Сегодня рассмотрим самый простой и самый древний способ домашней заготовки...
Немножко информации к размышлению.
Перед тем, как прочитать об американской «космической» консервной банке Джемини, особо обращаю внимание на абляционную защиту - толстый слой «обмазки», который при спуске сгорает чтобы не сгорел сам космический корабль примерно как испарение кипящей воды в чайнике/самоваре защищает его от порчи до поры до времени. На советских спускаемых аппаратах толщина этого слоя исчислялась сантиметрами, а масса - сотнями килограммов (лень гуглить - чуть ли не до полутора тонн). См. капитально обгоревший заявленный гагаринский Восток-1:
и какой-то из современных Союзов-ТМА с космическим туристом:
Перед человеком, для которого студийность пилотируемых полетов НАСА на Луну уже вполне очевидна, встает вопрос: когда именно было решено, что вся программа «Аполлон» пойдет через Голливуд? Космическая эпопея Кубрика все же не на пустом месте началась: Фон Браун так дышал, так дышал, вроде всерьез что-то лепил, старался… А кончилось полной хренью: отправили на сбор метеоритов в Антарктиде и в какую-то уж совсем непонятную бесславную отставку. Почему? В какой момент, в каком году пришло Великое Озарение, что сделать красивые фотки в студии будет немножко легче, чем слетать на Луну? Давайте разбираться.
До Аполлонов были только низкоорбитальные полеты - «Меркурий», «Джемини». Они-то хоть не подделка?
Ну, сейчас посмотрим что-нибудь. Скажем, Джемини-три - первый пилотируемый полет по программе Джемини, как дружно утверждают будущие сокамерники из НАСА. 1965 год, почти пять часов полета.
"«Джемини» стал первым американским кораблем, изготовленным с использованием для спускаемого аппарата (отсека экипажа) системы управляемого спуска. Форма спускаемого аппарата была выполнена в виде фары. Вход в атмосферу Земли осуществлялся днищем вперед, и благодаря смещенному центру масс относительно продольной оси полет в атмосфере происходил с постоянным углом атаки. Управляемый полет совершался за счет вращения спускаемого аппарата по углу крена. Спускаемый аппарат корабля «Джемини» двухместный, позволивший выполнять выход в открытый космос. При этом вся атмосфера кабины космонавтов, состоящая из кислорода, стравливалась в космос, а после закрытия люка восстанавливалась за счет запасенного кислорода в баллонах."
Теперь лезем на сайт НАСА и ищем, что это вообще была за хрень:
На рисунке, ясен пень, всё красиво. Но при ближайшем рассмотрении фотографий реальных аппаратов возникают вопросы:
Никаких, простите, фейков и «макетов для тренировок» - вот как бы реальный аппарат после спуска, обгоревший, с астронотами Армстронгом и Скоттом внутри, после приводнения:
А вот и вовсе как бы в космосе:
Замечательная хрень. Красивая, как новенькое оцинкованное ведро. Вот как у нее устроена обшивка:
Крепление обшивки Джемини
Они хотят сказать, что вот эти вот жестяночки на винтиках с шайбочками выдерживали поток воздуха хотя бы на первой космической скорости?
Скажем, при 7000 м/сек? Скорость современных самолетов, если что - порядка 200 м/сек.Ну ОК, при посадке корабль падал дном вперед, дно там более массивное - но ведь при старте-то и выходе на орбиту он летит жестянками вперед - причем без всяких защитных обтекателей, как прекрасно видно старта:
Видите - жестянка стоит без всякого обтекателя. Более того - у нее в люках стоят стеклянные иллюминаторы, которые смотрят прямо вперед. Да-да - вперед на поток воздуха 7000 м/сек. Инженерам уже смешно, да. Стратегический разведчик SR-71 летит со скоростью 900 м/сек - и у него проблема стеклянных лобовых блоков кабины стоит самым тяжким образом, чтобы они не развалились и не лопнули от перегрева, сделан чудовищный стеклянный сэндвич, через который прокачивается авиакеросин, идущий на питание двигателей. И это - 900 м/сек. Что может выдержать 7000 м/сек набегающего потока - трудно вообще представить.
