Наса собирается строить гигантские космические корабли и аппараты, используя роботов-пауков, вооруженных технологиями трехмерной печати

10 интересных и безумных космических технологий и идей будущего

Будущее сферы космических технологий обещает быть настолько интересным, что очень хотелось бы верить в то, что все мы сможем дожить хотя бы до начала реализации тех идей и миссий, о которых сегодня поговорим.

Некоторые представленные здесь концепты выглядят как вполне логичный шаг развития в правильном направлении, другие же кажутся совершенно безумными и даже самоубийственными идеями.

Однако и у первых, и у вторых есть реальный шанс.

Магнитный космический поезд Startram

Проект предложенной системы космических запусков Startram, для старта строительства и реализации которого потребуется, по предварительным меркам, около 20 миллиардов долларов, обещает возможность доставки на орбиту грузов весом до 300 000 тонн с очень демократичной ценой в 40 долларов за килограмм полезной нагрузки. Если учесть, что в настоящий момент стоимость доставки 1 кг полезной нагрузки в космос составляет в лучшем случае 11 000 долларов, проект выглядит весьма интересным.

Для реализации проекта Startram не потребуются ракеты, топливо или ионные двигатели. Вместо всего этого здесь будет использоваться технология магнитного отталкивания. Стоит отметить, что концепт поезда на магнитной подушке далеко не нов. На Земле уже функционируют составы, которые двигаются по магнитному полотну со скоростью около 600 километров в час.

Однако на пути всех этих маглевов (использующихся преимущественно в Японии) находится одно серьезное препятствие, которое ограничивает их максимальную скорость. Для того чтобы такие поезда смогли раскрыть свой полный потенциал и достигать максимально возможной скорости, нам необходимо избавиться от атмосферного воздействия, которое замедляет их движение.

Обратите внимание

Проект Startram предлагает решение этого вопроса путем строительства длинного навесного вакуумного тоннеля на высоте около 20 километров.

На такой высоте сопротивление воздуха становится менее выраженным, что позволит производить космические запуски на гораздо более высоких скоростях и с гораздо меньшим сопротивлением.

Космические аппараты в буквальном смысле будут выстреливаться в космос, без необходимости в преодолении атмосферы. Строительство такой системы потребует около 20 лет работы и инвестиций на общую сумму в 60 миллиардов долларов.

Ловец астероидов

Среди любителей научной фантастики в свое время жарко горели споры об антинаучном способе и явно недооцененной сложности посадки на астероид, показанной в знаменитом американском фантастическом триллере «Армагеддон».

Даже в NASA как-то отметили, что нашли бы вариант получше (и реальней), чтобы попробовать спасти Землю от неминуемой гибели. Более того, аэрокосмическое агентство недавно выделило грант на разработку и строительство «ловца комет и астероидов».

Космический аппарат специальным мощным гарпуном будет цепляться к выбранному космическому объекту и за счет силы своих двигателей оттягивать эти объекты от опасной траектории сближения с Землей.

Кроме того, аппарат можно будет использовать для ловли астероидов с прицелом дальнейшей добычи полезных ископаемых на них. Космический объект будет притягиваться гарпуном и отводиться в нужное место, например, на орбиту Марса или Луны, где будут располагаться орбитальные или наземные базы. После чего к астероиду будут отправляться группы добычи.

Солнечный зонд

Как и на Земле, на Солнце тоже есть свои ветра и шторма. Однако в отличие от земных, солнечные ветра способны не просто испортить вашу прическу, они способны вас в буквальном смысле испарить. На многие вопросы о Солнце, ответов на которые нет до сих пор, по мнению аэрокосмического агентства NASA, сможет ответить «Солнечный зонд», который отправится к нашему светилу в 2018 году.

Космический аппарат должен будет приблизится к Солнцу на расстояние около 6 миллионов километров.

Это приведет к тому, что зонду придется испытать на себе воздействие радиационной энергии такой мощности, какую не испытывал ни один рукотворный космический аппарат.

Важно

Защититься от воздействия губительной радиации зонду, по мнению инженеров и ученых, поможет карбоно-композитный тепловой экран толщиной 12 сантиметров.

Однако NASA не может просто направить зонд сразу к Солнцу. Космическому аппарату придется сделать как минимум семь орбитальных пролетов вокруг Венеры. А на это у него уйдет около семи лет. Каждый оборот будет ускорять зонд и подстраивать траекторию для правильного курса.

После последнего облета зонд направится к орбите Солнца, на расстояние 5,8 миллиона километров от его поверхности. Таким образом он станет наиболее приближенным к Солнцу рукотворным космическим объектом.

Нынешний рекорд принадлежит космическому зонду «Гелиос-2», который находится на расстоянии примерно 43,5 миллиона километров от Солнца.

Марсианский форпост

Открывающиеся перспективы будущих полетов на Марс и Европу грандиозны.

В NASA верят, что если им не помешают никакие мировые катаклизмы и падения убийственных астероидов, то агентство отправит человека на марсианскую поверхность в течение ближайших двух десятилетий.

В NASA даже уже успели представить концепт будущего марсианского форпоста, строительство которого планируется начать где-то в конце 2030-х годов.

Радиус планируемой исследовательской области будет составлять около 100 километров. Здесь будут располагаться жилые модули, научные комплексы, стоянка марсианских роверов, а также горно-шахтное оборудование для команды из четырех человек.

Энергия для комплекса частично будет добываться благодаря нескольким компактным ядерным ректорам.

Кроме этого, электричество будут добывать солнечные панели, которые, конечно же, будут становиться малоэффективными на случай марсианских песчаных бурь (отсюда и необходимость в компактных реакторах).

Со временем в этой области поселится множество научных команд, которым придется самостоятельно выращивать пищу, собирать марсианскую воду и даже создавать на месте ракетное топливо для полетов обратно на Землю.

К счастью, множество полезных и необходимых материалов для строительства марсианской базы содержится прямо в марсианском грунте, поэтому везти некоторые вещи для основания первой марсианской колонии не придется.

Ровер NASA ATHLETE

Ровер ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer), похожий на паука, однажды займется колонизацией Луны. Благодаря своей особой подвеске, состоящей из шести независимых ног, способных поворачиваться во все стороны, ровер может передвигаться по грунту любой сложности. При этом наличие колес позволяет ему быстрее двигаться по более ровной поверхности.

