Космически орбитални станции от близкото бъдеще. космически кораб на бъдещето
Човечеството изследва космическото пространство с пилотирани космически кораби повече от половин век. Уви, през това време, образно казано, не отплава далеч. Ако сравним Вселената с океана, ние просто вървим по ръба на прибоя, дълбоко до глезена във вода. Веднъж обаче решихме да поплуваме малко по-навътре (лунната програма Аполон) и оттогава живеем в спомени за това събитие като най-високо постижение.
Досега космическите кораби са служили предимно като превозни средства за доставка до и от Земята. Максималната продължителност на автономен полет, постижима от многократната космическа совалка, е само 30 дни и дори тогава теоретично. Но може би космическите кораби на бъдещето ще станат много по-съвършени и гъвкави?
Вече лунните експедиции на Аполо ясно показаха, че изискванията към бъдещите космически кораби могат да бъдат поразително различни от задачите за "космическите таксита". Лунната кабина на Аполо имаше много малко общо с модерните кораби и не беше проектирана да лети в планетарна атмосфера. Някаква представа за това как ще изглеждат космическите кораби на бъдещето, снимките на американски астронавти дават повече от ясно.
Най-сериозният фактор, който възпрепятства епизодичното човешко изследване на Слънчевата система, да не говорим за организирането на научни бази на планетите и техните спътници, е радиацията. Проблеми възникват дори при лунни мисии с продължителност най-много седмица. А едногодишният и половина полет до Марс, който сякаш ще се осъществи, се избутва все повече и повече. Автоматизираните изследвания показват, че е смъртоносен за хората по целия маршрут на междупланетен полет. Така космическият кораб на бъдещето неминуемо ще придобие сериозна антирадиационна защита в комбинация със специални биомедицински мерки за екипажа.
Ясно е, че колкото по-скоро стигне до местоназначението си, толкова по-добре. Но за бърз полет се нуждаете от мощни двигатели. А за тях от своя страна високоефективно гориво, което не би заемало много място. Следователно химическите двигатели ще отстъпят място на ядрените в близко бъдеще. Ако обаче учените успеят да укротят антиматерията, т.е. да превърнат масата в светлинно излъчване, космическите кораби на бъдещето ще придобият.В този случай ще говорим за постигане на релативистични скорости и междузвездни експедиции.
Друга сериозна пречка за развитието на Вселената от човека ще бъде дългосрочното поддържане на живота му. Само за един ден човешкото тяло консумира много кислород, вода и храна, отделя твърди и течни отпадъци, издишва въглероден диоксид. Безсмислено е да вземете пълен запас от кислород и храна със себе си на борда поради огромното им тегло. Проблемът се решава с бордова затворена, но досега всички експерименти по тази тема не са успешни. А без затворен LSS космическите кораби на бъдещето, летящи през космоса с години, са немислими; снимки на художници, разбира се, удивляват въображението, но не отразяват реалното състояние на нещата.
Така че всички проекти на космически и звездни кораби все още са далеч от реалното изпълнение. И човечеството ще трябва да се примири с изучаването на Вселената от астронавти под прикритие и получаване на информация от автоматични сонди. Но това, разбира се, е временно. Астронавтиката не стои на едно място и косвените знаци показват, че в тази област на човешката дейност назрява голям пробив. Така че може би космическите кораби на бъдещето ще бъдат построени и ще направят първите си полети през 21-ви век.
Dream Chaser е нов пилотиран автомобил от частната компания Sierra Nevada Corporation (САЩ). Този пилотиран космически кораб за многократна употреба ще достави товари и екипаж от до 7 души на ниска земна орбита. Според проекта космическият кораб ще използва крилата и с тяхна помощ да кацне на конвенционална писта. Дизайнът е базиран на дизайна на орбиталния самолет HL-20
©Sierra Nevada Corporation
Докато американците от средата на миналия век трескаво мислеха как да бъдат в крак с „империята на злото“, тя беше пълна с лозунги: „Комсомол – на самолет“, „Звездно пространство – ДА!“. Днес САЩ пускат космически кораби с лекота на хвърчила, докато нашите остават да сърфират засега, може би Болшой театър. Вникнах в детайлите на Голата наука.
История
По време на Студената война космосът е едно от бойните полета между Съветския съюз и Съединените щати. Геополитическата конфронтация на суперсилите беше основният стимул в онези години за развитието на космическата индустрия. Огромно количество ресурси са хвърлени в изпълнението на програми за изследване на космоса. По-специално, правителството на САЩ похарчи около двадесет и пет милиарда долара за изпълнението на проекта Аполо, чиято основна цел беше да кацне човек на повърхността на Луната. За 70-те години на миналия век тази сума беше просто гигантска. Лунната програма на СССР, която никога не е била предназначена да се сбъдне, струва на бюджета на Съветския съюз 2,5 милиарда рубли. Разработването на вътрешната космическа совалка "Буран" струваше шестнадесет милиарда рубли. В същото време съдбата подготви Буран да извърши само един космически полет.
