Алиса Шпигель - История зеркал. От отражения в воде до космической оптики

Существующее оборудование позволяет изготовить отражающую поверхность параболического зеркала диаметром не более трех метров, что соответствует мощности гелиоустановки примерно в 3 квт – а для орбитальной теплоэлектростанции нужна мощность в сотни и тысячи киловатт. Конечно, отражающую поверхность можно делать сборной из нескольких трехметровых параболических зеркал. Но изготовление каждого такого зеркала требует больших затрат времени и средств, а сборка крупногабаритного концентратора на орбите выливается в несколько запусков, так как головные обтекатели ракет ограничивают размер полезного груза. И Шолохов решил: зеркало должно быть небольшим и легким, с высоким КПД и большой мощностью, собирающим солнечные лучи «в точку» и «в линию», а главное – плоским.

Вспомните туристский или охотничий стаканчик в сложенном виде. На плоском донышке лежат несколько концентрических колец в виде поясков, нарезанных из пустотелого конуса. Потянули наружное кольцо кверху – получился конический стакан. Наполнили, опрокинули, сложили – и стакан снова превратился в систему кольцевых элементов на плоском основании. Осталось представить, что внутренние стороны колец имеют зеркальные поверхности. Вот и вся модель зеркала Шолохова.

Кольцевые элементы наносятся на металлическом диске резцом токарного или карусельного станка. Чем их больше, тем поверхность зеркала ближе к плоскости. Главное, чтобы внутренние поверхности концентрических колец соответствовали форме исходного отражателя – тогда плоское зеркало будет фокусировать солнечные лучи не хуже параболического рефлектора.

Скафандр – чрезвычайно сложное устройство

Первое зеркало, концентрирующее солнечные лучи «в точку», вдохновило изобретателя на поиски вариантов. Концентратор лучей «в линию» отличается тем, что узкие отражающие поверхности расположены на параллельных прямых полосах параболического сечения, а основанием для зеркала служит прямоугольная пластина. Далее было новое изобретение – концентрирующее устройство, состоящее из множества ячеек прямоугольной формы линейного сечения.

Скафандр

Скафандр – чрезвычайно сложное устройство. Во время работы космонавт постоянно регулирует различные параметры – подачу кислорода, давление и многое другое. Часть кнопок и переключателей находятся на груди и на поясе, которые невозможно увидеть из-за шлема и почувствовать наощупь из-за плотной ткани рукавиц. Поэтому одной рукой космонавт направляет зеркало себе на живот, а другой производит управление. Заметьте, на скафандре некоторые обозначения к элементам управления написаны зеркально.

Зеркало нужно, чтобы смотреть на органы управления скафандром. Из-за разницы давлений скафандр раздувается и что-то можно не увидеть, приходится пользоваться зеркалом.

Космическая оптика

Россия является одним из ведущих производителей космической оптики в мире. Эти позиции сохраняются в том числе и благодаря развитию инженерной школы создания оптики для исследования космоса.

В России используется уникальная технология формообразования крупногабаритной асферической оптики диаметром до 6 метров и самая современная технология контроля продукции, включающая 3D-машины, интерферометры, лазерный трекер. И это только лишь часть оборудования, позволяющая строить зеркала с массой в несколько десятков тонн и обрабатывать их с нанометрической точностью.

Продукция поставляется во многие страны мира, а за последние 15 лет реализовано уже более 120 российских и международных проектов по производству крупногабаритной астрономической оптики.

Сегодня Россия вместе с Германией и Японией входит в тройку крупнейших мировых поставщиков оптического стекла для исследования космического пространства.

Зеркало – один из самых энергетически сильных предметов. Энергия, которую хранит в себе зеркало, способна изменить нашу жизнь как в лучшую, так и в худшую сторону. Но человек может управлять и управляет своим самым уникальным и удивительным изобретением.