Этот гексопод может оснащаться самым разным научным и рабочим оборудованием и при необходимости легко справляется с ролью передвижного крана. На фотографии выше, например, на ATHLETE установлен жилой модуль.

Другими словами, ровер можно еще и использовать в качестве передвижного дома. Высота ATHLETE составляет около 4 метров. При этом он способен поднимать и перевозить объекты весом до 400 килограммов.

Совет

И это при земной гравитации!

Самое важное преимущество ATHLETE заключается в подвеске, которая наделяет его невероятной подвижностью и способностью выполнять сложную работу по доставке тяжелых объектов, в отличие от неподвижных посадочных модулей, которые использовались в прошлом и используются сейчас. Одним из вариантов использования ATHLETE является и 3D-печать. Установка на него 3D-принтера позволит использовать ровер в качестве мобильного печатного оборудования лунных жилищ.

3D-напечатанные марсианские дома

Чтобы приблизить момент начала подготовки полета человека на Марс, NASA организовало архитектурный конкурс, задачей которого является разработка и спонсирование технологий 3D-печати, которые позволят методом трехмерной печати строить марсианские дома.

Единственное условие конкурса заключалось в использовании материалов, которые широко доступны для добычи на Марсе. Победителями стали две дизайнерские компании из Нью-Йорка, Team Space Exploration Architecture и Clouds Architecture Office, предложившие свой концепт марсианского дома ICE HOUSE.

В качестве основы концепт предлагает использование льда (отсюда и название).

Строительство зданий будет производиться в ледяных зонах Марса, куда будут отправляться посадочные модули, загруженные множеством компактных роботов, которые будут собирать грязь и лед для возведения сооружений вокруг этих модулей.

Стенки сооружений будут выполнены из смеси воды, геля и кремнезема. Как только материал замерзнет благодаря низким температурам на поверхности Марса, получится весьма себе подходящее для жилища помещение с двойными стенками. Первая стенка будет состоять из ледяной смеси и предоставлять дополнительную защиту от радиации, роль второй стенки будет выполнять сам модуль.

Продвинутый коронограф

Глубокому изучению солнечной короны (внешний слой атмосферы звезды, состоящий из заряженных частиц) мешает одно обстоятельство. И этим обстоятельством, как бы иронично это ни звучало, является само Солнце.

Решением проблемы может являться так называемый объемный солнечный затемнитель, шар размером чуть больше теннисного мяча, выполненный из сверхтемного сплава титана.

Суть затемнителя заключается в следующем: он устанавливается перед спектрографом, направленным на Солнце, и создает тем самым миниатюрное солнечной затмение, оставляя только солнечную корону.

Обратите внимание

В настоящий момент аэрокосмическое агентство NASA на своих космических аппаратах SOHO и STEREO использует плоские солнечные затемнители, однако плоский дизайн таких устройств создает некоторую расплывчатость изображения и лишние искажения.

Решение этой проблемы подсказал сам космос. Земля, как известно, обладает своим собственным солнечным затемнителем, находящимся примерно в 400 000 километрах от нас.

Этим затемнителем, конечно же, является Луна, благодаря которой мы время от времени становимся свидетелями солнечного затмения.

Объемный затемнитель NASA должен будет воспроизводить эффект лунного затмения, конечно же, только для космического аппарата, который будет исследовать Солнце, однако находясь на расстоянии двух метров от его спектрографа, затемнитель поможет исследовать солнечную корону без каких-либо проблем, помех и искажений.

Технологии Honeybee Robotics

Небольшая западная частная компания Honeybee Robotics, занимающаяся разработкой и производством различных космических технологий, недавно получила от аэрокосмического агентства NASA заказ на проведение двух новых технологических разработок для космической программы Asteroid Redirect System. Основная цель программы заключается в изучении астероидов и поиске способов борьбы с возможными угрозами их столкновения с Землей в будущем. Помимо этого, компания занимается разработкой и других не менее интересных вещей.

Например, одной из таких разработок является космическая пушка, которая будет выпускать по астероидам специальные снаряды и отстреливать куски от космического объекта.

Отстрелив таким образом кусочек астероида, специальный космический аппарат поймает его своими роботизированными клешнями и переправит на лунную орбиту, где исследованием его структуры ученые смогут заняться уже более подробно.

NASA планирует испытать это устройство на одном из трех астероидов: Итокава, Бенну или 2008 EV5.

Второй разработкой является так называемый космический нанобур для сбора образцов грунта с астероидов. Вес бура составляет всего 1 килограмм, а по размерам он чуть больше среднестатистического смартфона. Бур будет использоваться либо роботами, либо астронавтами. С помощью него будет производиться забор необходимого количества грунта для его дальнейшего анализа.

Солнечный спутник SPS-ALPHA

SPS-ALPHA представляет собой орбитальный космический аппарат, работающий на солнечной энергии и состоящий из десятков тысяч тонких зеркал. Накапливаемая энергия будет конвертироваться в микроволны и отправляться обратно на специальные земные станции, где оттуда уже будет передаваться на линии электропередач для питания целых городов.

Данный проект является, пожалуй, одним из самых сложных в плане реализации среди представленных в сегодняшней подборке. Во-первых, описываемая платформа SPS-ALPHA будет по размерам гораздо больше Международной космической станции. Ее строительство потребует очень много времени, целую армию астронавтов-инженеров и вложение колоссальных средств.

Ввиду гигантских размеров, платформу придется строить прямо на орбите.

С другой стороны, элементы платформы будут производиться из относительно дешевых и несложных с точки зрения массового производства материалов, а значит проект автоматически переходит из «невозможного» в «очень сложный», что, в свою очередь, открывает надежду на то, что однажды его реализацией действительно займутся.

Проект «Objective Europa»

Проект «Objective Europa» является самой сумасшедшей из когда-либо предложенных идей космических исследований. Его главной целью является отправка человека на Европу, одну из лун Юпитера, на борту специальной субмарины, благодаря которой будет производиться поиск возможной жизни в подледном океане спутника.