Вот здесь виден этот иллюминатор - в люке, возле которого стоит хрен в очках:
Джемини после приводнения, на палубе корабля:
Кстати, очень характерно, что фотки НАСА старательно подобраны так, чтобы иллюминатор был не виден, а корабли Джемини в музеях стоят вообще без люков. Но вот тут, на мутной фоточке якобы из космоса, иллюминатор виден на открытом люке:
: Пиндос выпал в космос
Абляционной защиты никакой? Подумаешь. Всего-то скорость воздушного потока до 6-7 км\сек, а температура до 11000° Цельсиев (а кратковременно и гораздо больше). Фигня. Оцинковка выдержит. Она ведь покрыта суперским защитным слоем, который выдерживает температуру аж до 3000°С. Что вы говорите? Советские спускаемые аппараты защитный слой до 8 см имели, да и то он сгорал в плазме? От же ж дурные эти совки. У нас-то нанотехнологии. Миллиметровое покрытие, а держит лучше ихних 8 см.
Ну, а то, что мы такую замечательную, простую и великолепно себя показавшую конструкцию потом на ноль помножили и для Аполлонов начали лепить абляционную защиту и тепловые экраны - тут объяснить трудно, но что-нибудь придумаем.
Ни малейших признаков стопорения винтов? Ну, то, что будет дикая вибрация - так тут ничего особо страшного. Ну, ослабнет крепление, начнут болтаться и дребезжать шайбы, листы обшивки… А если задерется кромка, так может и всю обшивку сорвать - ну, да, вполне может, и что? Слетали же, английским языком говорят вам: слетали! И все хорошо! Может, в те годы вообще было модно для гиперзвука сажать винты на конторский клей.
Шайбы такого огромного диаметра, что аж смешно? Чуть перетянуть шайбу винтом - её края поднимутся и воздушным потоком вместе с самими винтами, которые M5 примерно, повырывает? Да и хрен с ними. Авось обойдется. Лунный Курятник вон вообще в соседней студии Космическим Скотчем скрепляли - и ничего, пипл схавал.
Потай для улучшения аэродинамики? Какой-такой потай? Знать не знаем, ведать не ведаем… Тупые? Почему это мы тупые? У нас тут в НАСА все такие.
Половину винтиков недовкрутили? Так они все равно хрен чего удержат при таких нагрузках. И потом, мы ж массу корабля уменьшали. Пару тысяч не вкрутишь - вот уже и грузоподъемность увеличилась. Да и вообще обидные ваши слова - может, еще и успеем довернуть перед самым полетом! Придираетесь, а ведь на самом деле хвалить надо!
Особенно хотелось бы похвалить вот эти рояльные петли герметичных люков:
Люки открываются наружу. Нетрудно посчитать их площадь и усилие, которое будет действовать на них со стороны атмосферы в этом аппарате - а там якобы была атмосфера с давлением 0.3 кг/см. Люк имеет площадь около квадратного метра, 10000 кв.см * 0.3 = 3000 кг, на люк изнутри будет давить три тонны. Фигня, рояльные петельки выдержат, бггг.
Кстати, на этой же фоточке видно, что никакого дополнительного крепления люка со стороны петель нет, и что люк уплотняется стрёмным антинаучным уплотнителем по типу уплотнителя двери холодильника. Поверьте мне - это выглядит смешно. Русские делают люки своих спускаемых аппаратов вставными изнутри - давление их прижимает к резинке уплотнителя и обеспечивает герметичность. У американцев же применена дурацкая конструкция, потенциально склонная к травлению и утечкам. Впрочем, после винтиков с шайбами это так, мелочь.
Так что не летало это ведро в космос. Точнее - может быть, его и запускали, но вот вернуться на землю из космоса с живыми астронотами внутри оно не могло в принципе.
Получается, что голливудчина в НАСА началась гораздо раньше пилотируемых Аполлонов.
ШПИНГАЛЕТ, ФОРТОЧКИ РЕЗНЫЕ, СТАВНИ, РАМЫ
Основная часть иллюминатора - это, конечно, стекла. «Для космоса» используется не обычное стекло, а кварцевое. Во времена «Востока» выбор был не особо велик - доступны были лишь марки СК и КВ (последняя - не что иное, как плавленый кварц). Позже создали и испытали много других разновидностей стекла (КВ10С, К-108). Пробовали даже использовать в космосе оргстекло марки СО-120. У американцев же известна марка термо- и ударопрочного стекла Vycor.
