Перспективная полифункциональная орбитальная станция

Язык труда и переводы:
УДК:
629.786.2
Дата публикации:
22 января 2022, 01:18
Категория:
Секция 02. Летательные аппараты. Проектирование и конструкция
Авторы
Рамазанова Джамиля Рамазановна
Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)
Аннотация:
Представлен проект пилотируемой космической станции для строительства и обслуживания крупногабаритного перспективного пилотируемого космического аппарата с искусственной гравитацией. Предложена схема построения и функционирования роботизированного комплекса для строительства и обслуживания пилотируемого космического аппарата с искусственной гравитацией. Описан основной концепт предлагаемой полифункциональной орбитальной космической станции.
Ключевые слова:
пилотируемый космический аппарат, роботизированный комплекс, перспективная орбитальная станция, сборка на орбите
Основной текст труда

Международная космическая станция (МКС), которая представляет собой огромное по составу систем и размерам сооружение, дает возможность космонавтам находиться, жить и работать в космическом пространстве на протяжении порядка года. Проработав суммарно на околоземном пространстве более 20 лет, удалось накопить значительный объем полезной информации. Однако на сегодняшний день встал вопрос о целесообразности дальнейшего использования МКС. В этой связи более актуальным направлением в развитии пилотируемой космонавтики представляется освоение ближайших космических тел солнечной системы, таких как Луна и Марс, с последующей их колонизацией. В этом направлении ведущие страны мира стали активно работать в последние годы.

Международная космическая станция (МКС), которая представляет собой огромное по составу систем и размерам сооружение, дает возможность космонавтам находиться, жить и работать в космическом пространстве на протяжении порядка года. Проработав суммарно на околоземном пространстве более 20 лет, удалось накопить значительный объем полезной информации. Однако на сегодняшний день встал вопрос о целесообразности дальнейшего использования МКС. В этой связи более актуальным направлением в развитии пилотируемой космонавтики представляется освоение ближайших космических тел солнечной системы, таких как Луна и Марс, с последующей их колонизацией. В этом направлении ведущие страны мира стали активно работать в последние годы.

Для достижения поставленных целей необходимо решить ряд актуальных и сложных проблем, которые могут быть осуществлены новыми типами космических аппаратов (КА).

В случае пилотируемых длительных полетов одной из основных проблем является сохранение здоровья организма и всех нормальных функций человека на всей протяженности полета. При таких полетах значительное влияние среди прочих оказывает фактор невесомости [1–3]. Одним из возможных вариантов решения данной проблемы является создание имитации искусственной гравитации с помощью вращения. Перспективным в этой связи представляется проект пилотируемого космического аппарата, состоящего из последовательно-соединенных модулей и представляющего собой свободно вращающийся тор диаметром 100 м [4].

Этот проект базируется не только на собственном инновационном подходе к созданию пилотируемого космического аппарата (ПКА) следующего поколения, а требует разработки и внедрения целого комплекса новых типов аппаратов и систем, без которых реализация и эксплуатация перспективного вращающегося ПКА становится невозможной.

Одним из важнейших компонентов этих разработок является орбитальный роботизированный комплекс для строительства и обслуживания КА (РКСО КА), который должен быть построен раньше всех остальных систем. В данной работе представлены особенности и концептуальные решения, используемые для построения предлагаемого РКСО КА. Комплекс является новым типом космической системы, по массогабаритным характеристикам сравнимый с МКС, куда будут привозиться пакеты подготовленных материалов для сборки сегментов из надувных [5] и жестких оболочек, а также с использованием которого будет осуществляться прокладка и соединение коммуникаций и всего ПКА в целом. Производить сборку соответственно должны роботы-манипуляторы.

Для выполнения функций орбитальной пилотируемой станции (ОПС) в РКСО КА, необходимо добавить жилые модули и модули со специализированной аппаратурой для выполнения только научно-исследовательских задач ОПС.

Основные концепт-предложения полифункциональной орбитальной станции:

  • имеет рамную платформу, создающую основную, максимально облегченную, но прочную силовую несущую конструкцию, позволяющую на значительном пространстве крепить к ней самые разнообразные модули и изделия;
  • сохраняет все преимущества модульного построения, одновременно создавая силовую разгрузку их конструкций;
  • имеет базовое открытое (негерметичное) построение, что позволяет создавать крупногабаритные построения с минимальной массой;
  • исходно имеет «открытую архитектуру», то есть позволяет в дальнейшем наращивать и значительно перестраивать весь космический комплекс, не создавая взамен новый;
  • имеет свою роботизированную транспортную инфраструктуру, позволяющую быстро и надежно переносить все виды материалов, конструкций, людей для обеспечения всех видов работ (складирование, перегрузка, ремонт, и т. д.);
  • является «космическим портом» для всех видов КА, осуществляющих межпланетные перелеты и для КА-челноков;
  • является орбитальной базой и перевалочным пунктом, обеспечивая всем необходимым «конвейер космических полетов»;
  • имеет все функциональные возможности орбитальной станции;
  • имеет (и может обновлять) ряд разных роботизированных систем, позволяющих безопасно функционировать комплексу с минимизацией человеческого присутствия;
  • имеет перестраиваемые роботизированные комплексы по строительству и капитальному ремонту крупных КА.
Литература
  1. Газенко О.Г., Пестов И.Д., Макаров В.И. Человечество и космос. М.: Наука, 1990. С. 3–8.
  2. Газенко О.Г., Григорьев А.И., Наточин Ю.В. Водно-солевой гомеостаз и космический полет. М.: Наука, 1986. 240 с.
  3. Газенко О.Г., Гюрджиан А.А. Физиологические эффекты гравитации // Проблемы космической биологии. 1967. Т. 6. С. 22–42.
  4. Ramazanova D.R., Alifanov O.M. Promising manned spacecraft for a long-duration flight with a flexible inflatable shell // Journal of Space Safety Engineering. 2021. Vol. 8, iss. 4. Pp. 259–265. DOI: 10.1016/j.jsse.2021.08.008
  5. Рамазанова Д.Р. Надувная конструкция оболочки пилотируемого космического аппарата для дальних и длительных космических полетов // Молодежь и будущее авиации и космонавтики: 10-й Всероссийский межотраслевой молодежный конкурс научно-технических работ и проектов: аннотации конкурсных работ. М.: МАИ, 2018. С. 187–188.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.