A космическая станция с вращающимся колесом, также известная как бублик город (русский : «Города-бублики») или колесо фон Брауна, это концепция гипотетической колесной космической станции. Первоначально предложенная Константином Циолковским в 1903 году, идея была расширена Германом Поточником в 1929 году.
Такая станция будет вращаться вокруг своей оси, создавая таким образом среду искусственной гравитации. Обитатели станции испытали бы центростремительное ускорение в соответствии со следующим уравнением:
где - это угловая скорость станции, - ее радиус, а - это линейное ускорение в любой точке по периметру.
Теоретически станцию можно настроить для имитации ускорения свободного падения Земли (9,81 м / с), что позволяет человеку длительное время оставаться в космосе без недостатков микрогравитации.
И ученые, и писатели-фантасты задумывались о концепции космической станции с вращающимся колесом с тех пор, как начало 20 века. Константин Циолковский писал об использовании вращения для создания искусственной гравитации в космосе в 1903 году. Герман Поточник представил станцию с вращающимся колесом диаметром 30 метров в своей Problem der Befahrung des Weltraums (The Problem der Befahrung des Weltraums) Проблема космических путешествий. Он даже предложил разместить его на геостационарной орбите.
. В 1950-х годах Вернер фон Браун и Вилли Лей, написав в Colliers Magazine, обновил идею, отчасти как способ подготовить космический корабль к Марсу. Они представили вращающееся колесо диаметром 76 метров (250 футов). Трехъярусное колесо будет вращаться со скоростью 3 об / мин, чтобы обеспечить искусственную гравитацию в одну треть. Предполагалось, что экипаж составит 80 человек.
В 1959 году комитет НАСА высказал мнение, что такая космическая станция была следующим логическим шагом после программы «Меркурий». Стэнфордский тор, предложенный НАСА в 1975 году, представляет собой огромную версию той же концепции, в которой может находиться целый город.
НАСА никогда не пыталось построить космическая станция с вращающимся колесом по нескольким причинам. Во-первых, построить такую станцию будет очень сложно, учитывая ограниченную грузоподъемность, доступную Соединенным Штатам и другим космическим державам. Сборка такой станции и создание давления в ней создаст серьезные препятствия, которые, хотя и не выходят за рамки технических возможностей НАСА, будут выходить за рамки имеющихся бюджетов. Во-вторых, НАСА считает нынешнюю космическую станцию, Международную космическую станцию (МКС), ценной как лабораторию невесомости, а ее текущая микрогравитационная среда была осознанный выбор.
В 2010-х годах НАСА изучило планы демонстрационного проекта центрифуги Nautilus X. В случае полета это добавило бы к МКС модуль помещения для сна центрифуги. Это позволяет экспериментировать с искусственной гравитацией, не нарушая возможности использования МКС для экспериментов с нулевым g. Следуя тому же подходу, это может привести к полетам в дальний космос на полную мощность в спальных помещениях центрифуг.
Опубликованные планы открытия первого общественного отеля на орбите под названием Станция Фон-Брауна. Фонд надеется открыть отель вместимостью 100 человек к 2027 году. В качестве следующего шага планируется построить более крупный космопорт под названием The Gateway, космическую станцию вместимостью тысячу человек, находящуюся на орбите в 400 км (250 миль) над поверхностью.
Циолковский бублик -город на марке
Стэнфордский тор, концепция НАСА 1975 года.
Развертывание шестиугольной надувной вращающейся космической станции. Концепция НАСА 1962 года.
Шестиугольная надувная вращающаяся космическая станция. Концепция НАСА 1962 года.
Описание космической станции с вращающимся колесом в книге Германа Поточника «Проблема космических путешествий» (1929)
A Инженер НАСА совершает прогулку в условиях симулированной невесомости вокруг макета полномасштабная космическая станция диаметром 7,3 м (24 фута) в 1964 году.
Предлагаемая Nautilus-X
2019 концептуальная визуализация предлагаемой космической станции Фон Брауна, которая будет эксплуатироваться.
Многие космические станции и корабли используют вращающуюся конструкцию.
1958: В фильме Королева космического пространства изображена взорвавшаяся вращающаяся космическая станция.
1968 : Роман Артура Кларка 2001: Космическая одиссея был разработан одновременно с экранизацией Стэнли Кубрика 2001. В нем вращающаяся космическая станция создает искусственную гравитацию и занимает видное место на обложке первого издания книги. Космический корабль миссии Юпитер, Discovery One, оснащен центрифугой для жилых помещений экипажа, обеспечивающей искусственную гравитацию.