Для иллюминаторов применяются стекла разных размеров - от 80 мм до без малого полуметра (490 мм), а недавно на орбите появилось и восьмисотмиллиметровое «стеклышко». О внешней защите «космических окон» речь впереди, а вот для защиты членов экипажа от вредного воздействия ближнего ультрафиолетового излучения на стекла иллюминаторов, работающих с нестационарно установленными приборами, наносят специальные светоделительные покрытия.
Иллюминатор - это не только стекла. Чтобы получить прочную и функциональную конструкцию, несколько стекол вставляют в обойму, выполненную из алюминиевого или титанового сплава. Для иллюминаторов «Шаттла» использовали даже литиевый.
Для обеспечения требуемого уровня надежности стекол в иллюминаторе изначально стали делать несколько. В случае чего одно стекло разрушится, а остальные останутся, сохраняя корабль герметичным. Отечественные иллюминаторы на «Союзах» и «Востоках» имели по три стекла (на «Союзе» есть один двухстекольный, но он большую часть полета прикрыт перископом).
На «Аполлоне» и «Спейс Шаттле» «окна» в основном также трехстекольные, а вот «Меркурий» - свою «первую ласточку» - американцы оснастили аж четырехстекольным иллюминатором.
В отличие от советских американский иллюминатор на командном модуле «Аполлона» не представлял собой единую сборку. Одно стекло работало в составе оболочки несущей теплозащитной поверхности, а два других (по сути, двухстекольный иллюминатор) уже входили в состав гермоконтура. В результате такие иллюминаторы были больше визуальными, чем оптическими. Собственно, с учетом ключевой роли пилотов в управлении «Аполлонами», такое решение выглядело вполне логично.
На лунной кабине «Аполлонов» все три иллюминатора сами по себе были одностекольные, однако с внешней стороны их прикрывало внешнее стекло, не входящее в гермоконтур, а изнутри - внутреннее предохранительное оргстекло. Еще одностекольные иллюминаторы устанавливались впоследствии на орбитальных станциях, где нагрузки все же меньше, чем у спускаемых аппаратов космических кораблей. А на некоторых космических аппаратах, например, на советских межпланетных станциях «Марс» начала 70-х годов, в одной обойме были объединены фактически несколько иллюминаторов (двухстекольных композиций).
Когда космический аппарат находится на орбите, перепад температур на его поверхности может составлять пару сотен градусов. Коэффициенты расширения у стекла и металла, естественно, разные. Так что между стеклом и металлом обоймы ставят уплотнения. У нас в стране ими занимался НИИ резинотехнической промышленности. В конструкции используется вакуумостойкая резина. Разработка таких уплотнений - сложная задача: резина - полимер, а космическое излучение со временем «рубит» полимерные молекулы на куски, и в итоге «обычная» резина просто расползается.
Носовое остекление кабины Бурана. Внутренняя и внешняя часть иллюминатора Бурана
При ближайшем рассмотрении выясняется, что по конструкции отечественные и американские «окна» существенно друг от друга отличаются. Практически все стекла в отечественных конструкциях имеют форму цилиндра (естественно, за исключением остекления крылатых аппаратов типа «Бурана» или «Спирали»). Соответственно, у цилиндра имеется боковая поверхность, которую нужно специально обрабатывать, чтобы свести к минимуму блики. Отражающие поверхности внутри иллюминатора для этого покрывают специальной эмалью, а боковые стенки камер иногда даже обклеивают полубархатом. Уплотняется стекло тремя резиновыми кольцами (как их сначала называли - уплотнительными резинками).
У стекол американских кораблей «Аполлон» боковые поверхности были закруглены, и на них, как покрышка на колесный диску автомобиля, было натянуто резиновое уплотнение.