Много по-голям късмет имаше американският му колега. Космическата совалка направи сто тридесет и пет изстрелвания. Но американската совалка не беше вечна. Корабът, създаден по държавната програма "Космична транспортна система", на 8 юли 2011 г. извърши последния си космически изстрел, който завърши рано сутринта на 21 юли същата година. По време на изпълнението на програмата американците произвеждат шест "совалки", една от които е прототип, който никога не е извършвал космически полети. Два кораба се разбиха.
Излитане от земята "Аполо 11"
©НАСА
От гледна точка на икономическата целесъобразност, програмата Space Shuttle трудно може да се нарече успешна. Космическите кораби за еднократна употреба се оказаха много по-икономични от техните привидно по-технологично усъвършенствани аналози за многократна употреба. Да, и безопасността на полетите на "совалките" беше под съмнение. По време на операцията им, в резултат на две катастрофи, четиринадесет астронавти станаха жертви. Но причината за толкова двусмислени резултати от космическото пътуване на легендарния кораб не е техническото му несъвършенство, а сложността на самата концепция за многократна употреба.
В резултат на това руският космически кораб за еднократна употреба "Союз", разработен през 60-те години на миналия век, се превърна в единствения тип превозни средства, които в момента извършват пилотирани полети до Международната космическа станция (МКС). Веднага трябва да се отбележи, че това изобщо не показва тяхното превъзходство над космическата совалка. Космическият кораб "Союз", както и създадените на тяхна база безпилотни космически камиони "Прогрес" имат редица концептуални недостатъци. Те са много ограничени като товароподемност. А използването на такива устройства води до натрупване на орбитални отломки, останали след тяхната работа. Космическите полети на кораби от тип "Союз" много скоро ще станат част от историята. В същото време днес реални алтернативи няма. Огромният потенциал, присъщ на концепцията за кораби за многократна употреба, често остава технически нереализиран дори в наше време.
Първият проект на съветския орбитален самолет за многократна употреба OS-120 "Буран", предложен от NPO Energia през 1975 г. и който е аналог на американската космическа совалка
©buran.ru
Нов американски космически кораб
През юли 2011 г. президентът на САЩ Барак Обама обяви, че мисията до Марс е нова и, доколкото може да се предположи, основна цел на американските астронавти през следващите десетилетия. Една от програмите, извършени от НАСА като част от изследването на Луната и полета до Марс, беше мащабната космическа програма Constellation.
В основата му е създаването на нов пилотиран космически кораб "Орион", ракети-носители "Арес-1" и "Арес-5", както и лунния модул "Алтаир". Въпреки факта, че през 2010 г. правителството на САЩ реши да ограничи програмата Constellation, НАСА успя да продължи разработването на Орион. Първият безпилотен тестов полет на космическия кораб е насрочен за 2014 г. Предполага се, че по време на полета апаратът ще се отдалечи от Земята за шест хиляди километра. Това е около петнадесет пъти по-далеч от МКС. След тестовия полет корабът ще се отправи към Земята. Новият апарат ще може да навлиза в атмосферата със скорост от 32 000 км/ч. По този показател "Орион" превъзхожда легендарния "Аполон" с хиляда и половина километра. Първият безпилотен експериментален полет на Орион има за цел да демонстрира неговия потенциал. Тестът на кораба трябва да бъде важна стъпка към реализирането на пилотирания му старт, който е насрочен за 2021 г.
Според плановете на НАСА Delta-4 и Atlas-5 ще действат като ракети носители на Orion. Беше решено да се изостави развитието на Арес. Освен това, за изследване на дълбокия космос, американците проектират нова свръхтежка ракета-носител SLS.
Орион е частично използваем космически кораб и концептуално е по-близо до Союз, отколкото до космическата совалка. Частично за многократна употреба са най-обещаващите космически кораби. Тази концепция предполага, че след кацане на земната повърхност, капсулата за обитаване на космическия кораб може да бъде използвана повторно за изстрелване в космоса. Това прави възможно комбинирането на функционалната практичност на космическите кораби за многократна употреба с рентабилността на експлоатацията на превозни средства от типа "Союз" или "Аполо". Такова решение е преходен етап. Вероятно в далечно бъдеще всички космически кораби ще станат за многократна употреба. Така че американската космическа совалка и съветската Буран в известен смисъл изпревариха времето си.