1984 : В фильме Питера Хайамса 2010 показан российский космический корабль размером с линкор (спроектированный художником-футуристом Сидом Мидом), Леонов, имеющий непрерывно вращающуюся центральную часть, обеспечивающую искусственная гравитация для пассажиров.
1985 : Роман Игра Эндера показывает станцию с несколькими кольцами, названную «Боевой школой», с различными уровнями имитации гравитации. По мере того, как персонажи поднимаются по станции к центру, ощущение тяжести заметно снижается.
1994: Люди в научно-фантастическом сериале Вавилон 5 используют вращающиеся секции для создания искусственной гравитации. Земной Альянс космические станции, такие как серия Вавилон (отсюда и название серии), передаточные станции, такие как та, что на Ио рядом с главными прыжковыми воротами системы Солнца, и EarthForce, сделанная обширной использование вращающихся секций для увеличения времени развертывания и повышения гибкости миссии, так как влияние невесомости больше не является проблемой.
1999 : основная история японской манги и аниме Planetes разворачивается в «Семь», орбитальной станции 7-го колеса, и 9-й находится в стадии строительства к 2075 году. В трилогии Зенона (Зенон: Девушка 21-го века, Зенон: Зекель и Зенон: Z3 ), 13 -летний Зенон живет на вращающейся космической станции, принадлежащей вымышленной WyndComm с 2049 по 2054 год, но он не спроектирован таким образом, чтобы допускать искусственную гравитацию за счет центростремительной силы.
2000 : В фильме Миссия на Марс Марс II, космический корабль НАСА, спешно перепрофилированный для миссии по восстановлению первой миссии человечества на Марс в 2020 году, имеет вращающуюся среду обитания экипажа, чья искусственная гравитация вращение было остановлено с помощью судовых двигателей управления ориентацией , чтобы обеспечить аварийный ремонт корпуса после ливня микрометеороидов.
2003 : В новой серии Battlestar Galactica. - это станция для хранения оружия с тремя кольцами, а гражданский корабль «Зефир» - роскошный лайнер с кольцевой серединой.
2007 : Сектор «Президиум» космической станции Цитадель в серии видеоигр Mass Effect состоит из вращающейся тороидальной секции, соединенной с стыковочным кольцом, с пятью большими излучающими «стойками» из центрального кольца, как лепестки цветка. Кроме того, станция Арктур, человеческая резиденция правительства на галактической арене (не показана в играх, но подробно описана), также упоминается как вращающийся Стэнфордский тор.
2011 : Большинство космических станций в серии Expanse используют искусственную гравитацию путем вращения, в первую очередь Tycho Station. Даже более крупные небесные объекты, такие как Церера и Эрос, были выдолблены и закручены, чтобы создать гравитационное притяжение для своих жителей.
2013 : В фильме Нила Бломкампа Элизиум есть огромная космическая станция под названием Элизиум (станция с открытой крышей от 20 до 45 километров (от 12 до 28 миль) в диаметре)., где-то между гораздо большим Bishop Ring с открытой крышей и меньшим, полностью закрытым Stanford Torus.) Станция в фильме поддерживает город и среду обитания для привилегированных высших классов Земля.
2014 : Судно, очень похожее по конструкции на спроектированный НАСА Nautilus-X, использовалось в Interstellar. Корабль, известный как Endurance, использовался как плацдарм для межпланетных перелетов.
2014 : космические станции в видеоигре Elite: Dangerous (и его приквелах ) вращаются, создавая искусственную гравитацию.
2015 : Thunderbird 5 в телешоу ITV Thunderbirds Are Go показывает вращающуюся секцию гравитационного кольца на космической станции со стеклянным полом для наблюдения за Землей внизу.. Действие сериала происходит в 2060 году.
2015 : Гермес, спроектированный НАСА в фильме Марсианин, был способен совершить космическое путешествие на Марс.
2018 : фильм планетарий «Марс 1001» показывает вымышленную миссию на Марс с использованием вращающегося космического корабля. Fallout 76 включает в себя разрушенную космическую станцию с вращающимся колесом в локации под названием Кратер.
На Викискладе есть материалы, связанные с космической станцией с вращающимся колесом. |