Стекла внутри иллюминатора протереть тряпочкой во время полета уже не получится, а потому никакой мусор в камеру (межстекольное пространство) попадать категорически не должен. Кроме того, стекла не должны ни запотевать, ни замерзать. Поэтому перед стартом у космического корабля заправляют не только баки, но и иллюминаторы - камеру заполняют особо чистым сухим азотом или сухим воздухом. Чтобы «разгрузить» собственно стекла, давление в камере предусматривается вдвое меньшим, чем в герметичном отсеке. Наконец, желательно, чтобы с внутренней стороны поверхность стенок отсека не была слишком горячей или слишком холодной. Для этого иногда устанавливают внутренний экран из оргстекла.
Космос не океан
Чего бы они там не рисовали в "звёздных войнах" и сериале "стартрек", космос не океан. Слишком многие шоу оперируют научно неточными предположениями, отображая перемещение в космосе похожим на плавание по морю. Это не так
Вообще, космос не двухмерный, в нём нет трения, и у космолёта палубы не такие, как у корабля.
Более спорные пункты - космические аппараты не будут называться согласно морской классификации (например "крейсер", "линкор", "эсминец" или "фрегат", структура армейских званий будет похожа на звания ВВС, а не флота, а пиратов, скорей всего, вообще не будет.
Космос трёхмерен
Космос трёхмерен, он не двухмерный. Двухмерность - последствие заблуждения "космос это океан". Космические аппараты движутся не как лодки, для них доступно перемещение "вверх" и "вниз" Это нельзя сравнивать даже с полётом самолёта, поскольку у космического аппарата нет "потолка", его маневр теоретически никак не ограничен
Ориентация в пространстве тоже не имеет значения. Если вы видите как космические корабли "Энтерпрайз" и "Интрепид" проходят мимо друг друга "вверх ногами" - тут нет ничего странного, в реальности такое их положение ничем не запрещено. Больше того: нос корабля может быть направлен совсем не туда, куда в данный момент летит корабль.
Это значит, что атака противника с выгодного направления с максимальной плотностью огня "бортовым залпом" затруднена. Космические корабли могут приближаться к вам с любого направления, совсем не так, как в двухмерном пространстве
Ракеты не корабли
Плевать на то, как выглядит планировка корабля "Энтерпрайз" или "Боевой Звезды Галактика". В научно правильной ракете "вниз" - это в сторону выхлопа ракетных двигателей. Другими словами, планировка космического корабля куда больше похожа на небоскрёб, чем на самолёт. Этажи расположены перпендикулярно оси ускорения, и "верх" - направление, в котором ускоряется в данный момент ваш корабль. Думать иначе - одна из самых назойливых ошибок, крайне популярная в НФ-произведениях. Это я ПРО ВАС Звёздные войны, Стартрек и Боевая звезда Галактика!
Это заблуждение выросло из ошибки "космос двухмерен". Некоторые произведения и вовсе превращают космические ракеты в что-то вроде лодок. Даже с точки зрения обычной глупости, торчащий из корпуса "мостик" будет отстрелен вражеским огнём куда быстрее, чем размещённый в глубине корабля, где у него будет хоть какая-то защита (тут немедленно вспоминаются Star Trek и "Uchuu Senkan Yamato").
(Энтони Джексон указал два исключения. Первое: если космический аппарат действует как атмосферный самолёт, в атмосфере "вниз" будет перпендикулярен крыльям, противоположно подъёмной силе, но в космосе "вниз" станет направлением выхлопа двигателей. Второе: ионный двигатель или иной двигатель малого ускорения может придать кораблю некоторое центростремительное ускорение, и "вниз" окажется направлен по радиусу от оси вращения.)
Ракеты не истребители
Крестокрыл и "вайпер" могут маневрировать на экране как им вздумается, но без атмосферы и крыльев атмосферных маневров не бывает.
Да, развернуться "на пятачке" тоже не удастся. Чем быстрее движется космический аппарат, тем труднее маневрировать. Он НЕ БУДЕТ двигаться как самолёт. Более удачной аналогией будет поведение разогнанного на большой скорости полностью загруженого тягача с прицепом на голом льду.
Также под вопросом сама оправданность истребителей с военной, научной и экономической точки зрения.
Ракеты не стрелы
Космический аппарат вовсе не обязательно летит туда, куда указывает его нос. Пока двигатель работает, ускорение направлено туда, куда смотрит нос корабля. Но если отключить двигатель, корабль можно свободно вращать в желаемом направлении. При необходимости вполне можно лететь "боком". Это может быть полезным для совершения полного бортового залпа в бою.
