Как будет работать система причаливания центрифужного модуля на МКС?

Это ИМО отличный вопрос. Я был немного удивлен, увидев, что словосочетание «мягкая причалка» используется для описания системы причаливания, которая не может иметь ничего общего с использованием резиновых изгибов или заполненных пеной кранцев при швартовке кораблей, или даже с подушками безопасности на спускаемых аппаратах для мягкого причаливания. и/или посадки. Ну, я полагаю, что любые новые проекты имеют некоторую свободу действий в отношении соглашений об именах.

Мне не удалось найти никаких ссылок на официальную документацию, описывающую, как должно быть достигнуто это «мягкое причаливание» между Международной космической станцией и модулем центрифуги «Наутилус-X», возможно, это название как-то связано с этим, поэтому я дам вам мое лучшее предположение:

Противовращающиеся вложенные цилиндры

Вложенные магические цилиндры вращаются и расположены коаксиально, так что отверстие внутреннего цилиндра обеспечивает центральное рабочее пространство. Заданная магнитная ориентация секций каждого цилиндра предназначена для создания относительно сильного и однородного магнитного поля в центральном рабочем пространстве или отверстии, в которое встроены медные провода [так в оригинале], образующие сердечник.

Сердечник с медными проводами, встроенными в рабочее пространство, коаксиально расположен внутри отверстия, чтобы действовать как ротор, и, когда ток течет по медным проводам, таким образом формируется электродвигатель.

Альтернативно, вращающееся устройство может механически вращать ротор или сердечник, индуцируя ток в медных проводах в роторе или сердечнике, тем самым образуя электрический генератор. Секции вложенных друг в друга цилиндров с постоянными магнитами расположены так, что каждая из секций имеет магнитную ориентацию, образующую пару соосных «магических» цилиндров или колец, вращающихся в противоположных направлениях друг относительно друга.

Это приводит к относительно большому магнитному полю в центральном рабочем пространстве внутреннего цилиндра с минимальной утечкой магнитного потока наружу в центральное рабочее пространство. В предпочтительном варианте пара магнитных цилиндров вращается в противоположных направлениях, а сердечник остается неподвижным, что упрощает необходимые электрические соединения с сердечником.

Цитата и источник изображения: патент US6304017, заявка US 09/507,296, поданная 18 февраля 2000 г. Гербертом А. Леупольдом.

После поиска немного больше, кажется, что мои первоначальные мысли (по крайней мере, частично) подтверждаются в презентации М.Л. Холдермана ( Космический центр Джонсона ) о концепциях NAUTILUS-X (неатмосферный универсальный транспорт, предназначенный для длительных исследований США). Многоцелевой космический исследовательский корабль (PDF):

• Страница 11: Вращающаяся ступица/переходной туннель
• Страница 12: Контактные кольца
• Страница 16: В конструкции ступицы используются жидкометаллические уплотнения с упорными подшипниками с низким гулом/биением.
• Страница 18: Подход с вложенным цилиндром и выдвижным ящиком для Transit Tunnel

К сожалению, ни в одном из них возможные решения подробно не обсуждаются, но эти несколько советов предполагают использование вложенных цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, как упоминалось ранее.

Простейший способ переноса на колесо вращения аналогичен тому, что показан в фильме 2001: Космическая одиссея. Вращающееся кольцо находится внутри невращающегося внешнего корпуса. Одна сторона ступицы представляет собой открытое кольцо, проходящее через втулку в трубку; другая сторона - центральная ось. Рядом, со стороны оси, находится маховик, вращающийся в противоположных направлениях.

Вход в трубу на самом деле достаточно длинный, чтобы в него можно было вплыть; метр, может быть, 2, а на стене со стороны ринга ряд лестниц спускается на «гравитационную палубу». Положения лестницы отмечены на внутренней стороне переходной трубы и имеют утопленные поручни вдоль линий лестницы.

Из шлюзовой секции человек вплывает в переходный модуль, останавливается с помощью поручня, прикрепленного к невращающейся части, но заходящего в секцию транспортной трубы. Во время остановки человек ждет, пока отметка лестницы не опустится «вниз», протягивает руки, чтобы схватиться за поручень, а затем ползет ногами вперед, лицом к стороне трубы, во вращающееся колесо. Опуская ноги, человек переходит к лестнице, сначала поддерживая давление вниз руками, но по мере спуска приобретая все большую и большую силу тяжести, пока не окажется на палубе.

Чтобы выйти, нужно подняться по лестнице и на ступице втянуться в переходную трубку, взяться за невращающуюся ручку, чтобы остановить вращение, и плывет вперед в невращающуюся часть транспортной трубки.

Поскольку вся система находится в одном контейнере под давлением, без внешних движущихся частей, она проста для астронавтов и достаточно безопасна. Однако для этого требуется сборка на орбите.

Кольцо, которое вращается с помощью собственного вакуумного вращающегося кольца, механически более сложное, но менее массивное и его легче упаковать.

Обратите внимание, что предметы, выпавшие из ступицы, будут казаться человеку, находящемуся на палубе, приобретающими антиспиновую скорость, поэтому могут потребоваться перегородки; все, что упадет, ударится об антиспиновую перегородку и будет ускоряться вниз, пока не ударит. Использование лестницы служит как для ускорения, так и для выхода.

Обратите внимание, что также рекомендуется некоторая форма динамической балансировки нагрузки, поскольку космонавт, поднимающийся или спускающийся по лестнице, меняет баланс. Вода является вероятным кандидатом.