Крупные державы уже реализовали несколько программ, предполагающих долгосрочное присутствие человека на борту космических кораблей.
Международная космическая станция находится на орбите Земли пятнадцать лет. Но можно ли такие проекты назвать полноценным поселением? Люди способны прожить в условиях микрогравитации и сильнейшего психического напряжения в течение года, но станции не приспособлены для постоянной жизни с точки зрения здоровья экипажа, а о рождении детей пока речи не идет. Станции не полностью автономны; им нужен постоянный приток грузов с Земли.
Для создания настоящего космического поселения необходимо разработать внутренние системы обеспечения и защиты от радиации и посторонних предметов, а также создать искусственную гравитацию.
При нынешнем уровне развития технологий это будет стоить огромного количества ресурсов.
Давайте посмотрим, как представляли себе подобные поселения ученые и писатели-фантасты прошлого, и какие проекты человечество может реализовать в ближайшем будущем.
Кадр из фильма «Интерстеллар»
Фантастика
В 1869 году американский писатель Эдвард Веретт Хейл впервые в литературе описал космическое поселение.В статье, опубликованной в ежемесячном журнале The Atlantic, он рассказал о космическом корабле, отправленном на низкую околоземную орбиту в виде кирпичной сферы диаметром шестьдесят метров.
По воле случая этот искусственный спутник Земли, созданный для помощи морякам в навигации, был отправлен в космос вместе с людьми.
И эти люди выжили, образовав первую космическую колонию.
Произведение называется «Кирпичная луна».
Пятьдесят лет спустя Константин Циолковский опубликовал книгу «За пределами Земли» о космических колонистах.
Он первый заговорил о необходимости растениеводство в космосе и на других планетах описал способ создания искусственной гравитации и заявил, что это решит большинство медицинских проблем космических путешественников.
Циолковский использовал понятие «эфирных поселений».
Он считал, что на самих планетах будет жить лишь часть населения новых планет, а вокруг них сформируется пояс машин, аппаратов и зданий — движущийся рой в форме кольца.
Он предложил использовать материал планет и астероидов для строительства поселений.
Поселения будут состоять из модульных станций, постепенно связанных друг с другом, как ожерелье из бус.
На Земле модули будут построены и испытаны, а затем отправлены на орбиту.
«Ракеты были скомпонованы и оснащены по уже описанной модели.
Тысячи их полетели с Земли один за другим – с грохотом, громом, выбрасывая снопы света и вызывая восторг в толпе.
Поначалу к ним посылали только ученых, техников, инженеров и мастеров: люди были чрезвычайно здоровые, молодые и энергичные — все строители», — написал Циолковский.
Циолковский тоже думал о космическое сельское хозяйство .
Оранжереи он описал в «Заданиях астрономии» так: «Представим себе длинную коническую поверхность или воронку, основание или широкое отверстие которой покрыто прозрачной сферической поверхностью.
Она обращена прямо к Солнцу, а воронка вращается вокруг своей длинной оси (высоты).
На непрозрачных внутренних стенках конуса находится слой влажной почвы с посаженными в нее растениями».
Рукопись К.
?.
Циолковский «Альбом космических путешествий», 1933 год. Источник австрийский Герман Поточник В конце 1928 года под псевдонимом Нордунг он опубликовал книгу «Проблема путешествия в мировом пространстве».
Стример подробно описал орбитальную станцию с искусственной гравитацией, ее компоненты, оборудование, включая систему очистки воды, описал строение скафандра, его теплоизоляцию, установку жизнеобеспечения, дыхания и радиосвязи.
Стоит сказать, что в 1920-е годы миниатюрный радиопередатчик был фантастикой.
Ниже иллюстрация из книги Поточника, космическая станция «Вонрад», название которой в 1935 году было переведено на русский язык как «Колесо для жилья».
Модуль в форме тора диаметром 20 метров имитирует гравитацию благодаря своему вращению.
Станция оборудована зеркально-теплообменным аппаратом электростанции.
