Единственная возможность достичь космических скоростей и управлять движением космических аппаратов
Перейти к содержимому

Единственная возможность достичь космических скоростей и управлять движением космических аппаратов

  • автор:

Реактивное движение

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Ракета массой 3 т двигалась со скоростью 200 м/с. От нее отделилась первая ступень массой 1 т, при этом скорость оставшейся части ракеты возросла до 220 м/с. С какой скоростью относительно Земли стала двигаться первая ступень ракеты? (Ответ округлить до целого числа без единиц измерения).

Достичь заданной точки космического пространства

В основе решения практических задач ракетно-космической отрасли лежат математическое моделирование и программирование. Точные и надежные расчеты должны учитывать все ожидаемые сложности и особенности уже в процессе проектирования и на стадии создания изделия, поскольку в космическом пространстве на материалы и элементы оборудования космических аппаратов может воздействовать широкий комплекс обстоятельств. В этой связи требуется учитывать дополнительные факторы в математических моделях движения космических аппаратов и дополнительные ограничения на возможности управления двигательной установкой.

Специалисты Самарского университета имени академика Королева много лет занимаются сложным математическим моделированием движения космических аппаратов (КА), учитывая особенности функционирования этих конструкций и ряд физических и природных явлений (гравитацию Солнца, гравитационные поля Земли и Луны).

Ольга Леонардовна Старинова – профессор, доктор технических наук, заведующая кафедрой динамики полёта и систем управления, член Ученого Совета Института ракетно-космической техники Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)»

Ольга Леонардовна Старинова – профессор, доктор технических наук, заведующая кафедрой динамики полёта и систем управления, член ученого Совета Института ракетно-космической техники Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)» (г. Самара) – рассказала о ключевых аспектах своих исследований в области математического моделирования, в частности, о разработке модели малого космического аппарата с солнечным парусом и модели, с помощью которой можно оценивать эффективность проектных параметров планируемой космической миссии, например, к астероиду.

В чем специфика и сложность разработки эффективных и точных математических моделей и программ для ракетно-космической техники?

«Математические модели всегда используют при конструировании космической техники. Важно чтобы они как можно точнее описывали ситуацию, которая будет ожидать космический корабль в космосе. Чем точнее мы хотим получить модель, тем она будет сложнее, потому что она должна учитывать влияние большего количества факторов. Если мы хотим проанализировать движение аппарата, близкое к реальности, то наши модели должны точнее описывать его движение. В этом состоит сложность разработки моделей для космонавтики. Здесь даже возникает философская проблема: если мы хотим изучать неизвестный космический объект, то должны написать точную его модель. Но нужно сначала подлететь, чтобы изучить его и сформировать эту модель. То есть, если мы хотим полететь к какому-то объекту, мы должны иметь о нем исчерпывающие знания, а они отсутствуют.

При нынешнем развитии техники расчеты по математическим моделям стали доступнее, но всегда нужны ученые в области динамики полета, которые знают, как создавать и программировать эти модели. Динамика полета – это очень математизированная область. Для того, чтобы быть хорошим специалистом в этой междисциплинарной области знаний, нужно хорошо знать основы инженерии и теории движения космических аппаратов, программирования, математики, обладать знаниями о параметрах космических аппаратов с различными типами двигательных установок. Одно время соискатели на ученую степень в области динамики полета и систем управления имели право выбора и могли получить степень как кандидата физико-математических, так и технических наук», – сообщила Ольга Старинова.

Какие главные задачи стоят при построении математических моделей движения КА, например, за последние за 20 лет?

«Основная задача космонавтики осталась прежней – исследование космического пространства. Мне представляется, что это научное направление всегда будет оставаться актуальным. Если говорить о достижениях последних 20 лет, то сегодня человечество подошло к этапу, когда колонизация Луны из разряда героического переходит в разряд полезного для потребителя. На Луне побывали космические аппараты не только из России, США, Европы, но уже и из Израиля, ОАЭ, Китая, Индии», – уточнила исследователь.

Профессор Ольга Старинова занимается двумя основными направлениями по разработке математических моделей для ракетно-космической техники: парусными проектами и изучением движения в гравитационных полях небесных тел сложной формы, таких как астероиды и кометы.

