С конца эпохи Аполлона одной из главных целей НАСА, Роскосмоса и других космических агентств была разработка технологий, которые обеспечат долгосрочное присутствие человека в космосе. Эти технологии также помогут, когда придет время устанавливать новые миссии на Луну, на Марс и в другие места в Солнечной системе. За последние несколько десятилетий эти усилия принесли Мир и Международную космическую станцию (МКС).
В ближайшие годы эти усилия также приведут к созданию Лунной Орбитальной Платформы-Шлюза и коммерческих космических станций, таких как Bigelow B330. И если к этому придут частные аэрокосмические компании, такие как Gateway Foundation, у нас также будет космический порт на орбите вокруг Земли. Недавно компания опубликовала видео, показывающее, как именно будет выглядеть космическая станция с вращающимся колесом, и как такие компании, как SpaceX, могут помочь в ее создании.
Концепция компании известна как Ворота, вращающаяся космическая станция, основанная на проектах, предложенных немецким специалистом по ракетостроению и космическим архитектором Вернером фон Брауном. Эти проекты были показаны в серии статей в национальном журнале Кольер в 1950-е годы под названием «Человек скоро покорит космос!» По этой причине компания назвала предложенный ими проект станции Фон Браун.
Эта концепция на самом деле давно проверена временем. Собственный дизайн фон Брауна основывался на предыдущих предложениях, самое раннее из которых было сделано русским ученым Константином Циолковским в 1903 году. Концепция была прекрасно иллюстрирована в книге Стэнли Кубрика. 2001: Космическая Одиссея, которая была написана в соавторстве с известным ученым и футуристом Артуром Кларком (и основана на рассказе под названием «Страж»).
Во всех случаях общая концепция включает вращающуюся колесную станцию на орбите Земли, которая создала бы присутствие человека в космосе, одновременно обеспечивая искусственную гравитацию для его обитателей. Это важный аспект предлагаемых космических полетов, которые доставят астронавтов в такие места в глубоком космосе, как Марс и дальше в Солнечную систему (и, возможно, за ее пределы).
Учитывая последствия длительного воздействия микрогравитации, которые были подробно документированы в недавнем исследовании близнецов НАСА, планировщики миссий искали способы их смягчения. Исследование состояло из десяти отдельных исследований долгосрочных эффектов микрогравитации на людях с использованием астронавтов-близнецов Скотта Келли и Марка Келли в качестве подопытных.
Проведя более года в космосе, исследовательские группы отметили ряд значительных изменений между Скоттом Келли и его братом. В то время как он испытал такую же потерю мышечной массы и плотности костей, как и другие астронавты, которые проводили длительные периоды времени на борту МКС, были другие изменения, которые сделали адаптацию к жизни на Земле снова очень трудной.
Зрение Келли ухудшилось, он почувствовал сильный отек конечностей, также были отмечены изменения в его функции органов и экспрессии генов. Помимо микрогравитации, существуют также вопросы о том, как человеческое тело будет реагировать на длительное воздействие лунной гравитации (16,5% от нормальной Земли) и марсианской гравитации (~ 38%).
Это особенно важно, учитывая текущие планы по созданию на Луне постоянного форпоста и выполнению командных миссий на Марс в течение следующих двух десятилетий. Как заявил генеральный директор Gateway Foundation Джон Блинкоу в недавно выпущенном видео (см. Ниже), это является одним из преимуществ предлагаемого Gateway его компании:
«Людям нужна гравитация, чтобы тела не развалились. Но насколько лунная гравитация будет в порядке в течение года, но не в течение двух лет? Будет Марсианские гравитационные работы для людей долгосрочные, но не для крупных сельскохозяйственных животных? Хватит ли двух дней в неделю при 30% г экипажам МКС для сохранения костной массы? Строительство космической станции фон Брауна может помочь раскрыть эти секреты ».
Конструкция ворот состоит из двух концентрических внутренних колец, прикрепленных четырьмя спицами к внешнему кольцу. Два концентрических кольца образуют зону лунной гравитации (LGA), где вращение станции обеспечивает гравитационную силу, равную силе лунной поверхности. Внешнее внутреннее кольцо - жилое кольцо LGA - там, где будут размещаться жилые модули, которые будут состоять из небольших комнат для гостей.
Между тем, внутреннее кольцо LGA с высоким потолком предоставит туристам возможность пообедать и поиграть в обстановке с низким уровнем шума. В ядре станции находятся Хаб и Бэй, где будут находиться управление движением и окружающей средой, безопасность и транспортная связь Шлюза. В хабе также будет наблюдательный зал, где гости могут наблюдать за прибывающими шаттлами.
Внешнее кольцо, известное как область гравитации Марса (MGA), испытывает более быстрое вращение, поскольку оно находится дальше от ядра. Это приводит к искусственной гравитационной силе, которая подобна тому, что было бы испытано на поверхности Марса. Эта область будет иметь 4 или 5 колод и будет там, где будут расположены большие модули, которые предлагают постоянное размещение. Как объяснил Блинков:
«Космическая станция Von Braun будет вращающейся космической станцией, предназначенной для создания различных уровней искусственной гравитации за счет увеличения или уменьшения скорости вращения. Станция будет спроектирована с самого начала для размещения как национальных космических агентств, занимающихся исследованиями низкой гравитации, так и космических туристов, которые хотят испытать жизнь на большой космической станции с комфортом низкой гравитации и ощущением хорошего отеля ».