Читайте также:  Мы должны смотреть на роботов, чтобы понять, что делает нас человеком.

Безумства данному проекту добавляет еще и тот факт, что эта миссия в один конец. Любому астронавту, который решит отправиться на Европу, фактически придется согласиться пожертвовать своей жизнью во благо науки, получив при этом возможность ответить на самый сокровенный вопрос современной астрономии: есть ли в космосе жизнь, помимо земной?

Идея проекта «Objective Europa» принадлежит Кристину фон Бенгстону. В настоящий момент Бенгстон проводит краудсорсинговую компанию по привлечению средств в этот проект. Сама субмарина будет оснащена самыми современными технологиями.

Важно

Здесь будет и сверхмощный бур, и многомерные тяговые двигателями, и мощнейшие прожектора, и, возможно, пара многофункциональных роботизированных рук.

Подводной лодке, как и космическому аппарату, который доставит ее к Европе, потребуется мощная защита от радиации.

Выбор места посадки будет играть решающее значение. Толщина льда Европы практически по всей ее поверхности составляет несколько километров, поэтому аппарат лучше всего будет сажать рядом с разломами и трещинами, где ледяная корка не такая прочная и толстая. Проект, конечно же, вызывает очень много вопросов, в том числе морального характера.

Источник: https://Hi-News.ru/technology/10-interesnyx-i-bezumnyx-kosmicheskix-texnologij-i-idej-budushhego.html

Робот-паук для работы в открытом космосе

Трехмерная печать, когда-то казавшаяся чем-то удивительным и фантастическим уже вошла в нашу жизнь и все чаще и чаще можно услышать о той или ной вещи, которую изготовили с помощью 3D-принтера.

А сейчас ко всему этому добавились разговоры о том, что NASA ориентируют технологию для применение в космическом пространстве.

Цель агентства — разработка роботов-пауков, которые будут вооружены устройствами трехмерной печати и другими обрабатывающими инструментами.

Делается все это для того, что бы с помощью роботов можно было наладить строительство огромных космических кораблей и дополнительных средств таких как антенны, габаритные узлы космических аппаратов и прочего.

Особый интерес вызывает то, что происходить все это должно в открытом космосе.

Разработка получила название SpiderFab и будет создана таким образом, что бы самостоятельно перемещаться в открытом космическом пространстве.

Передвижение роботов планируется по специальным строящимся конструкциям, а их цель — осуществление трехмерной печати. В качестве материала применяются многие виды металла и полимерные материалы.

Во-первых это позволит сократить затраты на строительство космической техники, а материальная сторона работ всегда является важным фактором.

Совет

Во-вторых, затраты энергии довольно не велики, если учитывать то, что работы будут проводиться в невесомости, а стало быть энергетического запаса хватит на приличный срок.

Разработкой SpiderFab занимается компания Tethers Unlimited по заказу агентства. « Этот радикально новый подход к строительству космической техники позволит нам создать и развернуть в космосе антенны, антенные решетки и солнечные батареи, которые в десятки и сотни раз превосходят по размерам те конструкции, которые возможно вывести в космос с поверхности Земли.

Такие солнечные космические электростанции обеспечат энергией приемно-передающее оборудование новых станций космической связи, имеющей более широкую полосу пропускания, более высокую чувствительность, что позволит обеспечить качественную связь даже самыми далекими уголками Солнечной системы, куда в недалеком будущем отправятся исследовательские аппараты» — рассказывает президент компании-разработчика Роб Хойт.

Однако не смотря на все позитивные моменты, специалисты NASA сообщают о том, что на данном этапе технологии и принципы, которые были заложены в основу конструкции роботов не могут быть применены практически. Но тут же следует отметить, что дополнительно в проект вливаются $500 тыс.

, а стало быть Tethers Unlimited вполне могут заняться доработкой технологий и сделать это в ближайшее время. В компании сообщают — «Мы только недавно продемонстрировали, что все разработанные нами технологии работают должным образом.

После некоторых доработок и модернизаций мы будем готовы к развертыванию первых опытных роботов SpiderFab, которые сразу же начнут работы по созданию антенны, размером с футбольное поле, и конструкций, предназначенных для нового телескопа, который будет использоваться для поиска подобных Земле экзопланет и доказательств существования внеземных форм жизни»

И так, что мы имеем? А имеем следующее — человечество все больше желает вырваться из своего «гнезда» и вырваться в космос. Если оценивать все слухи, догадки и официальную информацию, то можно сделать вывод — NASA хотят создать корабль, который сможет добраться в любую точку нашей Солнечной Системы.

Заявлять об этом на 100% нельзя, однако если задуматься о том, что сейчас происходит поиск воды на Луне, которую вполне можно использовать для получения космического топлива, а это наталкивает на мысль. И само собой, горячо обсуждаемая тема добычи полезных ископаемых из астероидов.

Вот такие дела, будущее все ближе.

Источник: http://www.sciencedebate2008.com/spiderfab-to-work-in-open-space/

Строительство в открытом космосе. НАСА строит космический корабль на орбите с помощью 3D-принтера.. Интернет журнал о новых технологиях

В теории, конечно, но была всегда такая мечта у индустрии познания космоса, как строительство крупных шатлов прямо на орбите. Безусловно, все это звучало не очень-то реально, оставаясь так или иначе мечтой.

Однако, американская компания Tethers Unlimited (TUI) предложила уникальную технологию осуществления этой задачи, предложив возводить шатлы прямо на орбите с помощью роботизированных 3D принтеров.

По внешнему виду, эти робо-принтеры напоминают огромных пауков, ползающих туда-сюда и монотонно плетущих свою сеть.

Эти революционные 3D роботы, которые получили рабочее название “Spider Fab”, помогли бы решить множество задач по строительству на орбите громоздких компонентов. Таких как: солнечные панели, антенны, крепежные элементы и т.д.

Кроме этого, роботы смогут ремонтировать уже работающие детали, а также вносить изменения в старые. Проще говоря, запуск этого проекта смогу бы дать МКС полный пакет возможностей.
Основной трудностью к запуску проекта, как вы, скорее всего, уже догадались, является его стоимость.

Стартовый бюджет, который необходим для запуска проекта и покупки необходимых материалов будет (простите за каламбур) астрономическим.

