Текст уведомления здесь

Глядя в небо

Фоторепортаж о том, как создают стекло для телескопов

Оптическое стекло занимает важную нишу в производстве стекол. Без изделий, в которых применяется оптическое стекло, не обходится практически ни одно производство. Телевизионная аппаратура, фотоаппаратура, компьютерная техника и, конечно, телескопы — везде используются элементы с применением оптического стекла.
Добавить в закладки
Комментарии
Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

В отличие от обычного стекла, которое широко применяется в строительстве и в быту, оптическое стекло обладает рядом специфических требований по качеству — высокое пропускание и отсутствие каких-либо посторонних включений, которые могут повлиять на качество изображения.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Процесс производства стекла начинается еще на месторождениях, где добываются исходные материалы для его изготовления. В производстве оптического стекла используется жильный кварц: он проходит переработку и из него получают либо кварцевую крупку, либо кварцевую муку.

Кроме кварцсодержащего сырья, используются и другие материалы: сода (карбонат натрия), углекислые соли (карбонат кальция), мел, карбонат магния, материалы, содержащие оксид алюминия (Al2О3), глинозем и другие компоненты. Исходная смесь этих сырьевых материалов называется шихта. Вот из этой шихты впоследствии и получается стекло.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Варка стекла совершается в горшковых газовых печах периодического действия. «Горшки» объемом в 500 или 700 литров изготовлены из специального огнеупорного материала — шамота.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Горшки с исходными материалами помещают в стекловаренную печь, обогреваемую природным газом. Температура в печи достигает 1550 градусов.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Помимо исходных материалов при варке оптических стекол добавляется так называемый бой — хорошее однородное стекло, оставшееся от переработки ранее полученных стекол. Это помогает уменьшить расход и перейти к безотходному производству.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Когда варка стекла окончена, горшок со стекломассой достают из печи с помощью шаржирного крана. Затем стекловары снимают верхний слой стекломассы (стяжку), который становится холодным, чтобы при отливе стекла все слои были однородные по температуре.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Стекломасса отливается в форму, предварительно разогретую до температуры стекла. Формы бывают разные — квадратные, прямоугольные, сложные.

Высота формы, в которую отливается стекломасса, тоже бывает разной, в зависимости от потребностей заказчика. Обычно это 140—150 мм. Для окон радиационно-биологической защиты, например, необходима толщина еще больше.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

После отлива нельзя оставить остывать стекло на открытом воздухе. В процессе остывания в слоях стекла возникнут напряжения, которые приведут к его самопроизвольному разрушению: оно растрескается и разобьется на небольшие куски.

Чтобы стекло не разрушилось, нужно провести специальную термическую обработку. Стекло отправляют на отжиг — процесс направленного охлаждения, который может занимать две-три недели.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Чтобы достичь определенных оптических показателей (преломление, дисперсия и пр.) и сохранить их навсегда, дополнительно требуется так называемый оптический отжиг, который может занимать месяц и больше.

После отжига заготовка из оптического стекла проходит контроль и отправляется на дальнейшую разделку и подготовку: резку, шлифовку, полировку.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Каждый блок стекла проверяется и проходит оценку оптических характеристик: показателей преломления, дисперсии, пропускания, радиационной устойчивости и других.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Поверхность готовой оптической детали обрабатывается в соответствии с требованиями заказчика.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

В 80-х годах на предприятии Лыткаринского завода создано уникальное по своему техническому оснащению производство по изготовлению крупногабаритных линзовых объективов со световым диаметром до 700 мм и крупногабаритных зеркал диаметром до 4 метров для специальной аппаратуры наблюдения и астрономии.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Для производства крупногабаритных оптических деталей требуется крупногабаритное испытательное оборудование для проверки и контроля качества.

Вакуумная камера для контроля астрономических зеркал на Лыткаринском заводе является одной из крупнейших в мире и достигает 72 метров.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Для астрономических зеркал и других оптических деталей, требующих прочности и термостойкости, необходим стеклокристаллический материал со сверхнизким коэффициентом теплового расширения — ситалл.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Ситаллы получаются путем объемной кристаллизации стекла и состоят из одной или нескольких кристаллических фаз, равномерно распределенных в стекловидной фазе.

Стеклокристаллические материалы обладают малой плотностью, высокой механической прочностью, твердостью, жаропрочностью, термической стойкостью и химической устойчивостью.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Съемки из космоса позволяют нам изучать структурные, зональные и глобальные особенности атмосферы, гидросферы, биосферы и ландшафты нашей планеты. Для этого необходимы объективы, созданные на основе особо чистых высокооднородных стекол со специальными свойствами.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

Фото: Евгений Пелевин / Chrdk.

