|
США планирует строительство сооружений на орбите
|
|
|
|
Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) делает значительный шаг к преодолению трудностей, связанных со сборкой крупномасштабных сооружений на орбите, путем тестирования новых возможностей производства в космосе.
|
|
|
|
Несмотря на значительные достижения в области проектирования космических аппаратов и других связанных с ними космических технологий, создание крупномасштабных орбитальных сооружений долгое время представляло собой сложную задачу из-за ограничений, налагаемых размерами и весом груза, который ракеты могут доставлять с собой на орбиту.
|
|
|
|
Чтобы преодолеть это, DARPA недавно объявило, что переносит заключительный этап своей новой программы по производству орбитальных и лунных материалов и массосберегающему проектированию (NOM4D) с лабораторных экспериментов на небольшие демонстрации на орбите.
|
|
|
|
NOM4D (произносится как “номад”) предназначен для тестирования новых материалов, разработанных DARPA, которые, по словам агентства, могут значительно улучшить процесс сборки в космосе в ближайшие годы.
|
|
|
|
Переосмысление крупномасштабного космического строительства
|
|
|
|
Программа NOM4D, запущенная в 2022 году, была создана с одной главной целью: преодолеть традиционные ограничения, налагаемые на космическую инфраструктуру. Для достижения этой цели команда DARPA, стоящая за программой, планировала доставку легких исходных материалов в космос, где они будут собираться на орбите.
|
|
|
|
|
|
|
Традиционные подходы основывались главным образом на предварительной сборке космических конструкций на Земле, которые затем доставлялись на орбиту, где могло произойти расширение или ограниченное дополнительное строительство.
|
|
|
|
Преодолевая такие ограниченные подходы прошлого, NOM4D стремится внедрить новую парадигму в космическую инфраструктуру, которая позволит создавать гораздо более крупные орбитальные конструкции, которые также будут более экономичными по массе, чем те, которые доставляются в космос на борту ракет.
|
|
|
|
DARPA заявляет, что программа NOM4D в настоящее время находится на пути к тому, чтобы это футуристическое видение орбитальной инфраструктуры стало реальностью в ближайшем будущем, благодаря быстрому техническому прогрессу на ранних этапах проекта. После успешных экспериментов на земле агентство дало добро на проведение двух ключевых орбитальных испытаний, чтобы оценить, может ли этот подход работать за пределами лаборатории.
|
|
От лаборатории к конструкциям на орбите
|
|
|
|
По словам руководителя программы NOM4D Эндрю Детора, две исследовательские группы из Калифорнийского технологического института (Caltech) и Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне, возглавляемые университетами, будут руководить третьим этапом программы, учитывая значительные достижения, достигнутые на предыдущем этапе разработки.
|
|
|
|
“Изначально предполагалось, что на третьем этапе мы будем работать в лаборатории с большей точностью, чем на втором”, - недавно сказал Детор, добавив, что после некоторых размышлений команда NOM4D в конечном итоге решила, что “эффект будет больше, если мы воспользуемся возможностями, которые у нас есть сейчас, и продемонстрируем их на практике". пространство, чтобы показать, что это возможно”.
|
|
|
|
Однако гораздо легче сказать, чем сделать, - взять работу, проделанную командой NOM4D в лаборатории, и перенести ее на орбиту.
|
|
|
|
“Побуждение исполнителей к демонстрации в космосе означает, что они не могут просто скрывать проблемы, как в лаборатории”, - сказал Детор. “Вам лучше понять, как это будет работать в космической среде”.
|
|
Массовая эффективность в космосе
|
|
|
|
Основное внимание команды Калифорнийского технологического института будет сосредоточено на разработке массосберегающих конструкций для производства в космосе. Ожидается, что в партнерстве с компанией Momentus Inc. технология будет запущена на борту орбитального транспортного средства Momentus Vigoride уже в феврале 2026 года, которое будет отправлено в космос в рамках миссии SpaceX Falcon 9 Transporter-16.
|
|
|
|
Во время орбитального эксперимента будет собрана круглая ферма диаметром 1,4 метра, цель которой - имитировать конструктивный каркас космической антенны. Ключевой целью теста будет помочь команде NOM4D оценить, можно ли из легких лонжеронов из композитного волокна создавать крупномасштабные конструкции без участия человека.
|
|
|
|
“Если технология сборки окажется успешной, это станет первым шагом на пути к созданию в будущем очень крупных космических конструкций”, - сказал Детор.
|
|
|
|
Тем временем команда Иллинойского университета в Урбане-Шампейне (UIUC) в сотрудничестве с Voyager Space планирует протестировать высокоточный процесс формирования композитов в космосе на борту коммерческой миссии НАСА по пополнению запасов NG-24 в апреле 2026 года.
|
|
|
|
Команда UIUC будет использовать специальный процесс фронтальной полимеризации для соединения и отверждения рукавов из углеродного волокна с жидкими мономерами в космосе без использования каких-либо значительных источников тепла. Детор подчеркнул, что эта технология также сыграет решающую роль в крупномасштабном космическом строительстве в будущем.
|
|
|
|
“Этот метод ”фронтальной полимеризации" позволяет конструкциям постепенно затвердевать, обеспечивая потенциально неограниченное расширение, ограниченное только доступным сырьем", — говорит Детор.
|
|
Будущие последствия для будущих конструкций на орбите
|
|
|
|
Наконец, дополнительная исследовательская группа из Университета Флориды проведет наземные испытания, которые помогут усовершенствовать методы гибки листового металла с помощью лазеров. Этот экспериментальный этап будет проводиться в сотрудничестве с инженерами Центра космических полетов имени Маршалла НАСА и, как ожидается, предоставит дополнительные ресурсы и потенциальные методы производства для космических конструкций.
|
|
|
|
Если все пойдет по плану, инновации команды NOM4D потенциально могут революционизировать космическую инфраструктуру в ближайшие десятилетия. В дополнение к более крупным и сложным орбитальным лабораториям, в которых могут разместиться астронавты для выполнения целого ряда научных миссий, технологии команды DARPA также могут помочь в создании больших радиоантенн для систем связи, а также солнечных батарей для выработки электроэнергии и заправочных станций для будущих космических аппаратов.
|
|
|
|
Еще одна долгосрочная цель, которую ставит перед собой команда, - создание космических антенн шириной 100 метров, которые могли бы значительно повысить осведомленность о ситуации в окололунной области между Землей и Луной, где связь и другие эксплуатационные факторы могут стать сложной задачей, особенно во время миссий по исследованию Луны с экипажем.
|
|
|
|
Детор выразил уверенность в том, что видение команды NOM4D может улучшить все эти области, одновременно способствуя созданию новых передовых возможностей, которые будут способствовать дальнейшим исследованиям человечества за пределами Луны.
|
|
|
|
“Это может проложить путь к будущему, в котором массивные космические структуры будут поддерживать национальную безопасность, коммерческие предприятия и исследования дальнего космоса”, - сказал Детор.
|
|
|
|
Источник
|
