6 Minutės
Privatūs kosmoso sektoriaus žaidėjai siūlo radikalų orbitalinio gyvenimo pertvarkymą: išpūčiamus buveinius, kurie į orbitą pakyla kompaktiški ir kosmose išsiplečia. Artėjant Tarptautinės kosminės stoties (TKS) eksploatacijos pabaigai, startuoliai teigia, kad tokie balionams panašūs moduliai gali pasiūlyti daugiau naudingos apimties vienu paleidimu, greičiau ir pigiau nei tradicinė rigidinė technika. Visgi inžineriniai iššūkiai ir orbitinio saugumo klausimai išlieka svarbūs ir reikalauja sprendimų.
Nuo varžtais surinktų modulių iki išpūčiamų apvalkalų — alternatyvus modelis orbitaliniams namams
Tarptautinė kosminė stotis buvo surenkama dalimis per kelis dešimtmečius, o kiekvienas modulis į mažąją Žemės orbitą buvo nugabentas brangiomis raketomis. Toks metodas sukūrė didžiausią žmogaus sukurtą statinį kosmose, tačiau jis yra logistiškai sudėtingas ir brangus. Dabar nauja orbitalinių buveinių kūrėjų karta siūlo kitokį kelią: slėgį turinčius išpūčiamus modulius, kurie į orbitą pakyla kompaktiški, o išskleidžiami užtikrina dideles vidaus erdves.
Vienas ryškesnių pavyzdžių yra įmonė MaxSpace ir jos Thunderbird buveinio koncepcija. Pasak kompanijos, Thunderbird galėtų išsiskleisti iki maždaug 348 kubinių metrų vidinės apimties — tai yra apie trečdalį TKS bendros pressurizuotos apimties — tačiau modulį galima būtų pristatyti į orbitą vienu SpaceX Falcon 9 paleidimu. MaxSpace viešai nurodo 2029 metus kaip preliminarią datą pilno masto paleidimui, o mažesnis demonstracinis modulis galėtų skristi jau 2027 metais kaip „rideshare“ misijoje.
Dizaino privalumai ir įranga laive
Išpūčiami buveiniai pasižymi keliais patraukliais privalumais komerciniam ir moksliniam darbui mažojoje Žemės orbitoje (LEO). Kadangi struktūra yra sulankstyta ir sutankinta paleidimui, sistema maksimaliai padidina naudingą vidinę erdvę vienam kilogramui ir vienam paleidimo doleriui. Tai leidžia realizuoti platesnius planavimo sprendimus: Thunderbird koncepcijoje numatomos didelės kupolinės langų srities panoraminėms Žemės apžvalgoms, konfigūruojamos gyvenamosios ir darbo zonos, privačios miego kapsulės ir integruoti didelio formato ekranai tiesioginei Žemės transliacijai bei ryšiui.
Dizaineriai taip pat pabrėžia moduliškumą ir perkonfigūruojamumą tarp misijų. Vidaus pertvaros ir darbo stalai gali būti perstatomi misijos metu, leidžiant įgulai adaptuoti tyrimų ir gyvenamąsias erdves kintantiems poreikiams — tokia lankstumas tradiciniuose kietuose moduliuose yra sudėtingai pasiekiamas. Komerciniams operatoriams ši universalumas gali paremti kosmoso turizmą, mokslinius laboratorinius eksperimentus, medijų gamybą bei gamybos demonstracijas mikrogravitacijoje.
Techniniai ir ekonominiai iššūkiai priešakyje
Perkelti koncepciją į tvarų orbitalinį objektą nėra lengva ar savaime suprantama. Išpūčiami buveiniai turi atsilaikyti nuo mikrometeoridų ir orbitinių šiukšlių — didelio greičio dalelių, galinčių pradurti dujomis užpildytus apvalkalus. Inžinieriai kuria daugiasluoksnes audinių, Kevlaro ar Vectran tipo tvirtinimo sluoksnių, taip pat Whipple tipo skydus ir papildomas apsaugines struktūras; tačiau patvirtinti jų atsparumą vis labiau užterštoje LEO aplinkoje yra didelis techninis iššūkis. Nacionalinių kosmoso agentūrų pastarojo meto darbai pabrėžia riziką: kosmonautų išėjimai iš stoties montuoti apsaugines plokštes po to, kai lankytojų transporto priemonės buvo pažeistos, iliustruoja, kaip realios ir artimos yra šiukšlių grėsmės.
Be smūgio apsaugos, kūrėjams reikia patvirtinti gyvybės palaikymo sistemas (anglies dioksido filtravimą, oro regeneraciją, deguonies tiekimą), ilgalaikę šiluminę kontrolę, radiacijos apsaugą, dokavimo sąsajas ir įgulos saugos procedūras. Ekonominiu požiūriu startuoliai turi įtikinti klientus ir vyriausybines institucijas, kad išpūčiamas biuras gali garantuoti patikimą veikimą ir ekonomiškai efektyvų prieinamumą, palyginti su kitais komerciniais LEO sprendimais. NASA Komercinių skylių mažojoje Žemės orbitoje programos (Commercial LEO Destinations, CLD) iniciatyva, skirta perkelti LEO tyrimus ir veiklas į privačias platformas TKS eksploatacijai artėjant prie pabaigos, tapo pagrindiniu tašku kompanijoms, siūlančioms pakeitimus ir naujus buveinius.
Misijų profiliai ir ateities perspektyvos
MaxSpace ir konkurentai pristato išpūčiamus buveinius ne tik kaip LEO stoteles, bet ir kaip adaptuojamus komponentus tolimesnėms kosmoso misijoms. Įmonių vadovai įsivaizduoja, kad modifikuoti išpūčiami moduliai gali būti perdaryti cislunarinėms stočių sistemoms, Mėnulio paviršiaus palaikymui arba tranzito buveiniams Marsui. Bendra idėja — tiekti didelę vidinę erdvę su mažu paleidimo apvalkalu — gerai masteliuojasi situacijose, kuriose tradiciniai kietieji sprendimai yra ribojami paleidimo masės ir korpuso tūrio.
Vis dėlto operaciniai grafikai yra nežinomi ir priklausomi nuo prototipų bandymų, reguliavimo patvirtinimų ir partnerių sutarčių. Nors MaxSpace nurodo 2029 m. kaip tikslą didesnei Thunderbird dislokacijai, pati įmonė pripažįsta, kad bandymai prototipų, sertifikacija ir komerciniai susitarimai gali pakeisti galutinį tvarkaraštį. Mažas demonstratorius 2027 m. būtų skirtas patikrinti išskleidžiamą struktūrą, terminį elgesį ir radiacijos mažinimo medidas realioje orbitinėje aplinkoje bei surinkti duomenis tolimesniam techniniam tobulinimui.
Politika, partnerystės ir komercinis poreikis
NASA planuojant TKS eksploatacijos pabaigą per maždaug penkerius metus, viešojo ir privataus sektoriaus partnerystės formuos, kas užpildys susidariusią spragą. NASA CLD programa aktyviai kviečia ir finansuoja komercines platformas, kad būtų išsaugotos tyrimų galimybės orbitoje. Startuoliams laimėti CLD sutartis arba užsitikrinti komercinius klientus — nuo mokslo institucijų iki kosmoso turistinių įmonių — bus lemiamas veiksnys. Partnerystės su paleidimo tiekėjais, draudikais ir tarptautiniais suinteresuotaisiais taip pat nulems, ar išpūčiami buveiniai taps įprasta praktika kosminėje pramonėje.
Ekspertų įžvalgos
Dr. Amina Patel, hipotetinė aerokosminių sistemų inžinierė su dviem dešimtmečiais patirties orbitaliniuose buveiniuose, pateikia atsargų pritarimą: „Išpūčiami moduliai sprendžia realią problemą — kompromisą tarp paleidimo tūrio ir naudingos erdvės. Tačiau sėkmė priklausys nuo kruopščių bandymų mikrometeoridų sraute, patikrintos gyvybės palaikymo sistemos atsarginių sprendimų ir aiškių operacinių procedūrų. Jei komandos galės įrodyti pakartotinį saugumą ir prieinamumą finansiškai, išpūčiami sprendimai gali tapti transformaciniu žingsniu komerciniame LEO ir toliau.“
Patel priduria, kad tarptautinis bendradarbiavimas ir atviros šiukšlių šalinimo gairės bus būtini: „Kai daugiau komercinių platformų pateks į orbitą, eismo valdymas ir šiukšlių mažinimas taps kertinėmis veiklumo sąlygomis. Technologijos vienos nepakanka — reikalinga koordinuota politika ir dalijimasis gerąja praktika.“
Išpūčiami buveiniai yra intriguojantis ir techniškai įmanomas atsakymas į artėjantį perėjimą mažojoje Žemės orbitoje. Jie žada daugiau gyvenamosios ir darbo erdvės vienam paleidimui ir naujas komercinių veiklų rūšis, tačiau kelias nuo koncepcijos iki ekipuotos, ilgo trukmės eksploatacijos bus reikalaujantis: būtini plačūs bandymai, patikima apsauga ir palanki reguliavimo aplinka. Artimiausiais metais demonstraciniai skrydžiai, prototipų testavimas ir NASA CLD pasirinkimai bus lemiami, ar balionams primenantys moduliai taps kitos kartos orbitaline nekilnojamaja nuosavybe.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą