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"):
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:
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!
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.
PS Еще одно применение золотой фольги:
Оригинал статьи на Хабре (2013 год)
К лучшим публикациям Хабра за сутки