Инженеры Поднебесной изучают возможность создания сверхбольших космических кораблей длиной до одного километра. Насколько осуществима эта идея и в чем польза такого массивного космического корабля?
Сразу поясним, что проект - это не какая-то безумная идея шарлатана или очередного строителя финансовой пирамиды. Он вошёл в конкурс исследовательских предложений, который проводит Национальный фонд естественных наук Китая.
Что же хотят получить в итоге власти страны? "Важное стратегическое аэрокосмическое оборудование для будущего использования космических ресурсов, исследования тайн Вселенной и длительного пребывания на орбите".
Фонд предлагает учёным провести обоснование новых методов проектирования, которые позволят снизить количество строительных материалов, необходимых для строительства объектов на орбите, и новых методов безопасной сборки массивных конструкций в космосе. В случае если учёные будут достаточно убедительны, Фонд поддержит дальнейшее технико-экономическое обоснование идеи на протяжении следующих пяти лет. Бюджет составит 15 миллионов юаней (170 миллионов российских рублей, или 2,3 миллиона долларов США).
Проект гигантского корабля, которые мы видели только в научно-фантастических фильмах, может показаться научной фантастикой. Но его уже обсуждает бывший главный технолог НАСА Мейсон Пек (Mason Peck). Он сказал, что идея не совсем удачная, и основные проблемы, по его мнению, будут связаны не столько с фундаментальной наукой, сколько с инженерией.
«Я думаю, что это вполне возможно, - сказал в интервью Live Science Пек, ныне профессор аэрокосмической техники в Корнеллском университете. - Я бы назвал проблемы не непреодолимыми препятствиями, а скорее проблемами масштаба».
По словам Пека, самой большой проблемой будет цена. Всё из-за огромной стоимости запусков объектов и материалов в космос.
Международная космическая станция, размер которой в самом широком месте составляет около 110 метров (по данным НАСА), стоит примерно 100 млрд долларов США. Чтобы построить что-то в 10 раз больше , придётся раскошелится ещё серьёзнее. Это может подорвать даже самые щедрые национального бюджеты.
Однако многое зависит от того, какую структуру планируют построить китайцы. МКС укомплектована оборудованием и рассчитана на размещение людей, что значительно увеличивает её массу.
«Если мы говорим о чем-то просто длинном и не тяжёлом, то это совсем другая история», - отметил Пек.
Строительные технологии и решения в области материаловедения также могут снизить стоимость запуска космического корабля-гиганта в космос.
Традиционный подход заключался бы в создании компонентов на Земле, а затем их сборке, как Лего, на орбите. Но технология 3D-печати в космосе потенциально может превратить компактное сырьё в структурные компоненты гораздо больших размеров. То есть корабль будет большим по длине и площади, но при этом он будет больше похож на строительные леса. нежели на средневековую крепость.
По словам Пека, еще более привлекательным вариантом было бы получение сырья для строительства такого гиганта с Луны. Она имеет более низкую гравитацию по сравнению с Землей. Это означает, что запускать материалы с её поверхности в космос будет намного проще. Вот только тут возникает другая проблема: для этого сначала нужно будет выстроить инфраструктуру для производства сырья и запуска его Луны. В краткосрочной перспективе это не вариант.
Конструкция столь массивных размеров также столкнется с уникальными проблемами. Пек объяснил, что всякий раз, когда космический корабль подвергается воздействию внешних сил, будь то маневрирование на орбите или стыковка с другим транспортным средством, движение передает энергию конструкциям космического корабля, которая заставляет его вибрировать и изгибаться.
По словам Пека, в такой большой структуре этим колебаниям потребуется много времени, чтобы затухнуть. Поэтому, вероятно, космическому кораблю потребуются амортизаторы или активный контроль, чтобы противодействовать этим разрушительным и мешающим передвижению вибрациям.
Китайским конструкторам также придётся пойти на осторожные компромиссы при принятии решения о том, на какой высоте космический корабль должен двигаться по орбите.
Ведь на более низких высотах сопротивление внешних слоёв атмосферы замедляет любые аппараты, заставляя их постоянно возвращаться на стабильную орбиту. Пек отметил, что это уже проблема для МКС, а для гораздо более крупной конструкции, которая имеет большее сопротивление и требует больше топлива, чтобы вернуться на место, это будет ещё более серьёзной проблемой.
Можно было бы поднять всю конструкцию выше. Но запуск на более высокую стоит дороже, а уровень радиации быстро увеличивается по мере удаления объекта от атмосферы Земли, что будет проблемой, если в космическом корабле будут находиться люди.
Майкл Лембек (Michael Lembeck), профессор аэрокосмической техники в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн, впрочем, утверждает, что создание такой структуры может быть возможно технически, но невозможно в практическом смысле. Он, к слову, работал как над правительственными, так и над коммерческими космическими программами.
«Такое ощущение, что мы рассуждаем о строительстве Starship Enterprise, - отметил он в интервью Live Science. - Это фантастично, нереально и об этом интересно поразмыслить, но это не очень реалистичный сценарий для существующего уровня технологий».
По словам Лембека, столь крошечный бюджет исследовательского проекта позволит провести лучшем случае лишь небольшое академическое исследование. Оно даст возможность наметить самые ранние контуры такого проекта и выявить существующие технологические пробелы.
Для сравнения: на создание капсулы, которая доставит астронавтов на МКС, было выделено три миллиарда долларов США.
"Таким образом, уровень вложений здесь чрезвычайно мал по сравнению с желаемыми результатами", - добавил профессор.
Вопросы возникают и к тому, для чего можно было бы использовать такой большой космический аппарат?
На нём можно разместить космическое производство, которое будет использовать преимущества микрогравитации и обильной солнечной энергии для создания каких-либо ценных для землян продуктов, например, полупроводников или оптического оборудования.
Это может быть долгосрочный проект по размещению среды обитания людей за пределами защитного кокона Земли (атмосфера спасает нас от суровых условий космоса). Но в любом случае это потребует колоссальных затрат на обслуживание. Даже если Китай доверит обслуживание такого корабля аппаратам-роботам.
Наиболее многообещающим применением такой большой космической конструкции было бы научное применение. (И тут я прямо-таки потираю руки.) Космический телескоп такого размера потенциально сможет увидеть детали на поверхности планет в других звёздных системах!
Это может в корне изменить наше представление о других планетах и, возможно, даже жизни во Вселенной. Последняя цель для Китая могла бы быть очень и очень привлекательной.
Мы пишем про достижения науки, суперсовременные технологии и их внедрение, рассказываем о том, каким будет будущее. Если вам нравятся наши новости, подписывайтесь на наш канал и не забывайте ставить лайки. Эти нехитрые действия помогают нам в развитии и сборе средств для финансирования проекта.
Также наши сообщества есть в Telegram, twitter, ВК, Facebook, "Одноклассниках". Приходите, если вы бываете там чаще, чем на Дзене.
Читайте также:
MIT представил первую цифровую ткань. Она собирает, хранит и обрабатывает данные, словно компьютер.
Учёные создали мельчайшие «ловушки» для поимки вирусов в организме
Химики впервые превратили воду в металл в научном эксперименте