Можем ли мы (инженерно) построить космический корабль в космосе?

Ракеты дорогие. И по большей части одноразовые.

SSTO обещает изменить это.

Однако у SSTO будет ограниченная грузоподъемность (как и у любой ракеты-носителя), и в конечном итоге для миссий нам потребуется больше Delta-V и больше массы полезной нагрузки, чем может выдержать один полет.

Если мы собираемся отправлять людей на Марс, для этого потребуется много оборудования и много Дельта-V.

  • Каковы конкретные трудности сборки (чего-либо) в космосе?
  • Было ли что-нибудь «построено» в космосе раньше?
Если мы согласны с тем, что SSTO означает одноступенчатый вывод на орбиту, можете ли вы пояснить, как ракеты SSTO обещают изменить «одноразовое использование»? Я полагаю, вы имели в виду многоразовые первую, а затем и вторую ступени без капитального ремонта.
Пока мы говорим, на МКС есть 3D-принтер! Это может быть первый пример «производства» в космосе.
@ChrisR Да, я имел в виду многоразовый корабль, способный достигать НОО (и доставлять полезную нагрузку), безопасно возвращаться и приземляться, что существенно снижает стоимость полета на орбиту до одного бака топлива. Я предполагаю, что на этом корабле будут использоваться воздушно-реактивные двигатели, использующие кислород, доступный в атмосфере, и значительно уменьшающие массу окислителя, обычно необходимого для перевозки. Я понимаю, что вы имеете в виду, «ракета SSTO», безусловно, может быть одноступенчатой ​​​​ракетой, способной достигать орбиты, хотя такую ​​​​систему будет трудно сделать извлекаемой и многоразовой .

Ответы (3)

Было ли что-нибудь «построено» в космосе раньше?

Абсолютно. Возможно, не "построен" в том смысле, о котором вы говорите, но уж точно собран. Ярким примером является Международная космическая станция . На МКС есть около дюжины различных модулей, которые герметичны и пригодны для использования. Первой была Заря , а последней — Леонардо . Они были построены многими разными странами и добавлялись индивидуально. Есть также много негерметичных компонентов. Вот вам удобная карта - путеводитель по МКС ( из Википедии )Конфигурация ULF6 Международной космической станции после добавления альфа-магнитного спектрометра и ExPrESS Logistics Carrier 3, запущенных космическим кораблем "Индевор" на STS-134.

Некоторые подробности, касающиеся процесса сборки, можно найти здесь , но я чувствую, что этот раздел лучше объясняет вещи. Многие компоненты были доведены до запуска российских ракет «Протон», а также многочисленных запусков «Спейс Шаттл». Каждый новый модуль плавно соединяется с остальными. Они были заранее построены, но собраны на орбите.

Другое дело, что такой проект потребует денег. И многое из этого. МКС может стоить 150 миллиардов долларов . Это ошеломляющая сумма денег. Кажется, это учитывает стоимость полетов космического корабля "Шаттл". На этом сайте написано, что миссия на Марс будет дешевле:

Чтобы представить это число в перспективе, чуть более 10 лет назад НАСА оценило стоимость отправки астронавтов на Марс. По их приблизительным оценкам, стоимость пилотируемой миссии на Марс составляет примерно 40 миллиардов долларов США.

Небольшое изменение, ясно.

Для полета на Марс потребуется ракета приличных размеров. Длина МКС составляет около 357 футов. Это примерно размер ракеты Сатурн V. Теперь, если бы вы построили ракету на орбите, возможно, она не была бы такой большой, потому что она уже была бы на орбите.

Еще один огромный недостаток «создания» чего-либо по сравнению со сборкой чего-либо — работа в скафандре. Использование инструментов и все остальное намного, намного, намного сложнее, чем в среде с рукавом рубашки (как раз то количество усилий, которое вам нужно приложить, чтобы сомкнуть руки, работая в 5 парах перчаток, находящихся под давлением, при переноске веса микро -грелки на каждом пальце). Просто одевание и раздевание съедает изрядную часть рабочего дня. Как только вы начинаете работать дольше, пытаясь компенсировать это, вы начинаете делать ошибки.

