Золотая фольга

    image


    На многих фотографиях космических агентств, будь то НАСА или Роскосмос, при подготовке космических аппаратов нередко фигурируют детали, завернутые в фольгу золотого цвета. Очевидно, что она служит для изоляции, но почему именно золотая? И как она работает?

    Как известно, существует солнечное излучение, которое влияет на атмосферу Земли и является главным источником энергии для всех природных процессов планеты. Из графика, где наглядно представлена интенсивность, видно, что пик приходится на видимый спектр, хотя немалая доля излучения есть и в ИК, и УФ диапазонах (подробнее о явлении можно прочитать в Википедии, статья "Солнечная радиация"):

    image

    Поэтому оборудование, которое должно работать в космосе, необходимо максимально оградить от воздействия ИК-излучения. Для этого некоторые части космических летательных аппаратов оборачивают в металлическую теплоизоляционную «фольгу». Обычные такие «отражатели» сделаны из алюминия, серебра, меди или золота. Но в космической промышленности широко используется золото. На графике ниже видно изменение коэффициента отражения для каждого из металлов, в зависимости от длины волны:

    image

    Все четыре металла хорошо справляются с отражением ИК-излучения, коэффициент близок к 100% для волн, длиной более 700 нм. Так почему же используется именно золото? Потому что, в отличие от меди или серебра, золото не поддается коррозии (По этой же причине оно широко используется при производстве печатных плат), а также с золотом легче работать, чем с алюминием (Вспомните, что бывает с алюминиевой фольгой, если ее смять, а потом снова развернуть).

    В целом же «золотая фольга» состоит далеко не только из золота. Это многослойная металлизированная пленка, и разные детали космических аппаратов оборачивают в разные виды пленок, в зависимости от потребностей. Есть вот такой PDF от NASA, где подробно об этом рассказывается, с картинками!

    image

    Часто в качестве материала для пленки используется каптон, на который в свою очередь наносят тонкий слой золота, алюминия, серебра. Последние два металла могут давать золотистый цвет при очень тонком напылении.

    Хорошим примером использования золотого напыления являются технологии современных скафандров: светофильтры шлемов изготавливают из пластмассы на основе поликарбоната (защита от УФ-излучения), которые также покрывают достаточно толстым слоем золота, чтобы уберечь космонавта от солнечного излучения. В результате фильтр пропускает не более 35% света, что полностью защищает глаза от внешнего воздействия ИК-излучения, которое находится вне видимого спектра, а значит может незаметно нанести непоправимый урон зрению космонавта. «Золотой фильтр» останавливает почти все УФ и ИК-излучение и около 60% излучения в видимом спектре.

    image

    PS Еще одно применение золотой фольги:

    image
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 64
    • +12
      Кстати, подобную «фольгу» мы используем в спелеологии для «самоспаса» (позволяет сохранить тепло и избежать переохлаждения в критических ситуациях). И называем её: «Космическое одеяло». :)
      • 0
        А я думал она только в вакууме «греет», иначе почему из нее не делают курток?
        • +10
          Потому что в такой куртке будешь сильно потеть.
          • +19
            Фольга это хорошее сочетание веса и тепла, но делать из нее куртку не слишком практично. Обычный пуховик легко даст фору этому нанонапылению, в плане тепла.

            А вот с одеялом другая ситуация — для гор характерны термоядерные перепады температур — от +20 на солнышке до -10 ночью. Поэтому днем ты идешь в футболке, да еще и покрытый солнцезащитным кремом от макушки до пят, а ночью дрожишь от холода в палатке и зимнем спальнике. Конечно, если вылазка рассчитана на световой день, то таскать за собой палатку, спальник и прочие прелести ночевок смысла нет, никто лишний вес не горит желанием таскать. Но всегда есть шанс, как говорят, «словить холодную ночевку». И тогда, сбившись в кучу и достав это чудо-одеяло шанс дожить до рассвета резко повышается. Поэтому термо-накидка часто идет в стандартной комплектации горной аптечки — весит, на глаз, грамм 100.
            • +1
              Эту фольгу ещё называют «космическим одеялом», и использовать её так придумали именно благодаря космосу. Она была частью аварийного набора предметов в американских, а позже и во всех мировых, спускаемых аппаратах. Очень хорошая штука, всегда держу в рюкзаке.
              • +5
                Из десятка видов и способов применения «Космического одеяла» ( en.wikipedia.org/wiki/Space_blanket ) выделяется один который получил отдельный путь развития и стал чем-то большим чем металлизированное покрывало. Речь о т.н. Fire Shelter — средстве самоспасения при лесных пожарах. Многослойная структура мешка содержит слой диоксида кремния и фибергласс.
                Отмечается что для огнеборцев Службы Лесов, ношение защитного мешка «последней надежды» с 1977 является обязательным.
                usat.ly/11UBpi9

