub und es bilden sich Trümmer, Krater, Furchen, Kratzer in verschiedenen Größen und Formen, was Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Produkts aufwirft.
Der Start einer Langzeit-Orbital-ISS verursachte die Notwendigkeit, die Langzeitfestigkeit und Haltbarkeit optischer Elemente zu untersuchen, die durch Mikropartikeleinschläge während der bodengestützten Modellierung, Analyse und Systematisierung auftretender mechanischer Defekte sowie der wissenschaftlichen und technischen Begründung von zulässig und kritisch beschädigt wurden Mängel, Entwicklung einer Methodik zur Untersuchung des Zustands von Bullaugen im Orbit, Schlussfolgerungen zur Leistung von Bullaugen mit Mängeln.
Das Cockpit des ersten Raumfahrzeugs ist viel geräumiger als ein herkömmliches Cockpit in einem Flugzeug. Das Gerät hat drei
Bullaugen mit hitzebeständigem Glas und zwei schnell zu öffnenden Luken.

Die Kabine des Vostok-Raumfahrzeugs war mit drei Fenstern (direkte und seitliche Sicht) ausgestattet, die Kabine des Mercury-Raumfahrzeugs war mit nur einem (vor dem Astronauten) ausgestattet.
Raumschiff Bullauge 7K. Foto 1966
Bullaugen wurden im Avtosteklo-Werk in Konstantinovka, Gebiet Donezk, hergestellt. Sie befanden sich in der Spalte "andere Produkte". Alles war sehr geheim. Sie stellten Glas für eine Vielzahl von Fahrzeugen her, einschließlich der Beteiligung an der Ausrüstung des ersten nuklearbetriebenen Eisbrechers Lenin. Jetzt heißt dieses Unternehmen CJSC "Spetstechsteklo", es hat eine neue Mehrschichtverglasung entwickelt, die Produktion von Luftfahrtglas gestartet, gehärtet, mehrschichtig mit einer Dicke von 6,5 bis 70 mm, gepanzert (II - IV Grad).
Innovation in der Herstellung von Spezialgläsern - der größte Saphir der Welt wurde in der Ukraine gezüchtet. Der Entstehungsprozess dieses erstaunlichen Steins dauerte nur 10 Tage - vom 20. bis 30. Juli. In so kurzer Zeit erreichte der Stein einfach unglaubliche Ausmaße: 80 mal 35 mal 5 cm und ein Gewicht von 45 Kilogramm. Aus Saphiren ähnlicher Größe und Form lassen sich Bullaugen für Raumfahrzeuge herstellen, die gegen äußere Einflüsse resistent sind.
Quelle:

Antwort von 2 Antworten[Guru]

Hallo! Hier eine Themenauswahl mit Antworten auf Ihre Frage: FLIEGEN WIR?? ?)) In welcher Stadt und wie werden Bullaugen für Raumschiffe hergestellt?

Antwort von Alexej Kusnezow[Guru]
Ich weiß mit Sicherheit, dass die Fenster für Tereshkova in einer kleinen Stadt in der Region Nowgorod - Malaya Vishera - in einer örtlichen Glasfabrik hergestellt wurden. Das Werk ist geschlossen, aber die Veteranen gedenken Valyas persönlicher Dankbarkeit.

Antwort von Yachthafen[Guru]
Quarzglasfabrik Gus-Chrustalnensky.
Die Pflanze ist wirklich einzigartig. Es ist das einzige in Russland, das über die Technologie und Ausrüstung zur Herstellung von hochreinen Quarzprodukten verfügt. Ohne seine Brille funktioniert eine Power-Laser-Installation nicht, kein einziges Raumschiff wird in die Umlaufbahn gelangen. Plus Strahlenschutzbrille für Atomkraftwerke, reinst - für die chemische Industrie, Quarzsubstrate für Computerdisplays auf Flüssigkristallen, optische Fasern, Gläser für Nachtsichtgeräte, kristalliner piezoelektrischer Quarz für Mobil- und Weltraumkommunikation und vieles mehr. Zu Zeiten der UdSSR gehörte es zur Baustoffindustrie, das Werk arbeitete fast ausschließlich für die Rüstungsindustrie.
Es gibt zwei Hauptspezialisierungen. Erstens die Herstellung von kristallinem Quarz, das ist die Spezialität der Werkstatt Nr. 5, in der teure japanische Geräte installiert sind. Und das ist zunächst einmal Piezoquarz, aus dem Resonatoren für die Radioelektronikindustrie hergestellt werden. Der Preis liegt zwischen 50 und 150 Dollar pro Kilogramm. Und die potenzielle Kapazität der Werkstatt beträgt etwa 240 Tonnen dieser Kristalle pro Jahr. Und das sind 2,5 - 3 Millionen Dollar Gewinn. .
Die zweite Richtung ist Quarzglas, aus dem die Bullaugen für Raumstationen, Substrate für Flüssigkristallmonitore, Reinstgläser für die chemische Industrie, optische Fasern usw. hergestellt werden.
Am Rande des Todes steht das Wissenschaftliche Forschungsinstitut für Technisches Glas, der einzige Entwickler des Landes von Bullaugen für Raumfahrzeuge, Luftwaffenflugzeuge und U-Boote.
BEIM Freifläche Bei hohen Temperaturen brennt jedes Glas in den Bullaugen des Schiffes aus, und mit zunehmender Dicke ist die Möglichkeit der Betrachtung schwierig, da die Transparenz merklich verringert wird. Auf die Außenseite des Bullauges wurde eine Beschichtung aus anorganischen Nanomaterialien aufgebracht, ohne die optischen Eigenschaften des Glases selbst zu verändern. Auch die Außenhülle des Buran wurde mit hitzebeständigen Keramikverbindungen auf Basis von Nanopulvern beschichtet.
In der Fabrik in Samara.
Schaffung von Bullaugen für das Raumschiff
Bullaugen mit Schutzgläsern, die keine kosmische Strahlung durchlassen. Es gibt auch austauschbare Filter, die vor direkter Sonneneinstrahlung schützen, und einen Vorhangmechanismus bei übermäßiger Sonneneinstrahlung oder erhöhten Temperaturen.
In den meisten Fällen wurde das Design bei GOI entwickelt, ein Prototyp jedes neuen Objektivs wurde hergestellt und getestet, danach wurde die bewährte Technologie in Industrieunternehmen eingeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass in den Fällen, in denen Linsenentwicklern Gläser mit den erforderlichen Parametern fehlten, um höhere technische oder betriebliche Eigenschaften zu erreichen, solche Gläser speziell in der Zweigstelle Nr. 1 der GOI (NITIOM) entwickelt und auch die entsprechenden Schmelztechnologien eingeführt wurden . Diese Arbeiten wurden von Akademiker G. T. Petrovsky, einem herausragenden Wissenschaftler und Begründer der optischen, einschließlich der Weltraum-, Materialwissenschaft, betreut. Besonders erwähnenswert ist, dass unter seiner Leitung auch Forschungen und Experimente zum Thema Anzucht durchgeführt wurden Platzverhältnisse hochreine optische Kristalle mit einer reduzierten Anzahl von Versetzungen.

Beim Betrachten eines Raumfahrzeugs werden die Augen normalerweise groß. Anders als bei einem Flugzeug oder einem U-Boot mit extrem „glatten“ Konturen ragt von außen eine Masse aus allerlei Blöcken, Strukturelementen, Rohrleitungen, Kabeln ... Aber es gibt auch Details an Bord, die auf den ersten Blick für jeden verständlich sind . Hier sind zum Beispiel die Bullaugen. Genau wie Flugzeuge oder Meer! Eigentlich ist es weit davon entfernt...

Von Beginn der Raumfahrt an war die Frage: „Was ist über Bord – das wäre schön zu sehen!“ Das heißt, natürlich gab es diesbezüglich gewisse Überlegungen - Astronomen und Pioniere der Raumfahrt gaben ihr Bestes, ganz zu schweigen von Science-Fiction-Autoren. In Jules Vernes Roman „Von der Erde zum Mond“ begeben sich die Figuren in einem mit verglasten Fensterläden ausgestatteten Projektil auf eine Mondexpedition. Durch große Fenster blicken die Helden von Tsiolkovsky und Wells ins Universum.

In der Praxis schien das schlichte Wort „Fenster“ den Entwicklern der Raumfahrttechnik inakzeptabel. Daher wird das, was die Astronauten aus dem Schiff herausschauen können, nicht weniger als Spezialverglasung und weniger "zeremoniell" - Bullaugen bezeichnet. Darüber hinaus ist das Bullauge für Menschen tatsächlich ein visuelles Bullauge und für einige Geräte ist es ein optisches Bullauge.