Обратите внимание

Но несмотря на это, роботизированные 3D принтеры смогут решить вопросы строительства и запуска в космос таких компонентов, которые по-другому просто не выпустить из-за их огромных размеров.

Текущий размер космических шатлов ограничивается возможностью постройки деталей и компонентов из которых они будут собраны. Однако, новая технология строительства на орбите позволит легко создавать шатлы, которые на десятки метров будут больше, чем существующие.

TUI в настоящее время предпринимает первые попытки для осуществления плана по запуску строительства на орбите – проекта “Spider Fab”.

С помощью аппаратов, использующих технологии 3D печати и роботизированных механизмов, они пытаются создать длинную структуру ферм.

Это устройства сделает возможным начальные шаги в постройке солнечных матриц в несколько сотен киловатт, гигантских солнечных панелей и антенн, размером с футбольные поля.

Строительство на орбите – еще одна очень интересная ветвь развития 3D печати и гигантский прорыв в технологиях. Если данная попытка удастся, возможно, откроются миллионы новых возможностей исследования космоса. Тем не менее, пока что, мешает лишь атомная стоимость проекта.

Источник: http://posterspb.ru/articles/view/79-stroitelstvo-v-otkrytom-kosmose-nasa-stroit-kosmicheskiy-korabl-na-orbite-s-pomotshyu-3d-printera

Многоразовые космические корабли NASA: настоящее и будущее

21 июля 2011 года американский космический корабль Atlantis совершил свою последнюю посадку, поставившую точку в длительной и интереснейшей программе Space Transportation System. По целому ряду причин технического и экономического характера было решено прекратить эксплуатацию системы Space Shuttle. Тем не менее, от идеи многоразового космического корабля не отказались.

В настоящее время разрабатывается сразу несколько подобных проектов, и некоторые из них уже успели показать свой потенциал. Проект многоразового космического корабля «Спейс Шаттл» преследовал несколько основных целей. Одной из главных было сокращение стоимости полета и подготовки к нему.

Возможность многократного применения одного и того же корабля в теории давала известные преимущества.

Важно

Кроме того, характерный технический облик всего комплекса позволил заметным образом увеличить допустимые габариты и массу полезной нагрузки. Уникальной особенностью STS была возможность возвращения космических аппаратов на Землю внутри своего грузоотсека.

Тем не менее, в ходе эксплуатации было установлено, что удалось выполнить далеко не все поставленные задачи.

Так, на практике подготовка корабля к полету оказалась слишком долгой и дорогой – по этим параметрам проект не укладывался в изначальные требования.

В ряде случаев многоразовый корабль принципиально не мог заменить «обычные» ракеты-носители. Наконец, постепенное моральное и физическое устаревание техники приводило к самым серьезным рискам для экипажей.

В итоге было принято решение о прекращении эксплуатации комплекса Space Transportation System. Последний 135-й полет состоялся летом 2011 года. Четыре имевшихся корабля списали и передали музеям за ненадобностью.

Самым известным последствием таких решений стал тот факт, что американская космическая программа на несколько лет осталась без собственного пилотируемого корабля.

До сих пор астронавтам приходится попадать на орбиту при помощи российской техники.

Кроме того, на неопределенный срок вся планета осталась без используемых многоразовых систем. Впрочем, уже принимаются определенные меры.

Совет

К настоящему времени американские предприятия разработали сразу несколько проектов многоразовых космических кораблей того или иного рода. Все новые образцы уже, как минимум, выведены на испытания.

В обозримом будущем они также смогут поступить в полноценную эксплуатацию.

Boeing X-37

Основной компонент комплекса STS представлял собой орбитальный самолет. Эта концепция в настоящее время находит применение в проекте X-37 компании Boeing.

Еще в конце девяностых годов «Боинг» и NASA начали изучать тематику многоразовых кораблей, способных находиться на орбите и летать в атмосфере. В начале прошлого десятилетия эти работы привели к старту проекта X-37.

В 2006 году опытный образец нового типа дошел до летных испытаний со сбросом с самолета-носителя.

Аппарат Boeing X-37B в обтекателе ракеты-носителя. Фото US Air Force

Программа заинтересовала военно-воздушные силы США, и с 2006 года реализуется уже в их интересах, хотя и при определенном содействии со стороны NASA.

По официальным данным, ВВС желают получить перспективный орбитальный самолет, способный выводить в космос различные грузы или выполнять разнообразные эксперименты.

По разным оценкам, нынешний проект X-37B может использоваться и в иных миссиях, в том числе связанных с ведением разведки или выполнением полноценной боевой работы.

Первый космический полет аппарата X-37B состоялся в 2010 году. В конце апреля ракета-носитель Atlas V вывела аппарат на заданную орбиту, где он пробыл 224 дня. Посадка «по-самолетному» состоялась в начале декабря того же года.

В марте следующего года начался второй полет, продолжавшийся до июня 2012-го. В декабре состоялся очередной запуск, а третья посадка была проведена только в октябре 2014 года. С мая 2015-го по май 2017-го опытный X-37B осуществлял свой четвертый полет.

7 сентября прошлого года начался очередной испытательный полет. Когда он завершится – не уточняется.

Обратите внимание

Согласно немногочисленным официальным данным, целью полетов является изучение работы новой техники на орбите, а также проведение различных экспериментов. Даже если опытные X-37B и решают задачи военного характера, заказчик и исполнитель не раскрывают подобную информацию.

В существующем виде изделие Boeing X-37B представляет собой самолет-ракетоплан характерного облика. Он отличается крупным фюзеляжем и плоскостями средней площади.

Используется ракетный двигатель; управление осуществляется автоматикой или по командам с земли.

По известным данным, в фюзеляже предусмотрен грузовой отсек длиной более 2 м и диаметром свыше 1 м, в котором можно разместить до 900 кг полезной нагрузки.

Прямо сейчас опытный X-37B находится на орбите и решает поставленные задачи. Когда он вернется на Землю – неизвестно. Сведения о дальнейшем ходе пока экспериментального проекта тоже не уточняются. По-видимому, новые сообщения об интереснейшей разработке появятся не ранее очередной посадки опытного образца.