                Подобный тент мне описал московский пожарный после пожаров 2010 года. Названия не знал, но сказал что американцы такие применяют. Они потеряли в то лето нескольких сотрудников, попавших как раз в ловушку между двух стен огня в лесу. Такие дела.
            • +1
              Да и шапочки, возможно, были бы популярны у отдельных особо талантливых личностей.
              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                • 0
                  Не знаю кого как, а меня все эти «форточки» не спасают. Все равно в куртках из воздухонепроницаемого материала как-то душно. Так что мой выбор — мембрана. Жаль только что она довольно дорогая, да еще и не всегда можно найти то что хочется.
                • 0
                  Да вродь делают, COLUMBIA всё рекламирует: www.youtube.com/watch?v=19zUe8wOQCY
                • +1
                  Видел «одеяло спасателя» серебряного и золотого цвета, и вдруг интересно стало, а то, что золотого цвета — оно с золотым напылением? Т.е. термоизолирующие свойства у неё лучше, или это просто краска для виду?
                  • 0
                    Часто в качестве материала для пленки используется каптон, на который в свою очередь наносят тонкий слой золота, алюминия, серебра. Последние два металла могут давать золотистый цвет при очень тонком напылении.

                    Я думаю не обязательно.
                    • +1
                      Оу, действительное, ведь обратил внимание на этот момент, а начал писать комментарий и вылетело из головы.
                    • 0
                      если правильно помню, рекомендовалось «золотом» наружу для согревания, наоборот — для защиты от жары или в случае ожогов…
                      • +1
                        Для защиты от от переохлаждения укрывают золотистой стороной наружу, причём эффективность повышается если покрывало не прилегает к телу.
                        Для защиты перегрева укрывают серебристой стороной наружу.
                        Всё просто — зимой человек должен получиться золотой, летом — серебристый.
                        • 0
                          Судя по графикам отражения, вроде как нет разницы, какой стороной куда прикладывать.
                    • 0
                      сокольники-рудн?
                    • +11
                      Хороший обзор, часто про нее спрашивают.
                      Думаю, стоит добавить, что в российской космонавтике эту «фольгу» называют ЭВТИ: экранно-вакуумная теплоизоляция.
                      • +1
                        Теперь я знаю, как делать шапочку правильно!
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        • +40
                          «Золотой фильтр» останавливает почти все УФ и ИК-излучение и около 60% излучения в видимом спектре.

                          Эта технология используеться уже давно.

                          • +6
                            шах и мат
                            • +4
                              Это чтобы они, адские лучи, не дай бог не помешали молитве?
                              • +15
                                Нет, что вы! Адские лучи идут снизу, а купол, как параболическое зеркало — отражает назад, в центр храма.
                              • 0
                                Золочение там давно не используется. Нитрид титана.
                                • 0
                                  А технологию можете описать? Хотя бы в общих чертах.
                                  • 0
                                    В википедию загляните. Там на его странице все есть.
                                    • 0
                                      Я вас умоляю. Из всей технологии получения TiN покрытия на куполах там приведена только фотография купола Соборного храма во имя Богоявления Господня Ниловой пустыни. А из того, что написано, невооружённым глазом видно, что это температуры выше 1000 градусов, да ещё и контролируемая среда, в некоторых случаях вакуум.
                                      Так как же именно на куполах его получают?
                                      • 0
                                        • 0
                                          Что такое вакуумное напыление я и без ссылок знаю. Я поэтому и спросил. Когда я к этому был относительно близок, вакуумное напыление нитрида титана использовалось в основном на инструменте. Про декоративное применение только разговоры были. Ну, по мелочи, кто-то что-то для себя делал. А тут купол. Не засовывают же его целиком в вакуумную камеру.
                                          • 0
                                            Купол вообще-то из пластин собирают. А они весьма небольшие.
                                            • +4
                                              Ну, это-то я уже нанигмил. Заодно, кстати, узнал, что ваше утверждение «Золочение там давно не используется.». Не соответствует истине. И нитрид титана используется, и электрохимические золотые покрытия, и сусальное золото. За деньги заказчика — всё, что он пожелает.
                                              А пластины-то из нержавейки делают. Вот это покрытие получается! Вечное, видимо. Вот бы на даче крышу покрыть!
                                              • 0
                                                Вот это покрытие получается! Вечное, видимо.

                                                Как показывает практика не всегда:


                                                Снято в Угличе. Сентябрь 2013 года.
                                        • 0
                                          Если не лень, можно еще покопаться в общедоступных патентных базах (хотя, если интересно лишь в общих чертах, то не стоит того).
                                • +5
                                  Правильная статья, но вот это я не совсем понял:
                                  Так почему же используется именно золото? Потому что, в отличие от меди или серебра, золото не поддается коррозии

                                  Если точнее, не понял зачем использовать в космосе коррозияустойчивою (вот же слово то) фольгу.
                                  • +5
                                    Ну вы и слово соорудили…
                                    Корозостойкость же
                                    • +6
                                      По вечерам меня банят в гугле ;)
                                      • 0
                                        Может быть, коростостойкость?
                                        • +1
                                          стойкость к коростам?
                                      • +1
                                        Собирают спутники, как мы видим из фото, в воздушной атмосфере, которая содержит кислород, который окислитель.
                                        • 0
                                          Думал и об этом. Однако, поди окисли аллюминий. Ничего, акромя тонкого защитного слоя окисла, не добьемся.
                                          • +5
                                            У оксида другие отражающие свойства.
                                            • 0
                                              Вот это уже ближе к правде. Другое дела «другие» — это хуже, лучше или не существенно…
                                              • 0
                                                Оксид алюминия белый порошок. Матовая поверхность отражает хуже блестящей. Найдите старую алюминиевую ложку поскоблите ее шлифовальной бумагой. Эффект будет налицо.