С 1973 года на Лыткаринском заводе оптического стекла было разработано 12 типов космических объективов и создано около 800 единиц. «Рубинар-Гео-100» специально изготовлен для использования на МКС.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Космос все еще тот

Фоторепортаж с пуска «Союза», который сегодня доставит новый экипаж на МКС

21 марта 2018 года состоялся пуск ракеты-носителя «Союз-ФГ» с космодрома Байконур. Ракета вывела на орбиту пилотируемый космический корабль «Союз МС-08», на борту которого — новый экипаж Международной космической станции. В составе экспедиции МКС 55/56 полетели россиянин Олег Артемьев и американцы Эндрю Фойстел и Ричард Арнольд. На пуске побывал Михаил Котов.
Добавить в закладки
Комментарии

Весна уже пришла на Байконур. Ночами все еще очень холодно и промозгло, но к обеду солнце уже прилично нагревает воздух. С утра, во время вывоза и вертикализации ракеты, еще холодно — ветер из степи промораживает до костей, а к обеду уже хочется подставлять лицо солнцу и греться.

Фото: Михаил Котов / Chrdk.
Фото: Михаил Котов / Chrdk.

Этот пуск стал уже 513-м по счету для основной стартовой площадки. Посчитать запуски можно по звездочкам на одной из обслуживающих ферм: три юбилейных запуска, большая звезда, обозначающая пятьсот, и восемь маленьких звездочек. Итого 511. На вопрос, куда делись еще две, мне отвечают, что не успели нарисовать.

Фото: Михаил Котов / Chrdk.
Фото: Михаил Котов / Chrdk.

[ ... ]
Читать полностью

Информация из космоса

Дистанционное зондирование Земли

Как при помощи спутников отследить, на каких участках стоит заниматься сельским хозяйством, а каким лучше дать «подышать», как по данным дистанционного зондирования определить места пожаров и какой еще информацией из космоса мы пользуемся в повседневной жизни, даже не задумываясь об этом, рассказывает красноярский ученый Егор Задереев.
Добавить в закладки
Комментарии

Когда мы смотрим с орбиты в космос, мы видим звезды. Когда мы смотрим с орбиты на Землю, мы видим нашу планету. Весь вопрос и вся проблема в том, как смотреть на Землю. Если смотреть на нее, как простой человек, мы увидим очертания морей, океанов, материков. Но мы же видим в очень узком диапазоне, по большому счету от 300 до ~ 700 нанометров глаз человека различает. А спутник может видеть в любом спектральном диапазоне. Более того, он может вырезать любую часть из спектрального диапазона. Потом этот фрагмент можно обработать и каким-то образом эту информацию использовать.

В этом и состоит весь принцип дистанционного зондирования: мы используем «взгляд» спутника, который он бросает на нашу Землю, эту картинку пытаемся обработать и получить важную для нас информацию.

Второй плюс заключается в том, что спутник летает постоянно. Если он снимает то, что происходит на Земле, он делает это в динамике. Самый простой пример: мы следим за тем, как у нас растет некая растительность. Если мы будем смотреть в том спектральном диапазоне, в котором у нас происходит процесс фотосинтеза, тогда мы легко сможем говорить: «Сейчас это растение активно растет». Потому что листья зеленые, и значит, они поглотили ту часть спектра, которая нужна для фотосинтеза. Ну и, соответственно, мы ее не увидим со спутника. Как только лист перестает расти, тогда этот свет не поглощается и мы его увидим. Поэтому очень легко отследить в течение года за тем, как Земля сначала расцветает в ответ на изменения климата, погоды, а потом увядает. И по большому счету мы только впервые вместе с появлением спутников стали смотреть на Землю, как на единое целое. Мы увидели «зеленую волну» — как она с юга на север распространяется во время наступления лета и потом, наоборот, уходит. [ ... ]

Читать полностью

Тень на плетень

Чем укрыть Землю от солнечного света, чтобы на ней было не так тепло

Геоинжиниринг — область исследований, цель которых — спасти нас от последствий глобального потепления, придумав, как снизить температуру на планете. Конечно, самый надежный путь — снизить выбросы парниковых газов и найти способ изымать их из атмосферы, в общем, вернуть все как было. Однако сторонники этого направления считают, что лучше иметь под рукой технологию, которая позволит быстро «сбить температуру», если потребуется.
Добавить в закладки
Комментарии

Противники геоинжиниринга рассуждают так: если температуру снизить искусственно, это не решит других проблем, связанных с выбросами парниковых газов, например закисление океана. Поэтому лучше все усилия бросить на борьбу с причинами глобального потепления, а не с его последствиями.

Сторонники направления этот аргумент не отрицают, но справедливо указывают, что выбросы парниковых газов снижаются отнюдь не так быстро, как хотелось бы, и неплохо иметь в запасе технологии, которые позволят решить проблему хотя бы частично, на случай, если средняя температура на планете поднимется до совсем уж опасных значений.

Поэтому геоинжиниринговые эксперименты все же проводятся. Основная их идея проста: сделать так, чтобы атмосфера Земли пропускала меньше солнечных лучей, отражая их обратно в космос. Один из методов, которые для этого предлагаются, — распылить в стратосфере сульфатные аэрозоли или другие светоотражающие частички.

Сомневаться в том, что эта идея сработает, не приходится: это происходит естественным образом при извержениях вулканов, когда в атмосферу попадают пыль и газы. Если извержение достаточно сильное, оно может повлиять на температуру на всей планете. Например, после извержения вулкана Пинатубо в 1991 году температура планеты в следующем году понизилась примерно на полградуса. А 1816-й известен как «год без лета» из-за извержения вулкана Тамбора. [ ... ]

Читать полностью