Pull to refresh

Comments 66

Для МКС модуль разрабатывали японцы, но после Колумбии американцы свернули планы по модулю искусственной гравитации. И он очень отличен от статьи тут — https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge_Accommodations_Module

В ближайшее время на борту МКС мыши ознакомятся с модулем создания гравитации. Модуль установлен в японском модуле, мыши доставляются Драконом.
а зачем тор? два отсека на тросе, вращающиеся относительно общего центра масс… и никаких «миллонов тонн»
тогда заодно расскажите как стыковаться с ними ))
хм… а зачем с ними? в центре масс можно расположить стыковочный узел, а с ним — как обычно, уровняв скорость и вращение…
Эх… Вспомнилась Elite на 286-м… Когда-то я мог пристыковаться к станции с первого раза. В принципе, это не так уж и сложно.
На 286-м? Только Спектрум, только хардкор! :)
Ну только тогда трос между отсеками сразу «толстеет» до размеров коридора. А там уже и до тора недолго :)
А кто мешает передвигаться между станцией и отсеком на лифте? И не надо никаких коридоров
Стыковочный узел как правило имеет ресурс всего лишь в десятки стыковок.
Сделать короткую проставку со стыковочными шпангоутами на обоих концах. Когда износится шпангоут, стыкуемый с лифтом, заменить её, это будет эквивалентно одной перестыковке шпангоута, установленного на модуле. А чтобы меньше изнашивались его замки, использовать его с дополнительными винтовыми креплениями, как это было сделано на «Мире».
Тогда и на лифте нужны такие же проставки.
Почему бы нет. Хотя, лифт можно и целиком заменить. Он, вероятно, будет изнашиваться быстрее, чем другие модули.
А как между ними гулять? В торе можно вести нормальную деятельность, а с тросами это невозможно.
ну заменить трос на трубу, если действительно нужно гулять )))
В трубе ускорение свободного падения будет меняться, тогда как в любой точке (окружности) тора ускорение одинаковое. Тор удобнее.
Труба только как транспортный переход между отсеками, а вообще, выгоднее наверно один нормальный рабочий отсек и не используемый для других задач противовес к нему на тросе… Насчет удобства тора — не уверен, одна балансировка чего стоить будет…
Ну а чего будет стоить трос, который и порваться может? Нет еще такого нано-чугуния который бы выдержал вращение в космсе месяцами.
)) а с чего ему рваться? коррозии нету, нагрузка в большинстве случаев статическая, обычная легированная сталь подойдет, это же не космический лифт…
Противовес — это расточительно!
Пусть там будет необитаемый отсек.
Всегда можно сделать противовес, например в 100 раз легче и вращение будет вокруг общего центра масс. Просто длиннее трос. При определенных размерах конструкции нелинейность движения будет некритична. В противовес можно сложить топливо для приземления, например.
с длинного троса-противовеса можно швыряться микроспутниками во все стороны)
UFO just landed and posted this here
А зачем гулять? В одном отсеке — живем, в другом — склад топлива и припасов. Плюс центр масс необязательно должен располагаться четко посередине между отсеками. Конечно, для орбитальной станции такая конструкция создаст некоторые дополнительные проблемы. А вот для полета на Марс — самое то. Особенно учитывая, что поддержание силы тяжести в полете может быть критически необходимым для миссии.
Возможно. Кажется, в «Марсианине» так и было. Я лично ориентировался на более долгие сроки, скажем как в «Интерстеллар»
Недавно задавался вопросами: как герметизировать стык вращающегося модуля?
Как прокладывать в него коммуникации?
Как правило ограничиваются двумя вариантами — или вращается весь гермообъём целиком, или центрифуга внутри неподвижного гермообьёма
Две станции рядом. На одной невесомость, где можно работать неделями как обычно. Затем, по рекомендации врачей, астронавт переходит на станцию с «гравитацией». На кресле с микродвигателями, например. Или с очередным грузовиком пересадку делать.

Тем самым решается проблема вибрации между частями с вращением и без.

Присоединяюсь к тем, кто считает тороидальные проекты несвоевременной роскошью. Надувной отсек на тросе, противовес — грузовой отсек. Стыковочный узел посередине. От него канатная дорога по соединительному тросу. При этом «гравитацию» вовсе необязательно делать равной 1G. Дёшево и сердито.

