Освещение для космонавтов

Космос – уникальное место. В безвоздушном пространстве и днем и ночью царит тьма, но при этом можно увидеть сразу и тысячи звезд, и Солнце.

Лампы на МКС

Излучение от нашего светила настолько яркое и обжигающее, что если попробовать позагорать через иллюминатор, обгореть можно за пару минут. На орбите внешний корпус среднего космического аппарата может нагреться до +150 С и выше. Чтобы защитить глаза и кожу космонавтов, пилотируемые орбитальные станции не пропускают свет от Солнца, иллюминаторы снабжены заслонками, а шлемы скафандров имеют светофильтры из золота. Космонавты редко открывают «окна», только на время проведения экспериментов или на пару минут для моральной поддержки. Исключением является особый модуль Международной космической станции под названием «Купол». Он состоит из 7 панорамных стекол, которые почти всегда открыты и смотрят на Землю. Внутри остальной станции – исключительно искусственный свет. Для его поддержания используются лампы, но они куда сложнее, чем те, что есть у нас в домах. Во-первых, они не очень мощные. Станция не подключена к электросети, и единственный источник энергии для них – это солнечные батареи, которые аккумулируют свет Солнца. В российском сегменте МКС установлены лампы мощностью всего 8 Вт. Для малого пространства станции этого достаточно. Тем более светильники могут размещаться не только на потолке, но и на полу и стенах. В невесомости космонавты работают на всех поверхностях, и освещенными должны быть все зоны. Сейчас конструкторы стараются размещать источники света на стыках между плоскостями, чтобы осветить больше рабочего пространства.

Лампа для космической станции

Стоит признать, что в первых полетах внутри космических кораблей было темно, примерно как ночью на освещенной фонарями дороге городского значения (30 люкс). Все изменилось в 1974 году с появлением на станции «Салют-3» специальных люминесцентных ламп.

Сейчас освещенность на станции составляет в среднем 100 люкс. По законодательным нормам в кладовках и коридорах не должно быть темнее. Примерно столько света проходит к нам в очень пасмурный день под вечер. Для сравнения: в ясную погоду на Земле 10-25 тысяч люкс, а за пределами станции в космосе Солнце дает освещенность 135 тысяч люкс.

Хотя для жизни света хватает, все же в космическом аппарате довольно темно. Если работа требует большей яркости, лампы можно настроить на 200 люкс. Для особых случаев на борту есть переносная установка с мощностью 27 Вт. Ее чаще всего используют для репортажных съемок.

Освещение для телерепортажей

Однако долго ее использовать не рекомендуется из-за проблемы перегрева. На Земле теплый воздух поднимается, а холодный опускается. Эти потоки естественным образом охлаждают оборудование. В невесомости ничего подобного не происходит. Сейчас используются светодиоды, которые мало нагреваются, но в первые годы это было серьезной проблемой. Тем не менее особая конструкция радиатора позволяла не перегреваться стандартным люминесцентным лампам даже при постоянной работе.

Обеспечение непрерывного и равномерного излучения оказалось тоже непростой задачей. Половину траектории станция пролетает под солнечными лучами, которые дают солнечным батареям возможность генерировать достаточно напряжения. Вторая половина витка проходит в тени Земли. Специальные преобразователи локально увеличивают напряжения для ламп, компенсируя его падение при переходе на аккумуляторы.

Важным в конструкции космической лампы является ее корпус. Он должен быть очень крепким. Космонавт при движении в невесомости может случайно задеть светильник ногой. Кроме этого, корпус должен быть герметичным, ведь внутри есть ртутные пары. Они опасны для здоровья, а в случае повреждения лампы проветрить не получится.

К счастью, за всю историю подобных поломок не было. Со временем люминесцентные лампы будут заменены светодиодными, и такой проблемы больше не будет.

Процесс обновления начался в 2019 году. Заодно ученые решили провести эксперименты с новой системой, которая по таймеру меняет яркость, чтобы имитировать перепады освещенности в течение дня. Так ученые стремятся настроить циркадные ритмы покорителей космоса для увеличения эффективности их работы и уменьшения риска для здоровья.

Фото 4

Ультрафиолетовая лампа

В условиях долгих полетов выявилась еще одна проблема – недостаток витамина D3, который образуется только от дневного света. Решение появилось на станции «Салют-7». Это была ультрафиолетовая лампа, которая включалась на 30-45 минут в день.

Особые условия на станции у цветов. Для космических оранжерей изначально создавались лампы лучше, чем для космонавтов. Они были и мощнее, и ярче, и с лучшей цветопередачей, но, правда, менее прочные – растения ногами светильники не заденут. Первые светодиоды тоже появились в космосе из ботанических соображений – для выращивания пшеницы. Космонавты замечают, что оранжерея – самое светлое и приятное место на борту. Тем не менее, эти лампы дают всего ⅕ от солнечного света, который растения могли бы получать на Земле.

Снаружи космических аппаратов тоже есть лампочки. На скафандрах космонавтов есть фонарики в районе висков. Они помогают подсветить корпус станции для проведения ремонтных работ.

Сильные и мощные (100Вт) прожекторы на кораблях нужны для стыковки. Их 3 – один с широким углом для общего освещения и два узких для подсветки стыковочного узла. Также есть световые маячки. Как габаритные огни они горят красным и голубым и нужны для визуальной оценки расстояния при сближениях и определения ориентации станции и корабля в пространстве.

Еще два светоимпульсных маячка спрятаны под корпус спускаемого аппарата и запускаются только при посадке. Один расположен сбоку, другой – в днище. Мигающая лампочка помогает быстро найти космонавтов в темное время суток.

Наконец, на корабле «Буран» имелись мощнейшие фары, которые должны были в первую очередь освещать взлетно-посадочную полосу.

Часто свет нужен и беспилотным аппаратам – спутникам, межпланетным станциям. Чтобы узнать о них, приходите в Центр «Космонавтика и авиация».