Orion е многофункционален капсулен, частично използваем пилотиран космически кораб на Съединените щати, разработен от средата на 2000-те като част от програмата Constellation
©НАСА
Изглежда, че думите "практичност" и "благоразумие" са най-добрият начин да се характеризират американците. Правителството на САЩ реши да не възлага всичките си космически амбиции само върху раменете на Орион. В момента няколко частни компании, поръчани от НАСА, разработват свой собствен космически кораб, предназначен да замени използваните днес устройства. Boeing разработва частично използваемия пилотиран космически кораб CST-100 като част от своята програма за развитие на търговски пилотирани превозни средства (CCDev). Устройството е предназначено да извършва кратки пътувания до околоземна орбита. Основната му задача ще бъде да достави екипажа и товара до МКС.
Екипажът на кораба може да бъде до седем души. В същото време при проектирането на CST-100 беше обърнато специално внимание на комфорта на астронавтите. Жилищното пространство на устройството е много по-обширно от корабите от предишното поколение. Вероятно ще бъде изстрелян с ракети-носители Atlas, Delta или Falcon. В същото време Atlas-5 е най-подходящият вариант. Кацането на кораба ще се извърши с помощта на парашут и въздушни възглавници. Според плановете на Boeing през 2015 г. CST-100 чакат поредица от тестови изстрелвания. Първите два полета ще бъдат безпилотни. Основната им задача е да изстрелят устройството в орбита и да тестват системи за сигурност. По време на третия полет е планирано пилотирано скачване с МКС. Ако тестовете са успешни, CST-100 много скоро ще може да замени руските космически кораби "Союз" и "Прогрес", които извършват изключително пилотирани полети до Международната космическа станция.
CST-100 - пилотиран транспортен космически кораб
©Боинг
Друг частен кораб, който ще достави товари и екипаж до МКС, ще бъде апарат, разработен от SpaceX, който е част от Sierra Nevada Corporation. Частично многократно използваем моноблок кораб "Дракон" е разработен по програмата на НАСА "Търговски орбитален транспорт" (COTS). Предвижда се изграждането на три негови модификации: пилотирана, товарна и автономна. Екипажът на пилотирания космически кораб, както и в случая на CST-100, може да бъде седем души. В карго модификацията корабът ще вземе на борда четирима души и два и половина тона товар.
И в бъдеще те искат да използват Дракона за полети до Червената планета. Защо ще разработват специална версия на кораба - "Червеният дракон". Според плановете на американските космически власти безпилотният полет на апарата до Марс ще се осъществи през 2018 г., а първият тестов пилотиран полет на американския космически кораб се очаква да бъде извършен след няколко години.
Една от характеристиките на "Дракона" е неговата многократна употреба. След полета част от енергийните системи и резервоарите за гориво ще се спуснат на Земята заедно с жилищната капсула на космическия кораб и могат да се използват отново за космически полети. Тази конструктивна способност отличава новия кораб от повечето обещаващи разработки. В близко бъдеще "Dragon" и CST-100 ще се допълват взаимно и ще действат като "предпазна мрежа". В случай, че единият тип кораб по някаква причина не може да изпълнява възложените му задачи, другият ще поеме част от работата му.
Dragon SpaceX е частен транспортен космически кораб (SC) на SpaceX, разработен по поръчка на НАСА като част от програмата за търговски орбитален транспорт (COTS), предназначен да доставя полезни товари и в бъдеще хора до МКС
©SpaceX
Dragon беше изведен в орбита за първи път през 2010 г. Безпилотният тестов полет е завършен успешно и няколко години по-късно, а именно на 25 май 2012 г., устройството акостира към МКС. По това време корабът нямаше автоматична докинг система и за нейното изпълнение беше необходимо да се използва манипулаторът на космическата станция.
Този полет се счита за първото скачване на частен космически кораб към Международната космическа станция. Нека направим резервация веднага: Dragon и редица други космически кораби, разработени от частни компании, трудно могат да бъдат наречени частни в пълния смисъл на думата. Например НАСА отпусна 1,5 милиарда долара за разработката на Дракона. Други частни проекти също получават финансова подкрепа от НАСА. Следователно става дума не толкова за комерсиализацията на космоса, колкото за нова стратегия за развитие на космическата индустрия, базирана на сътрудничество между държавата и частния капитал. Някога секретните космически технологии, които преди са били достъпни само за държавата, сега са собственост на редица частни компании, занимаващи се с астронавтиката. Това обстоятелство само по себе си е мощен стимул за нарастване на технологичните възможности на частните компании. Освен това този подход даде възможност да се организират в частния сектор голям брой специалисти в космическата индустрия, които преди това бяха уволнени от държавата във връзка със закриването на програмата за космически совалки.
Когато става въпрос за програмата за разработка на космически кораби от частни компании, може би най-интересният е проектът SpaceDev, наречен Dream Chaser. В разработката му взеха участие и 12 от партньорите на компанията, три американски университета и седем центъра на НАСА.
