Share Next Entry
Проект станции-сферы с центрифугой, собираемой и свариваемой в космосе [2013 часть 1]
kangaroo
zampotehkenguru



Нашей космонавтике не хватает новшеств. Потому, что МКС - повторение Мира. Ещё один аппарат который будет фотографировать Луну или Марс, ещё один луноход или ещё один марсоход. Где что-то принципиально новое? Сколько можно бесконечно обыгрывать то, что было придумано полвека назад отцами-основателями космонавтики? Ну и вот Кенгуру набрался наглости и решил изложить своё видение развития российской космонавтики. Если в нижеизложенном найдёте хоть что-то невозможное - прошу мне сообщить, потому, что всё вполне реально. Для реализации потребуется несколько ракет Ангара-5. Первыми запусками всё равно опасно что-то ценное запускать. А если этот проект удастся, то будет не повторение прежних достижений, а выход всей космонавтики на принципиально новый уровень.

Я не оставляю мечту о создании большой станции-центрифуги на орбите, чтобы жить в ней как при земной гравитации в обычном небольшом городе, только в космосе; выращивать еду, чтобы не зависеть от поставок еды с Земли, и иметь на борту завод, чтобы можно было отправить такую станцию к астероиду, добывать из астероида металлы, строить из них станцию дальше, а также добывать водород и кислород и использовать их в качестве топлива. Чтобы проиллюстрировать идею сделал несколько 3D-моделек и анимированных картинок, дабы было нагляднее.

Дальше я буду рассказывать как это всё сделать, а вы если найдёте что-то невозможное - сразу говорите. Потому, что если ничего невозможного нету, то почему бы это и не сделать?


Воздушный шар или сфера

Идея в том, чтобы собрать на орбите сферу из сегментов привезённых с Земли и сварить её прямо на орбите манипулятором. Об космонавтах с автогенами которых рисовал космонавт Леонов следует забыть как о страшно сне. Внутри сферы нужно собрать центрифугу, так, чтобы центрифуга вращалась, а сфера нет. Потому, что если сфера будет вращаться, то на неё будет действовать центробежная сила, и ей потребуется большая прочность. А так её назначение - только удерживать воздух внутри себя. Форма сферы выбрана потому, что у сферы наилучшее соотношение внутреннего объёма к площади поверхности.

Сферу я выбрал диаметром в 20 метров, потому, что 10 показалось слишком тесно для оранжереи, а 30 - слишком много для первого раза. Диаметр сферы в 20 метров позволяет разместить внутри центрифугу в три этажа высотой. Объём такой сферы - 4200 м^2 вдвое больше бака Шаттла. Для сравнения российские модули МКС Заря и Звезда в длину - 25 метров, а их объём - 190 м^2, то есть сфера аж в 22 раза больше по объёму этих двух модулей. Состоит сфера из 508 треугольных сегментов выпуклой формы. Средняя длина стороны одного сегмента - 2.5 метра, а значит вполне поместится под обтекатель ракеты. Если толщина одного сегмента не будет превышать двух сантиметров, то вся стопка из 508 сегментов будет высотой в 10 метров и их можно будет запустить одной ракетой.

Картинка 1 Под спойлером потому, что большая и анимированная. Смотрите обязательно, потому, что в картинках всё наглядно.




Сборка сферы манипулятором

По углам треугольных сегментов должны располагаться замки с защёлками, нужные для того, чтобы треугольные сегменты можно было присоединять друг к другу. Предполагается, что собирать сферу будут манипуляторы в автоматическом режиме. Первый манипулятор берёт из стопки первый треугольный сегмент и держит его, второй манипулятор берёт из стоки второй треугольный сегмент и присоединяет к первому. Замки защёлкиваются. Потом присоединяет третий сегмент, потом четвёртый и так далее пока из всех 508 сегментов не будет собрана сфера целиком. См. анимированную картинку.

