Иллюминатор И1000
12 апреля 1961 года, Юрий Гагарин совершил полет в космос. Этому событию предшествовали открытия и разработки в различных научных областях, а также самоотверженный и тяжелый труд гениальных советских ученых и исследователей.
Исследования в области оптики также повлияли на развитие космических устройств и приборов. Так, например, одной из составных частей для иллюминаторов является стекло. Поэтому в этой статье мы расскажем об одном из экспонатов нашего музея - подлинном иллюминаторе И1000.
Какие требования должны выполнять стекла для иллюминаторов?
В условиях космического полета иллюминаторы работают в крайне неблагоприятных условиях при значительном перепаде температуры и давления.
Поскольку почти все визуальные оптические приборы устанавливаются за иллюминатором, к его изготовлению и материалу стекол предъявляются достаточно высокие требования.
Существует несколько основных показателей качества оптического бесцветного стекла. Один из них - оптическая однородность.
Оптическая однородность характеризуется равным коэффициентом преломления во всех точках заготовки
Кварцевое стекло для иллюминаторов должно удовлетворять требования по бессвильности (отсутствие свилей), пузырности (наличие пузырей) и другим включениям.
Свили - прозрачные нитевидные или слоистые включения имеющие отличный показатель преломления. Они образуются в процессе варки ввиду непостоянства химического состава.
Кварцевое стекло должно удовлетворять самым высоким требованиям к оптической однородности и быть не очень жестким, но вполне достаточным требованиям по пузырности и различного рода включениям.
Неравномерность распределения температуры по стеклу в процессе эксплуатации иллюминатора приводит к искажению поверхностей и неоднородности показателя преломления.
Оптические элементы иллюминатора:
На какие показатели влияет иллюминатор космического корабля?
- Он может воздействовать на точность измерения углов и видимость объектов. От этого также зависит: температурное состояние, соотношение параметров газовой среды в гермоотсеке и межстекольном пространстве иллюминатора; дефекты стекла; погрешность изготовления и сборки, деградация внешних поверхностей в условиях эксплуатации.
- Другим фактором является опасность боковых засветок Солнцем или подстилающей поверхностью.
Подстилающая поверхность — компоненты земной поверхности, осуществляющие тепло- и влагообмен с атмосферой и оказывающие влияние на её состояние.
В этих условиях иллюминатор сам становится источником рассеянного света из-за дефектов в стекле, нарушения целостности покрытий, загрязнения оптических деталей в условиях эксплуатации и т.д.
Если иллюминатор загрязнен, то его яркость свечения может возрасти на один-два порядка по сравнению с чистым иллюминатором. Поэтому исследованию загрязнения оптики, деградации оптических поверхностей под влиянием внешней среды, защите и чистке оптических приборов непосредственно в полете уделяется большое внимание.
После возвращения из полета ПКК «Союз-18», работавшего на околоземной орбите в комплексе с орбитальной станцией «Самот-4» в ГОИ им. С. И. Вавилова, проводились исследования изменения фотометрических характеристик двух кварцевых иллюминаторов И1000 установленных на этом космическом корабле.
Иллюминаторы выдержали все сопутствующие перегрузки, перепады температур во время взлета и посадки, а также воздействие космического пространства в течение 60 дней полета.
По завершении исследований, не побывавший в космосе «тестовый» иллюминатор И1000, стал экспонатом музея ГОИ им. Вавилова. Исследованные, отработавшие в космосе иллюминаторы были возвращены изготовителю.
В 2008 году «тестовый» иллюминатор И1000 из музея ГОИ был передан в коллекцию Музея оптики Университета ИТМО.
Иллюминатор И1000, экспонирующийся в Музее оптики Университета ИТМО, является результатом успешной совместной работы специалистов научных и производственных организаций Советского Союза, участвовавших в кооперации по созданию пилотируемого космического корабля «Союз», модернизированные варианты которого продолжают свою миссию в настоящее время.