«Земля в иллюминаторе видна»

Расширить представления о космической технике нам помогают экспонаты астрокосмической выставки планетария «Устремленные в космос». Особое внимание привлекают уникальные детали космического корабля, побывавшие в космосе. Возникает желание прикоснуться к необычным экспонатам.

Одним из этих предметов является технологический люк, который применяется для проведения регламентных инженерных работ с оборудованием спускаемого аппарата. Люк спускаемого аппарата изготовлен из высокопрочного, жаростойкого алюминиевого сплава, не подверженного разрушению в экстремальных условиях спуска с космической орбиты. На лицевой стороне размещены выемки и технологические отверстия, позволяющие космонавтам взаимодействовать с люком в условиях невесомости.

Наиболее значимой деталью спускаемого аппарата космического корабля является иллюминатор. Среди экспонатов находится иллюминатор спускаемого  аппарата  космического корабля «СОЮЗ ТМ-11», подаренный планетарию сотрудниками РКК «Энергия» им. С.П.Королева.На космическом корабле «СОЮЗ ТМ-11» совершил свой первый полет к звездам со 2 декабря 1990 года по 26 мая 1991 года уроженец города Брянска В.М. Афанасьев. Именно в этот иллюминатор при возвращении из космоса он смотрел с орбиты на Землю.

Подробнее рассмотрим иллюминатор.

С самого начала полетов в космос стоял вопрос: «А что же за бортом - хорошо бы увидеть!» То есть, конечно, определенные соображения на этот счет были - постарались астрономы и пионеры космонавтики, не говоря уж о писателях-фантастах.

В романе Жюля Верна «С Земли на Луну» герои отправляются в лунную экспедицию в снаряде, снабженном стеклянными окнами с заслонками. Сквозь большие окна смотрят во Вселенную герои Циолковского и Уэллса.

А что же в наше время? Как реализована в современных космических кораблях система обзора? Что из себя представляют те самые космические «окошки»?
Когда дело дошло до практики, простое слово «окно» показалось разработчикам космической техники неприемлемым. Поэтому то, через что космонавты могут посмотреть из корабля наружу, зовется, ни много ни мало, спецостеклением, а менее «парадно» - иллюминаторами. Причем иллюминатор собственно для людей - это иллюминатор визуальный, а для наблюдательной аппаратуры - оптический.
Иллюминаторы являются одновременно и конструктивным элементом оболочки космического аппарата, и оптическим устройством. С одной стороны, они служат для защиты приборов и экипажа, находящихся внутри отсека, от воздействия внешней среды, с другой же - должны обеспечивать возможность работы различной оптической аппаратуры и визуальное наблюдение.
В невесомости у космонавтов психологическое представление о верхе и низе формируется в зависимости от окружающей обстановки, и в этом тоже могут помочь иллюминаторы. Наконец, иллюминаторы, как и окна на Земле, служат для освещения отсеков при полете над освещенной стороной Земли, Луны или дальних планет.
Лишь на первый взгляд иллюминатор кажется простым техническим решением. На самом деле, условия космоса диктуют свои особые инженерные решения.
Основная часть иллюминатора - это, конечно, стекла. «Для космоса» используется не обычное стекло, а кварцевое. Оно намного прочнее обычного «земного» стекла.
Для иллюминаторов применяются стекла разных размеров - от 80 мм добез малого полуметра (490 мм), а недавно на орбите появилось и восьмисотмиллиметровое «окошко». Помимо прочего, «космические окна» имеют функцию для защиты членов экипажа от вредного воздействия ближнего ультрафиолетового излучения. Для этого на стекла иллюминаторов 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 обеспечения требуемого уровня надежности стекол в иллюминаторе изначально их стали делать несколько. В случае чего одно стекло разрушится, а остальные останутся, сохраняя корабль герметичным. Иллюминаторы на «Союзах» и «Востоках» имели по три стекла.
Стекла внутри иллюминатора протереть тряпочкой во время полета уже не получится, а потому никакой мусор в межстекольное пространство (камеру) 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.

Космическая экспедиция-это очень рискованное предприятие, а космическое пространство может приподнести непредвиденные сюрпризы космическому кораблю.

Среди факторов космического полета одним из наиболее опасных для иллюминаторов является микрометеорное воздействие. Оно приводит к быстрому падению прочности стекла. Ухудшаются и его оптические характеристики. Уже после первого года полета на внешних поверхностях долговременных орбитальных станций обнаруживаются кратеры и царапины, достигающие полутора миллиметров. Если большую часть поверхности можно заэкранировать от метеорных и техногенных частиц, то иллюминаторы так не защитишь. Так, наиболее радикальное и надежное решение - прикрыть снаружи иллюминаторы управляемыми крышками. Такое решение было применено, в частности, на советской орбитальной станции «Салют-7».
В еще более тяжелых условиях работают иллюминаторы спускаемых аппаратов. При спуске в атмосфере они оказываются в облаке высокотемпературной плазмы. Кроме давления изнутри отсека на иллюминатор при спуске действует внешнее давление. А потом следует приземление - часто на снег, иногда в воду. При этом стекло резко охлаждается. Поэтому здесь вопросам прочности уделяют особое внимание.
«Простота иллюминатора - это кажущееся явление. Некоторые оптики говорят, что создание плоского иллюминатора - задача более сложная, чем изготовление сферической линзы, поскольку построить механизм «точной бесконечности» существенно сложнее, чем механизм с конечным радиусом, то есть поверхности сферической. И тем не менее никогда никаких проблем с иллюминаторами не было», - наверное, это лучшая из оценок для узла космического корабля, особенно если она прозвучала из уст Георгия Фомина - первого заместителя Генерального конструктора «ЦСКБ - Прогресс».