Жизнь на борту Международной космической станции может вскоре стать более приятной. Астронавты собираются собрать свой первый небольшой урожай салата, а эспрессо-машина итальянского производства намечено на ноябрь. И если все пойдет по плану, то к следующему лету космическая станция может стать еще менее тесной благодаря дополнительному модулю, созданному компанией Bigelow Aerospace.
Дополнение не будет похоже на остальную часть станции: это (очень сложный) надувной модуль с гибкой оболочкой.
Модуль расширяемой деятельности Bigelow (BEAM) будет первым нежестким расширяемым космическим модулем, в котором будут размещаться люди. Планируется, что ЛУЧ прибудет, спущенный и компактный, на борту восьмой миссии по доставке грузов на МКС SpaceX в 2015 году. После прикрепления к МКС роботизированной Canadaarm2, ЛУЧ раздувается до комнаты размером 13 на 11 футов, и астронавты начинают запланировано двухлетнее испытание при поддержке НАСА. В частности, НАСА интересуется тем, как структура противостоит таким вещам, как удары микрометеоров и излучение, по сравнению с более традиционными жесткими, в основном металлическими конструкциями, такими как сама МКС.
Без жесткой рамы, хрупкость и утечки воздуха, конечно, являются проблемой. Но оболочка BEAM построена не столько как воздушный шар, сколько как толстая шина, обернутая в кевларовидный жилет. Майкл Голд, директор по операциям с постоянным током и росту бизнеса в Bigelow Aerospace, говорит, что гибкость BEAM является одной из причин, по которой он может предложить большие преимущества.
В отличие от жестких структур, таких как МКС, BEAM лучше подходит для удовлетворения многих потребностей следующего поколения НАСА: он может быть адаптирован к специализированным действиям или миссиям - скажем, как пространство для упражнений или место для проведения экспериментов астронатусом - и может быть связан вместе, чтобы сформировать еще большие структуры. Увеличение внутреннего объема также означает больше места для расходных материалов.
Возможно, наиболее важным преимуществом других конструкций BEAM и Bigelow Aerospace является то, что их стартовая площадь довольно мала и легка - всего 3000 фунтов, что делает запуск гораздо дешевле, чем жесткие конструкции аналогичного размера.
Для сравнения, общий вес МКС составляет 925 000 фунтов - или это было бы, если бы он сидел на земле, а не на орбите.
«Мы не только защитим вас от астероидов и радиации», - говорит Голд, - «но также и от гораздо большей угрозы - сокращения бюджета. Наша технология может быть реализована за часть стоимости традиционных систем ».
Поскольку НАСА и международные космические агентства стремятся переместить астронавтов к Марсу и за его пределы, столкнувшись с бюджетными битвами на Земле, выяснение того, как сделать больше с меньшими затратами, является одной из самых необходимых инноваций в современном освоении космоса.
Компания уже проверила концепции BEAM на орбите, с более ранними (и несколько меньшими) кораблями Genesis I и Genesis II, которые были запущены и испытаны в 2006 и 2007 годах на борту переоборудованных ядерных ракет советской эпохи.
Однако этот новый раунд тестирования BEAM будет первым с участием астронавтов. НАСА в настоящее время тестирует модуль BEAM на месте, как с Бигелоу, так и с независимыми испытателями материалов, чтобы понять, как его материалы растягиваются и сохраняют форму с течением времени, а также как именно разрушаются конструкции, когда их толкают за пределы.
Идея использования нежестких материалов для конструкций в космосе существует уже несколько десятилетий. НАСА разработало и проверило концепцию на месте, но модуль BEAM станет первой неметаллической, гибкой структурой, которая будет испытана в космосе астронавтами. Тестирование человека наконец, сейчас происходит, потому что НАСА ищет способы доставить людей на Марс и в другие отдаленные места, что потребует более крупных космических кораблей и большей вместимости экипажа.
Джейсон Крузан, директор по передовым системам исследования в НАСА, говорит, что после того, как модуль BEAM будет установлен на МКС следующим летом, измерение утечек будет одной из главных проблем.
«В какой-то момент все протекает, даже наши твердые, жесткие конструкции», - говорит Крузан. «Есть точки и печати и тому подобное, и понимание того, как они могут или не могут протечь со временем и [с BEAM] будет действительно важно для нас».
Крузан также говорит, что внутри BEAM будут установлены датчики температуры, микрометеорных ударов и радиации, которые должны помочь НАСА лучше понять, каким образом нежесткие космические аппараты более или менее опасны для космонавтов в течение длительных периодов времени.,
То, как модуль с мягким корпусом реагирует на излучение, также является проблемой для НАСА. Но это может быть еще одна область, в которой использование нежесткой, в основном неметаллической конструкции, дает существенную выгоду.
«Когда [металлические структуры] поражаются частицей излучения, одна частица разделяется на многие», - говорит Крузан. «Мягко-хорошие структуры [такие, как BEAM] не содержат металликов, поэтому ваша единственная частица остается одной частицей высокой энергии и проходит сквозь нее».
Таким образом, теоретически небольшая надувная конструкция BEAM должна означать меньшее количество более концентрированных радиационных ударов, проходящих через модуль, а не разбрызгивание множества более менее мощных, хотя все еще потенциально вредных частиц, таких как те, которые космонавты получают на МКС и других космический корабль с металлической оболочкой.
Модуль BEAM и его преемники (компания также работает над более продвинутыми, более крупными конструкциями, такими как BA 330 на 330 кубических метров) могут иметь решающее значение для будущих планов НАСА, поскольку люди выходят в космос.
НАСА продвигается вперед в разработке ракеты-носителя следующего поколения, системы космического запуска или SLS, а также новой капсулы Orion. Ожидается, что оба они сделают свой первый запуск в 2017 году и, как и BEAM, должны помочь сделать большие шаги в космосе.
«Следующим компонентом, который нам нужен на орбите, является то, что продлевает продолжительность Orion за пределы его продолжительности менее 30 дней и экипажа из четырех человек на более длительные и более длительные периоды времени, - говорит Крузан, - и это будет своего рода ограниченным место обитания."
Если испытания пройдут в соответствии с планом, гибкий, модульный, недорогой характер BEAM и других будущих модулей, как он мог бы сформировать ограниченную среду обитания, в которой астронавты будут нуждаться в долгом путешествии на Марс и за его пределы.