Концепцията за многократно използваем пилотиран космически кораб Dream Chaser, разработен от американската компания SpaceDev, подразделение на Sierra Nevada Corporation
©SpaceDev
Този кораб е много различен от всички други обещаващи космически разработки. Многократната употреба Dream Chaser изглежда като миниатюрна космическа совалка и е способна да кацне като обикновен самолет. И все пак основните задачи на кораба са подобни на задачите на Dragon и CST-100. Устройството ще служи за доставка на товари и екипаж (до същите седем души) до ниска околоземна орбита, където ще бъде изстреляно с ракетата-носител Атлас-5. Тази година корабът трябва да извърши първия си безпилотен полет, а до 2015 г. се планира да подготви пилотираната му версия за пускане на вода. Друг важен детайл. Проектът Dream Chaser се създава на базата на американска разработка от 90-те години на миналия век - орбиталния самолет HL-20. Проектът на последния стана аналог на съветската орбитална система "Спирала". И трите устройства имат сходен външен вид и очаквана функционалност. Това повдига напълно легитимен въпрос. Струва ли си за Съветския съюз да изключи полузавършената аерокосмическа система Спирална?
какво имаме?
През 2000 г. RSC Energia започва да проектира многофункционалния космически комплекс Clipper. Този космически кораб за многократна употреба, външно наподобяващ по-малка "совалка", трябваше да се използва за решаване на голямо разнообразие от задачи: доставка на товари, евакуация на екипажа на космическата станция, космически туризъм, полети до други планети. Имаше известни надежди за проекта. Както винаги, добрите намерения бяха покрити с меден леген от липса на финансиране. През 2006 г. проектът е закрит. В същото време се предполага, че технологиите, разработени в рамките на проекта Clipper, ще бъдат използвани за проектиране на усъвършенстваната пилотирана транспортна система (PPTS), известна още като проект Rus.
Крилата версия на Clipper в орбитален полет. Чертеж на уеб администратора, базиран на 3D модела Clipper
©Вадим Лукашевич
Именно PPTS (разбира се, това засега е само „работещо“ име на проекта), според руските експерти, ще бъде предопределено да се превърне в нова генерация на вътрешна космическа система, способна да замени бързо застаряващите „Союз“ и „Прогрес“. Както в случая с Clipper, RSC Energia разработва космическия кораб. Основната модификация на комплекса ще бъде пилотираният транспортен кораб от ново поколение (PTK NK). Основната му задача отново ще бъде доставката на товари и екипаж до МКС. В дългосрочен план - разработването на модификации, способни да летят до Луната и да изпълняват дългосрочни изследователски мисии. Самият кораб обещава да бъде частично използваем. Капсулата за обитаване може да се използва повторно след кацане. Моторно отделение - бр. Любопитна особеност на кораба е възможността за кацане без използване на парашут. Ще се използва реактивна система за спиране и меко кацане на земната повърхност.
За разлика от "Союз", които излитат от територията на космодрума Байконур в Казахстан, новите кораби ще бъдат изстреляни от новия космодрум "Восточный", който се строи на територията на Амурска област. Екипажът ще бъде шест души. Пилотираният автомобил е в състояние да поеме и товар - петстотин килограма. В безпилотната версия корабът ще може да доставя по-впечатляващи „благини“ с тегло два тона в ниска околоземна орбита.
Един от основните проблеми на проекта PPTS е липсата на ракети-носители с необходимите характеристики. Днес основните технически аспекти на космическия кораб са отработени, но липсата на ракета-носител поставя разработчиците му в много трудно положение. Предполага се, че новата ракета-носител ще стане технологично близка до Ангара, разработена още през 90-те години на миналия век.
Модел на PPTS на изложението MAKS-2009
©sdelanounas.ru
Колкото и да е странно, но друг сериозен проблем е самата цел на проектиране на PPTS (четете: руската реалност). Русия едва ли ще може да си позволи изпълнението на програми за изследване на Луната и Марс, подобни по мащаб на тези, които изпълняват САЩ. Дори ако развитието на космическия комплекс е успешно, най-вероятно единствената му реална задача ще бъде доставката на товари и екипаж до МКС. Но началото на летните изпитания на PPTS е отложено за 2018 г. По това време обещаващите американски превозни средства най-вероятно вече ще могат да поемат функциите, които в момента изпълняват руските космически кораби "Союз" и "Прогрес".
Мъгливи перспективи
Съвременният свят е лишен от романтиката на космическите полети - това е факт. Разбира се, не говорим за изстрелване на сателити и космически туризъм. Не е нужно да се тревожите за тези сфери на астронавтиката. Полетите до Международната космическа станция са от голямо значение за космическата индустрия, но продължителността на МКС в орбита е ограничена. Предвижда се станцията да бъде затворена през 2020 г. Съвременният пилотиран космически кораб е преди всичко неразделна част от определена програма. Няма смисъл да разработвате нов кораб, без да имате представа за задачите на неговата експлоатация. Новите американски космически кораби се проектират не само за доставка на товари и екипажи до МКС, но и за полет до Марс и Луната. Тези задачи обаче са толкова далеч от ежедневните земни грижи, че през следващите години едва ли можем да очакваме някакви значими пробиви в областта на космонавтиката.
