Сообщить об ошибке на сайте
URL
Ошибка
Идеи

Уже несколько лет ведутся разработки по созданию первых прототипов космических орбитальных городов. Основная проблема для жизни в космосе — отсутствие земной гравитации — решена учеными-теоретиками, но пока все еще далека от практической реализации. И главными ограничителями по-прежнему являются деньги и мощности носителей. «Хайтек» изучил последние космические проекты в области создания орбитальных городов, трудности их реализации и кейсы будущего применения.

Космос для людей

Разделенные веками и тысячами километров цивилизации заселяли небо демиургами, героями и иногда красавицами. Над викингами в небесах парил Асгард — обитель богов, славных воинов и валькирий. Над Японией располагалась «равнина высокого неба» — синтоистская Такамагахара. Древнеиндийский эпос Махабхарата резервировал поднебесье для летающих городов с труднопроизносимыми названиями, населенных божествами. Воздушное пространство над христианами независимо от места проживания занимало Царство небесное с апостолом Петром у ворот рая. Над мусульманами — сад Джаннат с гуриями и безалкогольным нектаром.

Научные открытия и технологические прорывы последних веков поставили крест на доктрине «Земля для людей, небо для богов». Сегодня населенный людьми небесный город — не утопическая фантазия в духе летающего острова Джонатана Свифта, а подкрепленный теоретическими обоснованиями и практическими достижениями проект, который еще только будет реализован.

Разработка концепции орбитального города EFIR и поиск технологических решений, позволяющих обеспечить постоянное проживание в космосе нескольких десятков тысяч человек, ведутся уже несколько лет. И сейчас, если апеллировать к достижениям ученых по всему миру, можно сказать, что на пути к созданию космического города нет нерешаемых проблем. Есть нерешенные.

Без гравитации нет жизни

Главным требованием к искусственному космическому объекту, где человек мог бы находиться на постоянной основе, была и остается гравитация. Опыт МКС доказал, что длительное пребывание в состоянии невесомости крайне пагубно отражается и на физическом, и на психологическом состоянии организма. Чтобы перешагнуть грань между кратковременными визитами и полноценным проживанием в космическом пространстве, необходимо создать станцию с постоянной искусственной гравитацией, равной или хотя бы сопоставимой с земным притяжением.

В теории уже давно известно, как решить эту проблему: за счет центробежной силы. О космических поселениях будущего — вращающихся в космическом пространстве городах-бубликах — почти столетие назад писал Циолковский. Более серьезный научный базис под эту идею подвел пионер практического ракетостроения Вернер фон Браун. Все наиболее заметные проекты космических городов, разработанные за последние десятилетия — сфера Бернала, Стэнфордский тор, цилиндры О’Нила — основываются именно на вращении вокруг реальной или воображаемой оси, за счет которого создается постоянная центробежная сила, аналогичная земной гравитации.


Прототипы космических городов

В начале 21 века по заказу НАСА для МКС был создан модуль CAM (Centrifuge Accommodations Module — модуль центрифуг — «Хайтек»), предназначенный для экспериментальной отработки создания искусственной гравитации. Однако из-за трудностей с финансированием и логистикой на орбиту модуль так и не попал.

В 2016 году специалисты Института медико-биологических проблем РАН объявили о создании прототипа системы искусственной гравитации для МКС и анонсировали начало совместной с РКК «Энергия» деятельности по интеграции системы в перспективный надувной модуль, разрабатываемый для станции. Однако никаких данных о ходе реализации проекта с тех пор не поступало.

В январе 2011-го инженерами НАСА был представлен проект межпланетного корабля-станции Nautilus-X, оснащенного системой искусственной гравитации и предназначенного для длительного пребывания в космосе экипажа из шести человек. Несмотря на вполне адекватную расчетную стоимость проекта — $3,7 млрд, НАСА отложила его на полку. Агентство сконцентрировалось на удешевлении вывода грузов за пределы земной атмосферы. Тактически это более верное решение с учетом того, что Nautilus-X предполагается собирать на орбите из множества отдельных модулей.


