Надувная космонавтика

NASA продемонстрировало дутые результаты американской частной космонавтики. Три с половиной года назад частная компания Bigelow Aerospace получила госконтракт на $17,8 млн за разработку малого экспериментального модуля для Международной космической станции. Два месяца назад его доставили на станцию, и сейчас подготовили к тестовой эксплуатации.

Компания Bigelow Aerospace создана в 1998 году Робертом Бигелоу, американским бизнесменом, сколотившим состояние на сети гостиниц. Он решил, что следующим этапом развития бизнеса станет первая космическая гостиница на околоземной орбите. Для реализации своей мечты он достал из архивов технологию NASA расширяемых космических модулей TransHab, решил ее модернизировать и приступить к строительству. Причем низкая околоземная орбита, в его планах, это только начало, впереди – надувная база на Луне.



Технология расширяемых, или попросту надувных, модулей открывает некоторые возможности недоступные для классических конструкций жилых космических блоков. Прежде всего это возможность вывести больше полезного жилого объема одной ракетой. Нынешние модули космических станций - это высокотехнологичные алюминиевые бочки, чей размер ограничен размером обтекателя ракеты, которой они выводятся. Так российские модули МКС уже американских именно из-за более тесного обтекателя "Протона" по сравнению с грузовым отсеком SpaceShuttle.

Самым большим космическим модулем была станция SkyLab, с поистине огромным свободным пространством.

Бигелоу таких вольностей не предполагает, в его концептах орбитальная гостиница Alpha space station поделена на множество жилых и служебных отсеков. До госконтракта NASA компания Bigelow Aerospace вложила $180 млн в развитие технологии. Всего же основатель компании готов направить до $500 млн на достижение своей цели.

Для отработки надувной технологии компания запустила два тестовых модуля Genesis I и II в 2006 и 2007.



Для запусков были использованы конверсионные российско-украинские ракеты "Днепр". В модулях были установлены камеры и различные датчики, позволяющие оценить и отслеживать поведение изделий в условиях вакуума.

Genesis I и II летают до сих пор, но связь с ними уже не поддерживается. Думаю, сейчас на них было бы любопытно взглянуть, чтобы оценить степень воздействия космического мусора и метеоритов. Они видятся главной проблемой при реализации и эксплуатации надувных модулей.

Разумеется, надувной космический модуль, это не однослойный воздушный шарик. Конструкция расширяемых аппаратов предполагает использование многослойной обшивки, каждый из слоев которой должен обеспечивать свою функцию.

Слой ткани с герметизирующей пропиткой должен удерживать давление. Многослойный пакет металлизированных пленок обеспечивать термоизоляцию. Слой кевларовой ткани или сходной по свойствам должен обеспечивать защиту от повреждений при монтаже и эксплуатации. Все вместе должно защищать от радиации и мелкого космического мусора.



Точного состава пакета Bigelow не разглашает, есть только описание десятилетней давности: 5 композитных слоев, разделенных пенным наполнителем, упругий каркас из волокон, внутренняя гермооболочка, удерживающая атмосферу. По заверениям разработчика, такая схема держит удар полуторасантиметрового куска алюминия, летящего на скорости 6,4 км/с.

Защиту BEAM можно сравнить с европейской разработкой REMSIM о которой намного больше информации. REMSIM предполагает использование пятислойного кевларового щита, который успешно останавливает сантиметровый алюминиевый шарик летящий на скорости 6,5 км/с.



BEAM использует не кевлар, а вектран, который имеет примерно сходные свойства. Кроме этого упоминаются графитовые композитные слои, которые должны рассеивать энергию космической «пули».

Судя по всему, итоговая конструкция не удовлетворила NASA, поэтому в летной конфигурации добавилась пластинчатая “чешуя” дополнительно прикрывающая модуль.



Для обычных модулей МКС применяется сходная многослойная технология, на основе металлических листов, под названием «защита Уиппла» (Whipple bumper).

Сейчас разработано уже несколько защитных схем, позволяющих добиваться более высокой стойкости к столкновению. Помимо алюминиевых листов используют кевларовые слои, керамические волокна и другие материалы. В зависимости от степени угрозы, элементы космической станции прикрывают сильнее или слабее.



8 апреля BEAM был запущен, 16 апреля отделен от космического корабля Dragon, и пристыкован к модулю Tranquility МКС.



Дольше месяца он оставался в собранном состоянии, наконец, астронавты приступили к расширению модуля. Надуть получилось не с первого раза. Начали 26 мая, и смогли только через три дня.



Вчера люк был открыт, астронавт Джеффри Уильямс и космонавт Олег Скрипочка провели осмотр состояния модуля, и проверили датчики. Внутри было холодно, но на стенах конденсата не наблюдалось. В целом состояние признали удовлетворительным.



BEAM не будет использоваться в научной или хозяйственной деятельности Международной космической станции. Большую часть времени он простоит закрытым. В него будут заглядывать только четыре раза в год, а по истечении двух лет отстыкуют и сбросят в атмосферу, где он благополучно сгорит, как обычный грузовой корабль.

Главная цель BEAM – испытание технологии расширяемых модулей, проверка их возможности поддерживать давление, противостоять радиации, метеоритам и космическому мусору. Все два года в модуле будут работать датчики для регистрации состояния внутренней среды.

Для NASA это исследование перспективности расширяемых технологий в космосе с точки зрения строительства станций нового поколения и межпланетных пилотируемых кораблей. Для Бигелоу – это очередной этап на пути реализации его проекта космического отеля. Впереди еще создание и запуск двух модулей B330 и сборка из них первой частной космической станции Alpha. Ранее сообщалось, что первый BA330 запустят в 2017 году, но скорее всего, пуск перенесут.



Сходные технологии разрабатываются и в России на «РКК Энергия», но пока на стадии макетирования, т.е. как у Bigelow до 2006 года. Российский надувной модуль станции был отменен из-за сокращения бюджета Роскосмоса на ближайшие 10 лет.