Bullaugen sind sowohl ein strukturelles Element der Raumfahrzeughülle als auch ein optisches Gerät. Einerseits dienen sie dazu, die Instrumente und die Besatzung innerhalb des Abteils vor den Einflüssen der äußeren Umgebung zu schützen, andererseits müssen sie den Betrieb verschiedener optischer Geräte und die visuelle Beobachtung gewährleisten. Aber nicht nur Beobachtung - als sie auf beiden Seiten des Ozeans Ausrüstung für "Star Wars" zeichneten, wollten sie durch die Fenster von Kriegsschiffen zielen.

Amerikaner und englischsprachige Raketenwissenschaftler im Allgemeinen sind durch den Begriff "Bullauge" verwirrt. Sie fragen wieder: „Sind das Fenster oder was?“ BEIM Englische Sprache Alles ist einfach - was ist im Haus, was ist im "Shuttle" - Fenster und keine Probleme. Aber englische Matrosen sagen Bullauge. Russische Raumfensterbauer sind also im Geiste wahrscheinlich näher an ausländischen Schiffbauern.

Auf Beobachtungsraumfahrzeugen können zwei Arten von Bullaugen gefunden werden.

Der erste Typ trennt die im Druckraum befindliche Aufnahmeausrüstung (Objektiv, Kassettenteil, Bildsensoren und andere Funktionselemente) vollständig von der "feindlichen" Außenumgebung. Nach diesem Schema wurden Raumfahrzeuge vom Typ Zenit gebaut.

Die zweite Art von Fenstern trennt den Kassettenteil, Bildsensoren und andere Elemente von der äußeren Umgebung, während sich das Objektiv in einem drucklosen Fach befindet, dh in einem Vakuum. Ein solches Schema wird bei Raumfahrzeugen vom Typ "Yantar" verwendet. Bei einem solchen Schema werden die Anforderungen an die optischen Eigenschaften des Illuminators besonders streng, da der Illuminator nun ein integraler Bestandteil des optischen Systems der Schießausrüstung ist und kein einfaches "Fenster in den Weltraum".

Es wurde angenommen, dass der Astronaut in der Lage sein würde, das Schiff zu kontrollieren, basierend auf dem, was er sehen konnte. Bis zu einem gewissen Grad ist dies gelungen. Besonders wichtig ist der „Vorausblick“ beim Andocken und Landen auf dem Mond – dort haben amerikanische Astronauten bei der Landung immer wieder auf Handsteuerung zurückgegriffen.

Bei den meisten Astronauten bildet sich je nach Umgebung die psychologische Vorstellung von oben und unten aus, auch Bullaugen können dabei helfen. Schließlich dienen Bullaugen wie Fenster auf der Erde dazu, die Abteile zu beleuchten, wenn über die beleuchtete Seite der Erde, des Mondes oder entfernter Planeten geflogen wird.

Wie jedes optische Gerät hat das Bullauge eines Schiffes eine Brennweite (von einem halben Kilometer bis zu fünfzig) und viele andere spezifische optische Parameter.

Bei der Entwicklung des ersten Raumfahrzeugs in unserem Land wurde die Entwicklung von Bullaugen anvertraut Forschungsinstitut für Luftfahrtglas Minaviaprom(jetzt das JSC Forschungsinstitut für technisches Glas). Auch an der Schaffung von "Fenstern zum Universum" beteiligt Staatliches Optisches Institut. S.I. Wawilow, Forschungsinstitut der Gummiindustrie, Mechanisches Werk Krasnogorsk und eine Reihe anderer Unternehmen und Organisationen. Ein großer Beitrag zum Schmelzen von Gläsern verschiedener Marken, zur Herstellung von Bullaugen und einzigartigen Linsen mit langer Brennweite und großer Blende Lytkarinsky-Werk aus optischem Glas.