Разгонять эту гравицапу можно короткими импульсами в те моменты, когда трос располагается более менее параллельно орбите. Заодно и подкручивать. Как на качелях.
Если бы станция была на ГСО, где ее не надо с завидной периодичностью поднимать, то идея здравая — напихал в противовес мусора (те же Прогрессы) и радуйся жизни. Но на низкой орбите Вы будете бесполезную массу регулярно возить вверх. А если запихнете туда только расходники (топливо, еду), то плече станет непомерно большим и тяжелым. Поэтому и говорят постоянно про тор, пусть и обрезанный как на Гермесе.

Кстати ни когда не понимал, почему говоря про искуственную гравитацию говорят про постоянную скорость вращения. Разве тор не должен ускоряться для этого?
А кто говорил о бесполезной массе? Возьмите станцию и рассортируйте — это в жилой модуль, это в грузовой. Ну к примеру двигатели и топливо — что им делать в жилом? Солнечные панели — тоже в грузовой. И т.д.

Тор ускоряться не должен. Возьмите ведро с водой на донышке и раскрутите. Сомневаюсь, что вы сможете поддерживать постоянное ускорение хотя бы пару оборотов. Но скорость постоянную держать сможете какое-то время. И вода выливаться не будет.
>> Тор ускоряться не должен.
Эмпирически я это понимаю, а вот теоретически как то пусто. А если систему отсчета построить от раскручиваемого объекта? То он находится в состоянии покоя. Меня вот это смущает.

>> А кто говорил о бесполезной массе?
Ну вот смотрите:
1. в противовесе система жизнеобеспечения не нужна, достаточно радиационного и противометеоритного щита, а значит весит этот модуль по минимуму.
2. количество топлива, продуктов, запчастей постоянно меняется в пределах 50% (кто в курсе по МКС, подскажите), а это в пустой алюминиевой бочке будет большая часть массы. Что негативно скажется на стабильности гравитации в жилом модуле.
3. разгонять у нас принято прогрессами, чтобы не ремонтировать постоянно двигатели на орбите, так что движки в пролете. А маневровые скорее всего нужны в обоих модулях.
4. если вес модулей одинаков, а мы создаем 1G в жилом модуле, то и в грузовом будет 1G, что несколько утяжелит раму солнечных батарей. Если масса жилого модуля в 2 раза выше, то если я не путаю, центробежная в грузовом будет в 2 раза выше, т.е. 2G, а значит рама еще тяжелее. А ведь ее (раму) еще на орбиту вывести надо. Так что батареи по дефолту в центре масс. РИТЭГ или ядерный реактор можно.

Плюс ко всему остается вопрос, как ресурсу перевозить с балласта в жилой отсек и что делать, если произойдет авария. Вы можете остаться без энергии, еды, воды… Тор же подразумевает равномерное распределение всего богатства вдоль борта (ближе к центру), что создает кучу других проблем, но их можно решить чисто логистически.
>А если систему отсчета построить от раскручиваемого объекта?

Вращающаяся система отсчёта не инерциальна.
Чтобы понимать такие вещи теоретически, нужно быть Эйнштейном. Причём, я подозреваю, вы хотите понимания на уровне интуиции («должно — не должно»), а это уже что-то совсем запредельное, физик в «режиме бога», тут и Эйнштейн не всё понимал. Вы ставите эксперимент на практике, результат противоречит вашему интуитивному «должно быть так». Заметьте, не вашей теории гравитации, которой у вас нет, а просто интуитивному убеждению. Лично я давным давно поставил на своей интуиции штамп — «к физике не прислонять», и успокоился.

1. Если жилой модуль с жизнеобеспечением весит минимум от общей массы, это преимущество, а не недостаток. Всё остальное проще поделить между двумя концами.

2. Не думаю, что важна стабильность. Важно наличие достаточно долгое время, и пусть даже не 1G, а меньше. Тут вам не один специалист не скажет, нужны длительные эксперименты. В том числе и для полёта на Марс. Начинать их давно пора.

3. Н-да, не подумал. Похоже, без жёсткой штанги, типа фермы моста, не обойтись, гибкий трос не пойдёт.

4. Вес модулей непостоянный и разный. Частично можно регулировать положение модулей на штанге, скорость вращения. Частично — смириться с непостоянной «гравитацией».

