Уважаемые пользователи! Сообщаем вам, что сайт подвергся DDoS-атаке из-за рубежа. Возможны сбои в работе.
Главная Наука и технологии 00:13 16 Апреля 2021 14556
Свет под звездным небом

Как конструкторы и инженеры ВНИСИ вывели космонавтов из тени

Николай Бобров
В условиях невесомости космонавты работают на полу, на стенах и даже на потолке. Поэтому специалистам по светотехнике ВНИСИ приходилось поломать голову. Фото: NASA

В условиях орбитальных полетов освещение, как внутреннее, так и наружное, считается одной из самых сложных задач. На пилотируемых кораблях и на МКС жизненно необходимо обеспечить привычные человеческому глазу условия, чтобы обеспечить хорошее самочувствие и работоспособность космонавтов.

Специалисты знают, что космические аппараты имеют множество особенностей, исключающих принятые в земных условиях методы проектирования и создания осветительных установок. С середины 60-х годов ХХ века решением проблем освещения наших летательных аппаратов занимался ВНИСИ (Всесоюзный научно-исследовательский светотехнический институт им. С.И. Вавилова) — многолетний научный партнер МСК «БЛ ГРУПП». Институт участвовал во всех космических программах СССР и России.

Исследователи, конструкторы, испытатели, инженеры ВНИСИ создали множество уникальных осветительных приборов для наружного, внутреннего и специального освещения, многие из которых до сих пор используются на орбите. Все советские и российские пилотируемые корабли, орбитальные станции («Союз», «Салют», «Мир», «Буран», модули МКС) были оборудованы созданными и изготовленными во ВНИСИ светильниками и светосигнальными приборами.

Цена света на орбите

Орбитальные полеты выявили множество специфических проблем, которые пришлось решать специалистам по светотехнике. Во-первых, из-за невесомости космонавты могут работать в самых невероятных положениях, поэтому приборы и оборудование располагаются на всех доступных местах — на полу, стенах и даже на потолке. То есть «рабочей плоскостью» является фактически вся внутренняя поверхность корабля или станции.

Во-вторых, космонавтам приходится постоянно наблюдать за приборами внутри станции и за наружной обстановкой через иллюминатор. При этом перепад яркостей внутри и снаружи, как на солнечной, так и на теневой части орбиты, составляет несколько порядков. То есть глаза из-за неизбежной частой переадаптации испытывают колоссальную нагрузку.

В-третьих, источниками электроэнергии служат солнечные батареи и аккумуляторы, дающие постоянное и к тому же нестабильное напряжение. Поэтому для люминесцентных ламп (ЛЛ) необходимы преобразователи, а для ламп накаливания (ЛН) — стабилизаторы. Кроме того, невесомость исключает конвекционный отвод тепла для охлаждения световых приборов, что также должно учитываться при создании осветительных установок.

Есть и проблема высокой стоимости электроэнергии от солнечных батарей и вывода на орбиту полезного груза. В том числе из-за этого освещенность рабочих поверхностей на первых пилотируемых аппаратах была порядка всего 30 лк, то есть на уровне подсобных помещений.

Как удивили американцев

Начиная с «Салюта-3», выведенного на орбиту в 1974 году, все осветительное оборудование для космических аппаратов полностью проектировалось, изготавливалось и совершенствовалось во ВНИСИ. Разработки специалистов института сделали в прямом смысле слова пребывание на корабле светлее и комфортнее.

В 1975 году на корабле «Союз-19», созданном для советско-американской космической программы «Союз — Аполлон», уже были качественно улучшенные условия освещения. Специально для этой программы в короткий срок были разработаны светильники рабочего и местного освещения СД1-5М и СД1-6 с U-образной амальгамной люминесцентной лампой мощностью 8 Вт. При этом СД1-6 был первым в мире орбитальным светильником с регулируемым световым потоком. Освещенность рабочих мест на корабле составляла около 200 лк и могла плавно снижаться космонавтами в зависимости от характера выполняемой работы. Для черно-белых съемок освещенность достигала 100 лк, для цветных — около 300 лк, что обеспечивало вполне приемлемое качество репортажей. По просьбе телевизионщиков были использованы лампы цветности ЛДЦ, обеспечивающие лучшее качество цветопередачи.