Схема перчатки скафандра со слоями:

Использование перчаток скафандра может привести к выпадению ногтей

Работа на Хаббл

В котором говорится о проблемах простого отвинчивания (!!) разъема (образует микрометаллический мусор, который может закоротить / повредить вашу электронику). На земле; гравитацию, ветер и вакуум можно использовать, чтобы избавиться от этого мусора и превратить его в пыль, которая просто «волшебным образом» уходит «прочь».

Отличные ссылки, я надеялся на такой ответ! Напоминает мне историю о разработке скафандров «Аполлон». Очевидно, первые проекты инженеров НАСА были настолько ограниченными, что астронавты почти не могли двигаться и делать то, что им нужно, поэтому они поручили работу другим компаниям, одной из которых была производитель бюстгальтеров Playtex . Женщины, которые разрабатывали и шили бюстгальтеры, казалось, понимали, как человеческое тело лучше сгибается и двигается. Если я не ошибаюсь, Playtex в итоге выиграла контракт и отправила свои костюмы на Луну!

Было ли что-нибудь «построено» в космосе раньше?

Зависит от вашего определения built(подробное объяснение сборки МКС см. в ответе HDE), но для целей этого ответа я предполагаю, что вы имеете в виду, когда команда в космосе получит плоский пакет деталей в стиле IKEA, а затем соберет его в рабочее судно в космосе.

Можно ли это сделать?

Да, на самом деле МКС показывает нам рабочий пример подобного процесса, экипаж часто получает ремонтные комплекты или научные модули, которые должны быть прикреплены к внешней стороне станции во время выхода в открытый космос. Это включает в себя множество обычных инженерных работ, которые я мог бы ожидать от строительной бригады:

  • Вкручивание вещей в другие вещи
  • Сварочные швы
  • Схема пайки
  • эта эта

Это было сделано?

Насколько мне известно, нет. Это может показаться странным, но рассуждение на самом деле довольно простое, если мы рассмотрим потенциальные преимущества и недостатки.

Текущие преимущества

  1. Конструкторам больше не нужно заботиться о размещении корпуса внутри аэродинамического обтекателя ракеты.
  2. Можно разделить последний корабль на меньшие и более эффективные ракеты.
  3. Среда с низкой гравитацией делает движущиеся компоненты «легче».

Текущие недостатки

  1. По-прежнему нужно перевозить ту же массу в космос, поэтому экономия топлива ограничивается тем, что вы можете сэкономить, используя ракеты меньшего размера.

  2. Меньший лимит на размер строительной бригады

  3. Каждый специалист, который вам нужен для строительства, также должен быть обученным космонавтом.

  4. Дополнительные катера для сборки и обслуживания верфи/строительной бригады

  5. Потеря компонентов из-за дрейфа в космос

  6. Нет тяжелой строительной техники

Пока у нас нет способа собирать топливо или сырье в космосе, строительство в космосе не принесет большой пользы.

Ваши списки плюсов и минусов прекрасны, но я не согласен с вашим выводом о том, что строительство в космосе мало что даст. Ваши первые два преимущества на самом деле убедительны, и ISS является доказательством концепции. Другие преимущества включают распределение риска при запуске (один неудачный запуск не приводит к потере всего проекта) и возможность постепенного обновления (хотя это больше относится к станциям, чем к кораблям).
Я не сомневаюсь, что это убедительные доводы, я сомневаюсь, что они достаточно убедительны, чтобы перечеркнуть практические аспекты задачи в данный момент.
@CyanAngel Если создание МКС является задачей на данный момент, то да, они убедительны. Никакая ракета не могла поднять всю МКС (почти 420 тонн nasa.gov/mission_pages/station/main/onthestation/… ). И только представьте размер обтекателя, который потребуется. МКС дает нам план простого первого шага к космическому кораблестроению: начните со сборки без инструментов. При этом ваши недостатки 2-6 просто исчезают. Конечно, вместо этого вы получаете дополнительную сложность и много мертвого груза в модульных доках, но вы можете собрать то, что иначе было бы невозможно.
По сути, вы говорите: «Давайте использовать методы строительства МКС для создания других вещей». Мои недостатки не направлены на устранение этого метода построения, см. принятый ответ на этот вопрос. for the purposes of this answer I will presume you mean where a team in space would receive an IKEA-esque flat pack of parts and then assembles it into a working vessel in spaceМое вступительное заявление намеренно исключило метод построения МКС, потому что лучший ответ уже существует.
Можем ли мы (инженерно) построить космический корабль в космосе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v