Картинка 2


Поскольку и манипулятор и треугольные сегменты являются жёсткими телами, то все движения манипуляторов по сборке сферы должны быть просчитаны заранее. А в космосе должна быть лишь запущена программа сборки, и манипуляторы должны сами по программе собрать всю сферу целиком. Поскольку космические манипуляторы довольно медлительны у манипулятора ERA скорость - 0.1 метр в секунду, то если на то, чтобы манипулятор достал очередной сегмент из стопки и присоединил его к сфере будет уходить скажем полчаса, то на сборку всей сферы уйдет 10 дней. Тонким местом здесь является защёлкивание сегментов в замках. Потому, что это зависит от точности манипуляторов. У манипулятора ERA точность - 5 миллиметров ( http://en.wikipedia.org/wiki/European_Robotic_Arm ). Значит конструкция замков должна быть такой, чтобы эта неточность не препятствовала их защёлкиванию в правильном положении. На фотках для примера замки-крепления для стандартных ISO-контейнеров позволяющих большой люфт при установке.



Сборка сферы на замках нужна для того, чтобы убедиться, что все сегменты встали на свои места и плотно подходят друг к другу. Но пока сфера держится на замках - она не прочная, поэтому следующий этап - это сварка швов между треугольными сегментами. См. картинку 3. На картинках хоть и показаны два манипулятора. На самом деле всё время активно работает лишь один, а второй только держит конструкцию и поэтому может быть заменён на статичное крепление.


Сварка сферы манипулятором

Картинка 3


Здесь появляется сварочный агрегат представляющий из себя две направляющие с прорезью между ними. По направляющим ездит тележка со сварочным аппаратом на ней. Направляющие округлой формы, повторяя кривизну сферы. На треугольных сегментах вдоль шва должны располагаться места крепления, на которых можно было бы закрепить направляющие, чтобы они удерживали оба соединяемых сегмента строго в заданном положении.

Работает всё так: манипулятор берёт сварочный агрегат, закрепляет его на шве, включается сварочный аппарат и тележка начинает ехать по направляющим вдоль шва сваривая его. Таким образом происходит автоматическая сварка шва. Когда она закончена, манипулятор снимает сварочный агрегат, и ставит его на новый шов. Так шов за швом провариваются все швы сферы. Общая их длина - около двух километров. Всего требуется сварить 762 шва. Опять же все движения манипулятора по сварке швов заранее просчитываются, а в космосе манипулятор лишь отрабатывает программу. Тонким моментом является закрепление сварочного агрегата на шве. Потому, что требует учитывать пяти миллиметровую погрешность манипулятора. Если на сварку одного шва и на то, чтобы манипулятор переставил сварочный агрегат на соседний шов будет уходить полчаса, то все швы будут проварены за 15 дней.

После того как сфера будет сварена, требуется надуть её воздухом с повышенным давлением. Если сферу не разорвёт - можно снизить давление и она готова к приёму космонавтов.


Обживание сферы

Треугольные сегменты должны быть не просто кусками металла. С наружной стороны на них должна быть экранно-вакуумная теплозащита ( ткань отражающая солнечные лучи ). В области швов она должна быть изначально подогнута, чтобы не мешать сварке и сборке сферы. А после сварки их можно манипулятором отогнуть чтобы полностью закрывали поверхность сферы. С внутренней стороны на треугольных сегментах должны быть трубопроводы для терморегуляции, электропроводка и лампочки для освещения. Соединяться трубопроводы и проводка разных треугольных сегментов должны через замки. Желательно чтобы они соединялись автоматически, когда сегменты стыкуются друг с другом, но можно это поручить и космонавтам. Всего замков - 256. Если на установку соединений в области одного замка, то есть соединение трубочек и втыкания штепселя в розетку, хватит минуты, то на все замки у трёх космонавтов прилетевших на Союзе уйдёт 85 минут. После этого сфера будет готова для жизни.

Некоторые треугольные сегменты сферы должны содержать иллюминаторы, для того, чтобы освещать солнечным светом оранжерею. Другие - люки, чтобы к сфере можно было стыковаться.


Сборка центрифуги

Материалы для сборки центрифуги и прочее внутреннее оборудование должно быть доставлено второй ракетой и помещено внутрь сферы ещё до того, как её окончательно соберут и заварят. Таким образом космонавтам останется только собрать центрифугу из имеющихся материалов. Как будет выглядеть трёхэтажная центрифуга - см. картинку. Показано схематично.