SpaceDev / Sierra Nevada Dream Chaser

Еще одной версией орбитального самолета является корабль Dream Chaser от компании SpaceDev. Этот проект разрабатывался с 2004 года для участия в программе NASA Commercial Orbital Transportation Services (COTS), однако не смог пройти первый этап отбора.

Читайте также:  Взаимодействие человека с роботом. робот — помощник

Тем не менее, компания-разработчик вскоре договорилась о сотрудничестве с фирмой United Launch Alliance, которая была готова предложить свою ракету-носитель Atlas V. В 2008 году SpaceDev вошла в состав корпорации Sierra Nevada, и вскоре после этого получила дополнительное финансирование для создания своего орбитального самолета.

Позже появилось соглашение с Lockheed Martin о совместном строительстве опытной техники.

Опытный орбитальный самолет Dream Chaser. Фото NASA

Важно

В октябре 2013 года летный прототип аппарата Dream Chaser был сброшен с вертолета-носителя, после чего перешел в планирующий полет и выполнил горизонтальную посадку. Несмотря на поломку при посадке, прототип подтвердил расчетные характеристики.

В дальнейшем были выполнены некоторые другие проверки на стендах. По их результатам проект был доработан, а в 2016 году стартовало строительство опытного образца для космических полетов.

В середине прошлого года NASA, Sierra Nevada и ULA подписали соглашение о проведении двух орбитальных полетов в 2020-21 годах.

Не так давно разработчики аппарата Dream Chaser получили разрешение на проведение запуска в конце 2020 года. В отличие от ряда других современных разработок, первая космическая миссия этого корабля будет осуществляться с реальной нагрузкой. Корабль должен будет доставить на Международную космическую станцию определенные грузы.

В существующем виде многоразовый космический корабль Sierra Nevada / SpaceDev Dream Chaser представляет собой самолет характерного облика, внешне напоминающий некоторые американские и зарубежные разработки. Машина имеет общую длину 9 м и оснащена треугольным крылом размахом 7 м.

Для совместимости с существующими ракетами-носителями в будущем будет разработано складное крыло. Взлетная масса определена на уровне 11,34 т. Dream Chaser сможет доставлять на МКС 5,5 т груза и возвращать на Землю до 2 т.

Спуск с орбиты «по-самолетному» связан с меньшими перегрузками, что, как ожидается, может быть полезным для доставки некоторого оборудования и образцов в рамках отдельных экспериментов.

SpaceX Dragon

По ряду причин, идея орбитального самолета в настоящее время не пользуется особой популярностью среди разработчиков новой космической техники.

Совет

Более удобным и выгодным сейчас считается многоразовый корабль «традиционного» облика, выводимый на орбиту при помощи ракеты-носителя и возвращающийся на Землю без использования крыльев.

Наиболее успешной разработкой такого рода является изделие Dragon от компании SpaceX.

Грузовой корабль SpaceX Dragon (миссия CRS-1) вблизи МКС. Фото NASA

Работы по проекту Dragon стартовали в 2006 году и выполнялись в рамках программы COTS. Целью проекта являлось создание космического корабля с возможностью неоднократных запусков и возвращений.

Первый вариант проекта предполагал создание транспортного корабля, а в дальнейшем на его базе планировалось разработать пилотируемую модификацию.

К настоящему времени Dragon в версии «грузовика» показал определенные результаты, тогда как ожидаемый успех пилотируемой версии корабля постоянно сдвигается по срокам.

Первый демонстрационный запуск транспортного корабля Dragon состоялся в конце 2010 года. После всех требуемых доработок NASA заказало полноценный запуск такого аппарата с целью доставки грузов на Международную космическую станцию. 25 мая 2012 года «Дракон» успешно пристыковался к МКС.

В дальнейшем было проведено несколько новых запусков с доставкой грузов на орбиту. Важнейшим этапом программы стал пуск 3 июня 2017 года. Впервые в истории программы состоялся повторный запуск отремонтированного корабля. В декабре в космос отправился еще один аппарат, уже летавший к МКС.

С учетом всех испытаний к настоящему времени изделия Dragon совершили 15 полетов.

В 2014 году компания SpaceX анонсировала перспективный пилотируемый корабль Dragon V2. Утверждалось, что этот аппарат, представляющий собой развитие существующего грузовика, сможет доставлять на орбиту или возвращать домой до семи космонавтов. Также сообщалось, что в будущем новый корабль сможет использоваться для облета Луны, в том числе с туристами на борту.

Обратите внимание

Как нередко случается с проектами компании SpaceX, сроки реализации проекта Dragon V2 несколько раз смещались.

Так, из-за задержек с предполагаемым носителем Falcon Heavy дата первых испытаний переместилась на 2018 год, а первый пилотируемый полет постепенно «уполз» на 2019-й.

Наконец, несколько недель назад компания-разработчик объявила о намерении отказаться от сертификации нового «Дракона» для пилотируемых полетов. В будущем такие задачи предполагается решать при помощи многоразовой системы BFR, которая еще не создана.

Транспортный корабль Dragon имеет полную длину 7,2 м при диаметре 3,66 м. Сухая масса – 4,2 т. Он способен доставлять к МКС полезную нагрузку весом 3,3 т и возвращать до 2,5 т груза. Для размещения тех или иных грузов предлагается использовать герметичный отсек объемом 11 куб.

м и негерметичный 14-кубовый объем. Отсек без герметизации при спуске сбрасывается и сгорает в атмосфере, тогда как второй грузовой объем возвращается на Землю и осуществляет посадку на парашюте. Для коррекции орбиты аппарат оснащается 18 двигателями типа Draco.

Работоспособность систем обеспечивается парой солнечных батарей.

При разработке пилотируемой версии «Дракона» были использованы определенные агрегаты базового транспортного корабля. При этом герметичный отсек пришлось заметным образом переработать для решения новых задач. Также изменились некоторые иные элементы корабля.

Lockheed Martin Orion

В 2006 году NASA и компания Lockheed Martin договорились о создании перспективного космического корабля, пригодного для многократного использования. Проект назвали в честь одного из самых ярких созвездий – Orion.

На рубеже десятилетий, уже после завершения части работ, руководство Соединенных Штатов предложило отказаться от этого проекта, но после долгих споров его удалось спасти.