Работата по идейния проект на космическия кораб на бъдещето продължава повече от година. Ракетно-космическата корпорация (RKK) Energia, която спечели търга, получи 800 милиона рубли за първия етап на разработка и трябва да представи проекта през юни. Космическата корпорация предостави ексклузивни видеозаписи, които илюстрират какво трябва да бъде следващото поколение космически кораби.
Работата по проекта на новия кораб се извършва в строга секретност, скиците му са пълна тайна на RSC Energia. На разположение на телевизионния канал "Русия 24" бяха само предварителни скици. Първоначално се предполагаше, че космическият кораб ще получи краткото име "Рус". Сега стана известно, че това е едно от работните имена на ракетата-носител с товароносимост 20 тона. Виталий Лопота, президент на ракетно-космическата корпорация "Енергия", каза: "Името Рус беше дадено на един от проектите за ракети-носители, но ние не излязохме на кораба с такава инициатива, защото сега е изготвен проект и Търсенето на външен вид е в ход. Или по-скоро, външният вид на нов кораб, който вече е разбран и формиран. Надяваме се да започнем полетните изпитания до 2015 г."
По-рано ръководителят на Федералната космическа агенция Анатолий Перминов каза: „Периодът е много ограничен по днешните стандарти – през 2015 г. трябва да бъде извършен първият полет в карго версия, а през 2018 г. – с екипаж“.
Досега името на кораба е "Обещаваща пилотирана транспортна система", съкратено като PPTS. Някои го наричат и "Clipper" по аналогия с. Роскосмос смята, че проектът не отговаря на изискванията. Например, крилата не са от съществено значение за космически кораб и дори могат да бъдат проблем при връщане на Земята. Виталий Лопота говори за техническите детайли на новата разработка: "Принудени сме да търсим форми и ги намерихме. Тези форми донякъде напомнят на въртящ се връх, наполовина отрязан - конична форма. Този кораб ще бъде по-технологично напреднал в производството, ще използва фундаментално нови материали, ще бъде достатъчно лек."
Според предварителните разработки корабът ще има формата на конус. В крайна сметка конусът е оптималната форма за преминаване през плътни слоеве на атмосферата. Спускащото се превозно средство се блъска в тях с първата космическа скорост - повече от седем километра в секунда. „Космическият кораб, който лети в нашата атмосфера с първата космическа скорост, се нагрява до 2-2,5 хиляди градуса. Никакви материали, никаква стомана, метали не могат да издържат на това. Затова сме принудени да изоставим развитата повърхност. Това ще бъде комбинация от различни системи за кацане – тоест парашут, реактивен самолет“, обясни Виталий Лопота.
Приблизително по същия принцип следва и американската НАСА, създавайки своя бъдещ космически кораб Орион. Първият му полет е насрочен за 2014 г. Руският космически кораб от следващо поколение е проектиран за 15 години експлоатация и поне 10 полета, но не всички негови части ще могат да се използват повторно. „При навлизане в атмосферата и в тази критична ситуация инструментално-агрегатното отделение ще бъде излишно – ще бъде изстреляно, а за следващото използване ще е необходимо да се монтира нов. Топлинният щит ще бъде изстрелян, което ще поемат максимална енергия при влизане в атмосферата. И най-скъпото - това е връщане, това са хора, това е система за поддържане на живота, система за управление, система за задвижване", уточни президентът на RSC Energia.
За корабите от новата система се знае, че те ще тежат от 18 до 20 тона в зависимост от предназначението. Новите кораби ще могат да качват до шест членове на екипажа в ниска околоземна орбита и да превозват най-малко 500 килограма товар. Те ще могат да доставят четирима космонавти и 100 килограма товар на лунна орбита. Предполага се, че безпилотната версия на PPTS ще може да изведе най-малко два тона товар в ниска околоземна орбита и да върне около половин тон на Земята.
Виталий Лопота говори и за други характеристики на създаваната система: „Всъщност корабът трябва да осигури излитане и бързо скачване с експедиционния комплекс за скачване със станцията, или за полет до други планети, или за изпълнение на задачи в орбита. Ако е дълго са необходими полети, ние сме в състояние да докираме домашното отделение.
Както по-рано заяви ръководителят на Роскосмос Анатолий Перминов, екипажът на кораба ще бъде най-малко четири до шест души. „Корабът трябва да лети успешно както до околоземна орбита, тоест до други станции от същия тип, до бъдещия монтажен комплекс в околоземна орбита, така и да може да лети в орбита около Луната, да бъде в автономен полет за най-малко 30 дни“, уточни той.
Бъдещият монтажно-експериментален комплекс в околоземна орбита е продължение на пилотираната програма за следващите две или дори три десетилетия. Може би дори когато Международната космическа станция вече е изкарала своя мандат. Роскосмос възлага големи надежди на тази програма. Алексей Краснов, ръководител на отдела за пилотирани програми на Роскосмос, говори за предложените задачи: „Възможност за сглобяване на малък космически кораб на базата на МКС, който да лети от космическа орбита извън околоземното пространство. Докато се определи целта , това остава да се направи, но може да е лунна орбита, може да е астероид. Той отлетя и се върна."
Вероятно новият апарат ще стане част от марсианската програма. Бъдещият междупланетен комплекс ще бъде сглобен в така наречената ниска околоземна орбита. Теглото му може да бъде до 500 тона. След като бъде сглобена, конструкцията постепенно ще бъде издигната на височина от 200 хиляди километра и това ще отнеме няколко месеца. Екипажът на марсианската експедиция ще бъде доставен в последния момент преди изстрелването, за да не получат астронавтите допълнителна доза слънчева радиация, а комплексът тръгва от висока орбита към Червената планета.
Всички ние сме виждали голямо разнообразие от космически станции и космически градове много пъти в научнофантастичните филми. Но всички те са нереалистични. Брайън Верстиг от Spacehabs разработва концепции за космически станции, базирани на реални научни принципи, които един ден всъщност ще бъде възможно да се изградят. Една такава селищна станция е Kalpana One. По-точно, подобрена, модерна версия на концепцията, разработена през 70-те години на миналия век. Kalpana One е цилиндрична конструкция с радиус 250 метра и дължина 325 метра. Приблизително ниво на населението: 3000 жители.
Нека да разгледаме по-отблизо този град...
„The Kalpana One Space Settlement е резултат от изследване на много реалните граници на структурата и формата на огромни космически селища. От края на 60-те и до 80-те години на миналия век човечеството е погълнало идеята за онези форми и размери на възможните космически станции на бъдещето, които през цялото това време се показват в научнофантастични филми и в различни картини. Въпреки това, много от тези форми имаха някои конструктивни недостатъци, в резултат на което в действителност такива конструкции биха страдали от недостатъчна стабилност по време на въртене в космически условия. Други форми не са използвали ефективно съотношението на структурната и защитната маса, за да създадат обитаеми зони“, казва Верстиг.
„При търсене на форма, която да създаде жилищна и обитаема зона под въздействието на претоварвания и да има необходимата защитна маса, се установи, че продълговата форма на станцията ще бъде най-подходящият избор. Поради големия размер и дизайна на такава станция, ще са необходими много малко усилия или настройка, за да не се колебае."
„При същия радиус от 250 метра и дълбочина от 325 метра станцията ще прави две пълни обороти около себе си в минута и създава усещането, че човек, намирайки се в нея, ще изпита същото чувство, както ако е в условията на земната гравитация. И това е много важен аспект, тъй като гравитацията ще ни позволи да живеем по-дълго в космоса, защото нашите кости и мускули ще се развиват по същия начин, както биха се развили на Земята. Тъй като такива станции в бъдеще може да се превърнат в постоянно местообитание на хората, много е важно да им се създадат условия, които да са възможно най-близки до условията на нашата планета. Направете го така, че хората не само да работят върху него, но и да се отпуснат. И се отпуснете с украшения.
„Въпреки че физиката на удрянето или хвърлянето, да речем, на топка ще бъде много различна в такава среда от земята, станцията определено ще предлага голямо разнообразие от спортни (и не само) дейности и забавления.”
Брайън Верстиг е концептуален дизайнер, фокусиран върху работата на бъдещите технологии и изследване на космоса. Той е работил с редица частни космически компании, както и печатни медии, за да демонстрира концепции за това какво ще използва човечеството в бъдеще, за да завладее космоса. Проектът Kalpana One е една такава концепция.
И ето още няколко стари концепции:
Научна база на Луната. Концепцията от 1959 г
Концепцията за цилиндрична колония от гледната точка на съветските хора. 1965 г
Изображение: сп. Младежка техника, 1965/10
Концепция за тороидална колония
Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс
Разработено от аерокосмическата агенция НАСА през 70-те години на миналия век. Както беше планирано, колонията щеше да бъде предназначена за живота на 10 000 души. Самият дизайн беше модулен и позволяваше свързването на нови отделения. Би било възможно да се движите в тях със специален транспорт, наречен МРАВКИ.
Изображение и представяне: Don Davis/NASA/Ames Research Center
Сфери Бернал
Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс
Друга концепция е разработена в изследователския център на НАСА Еймс през 70-те години на миналия век. Население: 10 000. Основната идея зад сферата на Бернал е сферичните жилищни помещения. Населената зона се намира в центъра на сферата, заобиколена е от зони за земеделско и селскостопанско производство. Осветлението на жилищни и селскостопански райони използва слънчева светлина, която се пренасочва към тях чрез система от слънчеви огледални масиви. Остатъчната топлина се излъчва в пространството от специални панели. Заводите и доковете за космически кораби са разположени в специална дълга тръба в центъра на сферата.
Изображение: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
Изображение: Rick Guides /NASA/Ames Research Center
Концепцията за цилиндрична колония, разработена през 70-те години на миналия век
Изображение: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
Проектиран за население от над един милион души. Идеята на концепцията принадлежи на американския физик Джерард К. Онейл.
Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс
Изображение: Дон Дейвис/НАСА/Изследователски център на Еймс
Изображение и презентация: Rick Guides/NASA/Ames Research Center
1975 г Поглед отвътре на колонията, идеята за концепцията принадлежи на Oneil. На терасите, които са монтирани на всяко ниво на колонията, са разположени земеделски сектори с различни видове зеленчуци и растения. Светлина за реколтата се осигурява от огледала, които отразяват слънчевите лъчи.
Изображение: НАСА/Ames Research Center
Съветска космическа колония. 1977 г
Изображение: сп. Младежка техника, 1977/4
Огромни орбитални ферми като тази на снимката ще произвеждат достатъчно храна за космическите заселници
Изображение: Делта, 1980/1
Минна колония на астероид
Изображение: Делта, 1980/1
Тороидална колония на бъдещето. 1982 г
Концепция за космическа база. 1984 г
Изображение: Les Bosinas/NASA/Glenn Research Center
Концепция за лунна основа. 1989 г
Изображение: НАСА/JSC
Концепцията за многофункционална марсианска база. 1991 г
Изображение: НАСА/Glenn Research Center
1995 г луна
Изображение: Пат Роулингс/НАСА
Естественият спътник на Земята изглежда е чудесно място за тестване на оборудване и подготовка на хората за мисии до Марс.
Специалните гравитационни условия на Луната ще бъдат отлично място за спортни състезания.
Изображение: Пат Роулингс/НАСА
1997 г Добивът на лед в тъмните кратери на южния полюс на Луната отваря възможности за човешка експанзия в Слънчевата система. На това уникално място хората от космическата колония, захранвана от слънчева енергия, ще произвеждат гориво за изпращане на космически кораби от лунната повърхност. Водата от потенциални източници на лед, или реголит, ще тече вътре в клетките на купола и ще предотврати излагането на вредна радиация.
Изображение: Пат Роулингс/НАСА
За пореден път Холивуд тласна човечеството към изследване на космоса: след като беше показан филмът „Марсианецът“, вероятно всеки втори градинар искаше да отглежда собствените си картофи на повърхността на Червената планета. И след Interstellar много ученици и студенти се запалихаангажирайте се с изследването на безкрайно пространство в полза на човечеството. Е, такива мечти се доближават до реалността!
Изследването на космоса започва на Марс
Човек може безкрайно да критикува правителствата на страните за факта, че все още не сме се занимавали напълно с изследване на космоса и не сме се преместили на Марс, защото ако нямаше войни и конфронтации, разделящи народи и учени, човечеството щеше да отиде далеч напред, но това е противоречиво решение.
Изследването на космоса започва и се развива поради съперничеството между СССР и САЩ през годините. Сега, когато Студената война приключи, необходимостта от такива проекти, като например преместването на Марс, е поставена под въпрос. В търсене на финансиране за своите проекти, учените трябва да преминат през бюрократичния ад, да проведат много изследвания и изчисления и най-важното да представят на спонсора (било то държава, корпорация или физическо лице) търговските или отбранителни перспективи на своя проект.
Изследването на космоса е грижа на общността на страните
Въпреки това изследването на космоса не стои на едно място, а по-скоро привлича нови участници към безкрайните си простори от възможности и открития. Освен ветерани от тази област, като СССР, САЩ, Китай и Европейския съюз, в момента стартират Индия, Япония, Испания и известната частна компания Илон Мъск - SpaceX.
Основните етапи на бъдещите космически проекти за изследване на космоса
Роскосмос търси живот на Марс
Нека поговорим за плановете на най-големите участници, първият от които ще бъде Роскосмос. Обект на вечния интерес на изследователите е Червената планета. Въпреки неуспеха при кацане на спускаемия апарат Schiaparelli ( Скиапарели) 19 октомври 2016 г. проектът ExoMars продължава да функционира. Основната му задача остава търсенето на живот на Марс. Втората фаза на програмата се планира да бъде реализирана през 2020 г. По време на шестмесечното пътуване на марсохода, оборудван с уникална сондажна платформа, се предвижда вземане на скални проби на дълбочина до 2 метра.
Европа провежда космически изследвания съвместно с Русия
Програмата ExoMars, както и оборудването на марсохода, е международна. Както отбеляза Рене Пишел, ръководител на Европейската космическа агенция в Русия, съвместната работа е необходимо условие за успешни мисии. До 2020 г. се планира доставката на космическата обсерватория Spektr-RG, състояща се от 2 телескопа руско и немско производство, в земната орбита.
Роскосмос, като поръча съответните изследвания, отново възроди идеята за кацане на човек на Луната до 2030 г., но, както отбеляза представителят на компанията Игор Буренков, при запазване на толкова ниско финансиране този проект няма да бъде реализиран. Общо през 2017 г. се планира да бъдат изстреляни над 12 ракети-носители.
Вторият основен участник в съвместното изследване на космоса е НАСА. Естествено, Националното управление по аеронавтика и космос не можеше да остане встрани от изследването на Червената планета. Точно като Роскосмос, НАСА планира да изстреля свой собствен роувър през 2020 г. Веднага трябва да се отбележи, че предимството на неговите програми е в конкурентния подбор на инструменти за мисии, а конкуренцията, както знаем от курса на икономиката, допринася за повишаване на качеството.
НАСА планира да пусне своя телескоп, наречен TESS, тази година, 2017 г. Основната му задача ще бъде откриването на неизвестни досега екзопланети. Специално място в плановете на Службата заема изследването на Европа, спътник на Юпитер. На този обект, покрит с лед, учените планират да намерят признаци на живот.
В бъдеще гъвкави роботи ще летят до планетите
Трудността е разработването на специален апарат, способен на дълбоко и продължително потапяне в неблагоприятна среда. В момента в дългосрочните планове за бъдещето има проект за разработване на специален гъвкав робот, наподобяващ по форма змиорка, който да получава енергия за работата си от магнитни полета. Все още не е разработен план за използване на робота по предназначение, тъй като той все още трябва да докаже годността си на Земята.
Ракета Long March 2F (Chang Zheng 2F) от пилотирания космически кораб Shenzhou-8 на стартовата площадка на космодрума Jiuquan. Center.DLR / wikimedia.org (CC BY 3.0 DE)
Китай - скрит космически дракон
Китай не възнамерява да се спира на толкова значителни успехи в икономиката, сега целта му е космосът. Китайската космическа програма, която стартира през далечната 1956 г., не може да се похвали със значителен успех, но със сигурност има амбиции. От 2011 г. системно се изпълнява програмата за извеждане в орбита на първата китайска многомодулна космическа станция Tiangong-3.
В момента са пуснати базовият модул Tiangong-1 и космическата лаборатория Tiangong-2, чиято основна задача е провеждането на изпитания и подготовката на изхода на модулите Tiangong-3. Дали китайският космически проект ще може да се сравни със станцията Мир и МКС (където Китай, между другото, не е представен поради съпротивата на САЩ) ще стане известно през 2022 г.
Япония ще произвежда слънчева енергия в космоса
Япония, въпреки провала на мисията за почистване на орбитата на Земята от космически отпадъци през декември 2016 г. и падането на най-малката ракета-носител през януари 2017 г., планира да приложи една от най-големите и значими програми - създаването на орбитален спътник от 2030 г. Благодарение на фотоклетки, които преобразуват фотоните в електричество, той ще може да събира и изпраща слънчева енергия към Земята.
Според идеите на футуристите той трябва да има голям брой слънчеви панели. Естествено, при запазване на значително количество орбитални отломки, изпълнението на този проект ще се сблъска с редица проблеми, свързани със здравината и издръжливостта на конструкцията.
Корабите на Маска винаги се връщат
Нов, но вече деклариран участник в изследването на космоса е SpaceX, воден от милиардера Илон Мъск. Първите три изстрелвания на ракетата Falcon-1 можеха да сложат край на историята на компанията, но още през 2015 г. тя получи договор за доставка на необходимите доставки за МКС, за която разработи космическия кораб Dragon, способен да се върне на Земята .
плаващ космодрум
SpaceX също така успешно реализира проект за кацане на първата степен на ракета-носител на плаваща платформа. Това трябва да намали разходите за изстрелвания в космоса. Компанията също така активно развива космическия туризъм, парите от който отиват за по-нататъшно развитие. Особен интерес представлява разработването на междупланетна транспортна система, която ще позволи в бъдеще да транспортират хора и товари до Марс.
От надуване на космически амбиции до съвместна работа за всички
В момента няма амбициозни програми за създаване на „Звезда на смъртта“ или „тераформиране“ (формиране на условия, подходящи за обитаване на човека) на повърхността на близките планети, но изследването на космоса се движи със собствено темпо. Човек не може да не се радва на факта, че в процеса се включват частни компании, способни да разпръскват кръвта във вените на старата космическа гвардия, и развитието на частни екскурзионни полети, което може да отвори пътя за допълнителни финансови потоци в областта на изследване на безкрайното „Черно море”.
Ако откриете грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.