Так что все сцены из "звёздных войн" с истребителем, пытающимся стряхнуть врага с хвоста - полная чушь. Им достаточно развернуться вокруг своей оси и расстрелять преследователя (неплохим примером будет эпизод сериала Babylon 5 "Midnight on the Firing Line").
У ракет есть крылья
Если на вашей ракете есть силовая установка на некоторое количество мегаватт, абсурдно мощный тепловой двигатель или энергетическое оружие, ей потребуются огромные радиаторы для теплоотвода. В противном случае, она довольно быстро расплавится, а то и запросто испарится. Радиаторы будут выглядеть как огромные крылья или панели. Это изрядная проблема для боевых кораблей, поскольку радиаторы крайне уязвимы к огню.
У ракет нет окон
Иллюминаторы на космическом корабле нужны примерно в той же мере, что и на подводной лодке. (Нет, Seaview не считается. Строго научная фантастика. Окон панорамного обзора на подводной лодке Trident не бывает). Иллюминаторы - ослабление структурной прочности, да и потом, на что там смотреть? Если корабль не на орбите планеты или не вблизи другого корабля, видны только глубины космоса и ослепительное солнце. А ещё, в отличие от субмарин, на борту космического корабля окна пропускают поток радиации.
Сериалы Star Trek, Star Wars, и Battlestar Galactica ошибочны, поскольку битвы НЕ БУДУТ происходить на дистанциях в считанные метры. Направленное энергетическое оружие будет работать на тех дистанциях, где вражеские корабли видно только в телескоп. Глядя на битву в иллюминатор, вы ничего не увидите. Корабли будут слишком далеко, или же вас ослепит вспышка ядерного взрыва или лазерного огня, отражённого от поверхности цели.
Навигационный отсек может иметь обзорный астрономический купол на экстренный случай, но большая часть окон будет заменена радаром, телескопическими телекамерами и схожего типа сенсорами.
В космосе нет трения
В космосе нет трения. Здесь, на Терре, если вы ведёте машину, достаточно отпустить газ, и машина начнёт тормозиться трением о дорогу. В космосе, отключив двигатели, корабль сохранит свою скорость на весь остаток вечности (или пока не врежется в планету или что-то ещё). В фильме "2001 A Space Odyssey" вы могли заметить, что космический аппарат "Дискавери" летел к Юпитеру без единого облачка выхлопа из двигателей.
Вот почему бессмысленно говорить о "дистанции" ракетного полёта. Любая ракета не на орбите планеты и не в гравитационном колодце Солнца обладает бесконечной дистанцией полёта. В теории можно зажечь двигатели и отправиться в Галактику Андромеды... добравшись до цели за какой-то миллион лет. Вместо дальности имеет смысл говорить об изменении скоростей.
Ускорение и торможение симметричны. Час ускорения до скорости в 1000 километров в секунду требует примерно часа торможения чтобы остановиться. Нельзя просто "нажать на тормоза" - как на лодке или автомобиле. (Слово "примерно" использовано потому, что корабль при ускорении теряет массу и его становится легче затормозить. Но эти детали пока можно игнорировать.)
Если вы хотите постигнуть интуитивно принципы движения космических кораблей, рекомендую поиграть в какую-нибудь одну из немногих точных игр-симуляторов. Список включает компьютерную игру Orbiter, компьютерную же (к сожалению не переиздававшуюся) игру Independence War и настольные военные игры Attack Vector: Tactical, Voidstriker, Triplanetary, и Star Fist (эти две больше не издаются, но могут попасться тут).
Топливо не обязательно приводит корабль в движение напрямую
У ракет есть разница между "топливом" (указано красным) и "реакционой массой" (указана голубым). Ракеты соблюдают третий закон Ньютона при движении. Масса выбрасывается, придавая ракете ускорение.
Топливо в данном случае расходуется на то, чтобы выбрасывать эту реакционную массу. В классической атомной ракете уран-235 будет топливом, обычные урановые стержни в ядерном реакторе, но реакционная масса - водород, разогретый в этом самом реакторе и вылетающий из дюз корабля.
