Поскольку космическая отрасль продолжает сокращать расходы за счет использования легких материалов и альтернативных видов энергии, открывается возможность того, что однажды у нас с вами появится возможность жить в космосе. Идея колонии на Луне или Марсе может стать возможной благодаря новым технологиям космических кораблей, которые разрабатываются сегодня. Одним из остающихся препятствий для доступных космических путешествий или даже вывода космических аппаратов на орбиту по-прежнему является высокая стоимость запуска этих космических аппаратов. По сегодняшним ценам запуск в космос предмета, легкого, как надутый баскетбольный мяч (1,25 фунта), стоил бы 12 500 долларов. Чем тяжелее космический корабль, тем больше требуется ракетного топлива, чтобы он смог оторваться от земли.
НАСА и другие космические агентства работают над созданием нового поколениянадувных космических кораблей из легких материалов. Удивительная вещь в этих надувных космических кораблях заключается в том, что их можно втиснуть в маленькие канистры только на часть их полного размера, а затем надуть, как только они прибудут в космос, используя сложную систему развертывания, которая выпускает инертный газ, чтобы вытолкнуть стенки надувного материала..
Надувные космические технологии существуют с 1960-х годов, но до сих пор играли незначительную роль в освоении космоса. Благодаря возможности сократить расходы, надувные космические корабли снова могут быть использованы для создания 1000-футовых антенн, космических жилищ или солнечных парусов, что было бы нецелесообразно с использованием обычных материалов для космических кораблей. В этом выпускеКак все будет работатьмы рассмотрим два вида разрабатываемыхкосмических надувных лодок и то, как они могут проложить путь к межзвездные путешествия и марсианские колонии.
Надувные телескопы и солнечные паруса
С момента вывода на орбиту в апреле 1990 года космический телескоп Хаббла был основным инструментом для сбора изображений в космосе. Но вывод «Хаббла» на орбиту был большим достижением для НАСА. Хаббл имеет длину 43,3 фута (13 метров) и ширину 14 футов (4 метра) и весит около 25 500 фунтов (11 000 кг). Сегодня запуск такой конструкции в космос стоил бы более 25 миллионов долларов, и это не считая затрат на материалы для постройки еще одного Хаббла. Тем не менее, чтобы расширить наше видение космоса, ученые должны иметь возможность разместить на околоземной орбите еще более мощный телескоп.
Ученые НАСА сейчас используют надувные технологии для создания телескопа, который почти в два раза больше, чем Хаббл, но весит примерно в шесть раз меньше, чем Хаббл. 82-футоваяУсовершенствованная радиоинтерферометрия между космосом и Землей (ARISE) также превзойдет Хаббл в том, как далеко он может заглянуть в космос. По предварительным оценкам, ARISE будет иметь разрешение в 3000 раз лучше, чем у Хаббла. Интерферометрия - это процесс, при котором для создания высокодетализированных фотографий используется более одной антенны. В этом случае ARISE будет использоваться для съемки черных дыр, межзвездных планет и других звезд.
Несмотря на гораздо больший размер ARISE, ожидается, что его будет довольно легко транспортировать в космос. Рефлектор, или антенна, и опоры телескопа ARISE будут изготовлены из усовершенствованного тонкопленочного полимерного материала, который можно будет сложить и поместить в небольшую канистру, которую затем поместят на основной космический корабль. Сам отражатель будет вплетен в сетку-рабицу. Контейнер, в котором находится отражатель, имеет высоту всего 1,31 фута (0,4 м) и диаметр 5,9 фута (1,8 м). На этой странице хорошо показано, как канистра уложена на космический корабль с телескопом ARISE.
Космический корабль ARISE, скорее всего, будет запущен в космос на борту меньшего космического корабля, чем тот, что доступен сегодня. Когда космический корабль ARISE достигает орбиты, сетчатая антенна освобождается, но на самом деле надувается не эта часть ARISE. Вместо этого будут надуваться три стержня или штанги, которые соединяют надувное кольцо вокруг сетки с космическим кораблем. Чтобы надуть полюса и надувное кольцо, энергия Солнца фокусируется на теплообменнике, содержащем жидкий водород на космическом корабле. Это тепло позволяет образоваться газу, который затем течет к полюсам и кольцу. Как только полюса станут жесткими, антенна также останется жесткой. Весь процесс надувания займет всего несколько минут.
В 1996 году космический корабль "Индевор" развернул экспериментальный прототип антенны для проверки этой новой технологии. Этот 46-футовый (14-метровый) прототип был успешно надут в течение нескольких часов и вызвал большой интерес к дальнейшему развитию надувных космических кораблей. НАСА сообщило, что запуск телескопа ARISE запланирован на 2008 год.
Та же технология, которая использовалась для разработки телескопа ARISE, однажды может быть использована для создания солнечных парусов, которые смогут вывести космический корабль за пределы нашей Солнечной системы с невероятной скоростью. Солнечные паруса будут разворачиваться в космосе, используя тот же процесс, что и полюса и надувное кольцо ARISE. Парус на самом деле представляет собой ультратонкое зеркало из углеродных волокон, которое может улавливать солнечную энергию и разгонять присоединенный космический корабль до скорости до 200 000 миль в час (324 000 км/ч).
Надувные космические среды обитания
Использование космических надувных лодок не будет ограничиваться беспилотными космическими кораблями и телескопами. У НАСА гораздо более амбициозный план по созданию надувных космических обитателей. Первая из этих надувных космических сред обитания, названнаяTransHab, уже находится в разработке и может стать жилым помещением дляМеждународной космической станции (МКС). скоро в 2005 году.
Трехэтажная надувная конструкция будет взорвана, возможно, с помощью газообразного азота, который заполнит космический корабль несколькими потоками воздуха. Было испытано, что TransHab взорвется примерно через 10 минут после стыковки с МКС, и он должен легко оставаться надутым в космическом вакууме на протяжении всей жизни корабля.
Вы можете представить себе TransHab как большой воздушный шар, соединенный с космической станцией. И вы можете подумать, что он будет восприимчив к снарядам в космосе, таким как небольшие астероиды. На самом деле крошечные метеориты, летящие в космосе, могут двигаться со скоростью, в семь раз превышающей скорость пули. Инженеры, строящие TransHab, учли эту угрозу при строительстве резиденции на космической станции.
Обшивка TransHab сделана из материалов, которые позволяют ему отражать такие снаряды. Оболочка толщиной в один фут состоит из 12 различных слоев, предназначенных для разрушения крошечных частиц космического мусора, которые могут попасть в оболочку. Внешняя оболочка сделана из кевларовой ленты, рассчитанной на нагрузку в 12 500 фунтов. Нижние слои сделаны из керамической ткани Nextel. Эти слои также защищают пассажиров от температур от 250 градусов по Фаренгейту до минус 200 градусов по Фаренгейту. Внимательно изучите слои TransHab на этой странице.
На момент запуска TransHab будет иметь диаметр 14 футов (4.3 метра), но после надувания он будет иметь диаметр 27 футов (8,2 м) и объем 12 000 кубических футов (339,8 кубических метра). Внутреннее пространство надувного космического модуля высотой 23 фута будет разделено на три этажа. Кухня и обеденный стол будут расположены на первом этаже. Шесть спальных отсеков (81 кубический фут в отсеке) будут расположены на втором этаже. В каждом купе будет место для личных вещей и компьютерно-развлекательный центр для отдыха и личной работы. А на третьем этаже жители космической станции найдут тренажерный зал, медицинские кабинеты и ванные комнаты.
Если люди когда-нибудь отправятся на Марс или поселятся на Луне, нам нужно будет создать закрытые места обитания, такие как TransHab. Надувные лодки идеально подходят для лунных и марсианских колоний, потому что они достаточно компактны, чтобы колонисты могли взять их с собой.