Размер имеет значение

Центробежная теория строительства обитаемой космической станции хотя и выглядит наиболее реальной из существующих, но не лишена ограничений и недостатков. Во-первых, такая станция должна быть не просто большой, а очень большой. Дело в том, что при малом радиусе ускорение силы тяжести на разном расстоянии условного пола будет различаться. И если ниже пояса оно будет равняться g, а выше — 0,9 g, это приведет к полному рассинхрону вестибулярного аппарата обитателей станции. Чтобы избежать этого, минимальный диаметр космического бублика/цилиндра/диска должен исчисляться сотнями метров, а в идеале — километрами. Понятно, что ресурсов и технологий для создания космического объекта такого масштаба, равно как и мощности носителей для вывода в заданную точку его модулей, человечеству пока явно недостаточно.

Габариты создают для проектировщиков другую проблему: большому вращающемуся объекту будет чрезвычайно сложно целенаправленно перемещаться в космическом пространстве. Чем больше размер, тем больше масса, тем больше момент импульса, затрудняющий движение в заданном направлении. Эта проблема решается в проекте О’Нила: его космический город — это два одинаковых цилиндра, соединенных вдоль оси и вращающихся в разные стороны, за счет чего момент импульса обнуляется.

После устранения центробежных нестыковок остается еще ряд вопросов, которые необходимо решить:

  • обеспечить энергетическую независимость станции;
  • создать надежную защиту от метеоритов и радиации;
  • добиться самообеспечения воздухом, водой и пищей.

Каждая из этих задач — серьезный вызов, но ни одна из них не выглядит нерешаемой.

Небеса обетованные

Первые космические города с искусственной гравитацией расположатся неподалеку от Земли и будут по аналогии с МКС использоваться для решения широкого спектра прикладных задач:

  • создания и апробации новых технологий;
  • наблюдения за космическими объектами;
  • сборки и запуска межпланетных кораблей и зондов.

Со временем их функционал и ареал радикально расширятся.

Появятся города-фабрики, специализирующиеся на переработке полезных ископаемых, добытых на астероидах. Пит-стоп-станции, где будут проходить дозаправку, ремонт и дооснащение корабли дальних космических миссий. Колониальные армады, которые сначала доставят на осваиваемую планету грузы и персонал для создания стационарных баз, а затем обеспечат орбитальную поддержку поселений и сообщение с внешним миром.

Еще одна сфера, где искусственная гравитация будет иметь решающее значение, — космический туризм. Вполне вероятно, что уже через несколько десятилетий на booking.com можно будет заказать номер в пятизвездочном орбитальном отеле с экскурсией в открытый космос. В чуть более отдаленной перспективе появятся космические аналоги круизных лайнеров — многопалубные туристические корабли, курсирующие по Солнечной системе с заходом в космопорты Марса, Венеры и других планет.