Для доставки-перевозки я сначала предложил канатную дорогу, но лифт в жёсткой ферме проще и надёжнее.

Авария — тут и проще, и сложнее. Если, скажем, возгорание в грузовом конце — опасность меньше, а тушить — сложнее.
Думаю, роботы на орбите (в т.ч. управляемые с ЦУПа) позволят решать проблемы безлюдности грузового модуля. Тогда безлюдность станет плюсом при авариях.

Без энергии, воды и еды и сейчас можно остаться. Разница не так уж велика — та же станция, только длиннее и крутится. Ну будет ещё лифт. Или длинный надувной коридор-кишка почти без защиты — «пролетайте быстро, не задерживайте движение». Может то и другое параллельно. И скользящие по рельсам снаружи фермы манипуляторы — могут подбросить пассажира в скафандре, если совсем всё плохо.

Тор — ну всем хорош, кроме на порядки большей массы на орбите. Пока астероиды не научимся буксировать — не светит.
>>«к физике не прислонять», и успокоился.
Я тоже сисадмином стал :)

>> жизнеобеспечением весит минимум
Жизнеобеспечение весит максимум. Весь смысл обитаемого аппарата в этом самом обеспечении. Посмотрите на МКС, там почти все модули обитаемые. Да, энергетика и склады равномерно распиханы по всей станции, но это просто увеличивает толщину брони так сказать.

>> Не думаю, что важна стабильность.
Сегодня от постели оторваться не могу, а вчера подпрыгнул и чуть потолок не протаранил. Я конечно понимаю что космос — это экстрим, но зачем?

>>Похоже, без жёсткой штанги, типа фермы моста,
Ну а теперь загнуть ее в окружность и внутрь напихать надувных модулей, вот вам и тор.

>>Вес модулей непостоянный и разный
Или равномерно распихать вдоль борта и просто решить проблему логистикой.

>> но лифт в жёсткой ферме проще и надёжнее.
Не проще. Минимум 2 шлюза добавить придется, механику, систему ЖО лифта…

>> а тушить — сложнее.
Стравил воздух, огонь потух. В чем сложность? Просто отсеки должны быть изолированы(тор должен быть не однообъемным). А если авария в жилом модуле? А у Вас их всего 2 (жилой/нежилой).

>> Без энергии, воды и еды и сейчас можно остаться.
Энергии да, слышал, а вот чтобы без еды и воды нет. Как тот же лифт будет себя вести в момент отключения?

>> Тор — ну всем хорош
Тор не обязательно со звездный разрушитель строить. МКС уже сейчас 100*50*25 метров. Более чем достойный размер для тора. У тора конечно своих проблем хватает (как то стыковка), но размер — точно не его проблема.
>>но лифт в жёсткой ферме проще и надёжнее.
>Не проще. Минимум 2 шлюза добавить придется, механику, систему ЖО лифта…

Действительно, проще чем канатная дорога. Шлюзы не нужны, нужны стыковочные шпангоуты на лифте и на модулях. СЖО лифта можно взять от любого небольшого модуля, дозаправляться она будет во время стыковки, а электроэнергией снабжаться непрерывно по кабелям с обоих аппаратов — для надёжности. Перемещаться — по рельсовому пути, подобно тому, как это происходит с манипуляторами на ферме МКС.
>> Тор не обязательно со звездный разрушитель строить. МКС уже сейчас 100*50*25 метров. Более чем достойный размер для тора.
Всё дело в радиусе. Как говорилось в статье, его нельзя делать слишком малым — в ногах будет 1G, а в голове — 0,95G. Поэтому когда практически весь диаметр необитаемый, а обитаема только одна небольшая сфера (ну хошоро, пусть две на разных концах, да и понадёжнее всё-таки будет), то затраты на порядки меньше. Соотношение число «пи» было бы, если весь диаметр считать заселённым, но я-то не это предлагаю.

Согните 100 метров МКС в кольцо. Получите радиус 16. В ролике вроде и 150 считается маловато.
Кстати 100 — это та балка, на которой панели крепятся. Она ж необитаемая. 50 надо брать.

>> Минимум 2 шлюза добавить придется
Лифт сам по себе шлюз. Одна штука.
Но скорее всего их будет два в противофазе.