Die Aufgabe stellte sich als äußerst schwierig heraus. Auch die Herstellung von Flugzeuglampen wurde lange und schwierig gemeistert - das Glas verlor schnell seine Transparenz und wurde mit Rissen bedeckt. Neben der Bereitstellung von Transparenz, vaterländischer Krieg forcierte die Entwicklung von Panzerglas, nach dem Krieg führte die Zunahme der Geschwindigkeit von Düsenflugzeugen nicht nur zu einer Erhöhung der Festigkeitsanforderungen, sondern auch zur Notwendigkeit, die Eigenschaften der Verglasung während der aerodynamischen Erwärmung zu erhalten. Für Weltraumprojekte war das Glas, das für Laternen und Fenster von Flugzeugen verwendet wurde, nicht geeignet - nicht die gleichen Temperaturen und Belastungen.

Die ersten Weltraumfenster wurden in unserem Land auf der Grundlage des Dekrets des Zentralkomitees der KPdSU und des Ministerrates der UdSSR Nr. 569-264 vom 22. Mai 1959 entwickelt, das den Beginn der Vorbereitungen für bemannte Fahrzeuge vorsah Flüge. Sowohl in der UdSSR als auch in den USA waren die ersten Fenster rund - sie waren einfacher zu berechnen und herzustellen. Darüber hinaus konnten inländische Schiffe in der Regel ohne menschliches Eingreifen gesteuert werden, und dementsprechend war keine allzu gute Sicht „durch Flugzeuge“ erforderlich. Gagarins Wostok hatte zwei Bullaugen. Einer befand sich an der Einstiegsluke des Abstiegsfahrzeugs direkt über dem Kopf des Kosmonauten, der andere zu seinen Füßen im Abstiegsfahrzeugkörper.

Es ist nicht unangebracht, sich an die Namen der Hauptentwickler der ersten Fenster am Aviation Glass Research Institute zu erinnern - das ist S.M. Brekhovskikh, V.I. Aleksandrov, S.E. Serebryannikova, Yu.I. Nechaev, L.A. Kalaschnikow, F.T. Worobjow, E.F. Postolskaja, L. V. König, B. P. Kolgankov, E.I. Tsvetkov, S.V. Volchanov, W.I. Krasin, E.G. Loginova und andere.

Aus vielen Gründen erlebten unsere amerikanischen Kollegen bei der Herstellung ihres ersten Raumfahrzeugs ein ernsthaftes "Massendefizit". Daher konnten sie sich einfach kein Niveau der Schiffssteuerungsautomatisierung leisten, das der sowjetischen ähnelte, selbst unter Berücksichtigung leichterer Elektronik, und viele Schiffssteuerungsfunktionen waren auf erfahrene Testpiloten beschränkt, die für die erste Kosmonautenabteilung ausgewählt wurden. Gleichzeitig war in der Originalversion des ersten amerikanischen Schiffes "Mercury" (von dem sie sagten, dass der Astronaut es nicht betritt, sondern es selbst anzieht) das Fenster des Piloten überhaupt nicht vorgesehen - es gab nicht einmal die erforderlichen 10 kg zusätzliche Masse mitnehmen.

Das Bullauge erschien nur auf dringenden Wunsch der Astronauten selbst nach dem ersten Flug von Shepard. Ein echtes, vollwertiges Bullauge "Pilot" erschien nur auf der "Gemini" - auf der Landeluke der Besatzung. Aber es wurde nicht rund, sondern in einer komplexen Trapezform hergestellt, da der Pilot für eine vollständige manuelle Steuerung beim Andocken eine Sicht nach vorne benötigte; Auf der Sojus wurde zu diesem Zweck übrigens ein Periskop am Bullauge des Abstiegsfahrzeugs installiert. Die Entwicklung von Fenstern für die Amerikaner wurde von Corning durchgeführt, eine Abteilung von JDSU war für die Beschichtungen der Gläser verantwortlich.

Bei der Kommandokapsel des Mond-Apollo wurde auch eines der fünf Fenster auf der Luke platziert. Die anderen beiden sorgen für ein Rendezvous beim Andocken Mondfähre, blickten nach vorne, und zwei weitere "seitliche" erlaubten ihnen, senkrecht zur Längsachse des Schiffes zu blicken. Bei der Sojus gab es normalerweise drei Fenster am Abstiegsfahrzeug und bis zu fünf am Komfortabteil. Die meisten Fenster an Orbitalstationen - bis zu mehreren Dutzend, verschiedene Formen und Größen.

