Мегаструктура на орбите. Зачем Китаю строить километровый корабль, и возможно ли это

Китай недавно удивил научное сообщество намерением построить космический корабль, длиной не менее одного километра. Об этом сообщает Science Focus.

Ширина МКС составляет всего 109 метров, но на ее строительство потратили 150 млрд долларов, которое длилось на протяжении 30 миссий в течение десятилетия. Китайское космическое агентство собирается создать корабль, превышающий размеры МКС в 10 раз.

"Речь идет об амбициях и долгосрочном мышлении, оно не согласуется с краткосрочным западным мышлением, которое принимает подобные планы за пропаганду", – говорит космический писатель, автор и телеведущий Брайан Харви.

В последнее время Китай добился немалого прогресса в освоении космоса. Страна вернула на Землю образцы лунной породы, став третьей после США и России, кому удалась подобная миссия. Китай посадил на Марс свой марсоход, став второй страной после США в этой гонке. Также китайский аппарат приземлился на обратную сторону Луны, а также Китай строит свою космическую станцию на орбите Земли.

Харви напоминает, что еще в 2009 году Китай опубликовал "Дорожную карту 2050", которая представляет собой план того, как страна собирается стать ведущей космической державой к середине века.

"Горизонт китайских космических полетов – это не годы или десятилетия, а полвека", – говорит писатель.

Иными словами, план Китая – это проверка идеи о том, как построить космический корабль в будущем, а не заявление о начале строительства.

Идея была озвучена в рамках конкурса для исследователей от Национального научного фонда Китая. Фонд готов выделить 2,33 млн долларов на разработку легких конструкций и материалов, а также строительных технологий в космосе.

Но зачем Китаю строить настолько большой космический корабль? Ответ может заключаться в искусственной гравитации. Космическая станция с искусственной гравитацией поможет предотвратить истощение мышц и костей у астронавтов из-за невесомости.

Во время полетов на Марс и за его пределы искусственная гравитация станет крайне важной для сохранения здоровья экипажа.

"Искусственная гравитация была научно-фантастическим святым Граалем для космических полетов в течение столетия, и пока единственный способ это осуществить – большая вращающаяся структура", – говорит доцент института робототехники Университета Карнеги-Меллона Закари Манчестер.

Внутри вращающейся конструкции центробежная сила создает эффект гравитации, но только в случае, если она вращается с правильной скоростью. Дело в том, что люди очень восприимчивы к скорости вращения. Если корабль будет вращаться быстрее двух оборотов в минуту, людей начнет укачивать.

Но эксперименты показали, что все нежелательные эффекты исчезают при скорости вращения от одного до двух оборотов в минуту. Но насколько большим должен быть космический корабль, чтобы имитировать гравитацию при вращении со скорость 1-2 оборота в минуту?

"Как оказалась, вам понадобится километровая конструкция", – говорит Манчестер. Он и его команда в феврале получили грант от NASA для изучения возможности строительства корабля длиной в один километр.

В то время как Китай, ищет возможность построить огромную структуру непосредственно на орбите, запуская в космосе необходимые части, Манчестер с командой идут по другому пути. Американские ученые изучают возможность запуска готовой конструкции, которую можно сложить для полета на одной ракете SpaceX Falcon и развернуть в космосе.

Ключом к такой идее является использование механических метаматериалов. Такая технология использует своего рода суставы, похожие на работу обычных ножниц, чтобы конструкция могла складываться и раскладываться. Самый известный пример подобной технологии – Сфера Хобермана. Детская игрушка в сложенном состоянии напоминает обычный шар, но может раскладываться в сферу, во много раз превосходящую первоначальный диаметр.

"Мы обнаружили несколько действительно интересных механизмов, которые могут достигать очень большой степени расширения", – отмечает Манчестер.

Структуры, которые изучают американские ученые, могут увеличиваться в сотни раз в сравнении с первоначальным размером. Время покажет, какой из вариантов окажется самым жизнеспособным. Единственное известно наверняка, две космические державы уже ищут способы строительства мегаструктур в космосе.