Работы были продолжены и к настоящему времени привели к определенным результатам.

Перспективный корабль Orion в представлении художника. Рисунок NASA

Важно

В соответствии с исходной концепцией, корабль «Орион» должен был использоваться в разных миссиях. С его помощью предполагалось доставлять грузы и людей на Международную космическую станцию.

Получив соответствующее оборудование, он мог бы отправиться к Луне. Также прорабатывалась возможность осуществления полета к одному из астероидов или даже к Марсу.

Тем не менее, решение таких задач относили к отдаленному будущему.

Согласно планам прошлого десятилетия, первый испытательный запуск корабля Orion должен был состояться в 2013 году. На 2014-й планировали старт с астронавтами на борту. Полет к Луне можно было осуществить до конца десятилетия.

Впоследствии график был скорректирован. Первый беспилотный полет перенесли на 2014 год, а запуск с экипажем – на 2017-й. Лунные миссии перенесли на двадцатые годы.

К настоящему времени на следующее десятилетие были перенесены и полеты с экипажем.

5 декабря 2014 года состоялся первый испытательный запуск «Ориона». Корабль с имитатором полезной нагрузки был выведен на орбиту ракетой-носителем Delta IV.

Через несколько часов после старта он вернулся на Землю и приводнился в заданном районе. Новые запуски пока не проводились. Впрочем, специалисты «Локхид-Мартин» и НАСА не сидели без дела.

За несколько последних лет был построен ряд опытных образцов для проведения тех или иных испытаний в земных условиях.

Совет

Всего несколько недель назад началось строительство первого корабля Orion для пилотируемого полета. Его запуск запланирован на следующий год. Задача вывода корабля на орбиту будет возложена на перспективную ракету-носитель Space Launch System. Завершение текущих работ покажет реальные перспективы всего проекта.

Проект Orion предусматривает строительство корабля длиной порядка 5 м и диаметром около 3,3 м. Характерной чертой этого аппарата является большой внутренний объем.

Несмотря на установку необходимой аппаратуры и приборов, внутри герметичного отсека остается чуть менее 9 куб.м свободного пространства, пригодного для установки тех или иных устройств, в том числе кресел экипажа.

Корабль сможет брать на борт до шести астронавтов или определенный груз. Полная масса корабля определена на уровне 25,85 т.

Суборбитальные системы

В настоящее время реализуется несколько любопытных программ, не предусматривающих выведение полезной нагрузки на орбиту Земли. Перспективные образцы техники от ряда американских компаний смогут осуществлять только суборбитальные полеты.

Такую технику предполагается использовать для проведения некоторых исследований или в ходе развития космического туризма.

Новые проекты такого рода не рассматриваются в контексте развития полноценной космической программы, но все же представляют определенный интерес.

Суборбитальный аппарат SpaceShipTwo под крылом самолета-носителя White Knight Two. Фото Virgin Galactic / virgingalactic.com

Проекты SpaceShipOne и SpaceShipTwo от компаний Scale Composites и Virgin Galactic предлагают строительство комплекса в составе самолета-носителя и орбитального самолета.

Обратите внимание

С 2003 года техника двух типов выполнила значительное число испытательных полетов, в ходе которых отрабатывались различные особенности конструкции и методики работы.

Ожидается, что корабль типа SpaceShipTwo сможет брать на борт до шести пассажиров-туристов и поднимать их на высоту не менее 100-150 км, т.е. выше нижней границы космического пространства. Взлет и посадка должны осуществляться с «традиционного» аэродрома.

Компания Blue Origin с середины прошлого десятилетия прорабатывает иной вариант суборбитальной космической системы. Она предлагает выполнять подобные полеты при помощи связки ракеты-носителя и корабля по типу используемых в иных программах. При этом и ракета, и корабль должны быть многоразовыми.

Комплекс получил название New Shepard. C 2011 года ракеты и корабли нового типа регулярно совершают испытательные полеты. Уже удалось отправить космический аппарат на высоту более 110 км, а также обеспечить безопасное возвращение как корабля, так и ракеты-носителя.

В будущем система New Shepard должна будет стать одной из новинок в сфере космического туризма.

Многоразовое будущее

В течение трех десятилетий, с начала восьмидесятых годов прошлого века, основным средством доставки людей и грузов на орбиту в арсенале NASA был комплекс Space Transportation System / Space Shuttle.

Ввиду морального и физического устаревания, а также в связи с невозможностью получения всех желаемых результатов эксплуатация «Шаттлов» была прекращена. С 2011 года США не располагает работоспособными многоразовыми кораблями.

Более того, пока у них нет и собственного пилотируемого аппарата, вследствие чего астронавтам приходится летать на зарубежной технике.

Несмотря на прекращение эксплуатации комплекса Space Transportation System, американская космонавтика не отказывается от самой идеи многоразовых космических кораблей.

Важно

Такая техника все еще представляет большой интерес и может использоваться в самых разных миссиях.

На данный момент силами NASA и ряда коммерческих организаций разрабатывается сразу несколько перспективных космических кораблей, как орбитальных самолетов, так и систем с капсулами.

На данный момент эти проекты находятся на разных стадиях и показывают разные успехи. В самое ближайшее время, не позднее начала двадцатых годов, большинство новых разработок дойдет до стадии испытательных или полноценных полетов, что позволит вновь изучить ситуацию и сделать новые выводы.

Источник: http://integral-russia.ru/2018/02/26/mnogorazovye-kosmicheskie-korabli-nasa-nastoyashhee-i-budushhee/

Космические станции: фантастика и реальность

Будут ли эти корабли настолько большими, что места внутри них хватит на строительство поселений или даже целых городов, как это мы не раз могли наблюдать во многих фантастических фильмах? Или же они будут более приближены к реальности и представлять собой большие орбитальные космические станции? Основной вопрос данной статьи заключается в том, насколько близкое отношение к реальности имеют предложенные в научной фантастике концепты космических колоний.

Гигантские космические станции размером с Луну. Огромные кольцеобразные станции, кружащие по орбите чужих миров. Массивные города, дрейфующие в атмосфере чужих планет. Все эти концепты мы сегодня и рассмотрим и выясним, насколько они реализуемы.