                                                www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_5/2_5_9.html

                                                У алюминия коэффициент отражения (Reflectance (%)) для длины волны 550 нм (546 нм) 91,6% у оксида 7,4%.
                                                • 0
                                                  Найдите старую алюминиевую ложку поскоблите ее шлифовальной бумагой. Эффект будет налицо.
                                                  Старая аллюминиевая ложка совсем не тоже самое что аккуратно уложенная фольга. Да и слой оксида там в пару атомов. Но, думаю, к правде мы стали еще ближе)
                                                  • 0
                                                    И все же коррозия присутствует в космосе. Ниже предоставили отличную ссылку.
                                                    UPD Однако коррозия имеет значение для движущихся деталей, подшипники например. Но вот с фольгой вопрос открыт.
                                                    • 0
                                                      На представленном в статье графике видно, что коэффициент отражения алюминия заметно меньше.
                                                    • 0
                                                      Оксида имеет пару десятков или сотен слоев в зависимости от параметра решетки и толщины самого оксида (каламбур получился). С какого момента начинается влияние оксида на отражающие мне не известно. Но на мой взгляд — при любой толщине идет снижение.

                                                      Пример про ложку должен был проиллюстрировать, что чистая поверхность отражает, чем оксидированная.
                                                • 0
                                                  Он же толщиной несколько атомарных слоёв, не должен же влияеть сильно.
                                          • +1
                                            Хм. Автор указал 2 плюса золотой фольги: коррозиестойкость и легкость в использовании.
                                            А может кто просветить по поводу двух вопросов:
                                            1) как металлы корродируют в космосе?
                                            2) неужели оборачивать все в фольгу проще, чем, например, напылить все слои этой фольги тоненько-тоненько один за другим при помощи плазмы?
                                          • +1
                                            Проскальзывало мнение, что шапочка из фольги не только не изолирует излучение от правительственных излучателей, но и усиливает его в некоторых диапазонах web.archive.org/web/20130110181529/http://berkeley.intel-research.net/arahimi/helmet/
                                            • +3
                                              ЭВТИ часто делают ( В России) с напылением оксида индия.

                                              Фильм Гравитация - спойлер
                                              Кстати, вспомните фильм «Гравитация», где забрала астронавтов абсолютно прозрачные — на этот шаг пришлось пойти создателям фильма, чтобы зрители могли увидеть лица актеров, а не потому что они не знали, что у астронавтов непрозрачные забрала.
                                              • +1
                                                Да это вечная тема в голивудских фильмах. Там и пожарные без противогазов бегают по пылающим домам, и хирурги без намордников оперируют.
                                                • +6
                                                  А вот по поводу пожарных намордников вспомнилось:

                                                  • +5
                                                    Будь я начальником отдела маркетинга, я бы показывал своим подчненным этот ролик, как пример того КАК нужно рекламировать свой товар!
                                                    PS Нисколько не умамляя заслуг спасателей из сюжета.
                                              • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                • +1
                                                  Считается, что простое стекло задерживает 100 % УФ. Это я как сварщик говорю, а от сварочной дуги спектр и мощность неслабые идут. Косвенно подтверждается тем, что загорать зимой через стекло бесполезно, хотя атмосфера зимой должна быть попрозрачнее.
                                                  • 0
                                                    Пафосные очки. Я б купил.
                                                  • –3
                                                    • 0
                                                      позанудствую
                                                      Как известно, существует солнечное излучение, которое влияет на атмосферу Земли и является главным источником энергии для всех природных процессов планеты.

                                                      Когда встречаю фразу "Как известно" читаю последующий текст более внимательно.
                                                      Можете рассказать как солнечное излучение влияет на такие хорошо известные природные процессы как приливы и отливы?
                                                      (А то еще бывают и процессы связанные с тектоникой литосферных плит...).
                                                      • +1
                                                        Я тоже «позанудствую» тогда: приливов и отливов не было бы, если бы не было жидкой воды, а она есть, потому что мы находимся в обитаемой зоне благодаря определённым параметрам нашего Солнца.

                                                        Конечно, стоит ещё сказать, что приливное взаимодействие проявляется не только как прилив и отлив океана, но ещё и как замедление вращения спутника (Луны, в данном случае).
                                                        • +2
                                                          нужно было возражать так: если б не было Солнца, то и планетной системы не было никакой вокруг и никаких процессов соответственно:)))
                                                      • 0
                                                        А майлар — это то же самое?

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                        Самое читаемое