Несмотря на множество проблем, с которыми мы сталкиваемся сегодня в мире, это по-прежнему захватывающее время для жизни! Пока мы говорим, планировщики миссий и инженеры разрабатывают концепции, которые вскоре позволят астронавтам отправиться в путешествие за пределы низкой околоземной орбиты (НОО), впервые почти за пятьдесят лет. Помимо возвращения на Луну, мы также смотрим дальше на Марс и другие далекие места в Солнечной системе.
Это создает ряд проблем, не последняя из которых - последствия длительного воздействия радиации и микрогравитации. И хотя существует множество жизнеспособных вариантов защиты экипажей от радиации, гравитация остается своего рода камнем преткновения. Чтобы решить эту проблему, YouTube маленькие звезды предложил концепцию, которую он называет Звездолет Gravity Link (GLS), вариант SpaceX Звездолет который сможет обеспечить собственную искусственную гравитацию.
Отчасти эта идея была вдохновлена научной фантастикой. В зависимости от того, насколько реалистичной является франшиза, звездолеты будут создавать собственную гравитацию с помощью специального устройства или посредством вращающихся секций. В то время как первая концепция очень похожа на гипердвигатель (т.е. использует физику, которая на данный момент является либо полностью вымышленной, либо теоретической), последняя вполне осуществима.
Эта концепция восходит к более чем столетию, и первый зарегистрированный пример предоставил Константин Циолковский (1857-1935), один из «отцов-основателей» ракетной техники и воздухоплавания. В 1903 году он опубликовал исследование под названием «Исследование космических ракетных устройств», в котором предложил использовать силу вращения для создания искусственной гравитации в космосе.
С тех пор было предложено множество вариаций этой идеи для космических станций и мест обитания, таких как от Braun Wheel , то Цилиндр О'Нила , а Стэнфордский Тор . Некоторые концепции даже рассматриваются для разработки, например, НАСА Наутилус-Х космическая станция (которая будет использовать вращающийся тор для создания искусственной гравитации) или Фонд шлюза Предложение по коммерческой космической станции.
Проведя некоторые исследования центростремительной силы,маленькие звезды пришел к идее GLS. Как он объясняет в своем видео (показанном выше), GLS - это, по сути, «корабль-ступица» (то есть, как ступица колеса), где отсек полезной нагрузки заполнен фермой, которая разворачивается и разворачивается с помощью роботов, таким образом, «служа спицы колеса ». Он будет расположен между двумя пассажирскими космическими кораблями и соединится с ними во время 6-месячного путешествия на Марс.
После соединения пассажирские корабли будут поворачиваться, чтобы переориентировать себя и запускать двигатели, чтобы передать импульс колесу. Как только была создана скорость, достаточная для имитации земной гравитации (9,8 м / с², или 1грамм), пассажирские суда снова переориентируются, чтобы повернуться лицом внутрь к кораблю-хабу.
Художественный концепт звездолета и сверхтяжелой ракеты-носителя, выходящих на околоземную орбиту. Предоставлено: SpaceX.
На протяжении оставшейся части пути пассажиры пассажирских судов будут испытывать ощущение, будто их тянет вниз из-за центростремительной силы, создаваемой вращением колеса. В качествемаленькие звезды описывает систему:
«Концепция Gravity Link Starship обеспечивает вращающуюся гравитацию, которая повторно использует главные двигатели, отбирает оставшееся топливо и позволяет избежать непрактичной конструкции космоса и выходов в открытый космос. GLS - это, по сути, ступица корабля, как ступица колеса. Вместо людей и груза отсек полезной нагрузки GLS заполнен фермой, которая может автоматически раскладываться и фиксироваться на месте, выступая в качестве спиц колеса ».
В настоящее время многое известно о долгосрочных эффектах воздействия микрогравитации, во многом благодаря исследованиям, проведенным астронавтами на борту Международной космической станции (МКС). К ним относятся потеря мышечной массы, потеря плотности костной ткани, снижение функции органов, зрения, изменения силы сердечно-сосудистой системы и даже генетические изменения.
Это то, что космонавт Скотт Келли, безусловно, может засвидетельствовать! Проведя год в космосе в составе НАСА Исследование близнецов , он обнаружил, что приспособление к жизни на Земле мучительно (как подробно описано в его книге Выносливость ). Чтобы предотвратить такое воздействие на здоровье до того, как экипаж достигнет таких пунктов назначения в дальнем космосе, как Луна или Марс (где долгосрочные последствия низкойграммдо сих пор не известны), потребуются стратегии смягчения.
Звездолет из нержавеющей стали на Луне. Предоставлено: SpaceX.
Помимо детализации системы,маленькие звездытакже были выполнены необходимые расчеты для определения конструкции фермы и необходимой скорости для моделирования нормальной гравитации Земли. С использованием SpinCalculator , он определил, что скорость вращения 31 м / с будет работать для системы, имеющей радиус около 100 метров (97,99 м, или ~ 321,5 фута) в радиусе, обеспечивая ощущение 1грамми совершает примерно 3 оборота в минуту.
В настоящее время,маленькие звезды на вторая итерация этого предложения, которое включало обновленные расчеты вращения, новую форму фермы и введение тросов для усиления прочности фермы на растяжение. В ближайшем будущем он планирует выпустить третью версию, в которой будут представлены расчеты нагрузок и анимация развертывания и функции фермы.
Тем, кому интересно, предлагается подписаться на его YouTube канал для обновлений. А пока неизвестно, заинтересуется ли SpaceX этой концепцией. Кто знает? Может быть, у Маска и его людей есть собственные идеи, и скоро мы сможем провести небольшое сравнение и сопоставление!
Дальнейшее чтение: YouTube