Ein wichtiger Schritt im "Fensterbau" war die Schaffung von Verglasungen für Raumflugzeuge - "Space Shuttle" und "Buran". Die "Shuttles" werden wie ein Flugzeug aufgestellt, was bedeutet, dass der Pilot gestellt werden muss gute Bewertung aus der Kabine. Daher haben sowohl amerikanische als auch inländische Entwickler sechs große Bullaugen mit komplexer Form vorgesehen. Plus, ein Paar im Kabinendach - das soll bereits das Andocken gewährleisten. Plus Fenster im Fahrerhausheck – für den Nutzlastbetrieb. Und schließlich durch das Bullauge an der Einstiegsluke.

In den dynamischen Phasen des Fluges werden die vorderen Fenster des Shuttle oder Buran völlig anderen Belastungen ausgesetzt als die Fenster herkömmlicher Abstiegsfahrzeuge. Daher ist die Festigkeitsberechnung hier anders. Und wenn das "Shuttle" bereits im Orbit ist, gibt es "zu viele" Fenster - die Kabine überhitzt, die Besatzung erhält ein zusätzliches "Ultraviolett". Daher sind während eines Orbitalfluges Teile der Fenster in der Shuttle-Kabine mit Kevlar-Rollläden verschlossen. Aber der "Buran" in den Fenstern hatte eine photochrome Schicht, die sich unter Einwirkung von UV-Strahlung verdunkelte und den "Überschuss" nicht in das Cockpit ließ.

Für Bullaugen werden Gläser in verschiedenen Größen verwendet - von 80 mm bis fast einem halben Meter (490 mm), und kürzlich ist ein achthundert Millimeter großes "Glas" im Orbit aufgetaucht. Wir werden im Voraus über den äußeren Schutz von "Weltraumfenstern" sprechen, aber um die Besatzungsmitglieder vor den schädlichen Auswirkungen der nahen ultravioletten Strahlung zu schützen, werden spezielle strahlteilende Beschichtungen auf die Gläser von Fenstern aufgebracht, die mit nicht stationär installierten Geräten arbeiten.

Auch bei Apollo und Space Shuttle sind die „Fenster“ meist dreifach verglast, aber die Mercury, ihre „erste Schwalbe“, wurde von den Amerikanern mit einem vierverglasten Bullauge ausgestattet.

Bei der Apollo-Mondkabine waren alle drei Fenster selbst aus Einzelglas, aber außen waren sie mit einem Außenglas bedeckt, das nicht im Druckkreislauf enthalten war, und innen mit einem inneren Sicherheitsplexiglas. Später wurden mehr Einglas-Bullaugen an Orbitalstationen installiert, wo die Last immer noch geringer ist als die der Abstiegsfahrzeuge von Raumfahrzeugen. Und bei einigen Raumfahrzeugen, beispielsweise auf den sowjetischen interplanetaren Stationen "Mars" der frühen 70er Jahre, wurden tatsächlich mehrere Bullaugen (Zwei-Glas-Kompositionen) in einem Clip kombiniert.

Wenn sich ein Raumschiff im Orbit befindet, kann der Temperaturunterschied über seiner Oberfläche einige hundert Grad betragen. Die Ausdehnungskoeffizienten von Glas und Metall sind natürlich unterschiedlich. Zwischen Glas und Metall des Clips werden also Dichtungen angebracht. In unserem Land war das Forschungsinstitut der Gummiindustrie damit beschäftigt. Das Design verwendet vakuumbeständigen Gummi. Die Entwicklung solcher Dichtungen ist eine schwierige Aufgabe: Gummi ist ein Polymer, und die kosmische Strahlung „zerhackt“ Polymermoleküle im Laufe der Zeit in Stücke, wodurch sich „normaler“ Gummi einfach ausbreitet.

Die Fenster des amerikanischen Apollo-Raumfahrzeugs hatten abgerundete Seiten, und Gummidichtungen waren darüber gespannt, wie ein Reifen auf einem Autorad.

Glas ist kein Metall, es zerfällt anders. Hier gibt es keine Dellen - es entsteht ein Riss. Die Festigkeit von Glas hängt hauptsächlich von der Beschaffenheit seiner Oberfläche ab. Daher wird es verstärkt und Oberflächenfehler beseitigt - Mikrorisse, Schnitte, Kratzer. Dazu wird das Glas geätzt, gehärtet. Gläser, die in optischen Instrumenten verwendet werden, werden jedoch nicht auf diese Weise behandelt. Ihre Oberfläche wird beim sogenannten Tiefschliff gehärtet. Anfang der 70er Jahre lernten die äußeren Gläser optischer Fenster zu härten Ionenaustausch was es ermöglichte, ihre Abriebfestigkeit zu erhöhen.

Zur Verbesserung der Lichtdurchlässigkeit ist das Glas mit einer mehrschichtigen Antireflexbeschichtung versehen. Sie können Zinnoxid oder Indiumoxid enthalten. Solche Beschichtungen erhöhen die Lichtdurchlässigkeit um 10–12 % und werden durch reaktives Kathodenzerstäuben aufgebracht. Außerdem absorbiert Indiumoxid Neutronen gut, was zum Beispiel während eines bemannten interplanetaren Fluges nützlich ist. Generell ist Indium der „Stein der Weisen“ der Glasindustrie und nicht nur der Glasindustrie. Indiumbeschichtete Spiegel reflektieren den größten Teil des Spektrums auf die gleiche Weise. Bei Reibknoten verbessert Indium die Abriebfestigkeit erheblich.

Im Flug können Fenster von außen verschmutzen. Bereits nach dem Start der Flüge im Rahmen des Gemini-Programms bemerkten die Astronauten, dass sich Ausdünstungen der Hitzeschutzbeschichtung auf dem Glas ablagerten. Raumfahrzeuge erlangen im Flug im Allgemeinen die sogenannte begleitende Atmosphäre. Aus den Druckkammern tritt etwas aus, neben dem Schiff „hängen“ kleine Partikel der Siebvakuum-Wärmedämmung, während des Betriebs von Orientierungsmotoren entstehen direkt Verbrennungsprodukte von Kraftstoffkomponenten ... Im Allgemeinen gibt es mehr als genug Müll und Schmutz nicht nur „die Sicht verderben“, sondern zum Beispiel auch die Funktion der bordeigenen Fotoausrüstung stören.

Entwickler von interplanetaren Raumstationen aus NPO sie. C.A. Lawotschkin Sie sagen, dass während des Fluges eines Raumfahrzeugs zu einem der Kometen zwei „Köpfe“ - Kerne in seiner Zusammensetzung gefunden wurden. Es wurde als wichtig erachtet wissenschaftliche Entdeckung. Dann stellte sich heraus, dass der zweite "Kopf" durch Beschlagen des Bullauges auftauchte, was zu der Wirkung eines optischen Prismas führte.

Bullaugengläser sollten die Lichtdurchlässigkeit nicht verändern, wenn sie ionisierender Strahlung von kosmischer Hintergrundstrahlung und kosmischer Strahlung, einschließlich infolge von Sonneneruptionen, ausgesetzt sind.

Die Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung der Sonne und kosmischer Strahlung mit Glas ist im Allgemeinen ein komplexes Phänomen. Die Absorption von Strahlung durch Glas kann zur Bildung sogenannter "Farbzentren", dh zu einer Abnahme der anfänglichen Lichtdurchlässigkeit führen und auch Lumineszenz verursachen, da ein Teil der absorbierten Energie sofort in Form abgegeben werden kann von Lichtquanten.

Glaslumineszenz erzeugt einen zusätzlichen Hintergrund, der den Kontrast des Bildes verringert, das Rausch-Signal-Verhältnis erhöht und die normale Funktion des Geräts unmöglich machen kann. Daher müssen Gläser, die in optischen Fenstern verwendet werden, neben einer hohen strahlungsoptischen Stabilität niedriges Niveau Lumineszenz. Für optische Gläser, die unter Strahlungseinfluss arbeiten, ist die Größe der Lumineszenzintensität nicht weniger wichtig als die Beständigkeit gegen Verschmutzung.

Unter den Faktoren der Raumfahrt ist der Mikrometeoreinschlag einer der gefährlichsten für Fenster. Es führt zu einem schnellen Abfall der Festigkeit des Glases. Auch seine optischen Eigenschaften verschlechtern sich.

Bereits nach dem ersten Flugjahr finden sich anderthalb Millimeter große Krater und Kratzer auf den Außenflächen von Langzeit-Orbitalstationen. Wenn der größte Teil der Oberfläche vor Meteoriten und künstlichen Partikeln geschützt werden kann, können Fenster auf diese Weise nicht geschützt werden.

