Я читал несколько веб-сайтов об оборудовании, покрытом золотой фольгой, и о том, что козырьки шлемов космонавтов покрыты золотом. Однако их объяснения лишены почти всего физического содержания. Может ли кто-нибудь объяснить основную концепцию того, почему золотая фольга так популярна в НАСА в качестве покрытия на козырьках?
В космосе солнце передает тепло через излучение оборудованию и космонавтам. Хотя пик излучения Солнца находится в видимой области (около 500 нм), вы можете видеть, что в верхних слоях атмосферы также излучается значительное количество ИК (инфракрасного) и УФ (ультрафиолетового) излучения.
Чтобы контролировать температуру поверхности объекта, который подвергается воздействию ИК-излучения (тепловых волн), НАСА покрывает свое оборудование металлическим отражателем, отражающим ИК-излучение, чтобы оно не нагревалось. Обычными отражателями являются алюминий, серебро, медь и золото. Ниже график зависимости коэффициента отражения от длины волны показывает, что все четыре металла являются хорошими отражателями ИК-излучения, поскольку коэффициент отражения близок к 100% для длин волн более 700 нм (λ ≥ 700 нм).
Так зачем использовать золото? Скорее всего, по той же причине они широко используют золото в печатных платах. (i) Золото не подвергается коррозии и не ржавеет, в отличие от серебра и меди, что снижает отражательную способность (кстати, это происходит перед взлетом) и (ii) с золотом намного легче работать, чем с алюминием.
Внешний солнцезащитный козырек изготовлен из поликарбонатного пластика и покрыт тонким слоем золота. Эта комбинация дает космонавту полную защиту. Почему? Ваши глаза могут одинаково хорошо фокусировать как видимый, так и ближний ИК-свет на сетчатке. В вашем глазу есть видимые рецепторы, но нет инфракрасных. Когда интенсивный видимый свет попадает на эти рецепторы, рецепторы передают информацию, сообщая вам, что это болезненно и причинит вред, если вы либо не закроете их, либо не отведете взгляд. С другой стороны, без ИК-рецепторов вы бы не поняли, что ваш глаз «обожжен» интенсивным источником ИК-излучения. Поэтому космонавтам необходима ИК-защита от интенсивного солнечного света над земной атмосферой. Как видно из приведенного выше графика, использование визора с золотым покрытием отражает почти весь ИК-диапазон, но золото также пропускает около 60% видимого и УФ-света примерно с λ ≤ 500 нм. Согласно графику выше, с опущенным козырьком вы увидите сине-зеленый оттенок объектов. С другой стороны, около 60% УФ-излучения проходит через золото, но поликарбонатный пластиковый козырек имеет превосходную видимую пропускаемость, но поглощает/отражает почти все УФ-излучение, посколькупоказано ниже.
ПММА (полиметилметакрилат, лексан, оргстекло...) и ПК (поликарбонат, материал для DVD)
Ильмари Каронен