Картинка 4


Наружные ярус, самый большой, имеет диаметр 18.5 метров, ширину - 7 метров, и периметр - 58 метров. Это даёт жилой площади - 407 м^2. Для человека находящегося внутри - это выглядит как дорожка шириной в 7 метров и длиной в 58. Этажом выше находится второй ярус диаметром 13, шириной 14.7, периметром 41 м и площадью 600 м^2. И третий ярус самый маленький, диаметр - 7.4, ширина - 18.2, периметр - 23.3 и площадью 423 м^2. Таким образом получаем общей площади - 1430 м^2 ( 14 соток ) Это жилая площадь, удобная для человека. Но помимо неё есть ещё пространство по бокам от нижнего яруса, Оно полукруглое, поэтому жить там неудобно, но для выращивания растений или какого-нибудь оборудования вполне сгодится. Часть помещений на центрифуге должны быть герметизированы, чтобы можно было укрыться в случае разгерметизации внешней оболочки, перебраться на космический корабль и свалить на другую сферу пока эту не починят.


Раскрутка центрифуги

Ось центрифуги должна упираться в сферу и вращаться отталкиваясь от неё электродвигателем. При начале раскрутки центрифуги получится, что центрифуга начинает вращаться в одну сторону, а сфера - в другую. Вращение сферы нужно гасить реактивным двигателем находящимся на её поверхности снаружи. После того как центрифуга будет раскручена до рабочей скорости, реактивный двигатель можно выключить, но выключать электродвигатель не следует. Так как движение воздуха которое будет создавать вращающаяся центрифуга будет увлекать за собой и сферу. Поэтому электродвигатель должен постоянно работать и слегка подкручивать центрифугу, дабы сфера не начала вращаться вслед за ней. Ось центрифуги наверное лучше направить перпендикулярно эклиптике. Тогда иллюминаторы для освещения можно будет сделать только с одной стороны сферы и всё время поворачивать эту сторону к солнцу.

Важным моментом является балансировка центрифуги. Её можно осуществлять двумя путями. Смещением оси центрифуги и перемещением противовесов. Противовесами могут быть, например, баки с водой. И будут они как в лифте ездить вверх-вниз по этажам центрифуги поддерживая её балансировку. Центрифуга раскрученная до такой скорости, что на нижнем ярусе возникнет земная сила тяжести будет выглядеть так. См. картинку. Скорость вращения именно такая как на картинке.

Картинка 5


Скорость пола нижнего яруса при этом равна 50 км/час. Если нужно будет создать лунную гравитацию, скорость можно уменьшить до 20 км/час. Интересно то, что если идти или бежать по направлению вращения центрифуги, то сила тяжести будет увеличиваться, а если в противоположную, то уменьшаться. Если же воспользоваться велосипедом и разогнаться против вращения центрифуги до скорости её вращения, то окажешься в невесомости. Но если продолжить разгоняться ещё больше, то сила тяжести появится вновь.


Космическая оранжерея и животноводство

Главная цель без которой невозможны дальние полёты - это добиться самообеспечения станции продовольствием. Чтобы его не надо было везти с собой с Земли. Поэтому на раскрученной оранжерее следует развернуть полномасштабное выращивание различных растений. Положительный опыт с замкнутыми системами продовольствия - это БИОС-3 ( http://www.ecorussia.info/ru/projects/bios-3-zamknutaya-ekologicheskaya-sistema-zhizneobespecheniya-cheloveka-s-avtonomnym-upravleniem ). Там на 315 кубометрах три испытателя добились полной замкнутости по воде и воздуху и 80% замкнутости по еде. Оставшиеся 20% - это прежде всего животная пища. А у нас в сфере не 315, а 4200 кубометров, поэтому есть все возможности добиться стопроцентной замкнутости по еде. То есть сначала воспроизводится БИОС-3, но в значительно больших масштабах, потом избыток выращенных растений вскармливается животным, а животных будут есть космонавты. Выращивать можно кур, уток, индеек, рыбу в лотках, а из крупных животных наверно наиболее полезны в космосе свинья и овца. Свинья потому, что ест всё подряд, животное-утилизатор. А овца тем, что даёт не только молоко, но и шерсть, которую можно прясть и вязать одежду.

Проблему с освещением, которое нужно для роста растений, можно решить, если поставить снаружи большое зеркало, которое будет отражать солнечный свет в иллюминатор, а дальше внутри, через систему зеркал они будут перенаправляться для равномерного освещения растений. Вот здесь можно посмотреть ролик, как таким образом освещают дома при помощи зеркальных труб подводящих свет:


http://www.youtube.com/watch?v=eMWcOSKXgOY


Полноценный город в космосе для полёта к астероиду

Помимо обустройства оранжереи следует воссоздать на центрифуге привычный земной быт. Проблема с ограничением пребывания в космосе связана именно с тем, что невесомость создаёт экстремальные условия которые действуют человеку на нервы. Человек прилетает работать, дело делать, а вместо этого на него всякая фигня сваливается, всё летает, еда в тюбиках, спать на потолке, не жизнь, а сумасшедший дом. Давно пора всё это отставить. Нужно обеспечить комфорт космонавтам. Чтобы были все блага цивилизации. Большие отдельные квартиры, мягкие кресла, домашний кинотеатр, компьютер-интернет, собака-кошка, биде, душ, джакузи, баня-сауна, бассейн хотя бы небольшого размера. Можно даже водную горку сделать высотой в три этажа. Обилие растений на борту создаёт иллюзию пребывания на Земле. Вот тогда космонавту и на Землю не захочется. А в космонавты записаться очереди стоять будут.

Важным элементом комфорта для космонавта является жена. Кроме того жёны исторически более склонны к сельскому хозяйству и всякой бытовой работе чем мужчины. Поэтому более естественными были бы экипажи состоящие из семейных пар. Тогда мужчины будут заниматься техническим состоянием станции, а женщины - растениями и животными. Если подберётся достаточно психологически совместимый коллектив, то сферу можно будет отправлять к ближайшему астероиду для добычи полезных ископаемых.


Добыча полезных ископаемых на астероиде

Некоторые строят планы как притащить астероид на земную орбиту. По-моему это то же самое, что приводить гору к Магомету. Потому, что в астероиде много тех веществ, которые нам не нужны. Кремний, например. Зачем пол-горы кремния тащить на земную орбиту? Правильнее отправить сферу к астероиду из которого будут добываться те вещества которые нам нужны, а именно: 1) металлы, как основной строительным материал сферы, 2) водород и кислород, которые будут использоваться в качестве топлива, 3) углерод, азот, и прочие вещества из которых состоят растения, чтобы расширять растительный и животный мир сферы.

Схема предполагается такая, что сфера подлетает к астероиду, спускает на него робота, который пригарпунивается к астероиду, и начинает выдалбливать из него камни, которые улавливаются специальной сеткой. Сетка затягивается внутрь сферы и помещается на центрифугу, дабы добытый материал обрёл вес. На центрифуге камни пускают в переплавку для отделения нужных вещества от ненужных. Ненужные выкидываются за борт.


Сфера в сфере

Из добытых из астероида металлов можно выплавлять новые сегменты для новой сферы большего размера, Новая сфера будет собираться прямо вокруг старой по той же технологии, которая описана выше. Получится сфера в сфере. После сборки внешней сферы, надуваем её повышенным давлением воздуха, и если она выдерживает - разбираем старую внутреннюю сферу. Получится, что наша центрифуга оказалась в новой большой сфере. После этого пристраиваем к вращающейся центрифуге нижние этажи и получаем новое жизненное пространство на котором выращиваем ещё больше растений и животных. Когда продовольствия будет производиться с избытком - можно будет послать корабль к орбите Земли за новыми колонистами. Посылать нужно именно со сферы к Земле потому, что предполагается, что на астероиде будет добыто достаточно водорода и кислорода на которых можно будет слетать туда и обратно. Так космический городок будет расширяться пока от астероида совсем ничего не останется. Сфера к тому времени возможно достигнет километровых размеров, превратится в огромный город и внутри неё будут мчаться автомобили.

Куда лететь дальше - не знаю. Куда мы на Земле летим? Мы тут обустраиваем свой быт, общаемся, помогаем друг другу, познаём мир, стараемся стать лучше. Ну также и на сфере.


С чего начать

Начать наверное стоит с того, что поручить кому-то полноценно спроектировать сферу и изготовить треугольные сегменты из которых она состоит хотя бы в уменьшенном масштабе. С замками, сварочным агрегатом и прочим хозяйством. К каждому сегменту крепится деревяшка, чтобы придать ему нулевую плавучесть, собираем их в стопку и опускаем в бассейн. В бассейне при помощи манипуляторов в автоматическом режиме пытаемся собрать сферу, а потом сварить. Если соберётся под водой, то соберётся и в космосе.


Хотелось бы, чтобы это было сделано у нас. Потому, что этот американский проходимец Маск, который свиснул мой Поезд в космос и выдал за свой Гиперлуп, может тоже самое захотеть сделать и с этим проектом. А я хочу чтобы Россия была первой.

Обсудить на форуме "Новости космонавтики": http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/forum15/topic13853/



  • 1
1. У меня складывается впечатление, что если делать замки по принципу "штырь- конус" на входе, то проблемы с точностью можно решить без проблем.
2. Для тонкого сплава на основе алюминия едва ли не лучшее решение- ультразвуковая сварка (зеленым второкурсником с первого раза варил алюминиевую фольгу к стальной болванке, удовольствия поймал уйму)
3. Пока не вижу плюсов в сравнении например с исходно надувной конструкцией, которая будет впоследствии полимеризироваться.
В целом же "идея представляет значительный интерес, но возможно что обитаемый блок такой емкости и с такими возможностями можно сделать дешевле без ухудшения заданных параметров".

> 1. У меня складывается впечатление, что если делать замки по принципу "штырь- конус" на входе, то проблемы с точностью можно решить без проблем.

На самом деле это была технология 2013-ого года. А Сфера 2014 - это сфера собираемая и свариваемая без выхода в открытый космос. Ей посвящена большая тема на форуме, если интересно это здесь: http://forums.airbase.ru/viewtopic.php?id=90647

А по Сфере 2015 я ещё ничего не выкладывал, хотя там много чего интересного. Потому, что ощущение, что я ею вообще больше пользы принесу Китаю и США, чем России. В России ведь вообще ещё десять лет никто никаких новых станций строить не собирается. На одни рожи руководства отрасли посмотришь ... ой, ё-ё-ё.


> 2. Для тонкого сплава на основе алюминия едва ли не лучшее решение- ультразвуковая сварка (зеленым второкурсником с первого раза варил алюминиевую фольгу к стальной болванке, удовольствия поймал уйму)

По сварке - там целый букет технологий которые можно применить. И обычные виды сварки, и сварка трением, и сварка электронным лучом в вакууме. В общем выбирай - не хочу. Даже не знаю что лучше.

> 3. Пока не вижу плюсов в сравнении например с исходно надувной конструкцией, которая будет впоследствии полимеризироваться

А я всем предлагаю это начать не с космических кораблей, а с морских. Пусть сперва начнут морские корабли делать надувными, танкеры там, авианосцы - а потом уж поговорим о космических.

Небоскрёбы - тоже советую надувные построить. Зачем начинать с Луны? Пусть начнут с Земли. Надуют небоскрёб, полимеризируют, а мы посмотрим и решим годится ли это для Луны.

На надувных лодках с детства по морю ходил. На пластиковых яхтах- тоже. В рассматриваемом случае нагрузки составляют величину, избыточную для металлических конструкций, стало быть пластик вполне может оказаться вполне эффективным.
Кстати, насчет надувных небоскребов- не получится: в условиях гравитации слишком большая весовая нагрузка на первые этажи и слишком большая ветровая нагрузка на всю систему. Вот надувные склады и склады по технологии "надуваем, кладем сеточную арматуру, тонкий слой бетона, после фиксации выдуваем" вполне себе фунциклируют :)

> Кстати, насчет надувных небоскребов- не получится: в условиях гравитации слишком большая весовая нагрузка на первые этажи

А разве на Луне гравитации больше нету?

Насколько я знаю- в шесть раз меньше земной. И не нужно закладываться на ветровые нагрузки. К слову, надувные склады (их, бывает, используют и в других качествах вроде спортзалов) на Земле вполне себе используются. А надувные палатки, получаемые из спасательных плотиков- штука весьма комфортная.

> Насколько я знаю- в шесть раз меньше земной.

В шесть раз меньше - это значительно больше нуля.

А при посадке какие перегрузки? Сорокаметровый надувной мяч, который прыгает по Луне ...

Кстати, площадь поверхности 40 метровой сферы - 5000 квадратных метров. Как и в какую ракету вообще такая оболочка поместится? При том, что для свариваемой в космосе Сферы вообще нет ограничений по габаритам.


> А надувные палатки

А надувные палатки никто не надувает изнутри избыточным давлением в одну атмосферу.