Комментировать ту или иную идею будет Синди Ду, научный сотрудник и докторант Массачусетского технологического института, человек, который откровенно считает, что проект Mars One изначально обречен на провал, и ученый, который написал серьезную научную работу, в которой затрагиваются вопросы, связанные с нашей возможной будущей жизнью в космосе.

Читайте также:  Теперь робота можно будет приобрести в супермаркете

Согласно Ду, нужно учитывать три вещи, если мы говорим о любой возможности обитания человека в космосе. Необходимо учитывать место обитания, чего мы хотим от этого места обитания и насколько большим оно будет.

Именно эти три критерия могут указать на возможность или невозможность всей затеи.

Поэтому рассмотрим несколько вариантов космических жилищ, которые предлагает нам научная фантастика, и выясним, насколько реально и рационально их использование.

Мобильная космическая станция наподобие «Звезды смерти»

Практически каждый любитель научно-фантастических фильмов знает, что такое «Звезда смерти». Это такая большая серая и круглая космическая станция из киноэпопеи «Звездные войны», внешне очень напоминающая Луну. Это межгалактический уничтожитель планет, который по сути сам является искусственной планетой, состоящей из стали и населенной штурмовиками.

Можем ли мы в реальности построить такую искусственную планету и бороздить на ней просторы галактики? В теории — да. Только на это потребуется невероятное количество человеческих и финансовых ресурсов.

Совет

Вопрос строительства «Звезды смерти» — без шуток — поднимался даже американским Белым домом, после того как общество отправило соответствующую петицию для рассмотрения. Официальный ответ властей гласил, что только на сталь для строительства потребуется 852 000 000 000 000 000 долларов.

Давайте предположим, что вопрос денег не является проблемой и «Звезду смерти» действительно построили. Что дальше? А дальше в дело включится старая добрая физика. И это окажется действительно проблемой.

Орбитальная станция «Дальний космос 9»

Итак, мы выяснили, что «Звезда смерти» слишком большая (по крайней мере на сегодняшний взгляд) для путешествий в космосе.

Возможно, нам поможет какая-нибудь космическая станция меньшего размера, такая как, например, «Дальний космос 9», на которой происходят события сериала «Звездный путь» (1993-1999 гг.).

В этом сериале станция находится на орбите вымышленной планеты Бэйджор и является отличным местом обитания и настоящим галактическим торговым центром.

Ду говорит, что доставка каждого килограмма полезного груза в космос на низкую орбиту Земли обходится сейчас примерно в 20 000 долларов. Учитывая это, вероятнее всего, было бы целесообразнее отправить какой-нибудь роботизированный космический аппарат на добычу полезных ископаемых на один из местных астероидов, чем доставлять на место нужный материал с Земли.

Еще одним вопросом, который потребует обязательного решения, будет, конечно же, вопрос жизнеобеспечения. В том же «Звездном пути» станция «Дальний космос 9» не была полностью автономной.

Она являлась торговым галактическим центром, новые запасы для которого доставлялись различными торговцами, а также в ходе поставок с планеты Бэйджор.

По мнению Ду, при строительстве подобных космических станций для обитания в любом случае потребуется время от времени проводить миссии по поставке новых продовольствий.

Марсианская станция как в фильме «Миссия на Марс»

В этом фильме присутствует очень много реального фантастического бреда.

Торнадо на Марсе? Мистические обелиски пришельцев? Но больше всего смущает описанный в фильме факт того, что на Марсе очень просто обустроить себе жилище и обеспечить себя запасами воды и кислорода.

Оставшийся в одиночку на Марсе герой актера Дона Чидла объясняет, что смог выжить на Красной планете благодаря созданию небольшого огорода.

Если это так легко, то что мы до сих пор делаем здесь, на Земле?

Несмотря на уверенность Чидла в том, что между растениями и человеком имеются тесные связи (на Земле оно, может, так и есть), в суровых климатических условиях Марса растения и человек будут находиться в совсем неестественной для них окружающей среде.

Обратите внимание

Не следует также забывать и о таком аспекте, как различия в интенсивности фотосинтеза сельскохозяйственных культур. Для выращивания растений потребуются сложные закрытые системы для контроля за окружающей средой. И это весьма серьезная задача, так как в таком случае людям и растениям придется делить единую атмосферу.

Решение этой проблемы на практике потребует использования изолированных парниковых камер для роста, но это в свою очередь повысит общую стоимость затрат.

Выращивание растений, может, и является хорошей идеей, но лучше запастись дополнительной провизией, которую можно будет взять с собой перед полетом в один конец.

Клауд-Сити. Город, парящий в атмосфере планеты

Знаменитый «город в облаках» Лэндо Калриссиана из «Звездных войн» представляется довольно интересной идеей для научной фантастики.

Однако могут ли планеты с весьма плотной атмосферой, но суровой поверхностью являться подходящей площадкой для выживания и даже процветания человечества? Эксперты из NASA считают, что это действительно возможно.

И самым подходящим кандидатом на роль такой планеты в нашей Солнечной системе является Венера.

Научно-исследовательский центр в Лэнгли в свое время изучал эту идею и до сих пор работает над концептами космических аппаратов, которые смогли бы отправить человека к верхним слоям атмосферы Венеры.

Мы уже писали о том, что строительство гигантской станции размером с город будет очень сложной задачей, практически невозможной, но еще сложнее может быть поиск ответа на вопрос о том, как удержать космический корабль в верхних слоях атмосферы.

Опять же, одним из преимуществ летающего города Калриссиана является постоянный доступ к чистому и свежему воздуху, о чем можно полностью забыть, если мы говорим о реальных условиях и в частности условиях Венеры. Кроме того, придется разработать специальные скафандры, облачаясь в которые люди смогут спускаться вниз и пополнять запасы материалов на адской поверхности этой планеты. Ду имеет на этот счет несколько идей:

В общем, идея Клауд-Сити выглядит совсем не подходящей со многих сторон.

Гигантский космический корабль «Аксиома» из мультика «ВАЛЛ-И»

Потрясающий и трогательный научно-фантастический мультфильм «ВАЛЛ-И» предлагает относительно реалистичный вариант исхода человечества с Земли.