Путаница вызвана тем, что в химических ракетах топливо и реакционная масса - одно и то же. Шаттл или ракета Сатурн 5 расходуют химическое топливо, напрямую выбрасывая его из дюз.
Автомобили, самолёты и лодки обходятся сравнительно малыми количествами топлива, но для ракет это не так. Половина ракеты может быть занята реакционной массой, а другая половина - элементами конструкции, экипажем и всем остальным. Но куда вероятнее соотношение в 75% реакционной массы, а то и хуже. Большинство ракет - огромный бак реакционной массы с двигателем на одном конце и крохотным отсеком экипажа на другом.
В космосе нет невидимок
В космосе нет никакого практического способа спрятать корабль от обнаружения.
В космосе звука нет
Мне плевать, сколько вы видели фильмов с ревущими двигателями и громыхающими взрывами. Звук передаётся атмосферой. Нет атмосферы - нет звука. Никто не услышит ваш последний "бабах". Правильно этот момент отображался в крайне немногих сериалах, среди которых Babylon 5 и Firefly.
Единственное исключение - взрыв ядерной боеголовки в сотнях метров от корабля, в этом случае поток гамма-лучей заставит корпус издать звук при деформации.
Масса не вес
Есть разница между весом и массой. Масса всегда одинакова для объекта, а вот вес зависит от того, на какой планете объект. Кирпич массой в один килограмм будет весить 9.81 ньютонов (2.2 фунта) на Терре, 1.62 ньютона на Луне (0.36 фунтов), и ноль ньютонов (0 фунтов) на борту Международной Космической Станции. А вот масса везде останется одним килограммом. (Крис Базон указал, что если объект движется на релятивистской скорости относительно вас, то вы обнаружите увеличение массы. Но это нельзя заметить на обычных относительных скоростях.)
Практические последствия этого сводятся к тому, что на борту МКС нельзя двигать что-то тяжёлое, постукивая по предмету одним мизинцем. (Ну, то есть, можно, где-то по миллиметру в неделю или около того.). Шаттл может висеть рядом со станцией, обладая нулевым весом... но сохраняя массу в 90 метрических тонн. Если вы его толкнёте - эффект окажется крайне незначительным. (примерно как если бы вы толкнули его на посадочной полосе на мысе Кеннеди).
И, если шаттл медленно движется к станции, а вы попались между ними, нулевой вес шаттла всё равно не спасёт вас от печальной участи превратиться в лепёшку. Не стоит тормозить движущийся шаттл, упираясь в него руками. На это надо столько же энергии, сколько и на то, чтобы привести его в движение. В человеке столько энергии нет.
Извините, но ваши орбитальные строители не смогут ворочать многотонные стальные балки так, словно это зубочистки.
Другой требующий внимания фактор - третий закон Ньютона. Толчок стальной балки вовлекает в себя действие и противодействие. Поскольку масса балки скорей всего больше, она едва сдвинется. А вот вы, как менее массивный объект, отправитесь в противоположном направлении с куда большим ускорением. Это делает большую часть инструментов (например, молотки и отвёртки) бесполезными для условий свободного падения - приходиться идти на огромные ухищрения, чтобы создать похожие инструменты для условий нулевого тяготения.
Свободное падение не является нулевой силой тяжести
Технически, люди на борту космической станции не находятся в "нулевой гравитации". Она там почти не отличается от гравитации на поверхности Земли (около 93% земной). Причина, по которой все "летают" - состояние "свободного падения". Если вы окажетесь в лифте когда оборвётся кабель, вы тоже переживёте состояние свободного падения и будете "летать"... пока не упадёте. (Да, Джонатан указал, что тут игнорируется сопротивление воздуха, но вы поняли основную идею.)
Дело в том, что станция находится на "орбите" - что является хитрым способом падать, постоянно промахиваясь мимо земли. Подробности смотрите тут.
Взрыва не будет
Оказавшись в вакууме без защитного костюма вы не лопнете как шарик. Доктор Джеффри Лэндис провёл достаточно подробный анализ этого вопроса.
Вкратце: Вы останетесь в сознании на протяжении десяти секунд, не взорвётесь, всего проживёте около 90 секунд.
Им не нужна наша вода
Маркус Баур указал, что вторжение инопланетян на Терру ради нашей воды - всё равно что вторжение эскимосов в центральную америку ради кражи льда. Да, да, это про пресловутый сериал V.