В 1992 году проходил международный конкурс космической регаты, посвященный 500-летию со дня открытия Америки экспедицией Христофора Колумба. Российские специалисты из Куйбышевского авиационного института (ныне Самарский университет) приняли участие и заняли второе место после специалистов ПАО «РКК «Энергия» (г. Королёв), а предложенные расчеты и идеи относительно космического аппарата с солнечным парусом вызвали определенный интерес у отечественных и зарубежных коллег. В итоге завязалось тесное сотрудничество с физиком-теоретиком Еленой Николаевной Поляховой из Санкт-Петербургского университета и с американским ученым Романом Яковлевичем Кезерашвили из Городского университета Нью-Йорка (США). Сейчас специалисты успешно продолжают вести совместные исследования и активно публикуют авторские разработки в международных рецензируемых изданиях.

В 2016 году на Международном конгрессе астронавтики в Мексике Ольга Старинова вместе с Романом Кезерашвили пришла к идее о разработке модели солнечного парусника и общему мнению о необходимости учета температуры при расчете его конструкции.

Ольга Старинова объяснила, что представляет собой солнечный парусник, вызвавший интерес исследователей, и как он будет работать: «Космический аппарат движется за счет светового давления: Солнце светит на поверхность парусника и создает давление, похожее на действие ветра, поэтому он называется солнечным парусником. Достоинство парусника в том, что он летает без использования топлива двигателей и может существовать довольно большой промежуток времени, совершая свои миссии в Солнечной системе. Какой недостаток у паруса? Он долго совершает манёвры. В этой связи возникла идея: можно попробовать нанести на поверхность парусника специальное вещество (планируется бор) и рассчитать, как аппарат будет себя вести. Когда паруснику нужно будет разогнаться, его можно подвести к Солнцу, температура поверхности достигнет нужного значения, под действием температуры вещество будет испаряться с его поверхности и придавать дополнительное ускорение аппарату, то есть получится псевдореактивный двигатель. Парус – тонкая пленка, на которую будет нанесено испаряющееся вещество, которое будет его подталкивать, поэтому надо рассчитать, чтобы эта пленка не порвалась, ведь давление будет достаточно большим. Здесь важно провести и прочностные расчеты, и расчеты колебаний. Когда мы провели такие расчеты, оказалось, что парус выдерживает это достаточно большое давление и созданное ускорение позволяет совершать экспедиции на дальние планеты Солнечной системы или выходить за границы Солнечной системы».

Апробация предлагаемой модели космического аппарата с солнечным парусом в земных условиях невозможна. Она осуществляется только на земной орбите. По словам Ольги Стариновой, «когда действует гравитация Земли, мы не можем проводить испытания парусных кораблей. В земных условиях пленка на паруснике не сможет развернуться, скорее всего она порвется. Парусник может разворачиваться только в условиях невесомости, куда парус доставляется в сложенном состоянии».

Тем не менее, были проведены лабораторные испытания воздействия температуры на поверхность пленки паруса: помещали пленку с напыленным материалом в вакуумную камеру и доводили до нужных температур. Как подчеркивает Ольга Старинова, «динамика полета парусника тесно связана с прочностью парусника и температурными расчетами».

Самый маленький парусник, предлагаемый на данный момент учеными, радиусом 10 метров, а его скорость будет зависеть от температуры поверхности и траектории движения, реально может быть достигнута скорость космического аппарата от 100 до 200 км/с.

Российские исследователи уже представили проектную модель парусника, раскрывающегося за счет внешнего надувного торового кольца: конструкция предусматривает управляющие элементы, которые помогут разворачивать парусник под нужным углом к солнечным лучам, и поверхность, на которую будет наноситься испаряющееся вещество.

Колебания поверхности торового паруса под действием светового давления, размеры даны в метрах. Результаты расчетов научной группы по исследованию солнечного парусника, которую курирует профессор Ольга Старинова

Самарские ученые рассматривают парусные конструкции разного типа и проводят для них расчеты, чтобы найти оптимальный вариант. Например, сейчас в основном летают парусники каркасного типа: они простые, но тяжелые. Парусники роторного типа (вращающиеся) более легкие, они имеют низкую массу и могут летать с большим ускорением. На сегодняшний день специалисты выбрали парусник торового типа, на поверхность которого и будет наноситься бор.

