З кінця епохи Аполлона однією з головних цілей NASA, Роскосмосу та інших космічних агентств стала розробка технологій, які дозволять довгостроково перебувати в космосі. Ці технології також допоможуть, коли настане час здійснити оновлені місії на Місяць, на Марс та інші місця в Сонячній системі. За останні кілька десятиліть ці зусилля принесли Мір та Міжнародну космічну станцію (МКС).
У найближчі роки ці зусилля також приведуть до Місячної орбітальної платформи-шлюзу та комерційних космічних станцій - як Бігелоу B330. І якщо приватні аерокосмічні компанії, такі як Gateway Foundation, пройдуть, ми також матимемо космічний порт на орбіті навколо Землі. Нещодавно компанія опублікувала відео, на якому точно відображатиметься ця космічна станція, що обертається, і як такі компанії, як SpaceX, можуть допомогти побудувати її.
Концепція компанії відома як Gateway, що обертається космічна станція, заснована на проектах, запропонованих німецьким ракетним вченим та космічним архітектором Вернером фон Брауном. Ці проекти були представлені у серії статей національного журналу Collier's протягом 1950-х років під назвою "Людина переможе космос незабаром!" З цієї причини компанія назвала запропонований ними проект станції Von Braun.
Ця концепція насправді досить відома. Власний проект Брауна, побудований на попередніх пропозиціях, найдавніший з них був зроблений російським вченим Костянтином Ціолковським у 1903 р. Концепція чудово проілюстрована в Стенлі Кубрику 2001: Космічна Одісея, який був співавтором відомого вченого та футуриста Артура К. Кларка (і спирався на коротку історію його під назвою «Сентинель»).
У всіх випадках загальна концепція передбачає обертову колісну станцію на орбіті Землі, яка могла б встановити присутність людини в космосі і одночасно забезпечити штучну гравітацію для її мешканців. Це важливий аспект запропонованих космічних польотів, який доставить космонавтів у місця в глибокому космосі, наприклад, на Марс і далі в Сонячну систему (і, можливо, за її межами).
Враховуючи наслідки тривалого впливу мікрогравітації, які були детально задокументовані в недавньому дослідженні Twin NASA, планувачі місій шукали способів їх зменшення. Дослідження складалося з десяти окремих досліджень довгострокового впливу мікрогравітації на людину, використовуючи астронавтів-близнюків Скотта Келлі та Марка Келлі в якості дослідників.
Провівши понад рік у космосі, дослідницькі групи відзначили ряд істотних змін між Скоттом Келлі та його братом. Незважаючи на те, що він зазнав такої ж втрати м’язової маси та щільності кісток, як і інші космонавти, які проводили довгі періоди часу на борту МКС, відбулися інші зміни, які зробили адаптацію до життя на Землі знову дуже важким.
Зір у Келлі зменшився, у нього спостерігався інтенсивний набряк кінцівок, також були помічені зміни в його функції органів та експресія генів. Крім мікрогравітації, також виникають питання про те, як людський організм буде реагувати на тривалий вплив місячної сили (16,5% від норми Землі) та марсіанської сили (~ 38%).
Це особливо важливо, враховуючи нинішні плани встановити постійний форпост на Місяці та провести екіпажі на Марс у наступні два десятиліття. Як заявив генеральний директор Gateway John Blincow у нещодавно випущеному відео (див. Нижче), це є однією з переваг запропонованого шлюзу його компанії:
«Людям потрібна сила тяжіння, щоб тіла не розпадалися. Але наскільки місячна гравітація буде гаразд на рік, а не на два роки? Буде Марсіанська гравітація працює на людину довгостроково, але не для великих сільськогосподарських тварин? Чи вистачить двох днів на тиждень по 30% г, щоб бригади МКС утримували кісткову масу? Побудова космічної станції фон Браун може допомогти розкрити ці таємниці ».
Структура шлюзу складається з двох концентричних внутрішніх кілець, закріплених чотирма спицями до зовнішнього кільця. Два концентричні кільця складають Місячну зону тяжкості (LGA), де обертання станції забезпечує гравітаційну силу, рівну силі місячної поверхні. Зовнішнє внутрішнє кільце - LGA Habitation ring - це місце розміщення модулів для проживання, які будуть складатися з невеликих кімнат для гостей.
Тим часом, внутрішнє кільце LGA з високою стелею запропонує туристу можливість пообідати та пограти в умовах низького рівня. В основі станції - Хаб і Бухта, де будуть розташовані контроль руху та навколишнього середовища, безпека і транспортний зв'язок шлюзу. На Хабі також буде оглядовий зал, де гості можуть спостерігати за вхідними маршрутками.
Зовнішнє кільце, відоме як область тяжіння Марса (MGA), відчуває швидше обертання, оскільки воно знаходиться далі від ядра. Це призводить до штучної сили тяжіння, яка подібна до тієї, яка була б на поверхні Марса. Ця зона матиме 4 або 5 палуб і буде там, де будуть розміщені великі модулі, які пропонують постійне житло. Як пояснив Блінков:
«Космічна станція Фон Браун - це космічна станція, що обертається, призначена для отримання різного рівня штучної сили тяжіння за рахунок збільшення або зменшення швидкості обертання. Станція буде розроблена з самого початку, щоб розмістити як національне космічне агентство, яке проводить дослідження низької тяжкості, так і космічні туристи, які хочуть випробувати життя на великій космічній станції з комфортом низької сили тяжіння та відчуттям приємного готелю. "
Ще один важливий пункт, який згадував Блінков у ролі, яку SpaceX міг зіграти у створенні станції. Спочатку дизайн шлюзу передбачав модулі завдовжки 12 м і шириною 8,5 м (28 футів) (приблизно вдвічі більше розміру модулів МКС). Але завдяки прогресу SpaceX запізнився зі своїми Зоряний корабель і Супер важкий, Фонд шлюзів вважає, що більш важкі корисні навантаження можуть бути запущені.
«Якби у нас був SpaceX Надважка Другий етап, який був розроблений саме для космічного будівництва, ми можемо мати модулі шириною 12 футів (12 м) і довжиною (18 м) 60 футів ", - сказав Блінков. "Цей набагато більший розмір дозволить отримати значно більший об'єм внутрішніх приміщень за однакові витрати на запуск".
Модульна конструкція кілець призначена для розміщення різних видів діяльності та бізнесу. У той час як деякі будуть відведені під житло для причалу, інші будуть присвячені науковому дослідженню. Ці останні модулі будуть користуватися великим попитом, оскільки станція пропонує можливість вивчити, як наземні організми рухаються з місячним та марсіанським тяжінням, не маючи насправді туди їздити.
Інші будуть доступні для мереж готелів та ресторанів, приватних розкішних приміщень та інших підприємств, які хочуть створити офіси в космосі (можливо, скористатися податковими законами!). Блінков також підкреслює, що створення шлюзу буде поза будь-якої країни, і потребуватиме міжнародних зусиль, які об'єднують космічні агентства, комерційні аерокосмічні та космічні ентузіасти.
Кінцевим результатом цього стане міжнародна станція, не на відміну від МКС, а приватне підприємство, яке буде економічно самодостатнім. Не вказується, скільки коштуватиме будівництво шлюзу, але Блінков впевнений, що він буде доступним, завдяки SpaceX знову і тому, як його прихильність до ракет багаторазового використання знижує вартість окремих пусків.
Посилаючись на заяву Маск у 2017 році, що BFR буде повністю використаний (що він зробив на 29-му Міжнародному космонавтичному конгресі (IAC) в Аделаїді, Австралія), Блінков заявляє:
«Коли ми вперше почали робити свої прогнози витрат на будівництво космічного простору, ми грунтували його на найнижчій оціночній вартості запуску, яку ми могли б знайти - SpaceX BFR - $ 1000 за кг. Це вийшло близько $ 150 мільйонів запуск. Але потім Елон Маск зробив презентацію в Аделаїді, яка змінила все. Завдяки багаторазовому використанню всіх компонентів BFR, її витрати можуть бути розподілені на багато рейсів, як і на авіалайнер.
"Елон Маск оцінює стартові витрати Зоряний корабель і Надважка бустер на рівні близько 7 мільйонів доларів. Деякі вважають, що кожен старт буде досягати 40 мільйонів доларів після врахування всіх факторів. Але будь то сім чи сорок мільйонів доларів, це все-таки музика на наші вуха. Це означає, що обертові космічні станції, об’єкти технічного обслуговування та склади пального можна і будувати доступно ».
Процес будівництва, який буде сильно залежати від досягнень космічної робототехніки, також би підтвердив ключові системи та технології, які в один прекрасний день можуть перетворитись на будівництво величезних космічних місць (таких як O'Neil Cylinders). Багато хто з них вважає життєздатною альтернативою (або доповненням) пропозицій щодо колонізації інших планет.
Ці системи варіюються від стабілізації до переробки повітря, від рекультивації води до низької ваги санітарії та від зберігання продуктів у космосі до технічних проблем. Усі питання, що належать до загального заголовка "як ми підтримуємо населення в космосі?" Буде вирішено питаннями будівництва Воріт, стверджує Білков.
Щодо фінансування будівництва, Білков вказує, як його компанія сподівається налагодити важливі партнерські стосунки з космічними агенціями світу (NASA, Роскомос, ESA, Китай, Індія та іншими), а також з комерційними аерокосмічними компаніями. Вони також планують збирати гроші за допомогою модулів ранньої продажу та продажу квитків (для надбагатих) та проведення лотереї та створення програми членства в екіпажі (для всіх інших).
Поза будівництвом шлюзу на орбіті навколо Землі, Фонд також сподівається створити флот транс-атмосферних транспортних засобів (TAV), який може переправляти людей до та з космічної станції. Вони також сподіваються побудувати ще одну на місячній орбіті (Місячний міст), яка б дозволила здійснювати регулярні подорожі між Землею та Місяцем (за допомогою цис-місячних човників) та регулярні поїздки до місячної поверхні (з використанням цис-місячних наземних місць).
Знову ж таки, витрати на такий проект були б астрономічними і перевищували б те, що може мати будь-яка окрема нація чи корпорація. Однак, коли багато підприємців прагнуть зробити космічний туризм, не кажучи вже про те, як такі космічні станції могли б полегшити розвідувальні місії на Місяць і навіть на Марс, партнерські стосунки, які Блінкоу передбачає, можуть бути здійсненими.
Як і багато інших амбітних планів колонізувати космос, комерціалізувати ЛЕО та встановити присутність людини на інших тілах Сонячної системи, нам просто доведеться почекати і побачити, чи є у Фонду шлюзу ноги, чи зазнає така ж доля, як Марс Перший - який нещодавно оголосив, що банкрутує. Одне з них, окрім зору, - це здатність до скорочення чисел. Будемо сподіватися, що вони працюватимуть на їх користь!
Основні моменти відео Фонду також були предметом презентації, яка відбулася в Каліфорнії в січні 2016 року (організована Інститутом космічних досліджень Кека). Під назвою "Будівництво першого космічного порту на орбітах низької Землі" лекцію презентували Джон Блінков та Том Спілкер - пенсіонер-інженер з космічних польотів, який багато років працював у НАСА "Лабораторія реактивного руху" (JPL).
Для отримання додаткової інформації про шлюзний фонд та їх різні проекти, перегляньте їх веб-сайт тут.
