Анализ концепции долговременной орбитальной станции для обслуживания межорбитального грузопотока

И.А. Соболев, В.В. Леонов, Т.В. Волкова, П.М. Бечаснов

Инженерный журнал: наука и инновации

# 4·2017

Существенным отличием предлагаемого проекта от модулей BEAM и

TransHub является использование центробежных сил для создания искус-

ственной гравитации. Известно, что невесомость обусловливает необходи-

мость периода адаптации к ней до начала работы космонавта, а также ока-

зывает долгосрочное негативное влияние на человеческий организм, в том

числе вызывая атрофию мышц, нарушения обмена веществ и снижение ко-

гнитивных способностей [16].

Указанные факторы существенно снижают эффективность работы эки-

пажа на борту ОС, требуют установки на станции дополнительного обору-

дования и содержания существенной обслуживающей инфраструктуры на

Земле (в том числе специализированных центров по проектированию си-

стем, предназначенных для работы в невесомости, по подготовке экипажа к

невесомости и реабилитации после ее воздействия). Уже давно научно

обоснована возможность создания искусственной гравитации с помощью

вращения ОС. В отличие от ранних проектов в настоящее время искус-

ственная гравитация может создаваться автономными малыми КА, исполь-

зуемыми в качестве блоков-противовесов, имеющих собственную двига-

тельную установку и вращающихся вокруг ОС [11].

Центробежная искусственная гравитация отличается от земной воздей-

ствием кориолисовых ускорений, наличием градиента гравитации и зави-

симостью ее от относительной скорости движения во вращающейся систе-

ме координат станции. Влияние этих эффектов накладывает ограничение

снизу на габаритные размеры ОС.

В предлагаемой концепции ОС жилой модуль предполагается ориенти-

ровать вертикально относительно линии действия искусственной силы тя-

жести. Такая компоновка поможет уменьшить перемещение центра тяжести

ОС в поперечном направлении и увеличить массу ОС вследствие инерци-

альных нагрузок.

В архитектурно-планировочном решении жилых и рабочих про-

странств ОС необходимо учитывать закономерности построения внутрен-

него пространства, исходя из эргономики деятельности экипажа не только в

режиме искусственной гравитации, но и частично в режиме микрогравита-

ции. Учет антропоморфной метрики должен производиться, исходя из кон-

кретно осуществляемой в этих режимах деятельности экипажа [26].

Одномодульная ОС будет выводиться одним пуском как герметичный

жесткий цилиндрический блок D4

11 м с пятипролетными воздухоопор-

ными отверждаемыми оболочками, приобретающими форму тора

max

= 9 м

после автоматического наддува (рис. 3). Он производится после выведения

на рабочую орбиту. Тогда же от блока ОС отделяется КА-противовес, вытя-

гивающий на тросах центральный стыковочный узел и во вращательном

движении закручивающий ОС и создающий искусственную гравитацию.

При приеме пилотируемых экспедиций ОС должна будет останавливать

вращение для стыковки корабля к жилому модулю, обеспечивающей аварий-

ную эвакуацию. Раскручивание, торможение и коррекция орбиты ОС могут

осуществляться электродуговыми ракетными двигателями на воде, установ-

ленными на жилом модуле и противовесе, процесс займет около суток.