В пятницу, 3 ноября, Лыткаринский завод оптического стекла отгрузил обновленное шестиметровое зеркало для самого большого телескопа в Евразии — БТА. Нам удалось присутствовать при этом событии и даже заглянуть в цеха предприятия. Предлагаем вам присоединиться к этому небольшому фотопутешествию. Мы пройдем через те же основные технологические стадии, через которые прошло и зеркало БТА, прежде чем смогло увидеть звезды и далекие галактики.
Лыткаринский завод оптического стекла был создан в 1934 году. Сейчас он входит в холдинг Швабе и обеспечивает производство практически всего оптического стекла в России. За время работы предприятие производило стекло и приборы из него для самых разных применений — от отражателей для проекторов в кинотеатрах середины XX века и прожекторов, служивших во Второй мировой войне, до гигантских объективов, которые устанавливают на спутниках для наблюдения за поверхностью Земли. Важное отличие оптического стекла от, например, оконного — строгие требования к однородности материала. Из-за этого варка оптического стекла оказывается очень сложным многостадийным процессом.
Жизненный путь любого оптического прибора начинается от специальной смеси окислов — шихты. Ее основа — оксид кремния и карбонаты щелочных металлов. Благодаря добавкам оксидов свинца, редкоземельных элементов, кобальта, меди и других металлов стекло приобретает особенные свойства. Проследим шаг за шагом за тем, как возникает готовая продукция.
Цех варки стекла. Слева — печи, в которых происходит варка. По центру — шаржирный кран, с помощью которого захватывают и переносят тигли с расплавом стекла. Справа — печи, в которых происходит предварительный разогрев тиглей
Смесь сурика (оксида свинца) и других компонентов оптического стекла — шихта
При варке, помимо основной смеси, также добавляют стеклобой — излишки стекла или дефектный материал, оставшийся от предыдущих варок
Варка происходит в больших печах. В печь устанавливают тигель объемом 500-700 литров, раскаленный до тысячи градусов. Затем постепенно в него начинают добавлять шихту и стеклобой — температура варки может достигать полутора тысяч градусов
Работники завода добавляют смесь и стеклобой с помощью специальных длинных ковшей
Печь для отжига стекла после варки. Массу стекла необходимо очень медленно остужать. Этот процесс может длиться от недели до полутора лет — как это было в случае заготовки зеркала БТА
Так выглядит готовое оптическое стекло после отжига
Справа — заготовка для линзы, слева — заготовка после шлифовки
Заготовки после шлифовки. Поверхность будущих линз пока еще матовая
Полировка линзы
Инструменты для полировки позволяют обрабатывать как выпуклые, так и вогнутые поверхности
Линзы после полировки
Другой путь — фрезеровка заготовок, например неодимового стекла для активных сред лазеров
Резка стекла с добавкой меди — пластинками из этого материала покрывают торцы активной среды неодимового лазера, чтобы лазерное излучение не покидало среду
Примеры «малогабаритной» продукции ЛЗОС — оптические фильтры, активные среды неодимовых лазеров и так далее
Создание опоры для разгрузочной конструкции на зеркале. С помощью специального резака с обратной стороны зеркала вырезают часть материала. Образуется сетка, способная выдерживать механическую нагрузку зеркала — она играет роль опоры для оправы зеркала
Шестиметровое зеркало БТА, изготовленное в 1970-х годах, — продукт сложнейшей работы советских инженеров. Только стадия отжига заготовки занимала более года. Цилиндры, виднеющиеся под поверхностью зеркала, — основа разгрузочного контура, они используются при монтаже зеркала на телескоп
Вчера завершился десятилетний цикл работ по шлифовке и полировке резервного главного зеркала БТА. Теперь зеркало отправят в Нижний Архыз, в Специальную астрофизическую обсерваторию РАН
Владимир Королёв
