Идеи превращаются — 2

Новый космический дом

Сегодня над нашими головами на высоте порядка 400 километров вращается Международная космическая станция (МКС) — пилотируемая орбитальная станция. Она используется как многоцелевой космический исследовательский комплекс, в ее работе участвуют представители 14 стран. МКС, скорее всего, просуществует до 2028 или 2030 года. А что дальше?

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США (НАСА), задумавшись над будущим орбитального форпоста, решило сделать акцент на создании новых орбитальных станций с помощью частного сектора. Учредив программу «Коммерческие направления на низкой опорной орбите (НОО)», в декабре 2021 года НАСА выбрало трех претендентов на создание коммерческих орбитальных станций, среди которых был и проект Orbital Reef («Орбитальный риф») американских компаний Blue Origin и Sierra Space.

В конце марта 2024 года в журнале Nature была опубликована статья с описанием схемы Orbital Reef. На первых порах Orbital Reef будет состоять из Узлового модуля (Node) и Среды обитания (Large Integrated Flexible Environment, LIFE), разработанной Sierra Space, а также Основного модуля (Core Module) и Научного модуля (Research Module), разработанного Boeing.

Основной модуль с обитаемым объемом 250 кубических метров будет служить центральным узлом для остальных модулей станции и посещающих ее космических кораблей, а также центром управления и обработки данных. Здесь же будут размещены внутренняя и внешняя полезная нагрузка (оборудование для обеспечения жизнедеятельности экипажа и проведения экспериментов и роботизированные манипуляторы для сборочных работ на внешней обшивке модуля), система экологического контроля и жизнеобеспечения (ECLSS, environmental control and life support system), рассчитанная на десять членов экипажа, туалет и шесть панорамных окон для наблюдения за Землей.

Научный модуль, аналогичный по размеру Основному модулю, будет многопрофильной лабораторией.

Модуль Рower / thermal Mast будет генерировать 100 кВт электроэнергии за счет размещенных на нем солнечных батарей. Он предназначен для хранения и распределения энергии, там будут находиться стыковочные и причальные узлы, системы связи и внешний роботизированный манипулятор для перемещения приборов, находящихся снаружи станции.

Жилой модуль Среда обитания объемом более 300 кубических метров предназначен для размещения спальных помещений членов экипажа, туалета, санитарно-гигиенического отсека, камбуза, тренажеров и оборудования для выращивания растений.

Узловой модуль объемом около 40 кубических метров включает в себя два порта для стыковки с аппаратами, которые будут прилетать на станцию, и шлюз для выхода в открытый космос. Порты соответствуют Международным стандартам стыковочной системы (IDSS).

Станция будет построена на основе модульной архитектуры, которая позволит добавлять дополнительные модули. Чтобы обеспечить плавный переход с МКС, оборудование, используемое там, будет совместимо с устройствами Orbital Reef.

Считается, что в научной фантастике идею космической станции впервые представил американский священник Эдвард Эверетт Хейл, опубликовавший в 1869 году в журнале «Атлантик» фантастическую повесть «Кирпичная Луна». Хейл описал в ней больших размеров искусственный спутник Земли, основной задачей которого была помощь мореплавателям.

Отечественный писатель-фантаст Александр Беляев посвятил одну из своих повестей путешествию с Земли на орбитальную станцию, носящую имя Константина Эдуардовича Циолковского — «Звезда КЭЦ» (1936), — «надземная станция-лаборатория и ракетодром для ракет дальнего межпланетного сообщения».

Что же касается коммерческих, частных и даже индивидуальных орбитальных станций, то они встречаются в фантастике в огромном количестве — от рассказа «Уолдо» (1942) Роберта Хайнлайна до станций в цикле произведений «Пространство» (2011–2022) Джеймса Кори.

Схема коммерческой орбитальной станции Orbital Reef

Беспилотный транспорт для Луны

В апреле 2024 года NASA предварительно выбрало предложения, представленные частными компаниями Intuitive Machines, Lunar Outpost и Venturi Astrolab, для своей лунной программы «Артемида», согласно которой планируется возвращение людей на естественный спутник Земли до конца текущего десятилетия. Американское космическое агентство выделило деньги этим компаниям на проектирование лунного вездехода (LTV). Новый ровер должен перевозить экипаж из двух астронавтов по поверхности Луны и работать в автономном режиме для проведения самостоятельных экспериментов — по типу марсоходов Perseverance или Curiosity.

Вездеход также будет собирать образцы реголита, анализировать их и передавать данные на Землю. Он должен двигаться по поверхности Селены со скоростью до 15 километров в час, преодолевать 19 километров на одной зарядке и позволять астронавтам передвигаться в течение восьми часов.

Компания, которая выиграет тендер уже на создание LTV, должна не только сконструировать само транспортное средство, но и обеспечить его доставку на спутник нашей планеты. Помимо того, она будет контролировать работу вездехода на Луне. Проект непростой, однако и деньги приличные — почти 2 миллиарда долларов.

Идею создания автономного транспортного средства, которое могли бы использовать астронавты в далеком мире, можно найти в рассказе «Луна приливов» Стэнли и Хелен Вейнбаум, опубликованном в журнале Thrilling Wonder Stories в 1938 году. Правда, там герои путешествуют по спутнику Юпитера — Ганимеду, а не по Луне: «Автобус бесшумно свернул на широкую улицу Гидрополя. Управляемое роботом транспортное средство было изолированное от шума и холода…»

Концепт будущего лунохода от компании Lunar Outpost

Электрические роликовые коньки Moonwalker

В конце 2022 года инженеры американской компании Shift Robotics на платформе для привлечения денежных средств на технологические проекты Kickstarter представили устройство под названием Moonwalker, которое дает человеку возможность ходить в 2,5 раза быстрее. Проект Moonwalker довольно быстро набрал нужную сумму и сегодня «революционную электрическую обувь» можно приобрести в интернете по цене 1400 долларов США.

Moonwalker представляет собой накладки на обувь любого типа. Они держатся регулируемыми ремнями и быстросъемными магнитными фиксаторами. Во время ходьбы владелец устройства запускает бесщеточные электродвигатели мощностью 300 Вт, каждый из которых приводит во вращение восемь полиуретановых колес, — по ощущениям это напоминает проход по движущейся дорожке в аэропорту. Встроенные датчики отслеживают особенности походки владельца, адаптируя при помощи алгоритмов машинного обучения их работу к скорости его движения: чем быстрее идет человек, тем быстрее крутятся колеса.

Максимальная скорость Moonwalker составляет 11 километров в час, но даже при этом тормозной путь составляет всего один метр. При движении по склону система также контролирует скорость вращения колес, не позволяя человеку потерять управление ими.

Полная зарядка аккумуляторов занимает 1,5 часа и обеспечивает около 10 километров пути — запас хода зависит от скорости шага и рельефа местности.

Проект Moonwalker появился ровно 100 лет спустя после того, как американский изобретатель и издатель первого в мире журнала научной фантастики Amazing Stories Хьюго Гернсбек опубликовал свой роман «Ральф 124С41+. Роман о жизни в 2660 году» (1911–1912), где описывается подобное устройство:

«Когда Ральф со своей спутницей оказались в вестибюле цокольного этажа здания, он попросил ее сесть на стул и подождать. Ученый дважды нажал кнопку, и слуга тотчас принес нечто похожее на роликовые коньки. Это были теле-мото-роллеры, сделанные из аломагния; они весили не более полутора фунтов каждый. Роллеры имели по три резиновых колесика — по одному спереди и по два сзади. Между колесиками помещался электромоторчик размером не больше лимона. Этот мотор работал только от токов высокой частоты и, несмотря на свои малые размеры, обладал мощностью до четверти лошадиной силы.

Ральф объяснил своей спутнице, как пользоваться роллерами. Они прикреплялись к ногам при помощи остроумного приспособления, которое позволяло надеть их за несколько секунд. Покончив с этим, оба вышли на улицу. От каждого роллера шел вдоль спины к головному убору тонкий изолированный провод. Он был прикреплен к коллектору — прямому стержню около восьми дюймов в длину, слегка торчавшему из шляпы или кепки. Электрический ток высокой частоты (автор не уточняет, откуда он брался) с этой стрелки передавался на маленькие моторы, приводившие роллеры в движение. Чтобы регулировать скорость моторчиков, достаточно было приподнять носок роллера; этим не только выключался ток, но и автоматически тормозились оба задних колесика.

Как только они очутились на улице, Элис сразу обратила внимание на превосходное состояние дорожного покрытия. /…/ Молодые люди плавно неслись по улицам со скоростью около двадцати миль в час. Во всех направлениях мимо них сновали тысячи горожан, также пользовавшихся роллерами. На улицах не было никакого шума, за исключением негромкого жужжания, отнюдь не неприятного, производимого тысячами моторчиков».

Остальные статьи из этой серии можно найти в подборке «Идеи превращаются…»