«Мы работаем над полными расчетами модели космического аппарата с парусом торового типа. Американские коллеги, с которыми мы сотрудничаем, как раз проводят температурные испытания поверхности. НАСА сделаны реальные космические каркасные аппараты с солнечным парусом. Нынешняя конструкция весит меньше 100 кг».

У Ольги Стариновой и ее коллеги Елены Поляховой есть план написать научно-популярную книгу для старших школьников о солнечном паруснике с целью привлечь к истории парусных проектов и способов расчета, а в целом – к популяризации математического моделирования космических объектов.

Этапы колебаний паруса в процессе испарения нанесенного вещества. Результаты расчетов научной группы по исследованию солнечного парусника, которую курирует профессор Ольга Старинова

Кроме того, с разработкой парусных систем связано моделирование движения в сложных гравитационных полях. Так, в настоящее время под руководством профессора Ольги Стариновой ведется работа над грантом РФФИ (№ 20-38-90200 «Методика формирования законов управления космических аппаратов с электроракетной двигательной установкой, предназначенных для исследования малых тел Солнечной системы», 01.09.2020 — 01.09.2022)

«У нас есть модели четырех небесных тел неправильной формы, полученные при реальных полётах космических аппаратов. Эти модели известны и описаны. Однако, когда мы смотрим на какой-то астероид издалека, мы видим его орбиту вокруг Солнца, знаем его скорость, можем найти его массу и, по изменению яркости, можем определить период обращения. Но форму такого маленького тела сложно или невозможно увидеть даже в телескоп. Поэтому данных для построения математической модели его гравитационного поля недостаточно. Тогда у нас появилась идея: по имеющимся начальным сведениям можно создать приближенную модель для гравитационных астероидов или комет, описывающую эти объекты как массив гравитационных концентраторов. Сравнивая нашу приближенную модель с полученными при реальном движении космических аппаратов данными, мы подтвердили, что все маневры относительно этих объектов мы можем рассчитывать с точностью до 10-15%. Данная модель позволит на этапе проектирования миссии узнать, какой запас топлива должен быть на борту космического аппарата для осуществления всех требующихся маневров, какой двигатель лучше использовать», – сообщила Ольга Старинова.

Таким образом, комплексное моделирование движения и прочности космических аппаратов открывает возможности для увеличения длительности исследовательских межпланетных миссий, быстрого перемещения в небесном пространстве, а в перспективе – познания неизведанной до конца Вселенной.

Реактивное движение

Из этого видеоурока вы узнаете, какое движение называется реактивным. Также мы выясним, какому закону подчиняется реактивное движение. Познакомимся с основными элементами и принципом действия ракеты. Узнаем, за счёт чего увеличивается скорость ракеты в процессе движения.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.

Получите невероятные возможности

1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.

2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.

3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ

Конспект урока «Реактивное движение»

Давайте рассмотрим несколько примеров, которые подтверждают справедливость закона сохранения импульса.

На экране представлен горизонтальный рельсовый путь, на котором находится платформа с закреплённым на ней артиллерийским орудием. Ствол орудия горизонтален. Если орудие выстрелит, то платформа начинает катиться в сторону, противоположную направлению выстрела. Как объяснить это явление?

Давайте разбираться. Сила тяжести, действующая на платформу с орудием, компенсирована силой нормальной реакции рельсов. Трением качения можно пренебречь. Значит, результирующая внешних сил равна нулю. Поэтому к системе (платформа с орудием и снаряд) можно применить закон сохранения импульса.

Почему платформа пришла в движение? Из-за «отдачи» при выстреле, то есть из-за того, что пороховые газы действовали как на снаряд, так и на орудие. Хотя мы не знаем, чему равна эта сила, но с помощью закона сохранения импульса мы смогли найти скорость движения платформы.

Явление «отдачи» можно показать на простом опыте. Прикрепим к игрушечному автомобилю надутый воздушный шарик и проколем его иглой. Из отверстия в шарике начинает вырываться струя воздуха, и автомобиль приходит в движение. Мы знаем, что как правило для набора скорости тело отталкивается от окружающих тел: дорожного покрытия, водной или воздушной среды и тому подобного. В нашем же опыте автомобиль вместе с шариком «отталкивался» от воздуха, запасённого внутри системы.

Движение автомобиля с шариком является примером реактивного движения. Так называют движение, которое возникает, когда от тела отделяется и движется с некоторой скоростью какая-то его часть.