Маркус: Нет нужды прилетать на Землю за водой. Это одна из самых распространённых субстанций "там, наверху"... так что зачем гнать корабль за несколько световых лет ради того, что можно без труда раздобыть куда дешевле (и без этого назойливого человеческого сопротивления) в своей родной системе, чуть ли не "за углом"?
Многоцелевой транспортный космический корабль Orion разрабатывается агентством NASA и компанией Lockheed Martin с середины 2000-х и уже совершил свой первый беспилотный испытательный полёт в декабре 2014 года. С помощью Orion в космос будут выводиться грузы и астронавты, но это ещё не всё, на что способен этот корабль. В будущем именно Orion должен будет доставлять людей на поверхность Луны и Марса. При создании корабля его разработчики использовали немало интересных технологий и новых материалов, об одном из которых мы бы хотели вам сегодня рассказать.
Когда астронавты будут путешествовать в направлении астероидов, Луны или Марса, перед ними откроются потрясающие виды космоса, которые они будут видеть через небольшие иллюминаторы в корпусе корабля. Инженеры NASA стремятся к тому, чтобы сделать эти «окна в космос» более прочными, лёгкими и дешёвыми для производства, нежели в предыдущих моделях космических кораблей.
В случае с МКС и Спейс Шаттлами иллюминаторы изготавливались из многослойного стекла. В случае с Orion впервые будет использован акриловый пластик, что значительно улучшит целостность окон корабля.
«Стеклянные оконные панели исторически были частью оболочки корабля, поддерживающей внутри него необходимое давление и предотвращающей гибель астронавтов. Также стекло должно максимально защищать экипаж от огромной температуры при входе в атмосферу Земли. Но основным недостатком стекла является его структурное несовершенство. При большой нагрузке прочность стекла со временем падает. При полётах в космосе это слабое место может сыграть злую шутку с кораблём», - рассказывает Линда Эстес, руководитель отдела иллюминаторных субсистем в NASA.
Именно потому, что стекло не является идеальным материалом для иллюминаторов, инженеры постоянно искали более подходящий материал для этого. В мире существует множество структурно устойчивых материалов, но при этом среди них всего несколько достаточно прозрачных для того, чтобы использовать их при создании иллюминаторов.
На ранних стадиях разработки Orion специалисты NASA пытались использовать в качестве материала для иллюминаторов поликарбонаты, но они не отвечали оптическим требованиям, необходимым для получения изображения высокого разрешения. После этого инженеры переключились на акриловый материал, который обеспечивал высочайшую прозрачность и огромную прочность. В США из акрила изготавливают огромные аквариумы, которые защищают своих обитателей от окружающей потенциально опасной для них среды, при этом выдерживая огромное давление воды.
На сегодняшний день Orion снабжён четырьмя иллюминаторами, вмонтированными в модуль экипажа, а также дополнительными окнами в каждом из двух люков. Каждый иллюминатор состоит из трёх панелей. Внутренняя панель изготовлена из акрила, а две остальные – всё ещё из стекла. Именно в таком виде Orion уже успел побывать в космосе во время первого испытательного полёта. В течение этого года инженеры NASA должны решить – могут ли они использовать в иллюминаторах две акриловые панели и одну стеклянную.
В ближайшие месяцы Линда Эстес и её команда должны провести с акриловыми панелями так называемый «тест на ползучесть». Ползучесть в данном случае – это медленная, происходящая с течением времени деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Ползучести подвержены все без исключения твёрдые тела – как кристаллические, так и аморфные. Акриловые панели будут испытывать в течение 270 дней под огромными нагрузками.
Акриловые иллюминаторы должны сделать корабль Orion значительно легче, а их структурная прочность исключит опасность разрушения иллюминаторов из-за случайных царапин и других повреждений. По утверждениям инженеров NASA, благодаря акриловым панелям, им удастся снизить вес корабля более чем на 90 килограммов. Снижение массы позволит сделать вывод корабля в космос значительно дешевле.