Так что первая станция с искусственной гравитацией будет иметь тип «гантель». По пропорциям скорее очень тонкая трость, ажурная с утолщением в середине для прочности, как две стройных эйфелевых башни. Ну и вся утыкана солнечными панелями как ёлка (две зеркальных ёлки), к центру побольше панелей, подлиннее, к концам-верхушкам поменьше. На концах — грозди надувных модулей, этакие ёлочные игрушки.

Стильно, дёшево, практично. Жалко, что по кругу не пробежишь километров 5, ну что ж теперь… Не всё сразу. За прыжки на скакалочке спасибо скажите, и за унитаз человеческий, за ванную, и за возможность ходить сразу после приземления.
Радиус должен быть таким, чтобы сила тяжести между головой ногами не различалась более чем в 0,1. Это по данным советских экспериментов. По моим прикидкам, диаметра 70 метров достаточно. 1g — не нужен, хватит и меньшей тяжести.

По остальному — согласен.
>Чтобы понимать такие вещи теоретически, нужно быть Эйнштейном

С чего бы вдруг? Физика — это область применения математики. Формула есть — бери и считай. У человека, у которого нет проблем с математикой, нет проблем и с физикой, если только он сам себе их не выдумывает.
Половина наук — применение математики. Есть формула вычисления интеграла (целый отдел математики, на самом деле), а есть геометрический смысл интеграла. Считать интегралы научился в школе (тему проболел, поэтому просто натаскался на примерах), а геометрический смысл узнал уже позже, на методике преподавания (или матане, не помню точно).
Так вот с центробежными силами история та же. Формулу знаю, как работает представляю, но почему не по другому?

>>электроэнергией снабжаться непрерывно по кабелям с обоих аппаратов
С шлюзами перегнул — правда. А что будет, если на всей станции сдохнет свет? На салюте вроде такое было. И если человек застрянет в подобном лифте, то в нем можно будет и похоронить. Надежнее все таки то, что не движется — например труба (пусть и надувная).
>И если человек застрянет в подобном лифте, то в нем можно будет и похоронить.

Почему же? Дублирования питания никто не отменял. Аккумуляторы нынче лёгкие. Можно даже топливный элемент на лифте поставить (за пределами обитаемого отсека, разумеется). На компонентах топлива, чтобы наверняка.
А если на всей станции сдохнет свет надолго — то можно всю станцию хоронить.

>Формулу знаю, как работает представляю, но почему не по другому?
А почему должно быть по другому? В ИСО вообще центробежной силы нет. По-моему, естественно, что для того, чтобы искривить траекторию тела, нужно приложить боковую силу.
" А генеральный конструктор Юре шепнул
" Космос мертв

Когда две массы двигаются относительно друг друга, но не навстречу или друг от друга, их гравитационная сила создаёт крутящий момент.

Это бред Вы написали. В такой постановке задачи речь идет о точечных массах, а применительно к материальной точке понятие крутящего момента не имеет смысла. Речь идет о движении двух точек под действием сил взаимного притяжения, векторы которых не лежат на одной прямой со скоростями.

Понятие момента возникает когда мы используем модель твердого тела и силы приложены в разных его точках
Тоесть… если бы человеки вместо военных игрушек и всякой блестящей мешуры, занимались бы космосом плотнее, то могли бы иметь десяток много-километровых космических станци?
Могли бы даже параллельно военным игрушкам… если бы в этих станциях действительно была бы необходимость.
Для «вместо» нужно что-то вроде национальной идеи, как минимум. На уровне большой страны от оружия отказаться не получится, поэтому придётся срезать откуда-то ещё.
Идея таковая вполне себе насаживается через правительственную гипножабу. Но… кому это там, «наверху», нужно?
1 триллион 650 миллиардов американских долларов — всего то одна война в Ираке)
А вообще, тут полностью не верно стоимость считается. Там у людей были одноступенчатые многоразовые аппараты размером с автобус.
Так же не нужно все это с Земли возить, можно и с Луны что-то, что-то с пояса астероидов.
Вопрос дилетанта:
А в чем проблема (помимо связи-направление антенн), если полностью весь аппарат вращать?
В направлении астрономических приборов и гироскопическом эффекте, усложняющем маневрирование. Впрочем, последнее решаемо.
Интересно по поводу гравитации. Почему ручки не вращаются вокруг космонавтов и не притягиваются к ним?
А почему они должны это делать?
Масса космонавта много больше массы ручки. Космонавт своей массой больше искривляет пространство и ручка должна к нему скатываться как с горки. Нет?
Масса космонавта — 70-90 кг. Масса ручки — считанные граммы, ну допустим грамм 20. Сумеете сами рассчитать, с какой силой они друг к другу притягиваются с расстояния, ну, допустим 1 метр?
А если сами не сумеете — вам ВольфрамАльфа посчитает:

http://www.wolframalpha.com/input/?i=gravitational+attraction&rawformassumption=%7B%22FS%22%7D+-%3E+%7B%7B%22NewtonsLawOfUniversalGravitation%22,+%22F%22%7D%7D&rawformassumption=%7B%22F%22,+%22NewtonsLawOfUniversalGravitation%22,+%22m1%22%7D+-%3E%2220+g%22&rawformassumption=%7B%22F%22,+%22NewtonsLawOfUniversalGravitation%22,+%22m2%22%7D+-%3E%2280+kg%22&rawformassumption=%7B%22F%22,+%22NewtonsLawOfUniversalGravitation%22,+%22r%22%7D+-%3E%221+m%22&rawformassumption=%7B%22MC%22,%22%22%7D-%3E%7B%22Formula%22%7D
Они вращаются. Но если вы посчитаете скорость на орбите «вокруг космонавта», то там будут десятые(если не сотые) доли миллиметров в час. Вы их не заметите. Воздух на станции движется постоянно и с большей скоростью.
Прочел обсуждение топика по ссылке в первом абзаце данной статьи. Оно великолепно!
Если говорить про космический спутник, то на него также действует сила тяготения Земли, но из-за постоянного падения на землю проявляется эффект невесомости. Если говорить про межзвездные перелеты, то почему не рассматривается постоянное ускорение 10 g и затем торможение, которое как раз эквивалентно земной гравитации для человека?
На современном уровне техники длительный разгон с такой тягой недоступен.
> Зачем космические аппараты вращаются

Ещё одну причину забыли:

> обычно на протяжении полёта корабль вращался вокруг своей оси с скоростью около одного оборота в минуту, что обеспечивало его равномерный обогрев Солнцем. Нарушение равомерности этого вращения привело бы к перегреву корпуса корабля с освещённой и переохлаждению с теневой стороны, что могло бы повредить оборудование модулей. (Jim Lovell, Jeffrey Kluger. Apollo 13. — Reprint edition. — Mariner Books, 2006. — 390 p. — p. 100 — ISBN 978-0618619580.)
Спасибо! В статье упомянуто об этом:
Некоторые космические аппараты используют вращение для теплового контроля, чтобы не перегревать одну сторону, что может привести к поломкам.
>> Это 1 триллион 650 миллиардов американских долларов
Или примерно годовой военный бюджет нашего шарика. Не поймите меня не правильно — армия нужна, но «Если я действительно стою сто тысяч милльонов — то ну нельзя ли мне получить хоть немного наличными, чтобы я мог купить маленького щенка?».
Международная космическая станция постоянно вращается по Y-оси со скоростью 4 градуса в минуту.

И солнечные батареи вращаются небось. "Днем" — чтобы быть перпендикулярными лучам Солнца, а "ночью" — чтобы не тормозить о разреженную атмосферу, которая все-таки при такой площади батарей может тормозить станцию.

У меня для вас интересный ролик про CD-привод в микрогравитации.
В тему, как мне кажется. Не кликабельный, простите

https://www.youtube.com/watch?v=gdAmEEAiJWo
Стоит раскрутить аппарат один раз, и затем можно будет крутиться столетиями

Не совсем, как ниже описано, есть фактор давления солнечного ветра. Влияние ветра не учли разработчики Фобоса, что и погубило «Фобос-1». Его развернуло солнечными панелями боком к Солнцу, и разрядились аккумуляторы, пока на Земле поняли ошибку в переданной команде.
Концепт вчерашней встречи. Чье-то представление возможной станции в 2040-2050 годах
https://twitter.com/jeff_foust/status/753624512940220416
https://pbs.twimg.com/media/CnVpf-jUkAAsqXl.jpg
Sign up to leave a comment.

Articles