Еще один важный элемент, упомянутый Блинкоу в роли, которую SpaceX может сыграть в создании станции. Первоначально проект шлюза предусматривал использование модулей длиной 12 м (40 футов) и шириной 8,5 м (28 футов) (примерно в два раза больше модулей МКС). Но благодаря прогрессу, достигнутому SpaceX в последнее время с их Starship а также Супер тяжелый, Gateway Foundation считает, что могут быть запущены более тяжелые полезные нагрузки.
«Если бы у нас был SpaceX сверхтяжелые Вторая ступень, которая была разработана только для космического строительства, может иметь модули шириной 40 футов (12 м) и длиной 60 футов (18 м) », - сказал Блинков. «Этот намного больший размер позволит значительно увеличить объем салона при тех же затратах на запуск».
Модульная конструкция колец предназначена для размещения различных видов деятельности и бизнеса. В то время как некоторые будут отведены под жилье для докеров, другие будут заниматься научными исследованиями. Эти последние модули будут пользоваться повышенным спросом, так как станция дает возможность исследовать, как наземные организмы живут с лунной и марсианской гравитацией, фактически не посещая их.
Другие будут доступны для гостиничных и ресторанных сетей, частных роскошных отелей и других предприятий, желающих открыть офисы в космосе (возможно, чтобы воспользоваться налоговым законодательством!). Блинков также подчеркивает, что создание Ворот будет за пределами какой-либо отдельной страны, и потребует международных усилий, которые объединят космические агентства, коммерческих аэрокосмических и космических энтузиастов.
Конечным результатом этого станет международная станция, не похожая на МКС, а частное предприятие, которое будет экономически самоокупаемым. Не указано, сколько будет стоить строительство Gateway, но Blincow уверен, что он будет доступным, еще раз благодаря SpaceX и тому, как его приверженность многоразовым ракетам снижает стоимость отдельных запусков.
Ссылаясь на объявление Маск в 2017 году, что BFR будет полностью повторно использоваться (что он сделал на 29-м Международном астронавтическом конгрессе (МАК) в Аделаиде, Австралия), Блинков заявляет:
«Когда мы впервые начали делать наши прогнозы затрат на космическое строительство, мы основывали его на самой низкой предполагаемой стоимости запуска, которую мы могли найти - SpaceX BFR при 1000 долларов за кг. Это стоило около 150 миллионов долларов за запуск. Но затем Элон Маск сделал презентацию в Аделаиде, которая изменила все. Благодаря тому, что все компоненты BFR можно использовать повторно, его расходы можно будет распределить по многим рейсам, как в авиалайнере.
«Элон Маск оценивает стоимость запуска Starship а также сверхтяжелые бустер на уровне около 7 миллионов долларов. По некоторым оценкам, каждый запуск будет составлять до 40 миллионов долларов после учета всех факторов. Но будь то семь или сорок миллионов долларов, это все еще музыка для наших ушей. Это означает, что вращающиеся космические станции, объекты технического обслуживания и склады топлива могут и будут строиться по доступным ценам ».
Процесс строительства, который будет в значительной степени зависеть от достижений космической робототехники, также позволил бы проверить ключевые системы и технологии, которые в один прекрасный день могут быть использованы для строительства массивных космических сред обитания (таких как цилиндры О'Нила). Многие считают, что они являются жизнеспособной альтернативой (или дополнением) к предложениям о колонизации других планет.
Эти системы варьируются от стабилизации до рециркуляции воздуха, от регенерации воды до санитарно-гигиенических условий, от хранения продуктов в космосе до инженерных задач. Все вопросы, подпадающие под общий заголовок «как мы поддерживаем население в космосе?» будет решаться путем строительства ворот, утверждает Bilcow.
Что касается финансирования строительства, Билкоу указывает, как его компания надеется использовать важные партнерские отношения с космическими агентствами мира (НАСА, Роскомос, ЕКА, Китай, Индия и др.), А также коммерческими аэрокосмическими компаниями. Они также планируют собрать деньги с помощью ранних модулей продажи и продажи билетов (для сверхбогатых), проведения лотереи и создания программы членства в команде (для всех остальных).
Помимо строительства Ворот на орбите вокруг Земли, Фонд также надеется создать парк трансатмосферных транспортных средств (TAV), которые могли бы перевозить людей на космическую станцию и обратно. Они также надеются построить еще одну на лунной орбите (Лунный мост), которая позволила бы совершать регулярные рейсы между Землей и Луной (с использованием цис-лунных челноков) и регулярные поездки на поверхность Луны (с использованием цис-лунных ландеров).
Опять же, затраты на такой проект будут астрономическими и превышают то, что может понести любая отдельная нация или корпорация. Тем не менее, поскольку многие предприниматели стремятся к осуществлению космического туризма, не говоря уже о том, как такие космические станции могли бы облегчить исследовательские миссии на Луну и даже на Марс, партнерские отношения, которые, по мнению Блинкоу, могут быть осуществимы.
Как и многие другие амбициозные планы по колонизации космоса, коммерциализации LEO и установлению человеческого присутствия в других телах Солнечной системы, нам просто нужно подождать и посмотреть, есть ли у Gateway Foundation ноги или такая же судьба, как у Mars One - который недавно объявил, что он банкрот. В дополнение к зрению у них есть кое-что, что они умеют делать с цифрами. Будем надеяться, что они работают в их пользу!
Основные моменты видео Фонда также были темой презентации, которая состоялась в Калифорнийском технологическом институте в январе 2016 года (организованной Институтом космических исследований им. Кека). Лекция под названием «Строительство первого космодрома на околоземной орбите» была представлена Джоном Блинкоу и Томом Спилкером - инженером космического полета на пенсии, который много лет работал в Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL).
Для получения дополнительной информации о Gateway Foundation и их различных проектах, посетите их веб-сайт здесь.
