Золотой визор скафандра: тонкое покрытие, защищающее глаза астронавта

На фотографиях выходов в открытый космос лицо астронавта нередко скрывает блестящий золотой визор. Его поверхность отражает космический корабль, Землю, солнечные панели и фигуру фотографа.

Золотистая часть шлема не предназначена только для красивого внешнего вида. Это подвижный солнечный фильтр, защищающий глаза и лицо от яркого света, ультрафиолетового излучения и теплового воздействия.

Покрытие действительно содержит золото, но визор не изготовлен из сплошного драгоценного металла. На прозрачную основу наносят чрезвычайно тонкий слой, который пропускает часть видимого света и отражает нежелательное излучение.

Солнечный свет в космосе особенно яркий

На поверхности Земли часть солнечного излучения поглощается и рассеивается атмосферой. Воздух, водяной пар, озон и облака уменьшают количество некоторых волн, достигающих поверхности.

Во время выхода в открытый космос между астронавтом и Солнцем почти нет защитной атмосферы. Прямой свет остаётся чрезвычайно ярким, а отражение от корпуса станции или поверхности космического аппарата дополнительно увеличивает нагрузку на зрение.

На Луне проблема становится ещё заметнее. Небо там выглядит чёрным даже при ярком дневном освещении, поскольку атмосфера практически отсутствует. При этом освещённые участки поверхности и детали скафандра сильно контрастируют с глубокими тенями.

Без подходящего фильтра астронавту было бы сложно рассматривать оборудование и выполнять точные операции. Продолжительное воздействие яркого света также способно повредить глаза.

Визор состоит из нескольких элементов

Прозрачная часть космического шлема устроена сложнее обычного стекла. Основой служит герметичный пузырь из прочного прозрачного материала. Он удерживает внутреннее давление и позволяет астронавту видеть окружающее пространство.

Снаружи устанавливается защитный элемент, оберегающий основную оболочку от царапин и небольших ударов. Повреждение герметичной части шлема в вакууме было бы крайне опасным, поэтому между ней и внешней средой предусмотрена дополнительная защита.

Над прозрачной оболочкой находится подвижный солнцезащитный визор с золотым покрытием. Астронавт может опускать его при ярком освещении и поднимать, когда требуется больше света.

В конструкцию некоторых шлемов также входят непрозрачные боковые и верхние шторки. Они позволяют закрыть свет только с определённого направления, сохраняя обзор рабочей зоны.

Золото нанесено микроскопическим слоем

Толстая золотая пластина была бы совершенно непрозрачной. Однако очень тонкая металлическая плёнка ведёт себя иначе: она пропускает значительную часть видимого света, но хорошо отражает инфракрасное излучение.

Толщина покрытия настолько мала, что для одного визора требуется совсем небольшое количество золота. Поэтому его высокая стоимость не является главной проблемой при изготовлении шлема.

Плёнку наносят на прозрачную основу специальным технологическим способом. Покрытие должно быть равномерным, иначе в поле зрения появятся тёмные пятна, искажения или участки с недостаточной защитой.

Готовая поверхность приобретает характерный золотисто-коричневый оттенок. Изнутри астронавт продолжает видеть окружающие предметы, хотя изображение становится темнее.

Какие лучи задерживает покрытие

Солнечное излучение состоит не только из видимого света. В нём присутствуют ультрафиолетовые и инфракрасные волны.

Ультрафиолет может повреждать ткани глаз и кожу. Инфракрасное излучение связано с передачей тепла и способно дополнительно нагревать лицо и элементы шлема.

Золотое покрытие отражает значительную часть инфракрасных лучей и помогает уменьшить тепловую нагрузку. Вместе с другими материалами визора оно также ограничивает воздействие вредного ультрафиолета.

При этом необходимая часть видимого света проходит внутрь. Астронавт может различать инструменты, элементы станции, сигнальные обозначения и поверхность, на которой выполняется работа.

Золотой фильтр не защищает от всех видов космической радиации. Высокоэнергетические частицы и другие опасные излучения требуют дополнительных материалов и ограничений продолжительности работы. Задача визора связана прежде всего с солнечным светом, ультрафиолетом и тепловым излучением.

Материал выбран не только из-за цвета

Золото обладает высокой отражающей способностью в инфракрасном диапазоне. Оно также устойчиво к окислению и не покрывается быстро разрушающейся плёнкой при хранении и эксплуатации.

На Земле многие металлы взаимодействуют с кислородом и влагой. На их поверхности появляются соединения, способные изменить оптические свойства покрытия.

Золото относится к химически малоактивным материалам. Тонкая плёнка способна долго сохранять необходимые характеристики, если её защитить от механических повреждений.

Подобные покрытия применяются не только на шлемах. Тонкие металлические слои используют в оптических приборах, космических аппаратах, некоторых защитных стёклах и оборудовании, которому необходимо отражать тепловое излучение.

Астронавт может поднять визор

Золотой фильтр нужен не на протяжении всего выхода в космос. Международная космическая станция примерно каждые полтора часа облетает Землю, регулярно переходя из солнечного света в тень планеты.

На освещённой стороне визор можно опустить полностью или частично. При переходе в темноту астронавт поднимает его, чтобы не ограничивать видимость.

Управление осуществляется при помощи элементов по бокам шлема. Конструкция рассчитана на работу в толстых перчатках, поэтому ручки делают достаточно крупными и удобными.

Астронавт также может воспользоваться встроенными светильниками. Они освещают оборудование во время работы в тени, но не заменяют солнечный фильтр на яркой стороне орбиты.

Золотое отражение скрывает лицо

Со стороны визор часто выглядит почти как зеркало. Наблюдатель видит отражение окружающего пространства, а лицо внутри шлема становится плохо различимым.

Так происходит из-за разницы в яркости. Снаружи находится освещённая поверхность, отражение которой значительно ярче лица, расположенного за затемнённым фильтром.

Если визор поднят или свет падает под другим углом, лицо астронавта становится заметнее. Поэтому на одних фотографиях шлем выглядит полностью золотым, а на других остаётся прозрачным.

Отражающая поверхность иногда превращает снимок в необычный автопортрет. В визоре можно увидеть космический корабль, другого участника выхода и фотографируемый участок станции.

Скафандр является небольшим космическим кораблём

Шлем работает только как часть сложной системы. Скафандр поддерживает давление, подаёт кислород, удаляет углекислый газ и охлаждает тело водой, циркулирующей по тонким трубкам в специальной одежде.

Многослойная внешняя оболочка защищает от перепадов температуры и небольших частиц, движущихся с огромной скоростью. На спине располагается блок жизнеобеспечения с запасами кислорода, электроникой и вентиляционным оборудованием.

В этой системе золотой визор выполняет сравнительно узкую, но важную задачу. Он действует как высокотехнологичные солнечные очки, приспособленные для вакуума и крайне яркого освещения.

Тонкого слоя драгоценного металла оказывается достаточно, чтобы человек мог безопаснее работать там, где между его глазами и Солнцем больше нет защитной земной атмосферы.