Тогдашний руководитель ведущей лаборатории ВНИСИ по космической тематике Л.П. Варфоломеев рассказывает, что освещение «Союза» вызвало у приехавших в Звездный Городок на тренировки американских астронавтов настоящее потрясение. Освещение «Аполлона» тогда было значительно хуже, а о возможности регулирования светильников они даже не подозревали. Приборы ВНИСИ показали высокую надежность и удобство во время полетов и многолетней работы на станциях «Салют», «Мир» и МКС.

К началу 80-х годов инженеры и конструкторы ВНИСИ при участии специалистов из ИМБП, ГОИ, ИКМ, КБ общего машиностроения, ВНИИТЭ совершили качественный прорыв. Благодаря специально созданным в институте установкам, имитирующим условия на орбите, в ходе масштабных экспериментальных НИР были разработаны еще более совершенные лампы ЛБ8-4 и ЛДЦ-8 и под них светильники СД1-7, СПР-1 и СР-2. Эти приборы нового поколения до сих пор служат основными источниками света на борту российских модулей МКС. По светотехническим и эксплуатационным параметрам они до сих пор остаются на уровне лучших мировых образцов. Добавим, что специально для работы в труднодоступных местах был разработан светильник СГ2-7, который также использовался при выходе в открытый космос.

Репортаж на спуске

Телерепортажи из спускаемых аппаратов могут обеспечить только лампы накаливания — внутри очень тесно, при этом необходим высокий уровень освещенности. Для программы «Союз — Аполлон» во ВНИСИ был разработан светильник СГ2-9 с галогенной лампой накаливания КГМ27-27 мощностью 27 Вт. Позднее он был модифицирован в СГ2-14, летавший на многих советских и российских «Союзах».

Благодаря специальному отражателю светильник создает равномерную освещенность около 300 лк в круге метрового диаметра и обеспечивает высокое качество съемки. Четыре светильника включались через один общий блок питания, стабилизирующий бортовое напряжение.

Позже для обеспечения телерепортажей и кинофотосъемок на борту станции «Мир» специалисты ВНИСИ создали стационарный СР-2 и переносной СПР-1 с шестью лампами по 8 Вт. Всего на станции было четыре переносных светильника, которые могли легко крепиться в любом месте как на кронштейнах, так и с помощью «липучек». Это позволяло космонавтам их использовать в труднодоступных местах, где требовалось дополнительное освещение. Со временем и для съемок, и для рабочего освещения был разработан универсальный светильник СР-3 с тремя съемными блоками.

Заменитель солнца

ВНИСИ в партнерстве с Институтом медико-биологических проблем РАН удалось избавить космонавтов от так называемого солнечного голодания. Внутрь орбитальных станций фактически не попадает естественный солнечный свет, поэтому их обитатели нуждаются в компенсации нехватки витамина D3, который синтезируется в организме под воздействием ультрафиолетового излучения. Как показали первые длительные полеты, этот витамин практически не усваивается с пищей или в виде таблеток, что приводит к вымыванию кальция из костей.

Для решения этой проблемы были созданы приборы БУФ — бортовые ультрафиолетовые облучатели. Первый был доставлен на борт станции «Салют-7», находившейся на орбите с 1982 по 1991 год. В БУФ, установленный над тренажером «беговая дорожка», был встроен таймер, позволяющий регулировать время работы в диапазоне от 5 до 45 минут. Подобный облучатель работал и на борту станции «Мир». Кроме того, с помощью бактерицидной лампы ДБ 8 ультрафиолетовое излучение использовалось для обеззараживания воды.

Космическая оранжерея

Эксперименты по выращиванию растений в условиях невесомости начались в 1974 году. Первая установка для культивирования растений под названием «Оазис» тестировалась на борту орбитальной станции «Салют-4». Для освещения растений использовался светильник СД1-4 с двумя люминесцентными лампами по 4 Вт. По отзыву Юрия Артюхина, «Оазис» был самым светлым местом, и обитатели орбитальной станции проводили около него значительную часть свободного времени.

Внимание: идет стыковка!

Во ВНИСИ создавали прожекторы, которые использовались на всех модификациях кораблей типа «Союз» для ручной стыковки корабля и станции. Первым в 70-х годах был разработан прожектор сми 3-3 с галогенной лампой накаливания КГМ27-100, имеющей рекордную для этого типа ламп световую отдачу — 33 лм/Вт. Однако из-за большого разброса бортового напряжения и его значительного падения на проводах лампы часто наблюдалось ухудшение светотехнических параметров прожектора.

Для устранения этого недостатка в конце 80-х годов был разработан осветительный комплекс СМИ-4 с импульсным стабилизатором и новыми лампами КГМ12-100, созданными в НИИ источников света им. А.Н. Лодыгина. Комплекс имеет три прожектора: два с углом рассеяния 4° для освещения стыковочного узла и один с углом 20° для общего освещения станции. При стыковке работает один из «четырехградусных» прожекторов, а другой остается в резерве и включается автоматически при отказе первого. Это обеспечивает исключительную надежность комплекса. За многолетнюю историю его использования не было ни одного случая отказа основного прожектора.

Во ВНИСИ также были разработаны и выпускались несколько типов габаритных и сигнальных огней-маяков для космических аппаратов.

От «Бурана» до Марса

Специалисты ВНИСИ участвовали в амбициозной космической программе «Энергия — Буран». Для освещения погрузочно-разгрузочной площадки многоразового транспортного корабля был создан светильник СГ2-12 с галогенной лампой накаливания. Выбор типа источника света был обусловлен невозможностью работы разрядных ламп в заданном интервале температур — от минус 150 до плюс 150 градусов, а светодиодов в те годы еще не было. В итоге в светильнике использована лампа КГСМ27-40 мощностью 40 Вт. Поскольку бортовое напряжение имеет широкий разброс, светильник включался через стабилизатор. Сегодня в институте можно увидеть макет фары «Бурана», совершившего свой первый и единственный космический полет.

С 2006 года ВНИСИ привлекли к работам по проведению наземного эксперимента, имитирующего полет и высадку на Марс. В рамках проекта «Перспектива» институт создал осветительные приборы для помещений наземного экспериментального комплекса. В 2008-2011 годах в рамках программы «Марс-500» силами ВНИСИ проведена НИР по исследованию влияния искусственной световой среды обитаемых космических аппаратов на психофизиологическое состояние членов экипажа, их умственную и физическую работоспособность.

Испытания на Земле

С интенсивным развитием космических технологий в конце 60-х годов ВНИСИ была поручена разработка специальных устройств, позволяющих изучать воздействие на летательные аппараты солнечного излучения вне земной атмосферы.

В середине 80-х ВНИСИ создал и запустил крупнейший в Европе имитатор солнечного излучения диаметром 6 метров, высотой 22 метра и мощностью более 5000 кВт. В нем использовались 84 разработанные в институте самые мощные в мире дуговые ксеноновые лампы.

Слово эксперту

Илья Эпельфельд, заслуженный конструктор РФ, участник разработок ВНИСИ по космическим программам с 1968-го по 2000-е годы

— Участие в космических программах — это славная страница в истории нашего института. Но это была и очень сложная, ответственная работа, к тому же с высокой степенью секретности. В институте находились представители заказчика, выдвигавшие жесткие требования по срокам и качеству работы. Если конструкция не обеспечивала необходимую прочность и надежность, то приходилось буквально ночи напролет заниматься устранением недостатков. А у нас ведь никогда не было гарантии успеха, поскольку в ходе испытаний приходилось иметь дело с экстремальными параметрами температурных и механических воздействий.

Если отвечать на вопрос, какие разработки тогда стали самыми сложными, то можно сказать так: абсолютно все. Множество задач приходилось решать по внутреннему освещению. Не менее сложным было создание светового малогабаритного излучателя. Это прожектор, трехглазая фара, которая обеспечивала визуальное наблюдение в процессе ручной стыковки. Мы тогда очень долго не могли выйти на заданные параметры. Но в итоге добились успеха — и теперь вправе гордиться, что нашим конструкторам и инженерам все это удалось.

Комментарии для сайта Cackle

Российская академия наук 20 сентября будет выбирать нового президента

Александр Киденис
Труд
Без скандала нынешние выборы уже не обошлись. Фото: Антон Кавашкин/Russian Look, globallookpress.com

«Мы должны работать так, чтобы о Российской академии наук не только помнили, но и знали», — заявил нынешний президент РАН Александр Сергеев накануне очередных выборов нового главы из почти...

Наука и технологии 00:27 / 16 Сентября 2022 10679
Технопарк

Как пандемия укрепила бетон и как прогуляться по Луне

Илья Щербаков, ведущий рубрики
Труд
Фото: Onur Dogman/Keystone Press Agency, globallookpress.com

Ровно 35 лет назад, 16 сентября 1987 года, представители 24 стран встретились в Монреале, чтобы объединить усилия по сохранению озонового слоя Земли. Благими намерениями выстлана дорога сами знаете куда, не в пример...

В российском законе «О науке» появится термин «молодой ученый». Но станет ли людям, грызущим гранит науки, от этого легче?

Гузель Агишева, редактор отдела «Общество»
Труд
Фото: Николай Гынгазов/Russian Look, globallookpress.com

Минобрнауки подготовило уже вторую редакцию закона «О науке», доработанную, как сообщается, «по замечаниям аппарата правительства РФ и заинтересованных федеральных органов исполнительной власти». В ней...

Что они умеют, эти странные существа?

Ольга Щербакова, спецкор «Труда», Пермь - Москва
Труд
Как уверяют мужчины, робот-буфетчица Дуняша строит глазки и флиртует. Фото: Елена Майорова, globallookpress.com

На недавнем Восточном экономическом форуме гостей встречал человекоподобный робот. Зрелище, прямо скажем, на любителя: пальцы-щупальца, выпученные глаза. Зовут этого красавца Алекс. А вот, знакомьтесь, робот-буфетчица Дуняша....

ЧП с правительственным бортом снова поднимает вопрос, насколько защищены самолеты и их пассажиры при нежелательных встречах в воздухе

Анатолий Журин
Труд
Инцидент закончился благополучно. Фото: udprf.ru/globallookpress.com

На прошлой неделе случилось происшествие в аэропорту Читы. При взлете Ту-214 отряда «Россия» с представителями делегации правительства РФ двигатель вышел из строя из-за попадания птицы. К счастью, опытные...

В Минпромторге придумали заменить вторых пилотов телекамерами для снижения стоимости эксплуатации самолетов

Анатолий Журин
Труд
Неужели российские самолеты, как тот самый книжный Боливар, не вынесут двоих? Фото: James Lauritz/moodboard, globallookpress.com

Что ни говорите, а наш Минпромторг горазд на инновации. На днях ведомство объявило тендер на разработку системы виртуального второго пилота для снижения стоимости эксплуатации самолетов. А министр Денис Мантуров...

… Но Минпромторг отказался дать денег на модернизацию знаменитого советского самолета Ан-2

Алекс Зверев
Труд
Ан-2 до нынешнего времени оставался основной машиной малой отечественной авиации. Фото: Moscow-Live.ru

Министерство промышленности и торговли РФ отказало новосибирской компании «Рус-авиапром» в выделении 9 млрд рублей на модернизацию знаменитого советского «кукурузника» Ан-2 с заменой попавших...

Наука и технологии 00:10 / 19 Августа 2022 7784
Технопарк

О моделях мышей, самом мощном в мире магните и заживляющем царапины на машинах покрытии

Илья Щербаков, ведущий рубрики
Труд
Фото: imagebroker/Alfred Schauhuber, globallookpress.com

Тот, кто придумал Всемирный день лени, который отмечается 20 августа, определенно имел вкус к жизни. Работа — это, конечно, святое, но иногда очень полезно просто полежать, расслабиться, помечтать. Вспомните про яблоко,...

Археологам улыбнулась редкостная удача

Труд
Сергей Малютин, Пир у князя Владимира, 1897-1898, Третьяковская галерея. Фото: globallookpress.com

Археологи не нарадуются на поселение Привольное-1, открытое в 2016 году. За шесть лет работы на памятнике археологии XI-XIII веков обнаружено множество предметов, подтверждающих тесные торговые и культурные...