Bis zu einem gewissen Grad werden sie durch Sonnenblenden gerettet, die manchmal an Fenstern installiert sind, durch die beispielsweise Bordkameras arbeiten. Bei der ersten amerikanischen Orbitalstation Skylab ging man davon aus, dass die Fenster teilweise durch Strukturelemente abgeschirmt würden. Aber die radikalste und zuverlässigste Lösung ist natürlich, die Fenster des "Orbitals" mit kontrollierten Abdeckungen von außen abzudecken. Eine solche Lösung wurde insbesondere bei der sowjetischen Orbitalstation Saljut-7 der zweiten Generation angewendet.

"Müll" im Orbit wird immer mehr. In einem der Flüge des Shuttles hinterließ etwas, das eindeutig von Menschenhand geschaffen wurde, einen ziemlich auffälligen Schlaglochkrater auf einem der Fenster. Das Glas hat überlebt, aber wer weiß, was als nächstes kommt? Das ist übrigens einer der Gründe für die ernsthafte Besorgnis der "Weltraumgemeinschaft" über die Probleme des Weltraumschrotts. In unserem Land wirken sich die Probleme des Mikrometeoriten auf Strukturelemente aus Raumfahrzeug, einschließlich der Bullaugen, ist aktiv beteiligt, insbesondere Professor Samara State Aerospace University L.G. Lukaschev.

Bei noch schwierigeren Bedingungen funktionieren die Fenster der Abstiegsfahrzeuge. Beim Abstieg in die Atmosphäre finden sie sich in einer Wolke aus Hochtemperaturplasma wieder. Zusätzlich zum Druck aus dem Inneren des Abteils wirkt beim Abstieg äußerer Druck auf das Bullauge. Und dann kommt die Landung – oft im Schnee, manchmal im Wasser. In diesem Fall wird das Glas schnell abgekühlt. Daher wird hier den Festigkeitsfragen besondere Aufmerksamkeit geschenkt.

„Die Einfachheit des Bullauges–es ist ein offensichtliches Phänomen. Einige Optiker sagen, dass ein flaches Bullauge entsteht–Die Aufgabe ist komplizierter als die Herstellung einer sphärischen Linse, da es viel schwieriger ist, einen Mechanismus mit „exakter Unendlichkeit“ zu bauen als einen Mechanismus mit einem endlichen Radius, dh einer sphärischen Oberfläche. Und trotzdem gab es noch nie Probleme mit den Fenstern “- Dies ist wahrscheinlich die beste Einschätzung für den Knoten des Raumfahrzeugs, insbesondere wenn er aus dem Mund kam Georg Fomin, in der jüngeren Vergangenheit - der erste stellvertretende Generaldesigner des GNPRKTs "TsSKB - Progress".

Vor nicht allzu langer Zeit - am 8. Februar 2010 nach dem Flug des "Shuttle" STS-130 - auf der International Raumstation Eine Beobachtungskuppel erschien, bestehend aus mehreren großen viereckigen Fenstern und einem runden 800-mm-Bullauge.

Das Cupola-Modul ist für Erdbeobachtungen und die Arbeit mit einem Manipulator konzipiert. Es wurde vom europäischen Konzern Thales Alenia Space entwickelt und von italienischen Maschinenbauern in Turin gebaut.

Damit halten heute die Europäer den Rekord - weder in den USA noch in Russland wurden jemals so große Fenster in den Orbit gebracht. Auch die Entwickler verschiedener „Weltraumhotels“ der Zukunft sprechen von riesigen Fenstern und beharren auf deren besonderer Bedeutung für künftige Weltraumtouristen. Der „Fensterbau“ hat also eine große Zukunft, und Fenster sind nach wie vor eines der Schlüsselelemente von bemannten und unbemannten Raumfahrzeugen.

"Kuppel"–richtig cooles Zeug! Wenn Sie aus dem Bullauge auf die Erde blicken, ist es dasselbe wie durch eine Schießscharte. Und in der "Kuppel" eine 360-Grad-Ansicht, Sie können alles sehen! Die Erde sieht von hier aus aus wie eine Landkarte, ja, am meisten ähnelt sie ihr geografische Karte. Sie können sehen, wie die Sonne geht, wie sie aufgeht, wie die Nacht näher rückt ... Sie betrachten all diese Schönheit mit einer Art Verblassen im Inneren.

Aus dem Tagebuch des Kosmonauten Maxim Suraev.