Реактивное движение — это наиболее яркое проявление практического применения закона сохранения импульса. В живой природе оно наблюдается у осьминогов, кальмаров, каракатиц и медуз. Все они используют для плавания отдачу выбрасываемой струи воды.

Выдающуюся роль реактивные технологии приобрели во второй половине 20 века. Они находят широкое практическое применение в авиации и космонавтике. Типичным примером реактивного движения может служить движение ракет. Так как в космосе нет среды, от которой можно «отталкиваться», единственная возможность достичь космических скоростей и управлять движением космических аппаратов — это использование реактивных двигателей.

Чаще всего ракета имеет трубчатый корпус, закрытый с одного конца. В нём, как правило, располагается полезный груз (например, космический корабль). И приборный отсек. Большую часть ракеты занимают баки с топливом и окислителем. По трубопроводу топливо подаётся в камеру сгорания, где оно сгорает и превращается в газ высокой температуры и высокого давления. Через реактивное сопло, расположенное снизу ракеты, газ вырывается наружу и образует реактивную струю.

Систему «ракета-газ» можно считать замкнутой, так как сила притяжения к Земле намного меньше внутренних сил, возникающих при сгорании топлива. Значит к данной системе применим закон сохранения импульса. Когда ракета на стартовой площадке неподвижна, то её суммарный импульс равен нулю: неподвижно топливо и неподвижен корпус. Для простоты расчётов будем считать, что топливо сгорает мгновенно и горячие газы под большим давлением выбрасываются через сопло́ наружу. При этом корпус ракеты станет двигаться в сторону, противоположную движению газов.

Из полученной формулы видно, что скорость ракеты можно увеличить двумя путями: увеличив скорость вытекающих газов из сопла́ ракеты и увеличив массу сгораемого топлива. Но второй путь приведёт к уменьшению доли полезной массы — массы корпуса, а также перевозимого груза.

Отсюда понятна выгода использования многоступенчатых ракет. По мере выгорания топлива в ступенях их отделяют. Уменьшение массы ракеты облегчает её дальнейший разгон. При этом последняя ступень может использоваться как для увеличения скорости ракеты, так и для её торможения. Так при возвращении корабля на Землю ракету разворачивают на сто восемьдесят градусов, чтобы сопло́ оказалось впереди. Тогда вырывающийся газ сообщает ракете импульс, направленный против скорости её движения, что приводит к уменьшению скорости и даёт возможность осуществить посадку.

Ракеты известны давно. Впервые о них упоминается в китайских хрониках тысяча сто пятидесятого года, где описывались запуски фейерверков.

Естественно, что такое интересное явление, как движение ракет, изучалось многими учёными. Так, в 1650 году в Амстердаме вышла книга «Великое искусство артиллерии» генерал-лейтенанта польской армии Казимира Семеновича. В ней была глава, посвящённая описанию движения ракет и их конструкций. Эта книга практически одновременно была переведена на основные европейские языки того времени.

Большой вклад в теорию движения ракет внесли русские учёные. Так идея использования многоступенчатых ракет для запуска на орбиту искусственных спутников была предложена в начале двадцатого века русским учёным Константином Эдуардовичем Циолковским. Им была получена формула, сейчас носящая его имя, позволяющая оценить запас топлива, который должен быть в ракете, чтобы она стала искусственным спутником Земли.

Идея Циолковского была осуществлена советскими учёными под руководством Сергея Павловича Королева. Мы уже говорили о том, что первый в истории искусственный спутник Земли был запущен с помощью ракеты в Советском Союзе 4 октября 1957 года. А первым человеком, который совершил космический полет, был гражданин СССР Юрий Алексеевич Гагарин. Двенадцатого апреля тысяча девятьсот шестьдесят первого года он облетел земной шар за 108 минут на корабле-спутнике «Восток».

Советские ракеты первыми достигли Луны, первыми облетели Луну и сфотографировали её невидимую с Земли сторону, и первыми достигли планеты Венера.

В 1969 году американский астронавт Нил Армстронг впервые в истории человечества ступил на поверхность другого небесного тела — Луны. Американские астронавты совершили несколько полётов на Луну с выходом на её поверхность и длительным (до трёх земных суток) сроком пребывании на ней.

Были созданы и запушены на околоземную орбиту станции-спутники, идея использования которых также принадлежит Циолковскому Константину Эдуардовичу.

Закрепления материала.

Зачем космические аппараты вращаются

Для находящихся в космосе объектов вращение — дело привычное. Когда две массы двигаются относительно друг друга, но не навстречу или друг от друга, их гравитационная сила создаёт крутящий момент. В итоге в Солнечной системе все планеты вращаются вокруг Солнца.

Но это то, на что человек не влиял. Зачем же вращаются космические аппараты? Чтобы стабилизировать положение, постоянно направлять приборы в нужную сторону и в будущем — для создания искусственной гравитации. Давайте разберём эти вопросы подробнее.

Стабилизация вращением

Когда мы смотрим на автомобиль, мы знаем, в какую сторону он едет. Управление им происходит благодаря взаимодействию с внешней средой — сцеплению колёс с дорогой. Куда поворачивают колёса — туда и весь автомобиль. Но если мы лишим его этого сцепления, если мы отправим машину на лысой резине кататься по льду, то она закружится в вальсе, что будет крайне опасно для водителя. Такой тип движения возникает редко на Земле, но в космосе это норма.

  1. Получение нужной траектории (управление движением центра масс),
  2. Управление ориентацией, то есть получение нужного положения корпуса космического аппарата относительно внешних ориентиров (управление вращательным движением вокруг центра масс);
  3. Случай, когда эти два типа управления реализуются одновременно (например, при сближении космических аппаратов).

Пример такого вращения приводит Роберт Фрост, инструктор и оператор в НАСА: это автоматическая межпланетная станция «Юнона», запущенная в 2011 году для исследования Юпитера и вышедшая на орбиту планеты 5 июля 2016 года. Вращение — один из способов ориентации и стабилизации, основным преимуществом которого является экономичность. Стоит раскрутить аппарат один раз, и затем можно будет крутиться столетиями, не используя лишнее топливо и не заботясь об управлении аппаратом с помощью электроники. Если электроника аппарата откажет — «Юнона» сохранит вращение.

Сохранение направления для приборов

По видеороликам заметить сложно, но Международная космическая станция постоянно вращается по Y-оси со скоростью 4 градуса в минуту. Такая угловая скорость выбрана, чтобы синхронизировать вращение станции вокруг своей оси с её вращением вокруг Земли. Антенны смотрят GPS-спутники и спутники связи, а из окон наблюдения за Землёй желательно видеть планету, чтобы снимать её. Вращение и ускорение также используются для того, чтобы избегать столкновений с космическим мусором.

Некоторые космические аппараты используют вращение для теплового контроля, чтобы не перегревать одну сторону, что может привести к поломкам. Международная космическая станция так не делает, в отличие от других аппаратов, которые равномерно прогреваются.

На видео ниже можно рассмотреть, как станция сохраняет свою ориентацию относительно Земли.

При межпланетных перелётах на первый план выступают моменты сил, создаваемые давлением солнечного света, и это давление может помогать аппарату поддерживать нужную ориентацию. Космические аппараты «Венера» и «Марс» использовали следующую схему ориентации: после того, как система управления придавала аппарату нужное положение относительно Солнца, корпусу сообщалось вращение вокруг собственной оси. Затем его движение вокруг центра масс происходило под действием двух эффектов: эффекта волчка и момента сил, создаваемого давлением солнечного света. Аппарат приобретал свойства флюгера. Такая сложная схема позволяла обеспечить постоянное направление солнечных батарей к Солнцу.

Космический аппарат «Венера-3»

Создание искусственной гравитации

Концепт Nautilus-X.

Приспособленный к жизни в условиях земного притяжения организм умудряется выжить и без него. И не только выжить, но и активно работать. Но это маленькое чудо обходится не без последствий. Опыт, накопленный за десятилетия полётов человека в космос, показал: человек испытывает в космосе много нагрузок, которые оставляют след на теле и психике.

На Земле наш организм борется с гравитацией, которая тянет кровь вниз. В космосе этоа борьба продолжается, но сила гравитации отсутствует. Поэтому космонавты одутловаты. Внутричерепное давление растёт, растёт давление на глаза. Это деформирует зрительный нерв и влияет на форму глазных яблок. Снижается содержание плазмы в крови, и из-за уменьшения количества крови, которую нужно качать, атрофируются мышцы сердца. Дефект костной массы значителен, кости становятся хрупкими.

Чтобы побороть эти эффекты, люди на орбите вынуждены ежедневно заниматься физическими тренировками. Поэтому создание искусственной силы тяжести считают желательным для долговременных космических путешествий. Такая технология должна создать физиологически естественные условия для обитания людей на борту аппарата. Еще Константин Циолковский считал, что искусственная гравитация поможет решить многие медицинские проблемы полёта человека в космос.

Сама идея основана на принципе эквивалентности силы гравитации и силы инерции, который гласит: «Силы гравитационного взаимодействия пропорциональны гравитационной массе тела, силы инерции же пропорциональны инертной массе тела. Если инертная и гравитационная массы равны, то невозможно отличить, какая сила действует на данное достаточно малое тело — гравитационная или сила инерции».

У такой технологии есть недостатки. В случае с аппаратом небольшого радиуса разная сила будет воздействовать на ноги и на голову — чем дальше от центра вращения, тем сильнее искусственная гравитация. Вторая проблема — сила Кориолиса, из-за воздействия которой человека будет укачивать при движении относительно направления вращения. Чтобы этого избежать, аппарат должен быть огромным. И третий важный вопрос связан со сложностью разработки и сборки такого аппарата. При создании такого механизма важно продумать, как сделать возможным постоянный доступ экипажа к отсекам с искусственной гравитацией и как заставить этот тор двигаться плавно.

В реальной жизни такую технологию для строительства космических кораблей ещё не использовали. Для МКС предлагали надувной модуль с искусственной гравитацией для демонстрации прототипа корабля Nautilus-X. Но модуль дорог и создавал бы значительные вибрации. Делать всю МКС с искусственной гравитацией с текущими ракетами трудноосуществимо — пришлось бы собирать всё на орбите по частям, что в разы усложнило бы размах операций. А ещё эта искусственная гравитация перечеркнула бы саму суть МКС как летающей микрогравитационной лаборатории.

Концепт надувного модуля с микрогравитацией для МКС.

Зато искусственная гравитация живёт в воображении фантастов. Корабль «Гермес» из фильма «Марсианин» имеет в центре вращающийся тор, который создаёт искусственную гравитацию для улучшения состояния экипажа и снижения воздействия невесомости на организм.

Национальное аэрокосмическое агентство США разработало шкалу уровней готовности технологии TRL из девяти уровней: с первого по шестой — развитие в рамках научно-исследовательских работ, с седьмого и выше — опытно-конструкторские работы и демонстрация работоспособности технологий. Технология из фильма «Марсианин» соответствует пока лишь третьему или четвёртому уровню.

В научно-фантастической литературе и фильмах есть много применений этой идеи. В серии романов Артура Кларка «Космическая Одиссея» описывался «Discovery One» в форме гантели, смысл которой — отделить ядерный реактор с двигателем от жилой зоны. Экватор сферы содержит в себе «карусель» диаметром 11 метров, вращающуюся со скоростью около пяти оборотов в минуту. Эта центрифуга создаёт уровень гравитации, равный лунному, что должно предотвращать физическую атрофию в условиях микрогравитации.

image

«Discovery One» из «Космической Одиссеи»

В аниме-сериале Planetes космическая станция ISPV-7 имеет огромные помещения с привычной земной гравитацией. Жилая зона и зона для растениеводства размещены в двух торах, вращающихся в разных направлениях.

image

Даже твёрдая фантастика игнорирует огромную стоимость такого решения. Энтузиасты взяли для примера корабль «Элизиум» из одноимённого фильма. Диаметр колеса – 16 километров. Масса — около миллиона тонн. Отправка грузов на орбиту стоит 2700 долларов за килограмм, SpaceX Falcon позволит сократить эту цифру до 1650 долларов за килограмм. Но придётся осуществить 18382 запуска, чтобы доставить такое количество материалов. Это 1 триллион 650 миллиардов американских долларов — почти сто годовых бюджетов НАСА.

До реальных поселений в космосе, где люди могут наслаждаться привычными 9,8 м/с² ускорения свободного падения, ещё далеко. Возможно, повторное использование частей ракет и космические лифты позволят приблизить такую эпоху.

  • космонавтика
  • космические аппараты
  • научная фантастика
  • искусственная гравитация
  • межпланетные перелёты
  • физика
  • научно-популярное
  • фильмы

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *