?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Первая пятёрка технологий, необходимых для выживания космического корабля в дальнем космосе

Когда пилотируемый космический корабль окажется в глубоком космосе, ему потребуется ряд технологических решений, чтобы обеспечить безопасность как самому кораблю, так и экипажу. И дальность, и продолжительность таких миссий требуют, чтобы корабль обладал системами, которые будут надёжно функционировать вдали от дома, смогут обеспечить выживание астронавтов при аварийных ситуациях и при этом будут также достаточно легки, чтобы корабль смогла поднять ракета.


Новые миссии в окололунное пространство начнутся, когда космический корабль НАСА "Орион" покинет Землю верхом на самой мощной к тому моменту ракете в мире — Space Launch System. После запуска с принадлежащего НАСА космодрома Космического центра Кеннеди во Флориде, Орион отравится по ту сторону Луны на дистанцию, более чем в тысячу раз превышающую расстояние, на котором вокруг Земли обращается МКС и дальше, чем когда-либо отправлялся космический корабль, созданный для людей (прим. в рамках EM-1 предполагается отправить "Орион" на расстояние свыше 450000 км от Земли). Чтобы успешно завершить эту миссию, "Орион" снабдили технологиями, которые позволят кораблю и экипажу отправиться далеко в Солнечную систему.

Системы, чтобы жить и дышать

В продвижении людей дальше от Земли, в более продолжительных полётах, системы, обеспечивающие их выживание, должны быть высоконадёжными, сохраняя при этом минимальный вес и объём. На "Орион" будут установлены передовые системы поддержания микроклимата и жизнеобеспечения, разработанные согласно требованиям к полётам в глубоком космосе. Высокотехнологичная система (прим. Amine Swingbed, документ на английском), уже испытанная на МКС, будет удалять двуокись углерода и влажность из внутреннего пространства корабля. Очистка воздуха от двуокиси углерода и влажности важна для безопасного дыхания людей, а также для защиты чувствительного оборудования от проникновения конденсата и структурных элементов КК от коррозии.

Первая пятёрка технологий, необходимых для выживания космического корабля в дальнем космосе

Такая система экономит и пространство внутри корабля. Без этой технологии на "Орионе" пришлось бы разместить множество ёмкостей для химической очистки, которые заняли бы пространство 127 баскетбольных мячей (или 32 кубических фута (прим. почти 1 кубометр)), а это порядка 10% жилого объёма. На "Орионе" также установят новый компактный туалет, размером меньше, чем таковой на МКС. Продолжительные полёты далеко от Земли побуждают инженеров разрабатывать компактные системы не только для увеличения комфортного для экипажа пространства, но также для того, чтобы предоставить место, необходимое для запасов — достаточного количества еды и воды для полётов протяжённостью в дни и даже недели.

Высоконадёжные системы имеют критически важное значение в условиях, когда экипаж не сможет рассчитывать на частые поставки с Земли, в том числе и запчастей, как это происходит в случае МКС. Даже маленькие системы должны надёжно функционировать, чтобы поддерживать жизнь в космосе: от рабочего туалета, до автоматической системы пожаротушения. Или тренажёров для поддержания астронавтов в форме, чтобы нейтрализовать воздействие нулевой гравитации, приводящей к атрофии мышц и костей. Из-за большой удалённости полётов также возникает потребность в скафандрах (прим. текст на английском), которые смогут обеспечить выживание экипажа в случае разгерметизации жилого модуля на срок до шести дней во время длительного возвращения домой.

Надёжные двигатели

Чем глубже в космос удаляется космический корабль, тем большая надёжность требуется от его двигательных систем, чтобы точно поддерживать курс в путешествии и гарантировать экипажу возвращение домой.

"Орион" оснащён функциональным сервисным модулем (прим. документ на английском) — силовой установкой космического корабля — который обеспечит достаточно мощности для облёта "Орионом" Луны и его возвращения во время его исследовательских миссий. На сервисный модуль установлены 33 двигателя различного размера. Главный двигатель обеспечит основное маневрирование в космосе, включая выведение КК на лунную орбиту, и тягу достаточной мощности, чтобы свести его с орбиты Луны для возвращения к Земле. Остальные 32 двигателя предназначены для орбитальных манёвров и ориентации корабля.

Первая пятёрка технологий, необходимых для выживания космического корабля в дальнем космосе

Для обеспечения должной функциональности, "Орион" оснащён баками, способными вместить порядка 2000 галлонов (прим. около 9100 литров) топлива, а также резервными двигателями (прим. в их роли выступают 8 двигателей коррекции орбиты сзади — подробнее, на английском) на случай отказа главного. Сервисный модуль "Ориона" разработан так, чтобы выдержать все сложности дальних и продолжительных полётов и вернуть экипаж домой при самых разнообразных аварийных ситуациях.

Способность отводить тепло

Долететь до Луны — непростая задача, но это только половина дела. Чем дальше в космосе путешествует космический корабль, тем больше тепла он произведёт по возвращении на Землю. Безопасное возвращение требует технологий, которые помогут кораблю выдержать скорость до 30 скоростей звука и температуру в два раза горячее жидкой лавы, или вполовину жара поверхности солнца.

Когда "Орион" вернётся с орбиты Луны, он будет лететь со скоростью порядка 25000 миль в час (прим. свыше 40000 км/ч) — скорость, при которой дистанцию от Лос Анжелеса до Нью-Йорка можно покрыть за 6 минут (прим. порядка 4000 км). Его передовой термощит (прим. статья на английском), изготовленный из материла AVCOAT, создан так, чтобы истираться в процессе нагрева. Термощит "Ориона" — самый большой из когда-либо созданных такого вида и способен выдержать температуры около 5000 градусов по Фаренгейту (прим. 2760 по Цельсию) во время возвращения в плотные слои атмосферы Земли.

Первая пятёрка технологий, необходимых для выживания космического корабля в дальнем космосе

Но ещё до возвращения "Ориону" придётся выдержать перепады температур до 700 градусов: от минус 150 до плюс 550 градусов по Фаренгейту (прим. в градусах Цельсия: от -101 до +288). Высокофункциональная система термозащиты, связанная с системой термоконтроля, защитит "Орион" в периоды прямого солнечного облучения и абсолютной космической тьмы, пока его экипаж будет с комфортом наслаждаться безопасной и стабильной внутренней температурой в 77 градус по Фаренгейту (прим. 25 по Цельсию).

Защита от радиации

По мере выхода из-под защиты магнитного поля Земли, космический корабль будет облучаться более жёсткими излучениями, чем на низкой орбите Земли, с большими количествами радиации от заряженных частиц и солнечных штормов, которые могут привести к поломкам критически важных компьютеров, авионики и прочего оборудования. Люди, облучённые большим количеством радиации, могут испытывать как кратковременные, так и хронические проблемы со здоровьем, варьирущиеся от непродолжительной тошноты до риска развития раковых заболеваний в продолжительной перспективе.

"Орион" изначально разрабатывался с такими конструктивными особенностями на системном уровне, чтобы обеспечить надёжное функционирование ключевых элементов корабля во время потенциальных радиационных инцидентов. Например, "Орион" оснащён четырьмя идентичными бортовыми компьютерами с возможностью самодиагностики, плюс совершенно отличный от них резервный компьютер. Всё это должно гарантировать, что команды будут посылаться даже в случае возможных отказов. Инженеры протестировали детали и системы по самым требовательных стандартам, чтобы убедиться, что критические системы останутся работоспособны даже в экстремальных обстоятельствах.

Орион также оснащён импровизированным убежищем от солнечных штормов под главной палубой жилого модуля. На случай возможного облучения от солнечного шторма, НАСА разработало для экипажа план (прим. текст на английском), как создать временное убежище, используя подручные запасы и материалы.

Наглядное видео по теме (вынесено из текста по сслыке выше):

Множество радиационных датчиков также будут установлены на борту космического корабля, чтобы помочь учёным лучше понять радиационную обстановку вдали от Земли. Ещё одно исследование, которое называется AstroRad, также будет проведено в рамках Exploration Mission-1 (прим. текст на анлийском, вкратце: тестовый беспилотный облёт Луны), его предметом станет экспериментальный жилет, у которого есть потенциал помочь защитить от радиации жизненно важные органы и уменьшить облучение солнечными частицами во время солнечных штормов.

Первая пятёрка технологий, необходимых для выживания космического корабля в дальнем космосе

Бесперебойные связь и навигация

Космический корабль, отправляющийся далеко от дома, выйдет за пределы действия системы GPS и возможностей спутников связи на орбите Земли. Чтобы обеспечить возможность переговоров с центром управления полётами в Хьюстоне, связь и навигация "Ориона" переключатся с Cистемы спутников слежения и ретрансляции данных НАСА (TDRS), которую использует МКС, на Сеть дальней космической связи (DSN).

"Орион" также оснащён резервными системами связи и навигации, которые позволят космическому кораблю оставаться на связи с Землей и корректно ориентировать себя даже при отказе основных систем. Резервная навигационная система — относительно новая технология, которая называется оптической навигацией: она использует фотокамеру, чтобы делать снимки Земли, Луны и звёзд и автоматически триангулировать положение "Ориона" по полученным фотографиям. А его аварийная система связи не использует элементы основной системы и антенну для высокоскоростной передачи данных.


Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.

Comments

( 2 comments — Leave a comment )
dbush0145
Aug. 4th, 2018 11:37 am (UTC)
вопрос
И после этой статьи я должен поверить, что американцы уже были на луне?
avroraiwa
Aug. 4th, 2018 12:03 pm (UTC)
Re: вопрос
естесно)))
( 2 comments — Leave a comment )

Profile

avroraiwa
avroraiwa

Latest Month

August 2018
S M T W T F S
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031 

Tags

Page Summary

Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel