Золотая обертка

golden-wrapping (1)

Во время прочтения новости об успешном прилунении китайского зонда «Чанъэ-3», у некоторых возникли вопросы о том, что за странная золотая фольга покрывает этот аппарат. Я решил рассказать подробнее об этом.

Надеюсь, все знают, что в космосе бывает очень холодно и очень жарко, в зависимости от того есть поблизости источник теплового излучения или нет. К примеру, скафандр, в котором работают космонавты на орбите, рассчитан на эксплуатацию при температурах от — 100 до +100 градусов Цельсия. Но в космосе нет атмосферы, поэтому замерзнуть на ветру там невозможно, а вся передача тепла осуществляется излучением, прежде всего инфракрасным. И человеку и электронике для функционирования требуется выдерживать определенный баланс температур, поэтому им нельзя замерзать в тени и перегреваться под прямыми лучами Солнца. Для того чтобы остановить теплообмен между телом и внешней средой, на пути инфракрасных лучей необходимо поставить преграду — экран.

Такой преградой для космических аппаратов является ЭВТИ — экранно-вакуумная теплоизоляция. Вакуумная она не потому, что из нее откачивают воздух, а потому, что выполняет свое предназначение в вакууме.

golden-wrapping (2)

ЭВТИ — это многослойная «ткань» из тонкой пленки с металлическим напылением. Это напыление может быть алюминиевым, медным, золотым… Мне встречались упоминания об иридиевом напылении.

Такая теплоизоляция используется и на Земле. К примеру в т.н. «Спасательных одеялах«, но, поскольку, внизу у нас еще есть ветер и дождь, то полной защиты от холода она не дает.

В золото космические аппараты в массовом порядке стали одеваться сравнительно недавно, примерно одно-два десятилетие, поэтому еще не все привыкли к их новому образу. Хотя золотистой теплоизоляцией были покрыты уже  аппараты NASA в программах Gemini и Apollo. Но, к примеру, космический корабль «Союз» по прежнему одевается в невзрачную «куртку»:

golden-wrapping (3)

На заре космонавтики экранная теплоизоляция достигалась блестящими полированными боками спутников, или белой краской. Но по мере увеличения длительности эксплуатации аппаратов, становилось ясно, что требуется что-то более существенное.

Вот ранний «ватник», на макете лунного спускаемого аппарата «Луна-13» в музее НПО им. С.А. Лавочкина:

golden-wrapping (4)

«Луна-13» совершила мягкую посадку в 1966 году и проработала на поверхности Луны 7 дней, пока не сели аккумуляторы.

Примерно такой же тканью были укутаны и советские луноходы. Однако, на распространенных повсюду снимках изображены «голые» макеты, которые отличаются внешне от тех аппаратов, что сейчас стоят на Луне.

Со временем теплозащита развивалась и к 90-м годам стала все ближе подходить к нынешнему золотому цвету.

Вот так выглядела ЭВТИ на космическом аппарате Марс-96, который вместо Марса в 1996 году отправился на дно Тихого океана, по вине разгонного блока «Д2»:

golden-wrapping (5)

В музее НПОЛ можно увидеть макет пенетратора, закрытый ЭВТИ:

golden-wrapping (6)

Во время старта такой тканью была покрыта практически вся станция.

Наконец, с приходом XXI века, началась «золотая» эпоха. При этом, важно отметить, разные производители ЭВТИ, имеют разные технологии, ноу-хау и секреты. Каждый производитель космических аппаратов выбирает наиболее подходящую ему модель теплоизоляции. Далеко не всякая «золотая фольга» по факту оказывается золотой: металлов, дающих такой оттенок, есть несколько.

Если кому интересно, в России ЭВТИ производит НИИ космических и авиационных материалов. Наверно не только они, но про НИИ КАМ я знаю наверняка.

Сравнить разную теплоизоляцию можно на фото космического телескопа Gaia Европейского космического агентства, который устанавливается на российский разгонный блок «Фрегат», производства НПО Лавочкина. Фото сделано всего три дня назад, а старт запланирован 19 декабря, т.е. через четыре дня:

golden-wrapping (7)

Видно, что ЭВТИ отличается, хоть и оба типа ткани имеют золотистый оттенок.

Еще некоторые обратили внимание, что золотая пленка на китайском луноходе (точнее на макетах, которые ранее показывали общественности) несколько небрежно покрывает аппарат. Кто-то даже взялся обвинять китайцев в небрежности. Но давайте взглянем на новейший космический аппарат NASA MAVEN, который отправился на орбиту Марса месяц назад:

golden-wrapping (8)

Уж американцев-то в небрежности не обвинить, но все равно ЭВТИ довольно свободно обертывает спутник. В том-то и дело, что эта изоляция не должна прилипать к поверхности, а должна выступать именно экраном, находясь между телом и средой, чтобы отражать инфракрасные лучи обратно к источнику.

Кстати, эта изоляция на MAVEN — с германиевым напылением, хотя ранее художники рисовали спутник в золотистой:

golden-wrapping (9)

Подобная же ситуация вышла и с луноходом «Юйту». В золоте у него оказалась только мачта. Остальной же корпус покрыли серебристой «фольгой», хотя ранее демонстрировали полностью в золоте:

golden-wrapping (10)

Вчера представители Европейского космического агентства сообщили, что договорились о долговременном сотрудничестве с китайцами, и пообещали, что все данные получаемые с лунных аппаратов Китая будут открыты для всех. Если это так, то я смогу готовить регулярные обзоры деятельности лунохода, как уже делаю с Curiosity.