Edited at 2015-07-19 11:21 am (UTC)

Стоит увеличить и сделать поправку на многослойность- получится где- то 20 000 квадратных метров. При нормальной толщине в полмиллиметра- это я с перезакладом таким на композит- 5 кубометров. Добавляем шестой кубометр на баллон с газом для надувательства и седьмой на всякий случай- получаем объем, который без особых изысков влезет в ракету "Союз".
Что касается технологий- янки подобное в конце пятидесятых годов реализовывали: пассивный отражательный спутник связи "Эхо".

> При нормальной толщине в полмиллиметра

А где расчёт? Напомню, что согласно моему Сфера-2013 должна быть ориентировочно 11 миллиметров толщиной для металла АМг-6.

> Добавляем шестой кубометр на баллон с газом для надувательства

А где расчёт? Расчёты необходимого воздуха для Сферы я приводил где-то на форумах. Сюда не перепостивал. Они значительно больше.

А зачем особый расчет на этапе первых прикидок? У нас есть площадь поверхности (от Вас), умножаем на толщину стенки- вот и первое приближение по объему оболочки в транспортном состоянии. Для резерва умножаем на два. Между прочим, для исходного наддува (придание формы) хватит и десятых-сотых долей атмосферы. После этого можно запускать грузовик с воздухом и первой партией системы жизнеобеспечения.
собственно вот http://livescience.ru/content/view/795/154/ нечто на подобную тему.
Кстати, получившаяся у Вас потребная толщина выглядит жутковато, напрашивается использование сотовых конструкций.

Edited at 2015-07-19 02:19 pm (UTC)

Момент истины

> собственно вот http://livescience.ru/content/view/795/154/

А вот с этого и надо было начинать, что вы хотите скопировать американское г... .

А мы уже как-то скопировали американское г... - ихний Шаттл. Который выводит столько же сколько наш "Протон", а весит - втрое больше. То есть Шаттл втрое неэффективнее "Протона". Да ещё при том, что Шаттл принципиально опасен - космонавтов нельзя спасти ни на взлёте, ни при посадке, в результате два шаттла погибли. США наконец сами признали, что шаттлы плохи и от них отказались. А мы их скопировали. Сделали свою копию - Буран. США сделал г..., а СССР это г... скопировал.

А почему? А потому, что Политбюро было поражено американоманией, считало, что всё, что делается в США - великим и истиной в последней инстанции. И не хотело слушать технических аргументов. Вот и заставило пол-страны корячится, чтобы скопировать американское г... .


Так, что вы ко мне без технических аргументов, и СВОИХ а не украденных у меня расчётов, специфики которых вы не понимаете, - близко ко мне не подходите. Потому, что на головы всяких американоманов я смотрю через оптический прицел. Считаю, что всех этих проамерикан-американ-америкашечек, жидконогеньких козявочек, букашечек, либералов и национал-предателей, надо гнать из органов власти в три шеи.

По-моему в исходной задумке есть большая ошибка.
Прочность сферы, которая требуется для того, чтобы удержать внутри себя хотя бы чистый кислород с давлением 0.2 атм, не говоря уж о воздухе с давленим 1атм, требуется настолько большой, что необходимость держать еще и усилия, возникающие от центробежной силы - совершенно непринципиальны.

И вообще воздух под давлением прекрасно работает как констуркционный материал. См, например, надувные и полужесткие катера, эксплуатируемые нефтяниками на морских платформах. Или надувные здания-купола, где давления обычно на порядок меньше, чем требуется в случае космической станции.

Эта тема старая, 2013-ого года, с которой всё начиналось. Рекомендую посмотреть другие темы, чтобы понять как всё развивалось. Расчёт прочности Сферы там есть.

А центробежная сила не действует на Сферу, так как Сфера не вращается, а вращается лишь внутренняя сферическая центрифуга.

Edited at 2015-12-05 06:27 am (UTC)

На мой взгляд, та разница нагрузки на конструкцию, которая вознимкает от того, что сфера вращается, не стоит того усложнения констуркции, которое возникает от наличия внутри центрифуги. Если прочности хватит на то, чтобы выдержать давление, то её хватит и на то, чтобы выдержать центробежную силу. Если будет не хватать, то никто не мешает снизить рабочее давление аж в пять раз (как делали американцы на Аполлонах).

Вы расчеты того, как будет двигаться воздух в этой самой неподвижной сфере с вращающейся центрифугой внутри делали?

(по-моему, это достаточно сложный расчет, который вряд ли удастся проделать на персональном компьютере).

А от результатов этого расчета зависит то, сколько энергии потребуется для поддержания требуемой скорости вращения.

Цельновращающиеся конструкции в вакууме в этом плане гораздо проще.

> та разница нагрузки на конструкцию, которая вознимкает от того, что сфера вращается, не стоит того усложнения констуркции

Вы критикуете не читая, не зная проблем которые возникают. Как вы будете работать на поверхности вращающейся сферы? Вас выкинет в космос центробежной силой. Как вы развернёте вращающуюся сферу, чтобы двигатели были направлены в нужном направлении, когда вам мешает гироскопический эффект? Как будете подавать свет, чтобы он был не ломанный, не мерцающий? По оси? А как вы будете стыковаться к вращающейся сфере? Тоже по оси? Но это только один корабль. А если стыковочный узел сломается, что часто бывало на старых станциях, то что? Мне лень повторять всё то, что сто раз обсуждали, и всё давно ясно. Короче, сначала читайте, а потом критикуйте.

Edited at 2015-12-05 07:06 am (UTC)

Естественно, что вращающийся элемент конструкции космического аппарата не должен быть единственным элементом этого аппарата. У вас, кстати тоже так нарисовано.

Это решает проблему и с двигателями, и со стыковкой. Устройство переходного узла от вращающейся к невращающейся части у меня было подробно разобрано в одном из старых постов. И проблемы передачи электричества там тоже рассматривались. Кстати вот со светом, обычным, который от Солнца и из фотонов состоит, у вас тут совсем плохо.
Сделать оранжерею с естественным освещением не получится.

Что касается работ на поверхности вращающейся части станции, то они в общем-то не принципиально опаснее, чем работы производимые, скажем, в высокогорье при монтаже ЛЭП.

Люди прекрасно работают в условиях, когда падение безусловно смертельно, а используемая экипировка столь же громоздка и неудобна, как космический скафандр.

Вообще представьте себе матросов на реях парусника в полярном море. Если он сорвется и улетит за борт, то шансов на спасение у него меньше, чем у космонавта, отброшенного от вращающейся станции, потому что время выживания в ледяной воде меньше, чем запас жизнеобеспечения в скафандре. А сила, которая на него действует - это не просто гравитация в 1G, это качка, вызываемая волнами, которые кренят корабль градусов на 20-30. И ничего, столетиями ходили в этих широтах корабли с прямыми парусами.


Но вообще на мой взгляд, сферическая форма перспективна скорее для безгравитационных объемов. Прикиньте угловые скорости, до которых нужно раскручивать центрифугу, чтобы при небольшом радиусе получить приемлемое ускорение.
Плюс еще учтите силу Кориоллиса, возникающую от того, что голова и ноги космонавта находятся на разных расстояниях от центра вращения, и вы получите что большая часть объема сферы для каких бы то ни было практических целей малопригодна.

В общем, по-моему для создания искусственной гравитации гораздо перспективнее конструкция "гантелька" - два объема, соединенных длинной трубой, и вращающихся вокруг середины этой трубы. В этом случае радиус вращения легко может составлять десятки метров при общей массе станции (вместе с вращающейся и невращающейся частями) на порядок меньше, чем у МКС.

Такая конструкция уже имеет перспективы применения в виде жилого отсека межпланетного корабля. В то время как вывести на межпланетную траектрию сферу хотя бы 20-метрового диаметра - очень большой разгонный блок понадобится.

У вашей сферы интересна возможность совмещения в одном гермообъеме и гравитационной и безгравитационной части (если удастся решить проблемы циркуляции воздуха). Это интересно с точки зрения создания учебной станции, основной задачей которй является подготовка людей к работе в невесомости. Но с другой стороны, единый и единственный большой гермообъем вызывает опасения с точки зрения безопасности. Серьезной угрозой для такой станции может быть не только разгерметизация, но и утечка в обитаемый объем какого-нибудь хладагента, как недавно на МКС. Гантелька же имеет минимум два легко изолируемых гравитационных гермообъема, и еще сколько-то безгравитационных.

А вообще для чего незаменима описанная вами технология сборки геодезических сфер на орбите, так это не для обитаемых объемов, а для топливных баков - либо для баков орбитальных станций-портов, куда какими-нибудь SSTO завозится понемногу топливо для межпланетных кораблей, либо для баков самих межпланетных кораблей.

  • 1
?

Log in

No account? Create an account