Загрузка...
Подписывайтесь на наши каналы в Telegram

«Хайтек» - новости онлайн по мере их появления

«Хайтек» Daily - подборки новостей 3 раза в день

Big data на страже здоровья: как и зачем медицинские организации собирают и хранят данные
Тренды
Николь Миллс, Booking.com — об инновациях, agile-подходе и индустрии впечатлений
Кейсы
Слишком опасный нанопластик: как одноразовые пакеты превращаются в частицы-убийцы
Тренды
Здесь может быть ваша реклама: НАСА планирует заработать на космосе миллионы
Тренды
Идеи
Человек и квантовая теория: существует ли то, что мы не наблюдаем
Опасный криптотрейдинг: как киберпреступники угрожают виртуальным сбережениям и биржам
Тренды
Как через 20 лет будет выглядеть армия будущего
Тренды
5 финансовых инструментов, которые помогут инвесторам даже после падения криптовалюты
Тренды
Александр Лямин, Qrator Labs: наша задача — выработать у людей цифровую гигиену, чтобы они «не ели с помойки»
Кейсы
Эдуард Фош Вильяронга: люди видят в роботе только внешность, забывая, что он следит за ними
Тренды
Доктор Куэй Во-Райнард, HIT Foundation: если страна требует суверенитета данных, мы построим для нее отдельный блокчейн
Кейсы
Идеи
«Хакинтош»: как собрать свой собственный Mac лучше, чем у Apple
Роботы против мигрантов: какой вклад в ксенофобию и расизм делают технологии ИИ
Тренды
Война скриптов — искусственный интеллект против навязчивой рекламы
Тренды
Как заново изобрести супермаркет: осознанность потребления, этика производства и роботы
Тренды
Каждый человек станет сам себе банком: цифровой мир отказывается от посредников между бизнесом и клиентом
Тренды
Архитектор вычислительной инфраструктуры «Платона» Александр Варламов — о будущем ИТ-индустрии в России, стартапах и разработке
Кейсы
Дмитрий Богданов, капитан сборной России по CS:GO — о стиле жизни киберспортсмена, тренировках и блокировках РКН
Тренды
Прайсинг, трекинг, скоринг, биллинг и другие технологии, которые двигают российский бизнес
Тренды
Кейсы
«Педиатр 24/7»: как телемед-стартап подарил родителям спокойствие, а врачам — работу
Вас снова обманули: как человечество учит компьютеры определять фейки в интернете
Тренды
БиСи Бирман, Heavy Projects: ИИ должен иметь несовершенства — это элемент случая
Мнения
Артем Геллер, lab.ag: делая сервис для государства, ты помогаешь своей бабушке
Мнения
Акселераторы и инкубаторы: что выбрать стартапу на раннем этапе развития
Мнения
Вопрос доверия: как и почему изменилось отношение к телемедицине в России
Тренды
Правительственные криптопесочницы: как освободить финтех от давления закона и защитить потребителей
Тренды
Кейсы
Роман Нестер, Segmento: я верю корпорациям больше, чем маленьким компаниям
Суперагенты в недвижимости: как блокчейн и большие данные заменяют риелторов
Тренды
СМИ будущего: вертикальные видео, новости по запросу и смерть сайтов
Тренды
Тренды
Колонизация отменяется: почему терраформирование невозможно на Марсе
Сет Стивенс-Давидовиц: у людей гораздо больше непристойных и скверных мыслей, чем мы думали
Мнения
Умные города подвергают своих жителей опасности из-за датчиков освещения и радиации
Тренды
Геронтолог Обри ди Грей: жизнь длиной в тысячу лет — это побочный эффект поиска вечного здоровья
Мнения
Биоценоз в фарме: зачем нужна альтернатива антибиотикам и как работают лекарства нового поколения
Тренды
Чарльз Адлер, co-founder Kickstarter: я — панк-рокер, который раздвигает границы
Кейсы
Как ИИ меняет медицину: личный помощник для врачей, маршрутизатор в клиниках и разработчик лекарств
Кейсы
Эдвин Диндер, Huawei Technologies: умный город — это ничто
Мнения
«Если изобретение с ИИ не приносит пользу, сам продукт никому не нужен»
Мнения
Feature engineering: шесть шагов для создания успешной модели машинного обучения
Тренды
Мнения
Человек — это набор из пяти чисел: Игорь Волжанин, DataSine — о психотипировании с помощью big data
Карло Ратти, Senseable City Laboratory (MIT) — о городах будущего, третьей коже человека и роболодках
Тренды
Мы все — сенсоры: CEO SQream Ами Галь — о том, как обрабатывают big data
Кейсы
Что такое скрапинг: как Amazon, Walmart и другие ритейлеры используют ботов в борьбе с конкурентами
Идеи
Почему китайские подлодки-беспилотники станут самым опасным врагом под водой?
Идеи
Филипп Роуд, LSE Cities: самый кошмарный сценарий — беспилотники, ездящие по городу, чтобы не платить за парковку
Мнения
Юрий Корженевский — о том, как построить безопасные системы для банков на блокчейне
Блокчейн
Иннополис
Russian Robot Olympiad: как дети строят роботов и решают реальные инженерные проблемы
MyGenetics: ДНК-тесты, помогающие «взломать» организм, как компьютер
Тренды
Trade-to-Mine: как биржи привлекают трейдеров в условиях падения рынка
Блокчейн