По словам Ноордунга, на этой станции можно будет составить карту труднодоступных участков Земли и отслеживать возможные катаклизмы и опасности.
Станция также будет обеспечивать связь.
Для выработки энергии станция использует параболическое зеркало, которое концентрирует солнечную энергию и преобразует ее в электричество.
Это же оборудование используется для связи с Землей с помощью световых и радиосигналов.
Удивительно, насколько точно Поточник описал жизнь будущих космонавтов.
Он писал, что придется отказаться от мытья, что можно будет только вытираться влажными губками или полотенцами.
Кроме того, он считал, что важные группы мышц из-за длительного бездействия ослабнут и перестанут служить, но «этому можно успешно противодействовать систематическими упражнениями мышечной системы».
В 1929 году Джон Десмонд Бернал разработал проект станции, на которой люди будут жить в наполненной воздухом сфере диаметром 500 метров.
На станции могло проживать до тридцати тысяч человек.
Сфера, вращающаяся со скоростью 1,9 оборота в минуту, создаст силу тяжести 1 г.
Американский физик Джерард О'Нил описал колонизацию космоса в своей книге 1975 года «Высокая граница».
Его станция состояла из двух цилиндров диаметром 8 километров и длиной 32 километра, соединенных системой подшипников.
Вращаясь в противоположных направлениях, цилиндры создавали внутри себя искусственную гравитацию – опять-таки за счет центробежной силы.
Он назвал эту станцию «Остров III».
Помимо этого проекта он описал «Остров I», вращающуюся сферу диаметром в полкилометра, где в экваториальной области могли жить люди — это был модернизированный вариант сферы Бернала.
Проект Island II представлял собой сферу диаметром 1600 метров.
Строительство станции такого размера потребует огромного количества запусков космических аппаратов.
В 1970-е годы, учитывая имеющийся опыт космической отрасли, это уже можно было просчитать.
Поэтому О’Нил предложил использовать материалы, доставленные из космоса, в том числе с Луны.
Он предложил отправлять товары на стройку с помощью электромагнитная катапульта .
На внутренней поверхности цилиндра можно будет разместить леса, животных и птиц, озера и реки.
Сначала баллоны нужно будет раскрутить в течение трех лет; потребуется постоянная мощность 360 МВт. В цилиндрах можно будет управлять временами года и контролировать температуру климата.
Профессор подсчитал, что масса станции составит 500 000 тонн, а строить ее будут 2 000 человек.
В фильме «Интерстеллар» представлена масштабная космическая станция, соответствующая идее цилиндра О’Нила.
Ниже обложка журнала «Технология для молодежи» за 1965 год. На этом снимке мы видим некое подобие проекта О’Нила, разработанного несколькими годами позже.
В книге Артура Кларка «Свидание с Рамой» 1973 года автор описывает космический объект, внутри которого люди находят кислород, воду и все условия, необходимые для обитания человека.
В 1975 году студенты Стэнфордского университета предложили НАСА проект космического поселения в форме тора.
Так его звали - Стэнфордский тор .
Этот проект основан на идеях Германа Поточника.
В центре основания было неподвижное зеркало, отражавшее солнечный свет на вращающееся кольцо вторичных зеркал, которое обеспечивало светом людей, живущих внутри вращающегося тора и теплицы.
Вращение тора должно обеспечивать искусственную гравитацию 0,9-1 г, что позволит избежать медицинских проблем, связанных с микрогравитацией.
Учитывая диаметр такого кольца, не придется беспокоиться о силе Кориолиса, из-за которой астронавтов будет раскачивать при движении в направлении вращения такого объекта.
«Спицы» этого огромного колеса будут использоваться для перемещения людей и грузов к оси и обратно.
«Хаб» идеально подойдет в качестве стыковочной станции для приема космических кораблей, поскольку искусственной гравитации здесь не будет, это стационарный модуль.
По студенческому проекту такая станция должна вместить десять тысяч человек при диаметре тора 1,8 километра.
На станции можно будет разместить фермы и лесные массивы, то есть создать искусственную экосистему, пригодную для длительного проживания человека.
В художественных фильмах и мультфильмах можно встретить множество примеров космических станций, на которых гравитация воссоздается с помощью центробежной силы.
В серии романов Артура Кларка «Космическая одиссея» было описано «Дискавери Один», внутри сферы которого находится «карусель» диаметром 11 метров, вращающаяся со скоростью около пяти оборотов в минуту.
В аниме-сериале «Планеты» космическая станция ISPV-7 имеет огромные помещения с обычной земной гравитацией.
Жилая зона и зона выращивания расположены в двух торах, вращающихся в разные стороны.
В фильме «Марсианин» в центре корабля «Гермес» вращается тор.
Но стоимость таких решений на данный момент остается астрономической.
Энтузиасты подсчитали, сколько будет стоить отправить в космос комплектующие для корабля «Лизиум» из одноименного фильма.
Чтобы вывести на орбиту миллион тонн груза, нужно совершить 18 382 запуска SpaceX Falcon, что обойдется в 1 триллион 650 миллиардов долларов США — это сто годовых бюджетов НАСА.
Реальность
Впервые космонавтов отправили на длительное пребывание в космос в 1971 году на долговременную орбитальную станцию «Салют».Станция находилась на орбите 176 суток, после чего 11 октября 1971 года по команде Центра управления полетами сошла с орбиты и была затоплена в Тихом океане.
Космонавты орбитальной станции «Салют-1» жили и работали в основном в рабочем отсеке, который представлял собой цилиндр диаметром 2,9 метра и длиной 3,5 метра, соединенный с цилиндром диаметром 4,15 метра и длиной 2,7 метра.
.
Внутри этих цилиндров устанавливалась рама, образующая квадрат с внутренним сечением.
Каркас был покрыт панелями, выкрашенными в разные цвета, чтобы космонавты могли узнавать условные пол, стены и потолок.
В цилиндре малого диаметра размещались пост управления, зона отдыха, места хранения и приема пищи, спальные места.
В цилиндре большого диаметра находилось научное оборудование, тренажеры и душ.
В отдельном отсеке было космический туалет .
Станция предназначалась для размещения трех космонавтов.
К сожалению, эксплуатация станции была чревата трагедией: из 176 дней только 23 дня на ней находились люди, и они погибли при спуске на корабле «Союз-11».
Остальное время станция работала в беспилотном режиме.
Станция продемонстрировала узкие места проекта, которые впоследствии были исправлены в последующих «Салютах».
Вторая ДОС в 1973 году не эксплуатировалась в пилотируемом режиме, но советские и зарубежные космонавты работали на станциях от «Салюта-3» до «Салюта-7» до 1991 года, при этом последняя станция находилась на орбите 3216 суток, из них 816 суток с космонавтами.
на борту.
Эта серия станций послужила основой орбитального комплекса «Мир» и российского сегмента Международной космической станции.
Орбитальный комплекс "Мир" Я работал не девять, а пятнадцать лет. При этом первоначально запланированный срок службы составлял пять лет. Станцию посетили сто четыре космонавта из двенадцати стран.
Хотя орбитальные станции нельзя назвать космическими колониями, они необходимы для развития будущих поселений, включая создание и модификацию систем жизнеобеспечения.
Станции позволяют ученым выявлять лучшие практики в области космической архитектуры.
Одним из важнейших приемов является модульность станций.
Название «Заря» было на корпусе станции «Салют-1».
Станцию назвали по-другому после того, как узнали, что название взял китайский спутник.
Международная космическая станция в настоящее время вращается вокруг Земли.
Для него был разработан надувной модуль с искусственной гравитацией, но он так и не был реализован на практике.
Одна из причин этого заключается в том, что такой модуль противоречит предназначению МКС, поскольку станция представляет собой лабораторию микрогравитации.
Модуль в случае реализации станет демонстрационным прототипом корабля.
«Наутилус-Х» был представлен в 2011 году как аппарат для длительного пребывания команды из шести человек в экзосфере.
Разработчики предполагали, что строительство корабля обойдется в $3,7 млрд и продлится 64 месяца.
Концепт надувного микрогравитационного модуля для МКС.
Концепт Наутилуса-X
Сегодня развитие космического жилья уже включено в программы некоторых университетов.
Международный центр космической архитектуры Сасакавы при Хьюстонском университете предлагает магистерскую программу по космической архитектуре.
Международный космический университет в Европе занимается исследованием архитектуры космических кораблей.
Технический комитет по космической архитектуре действует при Американском институте аэронавтики и астронавтики.
В ближайшем будущем мы увидим космические поселения, далекие от тех, что показывают в фантастических фильмах.
Может появиться на Международной космической станции коммерческий модуль .
Возможно, он будет надувным и будет использоваться для научных исследований и космического туризма.
О создании искусственной гравитации речи не идет; это будет просто еще один модуль, отличающийся от существующих только назначением и мошенничество .
Один надувной модуль на МКС уже есть развернут , он был разработан компанией Bigelow Aerospace. Этот модуль в девять раз легче обычного алюминиевого модуля.
Его легче вывести на орбиту, чем стандартный, который запускается в космос по частям.
В настоящее время проверяется способность модуля BEAM противостоять условиям космического пространства и поддерживать комфортную среду для человека внутри.
Роберт Бигелоу, основатель Bigelow Aerospace, заработал состояние на гостиничном бизнесе и начал мечтать об орбитальном отеле.
12 июля 2006 года компания запустила модуль Genesis I, который успешно увеличился вдвое и вышел на орбиту высотой 500 км.
Год спустя за ним последовал Genesis II с 22 видеокамерами и различными предметами по программе «Fly yourthing», в рамках которой любой желающий мог разместить на борту модуля небольшой предмет за 295 долларов.
А после этого, в 2016 году, надувной модуль был развернут на МКС.
6 июня 2016 года российский космонавт Олег Скрипочка и американский астронавт Джеффри Уильямс вошли в модуль и разместили в нем оборудование для измерения параметров.
Люди будут заходить в надувной модуль лишь на несколько часов в году; в остальное время за его состоянием будет следить оборудование.
В 2016 году российская компания «Орбитальные технологии» планировалось начать эксплуатацию космического отеля - Коммерческая космическая станция , где алкоголь будет запрещен.
Судя по отсутствию новостей по этой теме за последние пару лет, программа остаётся в проекте.
Похожая судьба постигла и американский Экскалибур Алмаз.
В 2012 году частная компания выступила с презентацией перед Британским королевским авиационным обществом и объявила, что в 2015 году начнет туристические космические полеты вокруг Луны.
Планировалось предложить клиентам недельный полет на станции, собранной из списанные советские модули .
Это пока не сработало.
Проект, наиболее близкий к научной фантастике предложения американская компания, возглавляемая Майком Суффредини, бывшим сотрудником НАСА, отвечавшим за работу астронавтов на Международной космической станции.
Stinger Ghaffarian Technologies планирует установить на МКС коммерческий модуль.
Этот модуль станет основой новой космической станции в будущем.
Для реализации проекта в январе 2016 года было зарегистрировано ООО «Аксиом Спейс».
Запуск модуля планируется в 2020-2021 годах.
Но самое интересное, что новая космическая станция к 2040-2050 году станет тором.
Только пока не ясно, будет ли он обеспечивать искусственную гравитацию и насколько сильно изменится к тому времени проект. 
Теги: #Популярная наука #Космонавтика #космос #НАСА #Будущее здесь #СССР #Научная фантастика #МКС #орбитальные станции #космические колонии
-
Четыре Шага, Чтобы Защитить Свою Семью
19 Oct, 24 -
Нет Предела Обманам
19 Oct, 24 -
Отказоустойчивый Кластер Hyper-V 2012
19 Oct, 24 -
Отладка Задания Grunt В Webstorm
19 Oct, 24