Переход на акриловые панели также удешевит и строительство кораблей типа Orion, ведь акрил куда дешевле стекла. Сэкономить на одних только иллюминаторах удастся около 2 миллионов долларов при строительстве одного космического корабля. Возможно, в будущем стеклянные панели и вовсе исключат из иллюминаторов, но пока для этого нужны дополнительные тщательные испытания.
Многоцелевой транспортный космический корабль Orion разрабатывается агентством NASA и компанией с середины 2000-х и уже совершил свой первый беспилотный испытательный полёт в декабре 2014 года. С помощью Orion в космос будут выводиться грузы и астронавты, но это ещё не всё, на что способен этот корабль. В будущем именно Orion должен будет доставлять людей на поверхность Луны и Марса. При создании корабля его разработчики использовали немало интересных технологий и новых материалов, об одном из которых мы бы хотели вам сегодня рассказать.
Когда астронавты будут путешествовать в направлении астероидов, Луны или Марса, перед ними откроются потрясающие виды космоса, которые они будут видеть через небольшие иллюминаторы в корпусе корабля. Инженеры NASA стремятся к тому, чтобы сделать эти «окна в космос» более прочными, лёгкими и дешёвыми для производства, нежели в предыдущих моделях космических кораблей.
В случае с МКС и Спейс Шаттлами иллюминаторы изготавливались из многослойного стекла. В случае с Orion впервые будет использован акриловый пластик, что значительно улучшит целостность окон корабля.
«Стеклянные оконные панели исторически были частью оболочки корабля, поддерживающей внутри него необходимое давление и предотвращающей гибель астронавтов. Также стекло должно максимально защищать экипаж от огромной температуры при входе в атмосферу Земли. Но основным недостатком стекла является его структурное несовершенство. При большой нагрузке прочность стекла со временем падает. При полётах в космосе это слабое место может сыграть злую шутку с кораблём», - рассказывает Линда Эстес, руководитель отдела иллюминаторных субсистем в NASA.
Именно потому, что стекло не является идеальным материалом для иллюминаторов, инженеры постоянно искали более подходящий материал для этого. В мире существует множество структурно устойчивых материалов, но при этом среди них всего несколько достаточно прозрачных для того, чтобы использовать их при создании иллюминаторов.
На ранних стадиях разработки Orion специалисты NASA пытались использовать в качестве материала для иллюминаторов поликарбонаты, но они не отвечали оптическим требованиям, необходимым для получения изображения высокого разрешения. После этого инженеры переключились на акриловый материал, который обеспечивал высочайшую прозрачность и огромную прочность. В США из акрила изготавливают огромные аквариумы, которые защищают своих обитателей от окружающей потенциально опасной для них среды, при этом выдерживая огромное давление воды.
На сегодняшний день Orion снабжён четырьмя иллюминаторами, вмонтированными в модуль экипажа, а также дополнительными окнами в каждом из двух люков. Каждый иллюминатор состоит из трёх панелей. Внутренняя панель изготовлена из акрила, а две остальные – всё ещё из стекла. Именно в таком виде Orion уже успел побывать в космосе во время первого испытательного полёта. В течение этого года инженеры NASA должны решить – могут ли они использовать в иллюминаторах две акриловые панели и одну стеклянную.
В ближайшие месяцы Линда Эстес и её команда должны провести с акриловыми панелями так называемый «тест на ползучесть». Ползучесть в данном случае – это медленная, происходящая с течением времени деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки или механического напряжения. Ползучести подвержены все без исключения твёрдые тела – как кристаллические, так и аморфные. Акриловые панели будут испытывать в течение 270 дней под огромными нагрузками.
Акриловые иллюминаторы должны сделать корабль Orion значительно легче, а их структурная прочность исключит опасность разрушения иллюминаторов из-за случайных царапин и других повреждений. По утверждениям инженеров NASA, благодаря акриловым панелям, им удастся снизить вес корабля более чем на 90 килограммов. Снижение массы позволит сделать вывод корабля в космос значительно дешевле.
Переход на акриловые панели также удешевит и строительство кораблей типа Orion, ведь акрил куда дешевле стекла. Сэкономить на одних только иллюминаторах удастся около 2 миллионов долларов при строительстве одного космического корабля. Возможно, в будущем стеклянные панели и вовсе исключат из иллюминаторов, но пока для этого нужны дополнительные тщательные испытания.
