Что ограничивает, как долго космические корабли, такие как Orion, Dragon, Starliner, могут поддерживать жизнь своих экипажей?

Космические корабли с экипажем следующего поколения вот-вот отправятся в полет в 2020 году. Не только те, кто упоминается здесь, пытаются это сделать, но и другие разрабатываются в частном порядке и на международном уровне.

Орион сможет поддерживать свой экипаж дольше, чем нынешние коммерческие претенденты, 4 астронавта в течение 21 дня, как я слышал. Во-первых, так ли это в принципе? И если да, то является ли это глубоким ранним выбором дизайна или просто формальностью спецификаций, потому что Orion планируется облететь Луну, в то время как коммерческие претенденты имеют контракты только на НОО?

Что потребуется, чтобы продлить срок службы экипажа космического корабля следующего поколения? Скажем, сделать Starliner и Dragon еще и способными содержать 4 экипажа в течение 21 дня. Достаточно ли будет увеличить размер служебного модуля, чтобы увеличить запасы расходных материалов? Или заменить израсходованный служебный модуль на свежий, удвоив время жизнеобеспечения?

Им просто нужно больше багажа или корабль другой конструкции?

Ответы (2)

Орион как капсула будет иметь прикрепленный сервисный модуль. Он предоставляется ESA как сильно модифицированная версия грузового транспорта ATV. Это довольно большое дополнение, которое обеспечивает как топливо для двигателей для маневрирования, так и припасы для экипажа.

Dragon и Starliner не имеют одинаковых сервисных модулей. У Dragon есть багажник, на котором в грузовой и экипажной версиях установлены солнечные батареи. Как и Orion, он сбрасывается перед входом в атмосферу, но в настоящее время багажник SpaceX используется для внешней негерметичной перевозки грузов.

Таким образом, расходные материалы (Кислород, Азот, топливо для маневрирования) нужно где-то хранить. У Ориона есть место в служебном модуле. В то время как Starliner и Dragon должны будут носить его внутри, что их ограничивает.

Кроме того, вам ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нужно отдельное место для горшка. Союз при нахождении на орбите имеет два отдельных модуля, которые можно использовать. Аполлон этого не сделал, но мог использовать LM вместо CM во время большинства лунных полетов. Орион достаточно большой, они, вероятно, могут найти уголок для такого рода вещей.

Я думал, что «ствол» (Dragon, Starliner) просто был частью служебного модуля, который в остальном был необходим для жизнеобеспечения, помимо короткого времени, необходимого для входа в атмосферу. Вы уверены, что у них "баулы" только для перевозки грузов, а выживают на том, что у них "в помещении"? Что ж, это имеет большое значение. Я читал, что ЕКА разрабатывает служебный модуль для Ориона на базе своего "ствола" для своего беспилотного и списанного грузового вездехода. Хм...
Багажник @LocalFluff Dragons я уверен, в меньшей степени на StarLiner. Я точно не знаю, что они делают.
Это разочарование, я надеялся, что у SpaceX есть большие планы на своих драконов. Я предполагаю, что они сохранили свои амбиции в отношении более крупных транспортных средств и просто проигнорировали потенциал лунных возможностей для Дракона без дополнительного жилого модуля.
@LocalFluff Я думаю, что они предназначены для этой миссии. Сервисное обслуживание МКС. Вы видели, как они развиваются. Проектируйте для текущей миссии и повторяйте. Итак, Dragon Cargo на Dragon V2, оба для миссий на МКС. Итак, короткие поездки. Теперь они хотят сделать Red Dragon to Mars (беспилотный) и повторение Apollo 8 (White Dragon, пилотируемый), что потребует итераций. Я ожидаю, что они будут использовать внешний хаб-модуль (возможно, Bigelow?) и сделают маневр в стиле Apollo, чтобы вывести его из второго этапа? А может багажник доработать? Мы увидим. Внешний модуль видит НАМНОГО проще.
Почему так важно иметь отдельное место для горшка? Я имею в виду… да, это более удобно, но люди были вынуждены испражняться в непосредственной близости в экспедициях (вспомните альпийские экспедиции) на протяжении веков.

Должно быть достаточно запаса всего необходимого для жизнеобеспечения. Сначала кислород, но и поглотители нужны для удаления углекислого газа из атмосферы в космическом корабле.

Вода для питья также будет иметь важное значение, иногда также используемая для охлаждения космического корабля.

Запасные фильтры для очистки атмосферы, удаления пыли и запахов. Электроэнергия для системы жизнеобеспечения и космического корабля, топливо используется для маневрирования и ориентации. Если используется атмосфера, содержащая не только кислород, но и азот, также используется подача азота для восполнения потерь на утечку. Нужна еда и немного свободного места для хранения отходов.

Но можно ли такие «магистральные» хранилища подключать к работающим системам внутри CST-100 и Dragon V2? У них даже туалета нет. Я бы никогда не подумал, что «Союз» можно разумно модернизировать, чтобы поддерживать хотя бы один экипаж в течение 21 дня, это создание НОО. Интересно, один ли Орион идет дальше этого?
Дополнительные внешние «магистральные» хранилища могут использоваться для газов, воды, топлива и электроэнергии. Но использование их для дополнительного питания и сменных фильтров должно быть возможно без EVA.