Мегаструктура на орбіті. Навіщо Китаю будувати кілометровий корабель, і чи можливо це

Китай нещодавно здивував наукове співтовариство наміром побудувати космічний корабель, довжиною не менше одного кілометра. Про це повідомляє Science Focus.

Ширина МКС становить всього 109 метрів, але на її будівництво витратили 150 млрд доларів, яке тривало протягом 30 місій протягом десятиліття. Китайське космічне агентство збирається створити корабель, що перевищує розміри МКС у 10 разів.

"Йдеться про амбіції і довгострокове мислення, воно не узгоджується з короткостроковим західним мисленням, яке сприймає подібного роду проєкти за пропаганду", — говорить космічний письменник, автор і телеведучий Браян Харві.

Останнім часом Китай домігся чималого прогресу в освоєнні космосу. Країна повернула на Землю зразки місячної породи, ставши третьою після США і Росії, кому вдалася подібна місія. Китай посадив на Марс свій марсохід, ставши другою країною після США в цій гонці. Також китайський апарат приземлився на зворотний бік Місяця, а також Китай будує свою космічну станцію на орбіті Землі.

Харві нагадує, що ще в 2009 році Китай опублікував "Дорожню карту 2050", яка являє собою план того, як країна збирається стати провідною космічною державою до середини століття.

"Горизонт китайських космічних польотів — це не роки або десятиліття, а пів століття", — каже письменник.

Іншими словами, план Китаю — це перевірка ідеї про те, як побудувати космічний корабель у майбутньому, а не заява про початок будівництва.

Ідея була озвучена в межах конкурсу для дослідників від Національного наукового фонду Китаю. Фонд готовий виділити 2,33 млн доларів на розробку легких конструкцій і матеріалів, а також будівельних технологій у космосі.

Але навіщо Китаю будувати настільки великий космічний корабель? Відповідь може полягати в штучній гравітації. Космічна станція зі штучною гравітацією допоможе запобігти виснаженню м'язів і кісток в астронавтів через невагомість.

Під час польотів на Марс і за його межі штучна гравітація стане вкрай важливою для збереження здоров'я екіпажу.

"Штучна гравітація була науково-фантастичним святим Граалем для космічних польотів протягом століть, і поки єдиний спосіб це здійснити — велика структура, що обертається", — говорить доцент інституту робототехніки Університету Карнегі-Меллона Закарі Манчестер.

Усередині конструкції, що обертається, відцентрова сила створює ефект гравітації, але тільки в разі, якщо вона обертається з правильною швидкістю. Справа в тому, що люди дуже сприйнятливі до швидкості обертання. Якщо корабель буде обертатися швидше двох обертів на хвилину, людей почне заколисувати.

Але експерименти показали, що всі небажані ефекти зникають при швидкості обертання від одного до двох оборотів на хвилину. Але наскільки великим повинен бути космічний корабель, щоб імітувати гравітацію при обертанні зі швидкістю 1-2 оберти на хвилину?

"Як з'ясувалося, вам знадобиться кілометрова конструкція", — говорить Манчестер. Він і його команда в лютому отримали грант від NASA для вивчення можливості будівництва корабля довжиною один кілометр.

У той час як Китай, шукає можливість побудувати величезну структуру безпосередньо на орбіті, запускаючи в космосі необхідні частини, Манчестер із командою йдуть іншим шляхом. Американські вчені вивчають можливість запуску готової конструкції, яку можна скласти для польоту на одній ракеті SpaceX Falcon і розгорнути в космосі.

Ключем до такої ідеї є використання механічних метаматеріалів. Така технологія використовує свого роду суглоби, схожі на роботу звичайних ножиць, щоб конструкція могла складатися і розкладатися. Найвідоміший приклад подібної технології — Сфера Хобермана. Дитяча іграшка в складеному стані нагадує звичайну кулю, але може розкладатися в сферу, яка в багато разів перевищує початковий діаметр.

"Ми знайшли кілька дійсно цікавих механізмів, які можуть досягати дуже великої міри розширення", — зазначає Манчестер.

Структури, які вивчають американські вчені, можуть збільшуватися в сотні разів порівняно з початковим розміром. Час покаже, який з варіантів виявиться найбільш життєздатним. Єдине відомо напевно, дві космічні держави вже шукають способи будівництва мегаструктури в космосі.