В то время как роботы пытаются очистить поверхность Земли от скопившегося на ней мусора, люди улетают из системы в дальний космос на гигантском космическом корабле.

Важно

Звучит вполне реалистично, правда? Космические корабли мы уже делать научились, так давайте просто сделаем их больше?

На самом же деле эта идея является, по мнению Ду, чуть ли не самой нереальной из предложенного в этой статье списка.

Мир-кольцо. Элизиум

Миры-кольца, какими они представлены, например, в фантастическом боевике «Элизиум» или видеоигре «Halo», являются, пожалуй, одними из самых интересных идей для космических станций будущего.

В «Элизиуме» станция находится близко к Земле и, если игнорировать ее размеры, обладает определенной долей реалистичности.

Однако самая большая проблема здесь заключается в ее «открытости», что уже только по виду — чистая фантастика.

Самая идея станции в форме колец замечательная, но пока нереализуемая.

Подземные города как в «Матрице»

События трилогии «Матрица» в действительности происходят на Земле. Однако поверхность планеты заселена роботами-убийцами, и поэтому наш дом выглядит как чужой и очень негостеприимный мир.

Для выживания людям пришлось спуститься под землю, ближе к ядру планеты, где все еще тепло и более безопасно.

Основная же проблема при таких реальных стечениях обстоятельств, помимо, конечно же, сложности при транспортировке оборудования, которое потребуется для создания подземной колонии, будет заключаться в поддержании контакта с остальным человечеством. Ду объясняет эту сложность на примере Марса:

Терраформированный астероид как в романе «2312»

В романе Кима Стэнли Робинсона люди провели терраформирование астероида и построили на нем своего рода террариум, в котором искусственная гравитация создается за счет центростремительной силы.

Эксперт NASA Эл Глобус говорит, что важнее всего будет решить вопрос герметичности астероида, учитывая, что большинство из них представляются по сути большими кусками различного космического «мусора». Кроме того, эксперт говорит, что астероиды очень плохо поддаются вращению, а изменение центра его гравитации потребует определенных усилий при корректировке его курса.

 Источник

Источник: https://www.kramola.info/vesti/novosti/kosmicheskie-stancii-fantastika-i-realnost

Сверхмощный лазер сможет доставлять космические корабли на Марс за несколько дней

У истоков этого проекта стоят покойный Стивен Хокинг (Stephen Hawking), астроном Гарвардского университета Ави Леб (Avi Loeb) и российско-американский миллиардер Юрий Мильнер. Концепция основана более чем на 80 научных исследованиях межзвездных путешествий.

«Перед нами поставили цель: изучить целый ряд различных методов того, как можно отправить объект к другой звезде. В итоге мы решили, что единственный надежный способ сделать это — построить огромный лазер, вероятно, в Чили», — рассказывает один из сотрудников проекта Питер Клупар (Peter Klupar).

В рамках него ученые рассчитывают отправить примерно 1000 крошечных космических кораблей StarChip в направлении альфы Центавра — ближайшей к Земле после Солнца звездной системы. Скорость этих зондов будет составлять 20 процентов от скорости света (около 215 миллионов километров в час), а каждый «чип» будет весить чуть меньше одного грамма. 

Еще один пункт назначения — проксима Центавра, ближайшая к Земле звезда после Солнца, которая может иметь обитаемую планету. Отправка StarChips планируется в середине 2030-х, а до своей сверхскорости корабли смогут разгоняться в течение нескольких минут, благодаря мощному лазерному взрыву, излучаемому в космос с поверхности Земли. 

Однако астрономы предупреждают и об опасностях такого предприятия: лазерный луч мощностью в 100 гигаватт (а именно такая мощность требуется для успешной отправки чипов) будет настолько сильным, что сможет сжечь любой город за считаные минуты, если отразится от какого-либо объекта в космосе и вернется на Землю. Еще одним препятствием могут стать облака газа и пыли, которые прячутся между звездами, — такой материал может попросту уничтожить быстродвижущийся космический корабль.

Иллюстрация отправки «нанокораблей» с помощью мощного лазерного луча © Breakthrough Prize

Вместе с тем, если все пройдет успешно, камеры Starchips смогут предоставить человечеству первые масштабные фотографии миров размером с Землю уже к 2060-м: само путешествие займет около 25 лет, а на получение данных уйдет еще четыре с лишним года, в зависимости от пункта назначения.

В качестве примера астрономы обращаются к успешному опыту запуска экспериментальных четырехграммовых спутников, называемых «спрайтами», построенных и испытанных сотрудниками Корнеллского университета.

В июне 2017 года флот из шести таких мини-кораблей отправился в космос на борту индийской ракеты. Они были оснащены датчиком температуры и передавали на Землю данные через радиозвуковой сигнал.

Совет

По словам Клупара, такие крошечные космические корабли могут рассматриваться как предшественники StarChips.

Но, помимо звездных систем Центавра, у Starshot есть более близкая цель — Солнечная система. В 2030 году сотрудники проекта надеются построить базовую станцию с лазерным излучением мощностью один гигаватт в горах Сьерра-Невада.

Это позволило бы проверить концепцию межзвездных миссий StarChip на основе лазера, однако все может обойтись в 10 раз дешевле.

Идея состоит в том, чтобы продвигать зонды мимо планет, лун, астероидов и остальных объектов на одном проценте от скорости света.

Ученые полагают, что с помощью их технологии им удастся добраться до Марса за несколько дней, до Юпитера — за несколько недель, а до Плутона — за несколько месяцев. Для последнего результата зонду NASA New Horizons потребовалось около девяти лет.

Вариант StarChip, разработанный для Солнечной системы, будет весить около 100 граммов — примерно в 100 раз массивнее, чем межзвездный.

Запуск этого проекта потребует участия многих стран и их одобрения, так как вспышка одногигаваттного лазера может повредить проходящие на этом участке спутники. 

Ученые оценивают проект в миллиард долларов, при этом большая часть инвестиций будет направлена на лазерный луч. Однако после постройки станции простые и частые исследования дальнего космоса могут стать гораздо дешевле.

Источник: https://naked-science.ru/article/cosmonautics/sverhmoshchnyy-lazer-smozhet

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector