«Золотой век» в космонавтике

У стеклянных нитей нашелся необычайный конкурент. Мельчайшие кристаллики сапфира в виде иголочек микронной толщины поразили всех своей редкостной прочностью. Сплетенная из этих кристаллических волокон нить легко выдерживает груз, разрывающий стальную проволоку в десять раз толще. Именно мизерные размеры гарантируют высокую механическую стойкость кристалликов. В их микроскопическом объеме не умещаются те дефекты кристаллической структуры, с которых начинается всякое разрушение или взрыв. Вопреки общеизвестной пословице, где тонко, там как раз не рвется.

Столь прочный материал — настоящая находка для космического производства. Ракетостроители заранее подсчитали все выгоды, которые они получили бы, заменив стеклянную нить более стойкой, сапфирной. К сожалению, им пока не по карману космические ракеты из драгоценных камней, пусть даже искусственных. Но так велик соблазн, что решили до поры до времени использовать сапфир лишь частично, «разбавляя» им металлы. Идея довольно простая: в расплав металла подмешивают сапфирные волокна. После затвердевания получают металлическую отливку нашпигованную драгоценными кристалликами, повышающими ее прочность в несколько раз.

Из сапфирных волокон, схваченных полимерной связкой, был изготовлен американский спускаемый лунный отсек. И все же цена таких конструкций пока еще слишком высока.

В старину, отливая колокола, добавляли в расплав серебро. Только ради особой чистоты звона. Что же удивительного, если ракетостроители, не ради пустого звука, а в поисках скрытых резервов прочности, готовы сыпать в расплав сапфирную пыль? Мало того, они не скупясь золотят космические конструкции. Судите сами, в одних аппаратах устанавливают золоченые топливные баки и трубопроводы, в других покрывают золотом контейнеры для научных приборов и внешние силовые фермы из стали, в третьих позолота украшает корпуса двигателей мягкой посадки и детали из алюминиевых сплавов. Настоящая «золотая лихорадка»!

В обыденной речи слово «золотой» нередко употребляют в смысле чудесный, дивный, сказочный. Уж не думают ли творцы космических аппаратов, что их изделия вместе с золотым блеском обретут какие-то изумительные, необычные качества?

А почему бы и нет? Ведь с точки зрения физики, блеск — это не что иное, как отраженный поверхностью свет. А золотистый блеск — далеко не пустяк. Золото очень хорошо отражает лучи, особенно невидимые, тепловые. До девяноста процентов падающего инфракрасного излучения рассеивается его поверхностью обратно в окружающее пространство. Это значит, что под палящими лучами Солнца, не смягченными толщей земной атмосферы, позолоченному спутнику не грозит перегрев. Микроны благородного металла предохранят его от «солнечного удара».

Золото не только слабо поглощает внешние тепловые лучи, но и плохо испускает свои собственные. Позолоченные предметы как бы сами себя термостатируют: чужого тепла им не нужно, но и свое они отдают весьма неохотно. И не найти надежнее защиты от коррозии и окисления, чем позолота. Поэтому-то в английских исследовательских спутниках «Ариель» и «Просперо», в американских космических аппаратах «Маринер», «Рейнджер» и в пилотируемых кораблях «Джемини» и «Аполлон» не счесть деталей в золотом исполнении. Считают, что, какова бы ни была их стоимость, она вполне окупается одним только блеском. Даже первый американский искусственный спутник «Авангард» был позолочен снаружи.

И в скафандрах космонавтов нашлось для золота применение. Тончайшее прозрачное золотое покрытие на стекле шлема, в стотысячные доли миллиметра толщиной, играет роль предохранительного оптического фильтра. Оно защищает лицо космонавта от обжигающего излучения и снижает интенсивность видимого света. Немаловажное свойство, если вспомнить о силе солнечных лучей в безвоздушном космическом пространстве.

Но почему выбор пал именно на золото? Ведь, как говорится, не все то золото, что блестит. Можно найти другие, более дешевые металлы, отражающие световые лучи лишь немногим хуже. Взять хотя бы серебро, алюминий или медь. Оказывается, помимо блеска, у золота немало иных полезных качеств. В отличие от серебра и меди, оно не темнеет со временем. По сравнению с алюминием слой золота можно наносить гораздо большим числом способов на самые различные поверхности.

В космических аппаратах используют самое чистое золото, какое только употребляют в технике.

Упоминавшийся ранее спутник «Трайяд-1», состоящий из внутреннего тела и окружающего его футляра, тоже не обошелся без драгоценных металлов. Его внутреннее «ядро» было целиком отлито из сплава платины с золотом. А в сходном по строению французском спутнике «Кастор» оно было изготовлено из чистой платины. Дело тут не в блеске, сыграло свою роль другое немаловажное свойство этих металлов. Как уже говорилось, спутник «Трайяд» предназначен для того, чтобы изучать движение по орбите в чистом виде, без всяких помех. Футляр надежно прикрывает упрятанное внутрь тело от любых воздействий... кроме магнитных. Стремясь уменьшить искажения, вносимые в полет спутника магнитным полем Земли, конструкторы сделали его внутреннюю часть из металлов хоть и очень дорогих, но с весьма слабыми магнитными свойствами. Это позволило в сто раз снизить геомагнитное воздействие на спутник по сравнению с воздействием на обычные немагнитные материалы.