Пользователям объяснили, как использовать функцию создания ссылок для быстрого перехода к видеозвонку

Фото: Ashish Vaishnav/Keystone Press Agencygloballookpress.com

Марк Цукерберг на своей странице в Facebook (соцсеть запрещена в России; принадлежит компании Meta, которая признана экстремистской и запрещена в РФ) рассказал, что разработчики мессенджера WhatsApp внедряют функцию по созданию ссылки для оперативного...

РПЦ впервые решила регламентировать практику экзорцизма - обряд изгнания нечистой силы

Максим Башкеев, спецкор «Труда»
Труд
Кадр из фильма «Ученик экзорциста» с сайта kinopoisk.ru

Специальная комиссия по вопросам богословия опубликовала проект соответствующего документа, работа над которым шла три года. Странно говорить об этом в ХХI веке, но приходится. Но для начала несколько дат и цифр....

Наука и технологии 00:01 / 02 Сентября 2022 6628
Технопарк

Вот примеры того, как прорывные идеи способны изменить нашу жизнь к лучшему в самом скором времени. Не успеем оглянуться, а ноу-хау стучатся в дверь

Илья Щербаков, ведущий рубрики
Труд
В Израиле придумали 3D-чернила на основе дерева, которые сами собой становятся мебелью. Фото: Polly Wreford/moodboard, globallookpress.com

Научные открытия, как правило, нацелены в далекое будущее, их плоды зреют десятилетиями. Но вот вам несколько примеров, когда прорывные идеи способны изменить нашу жизнь к лучшему в самом скором времени. Не успеем...

Представители миллиардера отметили, что на самом деле, причина срыва сделки состоит в том, что руководство соцсети пыталось обмануть покупателя 

Фото: © Britta Pedersen, globallookpress.com

Богатейший в мире человек, американский миллиардер-изобретатель Илон Маск не стал покупать социальную сеть Twitter (заблокирована в РФ) из-за вероятности начала Третьей мировой войны. Об этом в ходе досудебных слушаний сообщили юристы Twitter,...

Предполагается, что на этих страницах будет публиковаться информация о работе государственных учреждений

Фото: vk.com/ok.ru, globallookpress.com

Государственные органы, органы местного самоуправления, подведомственные организации и суды будут обязаны создать и вести свои официальные аккаунты в социальных сетях «ВКонтакте» и «Одноклассники». Соответствующее распоряжение...

Наука и технологии 19:01 / 03 Сентября 2022 5636
Сюжеты

Про деревянные многоэтажки, потепление в Сибири и трициклы для почтальонов

Ольга Лернер
Труд
Фото: Lothar Ferstl/dpa, globallookpress.com

Даешь деревянные многоэтажки! Первые в России деревянные многоэтажки появились в городе Соколе в Вологодской области. В основе материалов четырехэтажных зданий — клееные деревянные панели. Высота такого дома составляет...

Машины выпускаются с доработками, обеспечивающими монтаж комплектов дополнительной защиты прямо перед боем

Фото: пресс-служба Министерства обороны РФ, globallookpress.com

В зону проведения специальной военной операции на Украине направлены модернизированные боевые машины пехоты и бронированные машины разминирования. Как пишет издание «Красная звезда», об этом рассказал начальник Главного автобронетанкового...




Реклама. Рекламодатель: АО «Всероссийский банк развития регионов» /ID-vbrr





Реклама. Рекламодатель - Общероссийский общественный благотворительный фонд «Российский детский фонд»/ID-RDF
Подписаться

Еженедельная рассылка самых важных и интересных новостей от Труда. Без спама.

Подписаться
Спасибо!

Вы подписались на еженедельную рассылку от Труда. Мы пришлем Вам первый выпуск сегодня.

Порядок разделов

Для того, чтобы изменить порядок раделов, передвиньте их и установите в нужной последовательности

Сохранить
Спроси у юриста

Квалифицированные юристы помогут разобраться в правовых коллизиях вашей проблемы

Хотите получать уведомления о самых важных новостях от Труда?