Космическая архитектура
-
История и миссия космической архитектуры
- Космическая архитектура — это теория и практика проектирования обитаемых сред в космосе.
- В 2002 году был организован первый симпозиум по космической архитектуре.
- В 2008 году подкомитет по аэрокосмической архитектуре AIAA получил статус независимого технического комитета по космической архитектуре (SATC).
-
Роль архитекторов в космической программе
- Архитекторы начали участвовать в космической программе из-за необходимости увеличения продолжительности полетов и удовлетворения потребностей астронавтов.
- Работы по космической архитектуре сосредоточены на разработке орбитальных станций, исследовательских кораблей и наземных баз.
-
Архитектурный подход к проектированию космических аппаратов
- Космическая архитектура учитывает общую архитектурную среду и сочетает архитектуру, инженерию и другие дисциплины.
- Используются различные формы нишевой архитектуры для обеспечения жизни и работы в космосе.
-
Образование и исследования
- В нескольких учебных заведениях предлагается специализированное образование в области космической архитектуры.
- Международный центр космической архитектуры Сасакавы (SICSA) предлагает степень магистра наук в космической архитектуре.
-
Этимология и происхождение
- Слово «космическое пространство» происходит от английского outer и space.
- Архитектура восходит к 1563 году и происходит от латинского architectus.
-
Технические аспекты и происхождение
- Идеи о космических путешествиях появились в научно-фантастических рассказах.
- Константин Циолковский и Вернер фон Браун внесли значительный вклад в развитие космической архитектуры.
-
Теория и идеология
- Космическая архитектура основана на функциональной необходимости и минимальном количестве декоративных элементов.
- Вальтер Гропиус связывает красоту с совершенным владением научными и технологическими предпосылками задачи.
-
Аналоги и развитие
- Космическая архитектура ищет аналоги в экстремальных условиях на Земле для создания обитаемых сред в космосе.
-
Дозаправка в воздухе и подводные лодки
- Air Force One может оставаться в воздухе практически неограниченное время благодаря дозаправке в воздухе.
- Атомные подводные лодки вырабатывают кислород с помощью электролиза и могут месяцами находиться под водой.
-
Космические системы и их аналоги
- Системы жизнеобеспечения космической станции и средства выживания астронавтов имеют сходство с системами жизнеобеспечения подводных лодок и комплектами выживания военных пилотов.
- Космические полеты требуют тщательной подготовки, включая наземные аналоги и испытательные стенды.
-
Арктическая исследовательская станция Flashline Mars
- Проект направлен на создание условий, приближенных к марсианской миссии.
- Включает тестирование оборудования и определение наилучших костюмов и процедур для работы вне корабля.
-
Подводная подготовка и тренажеры
- Космические агентства используют подводную подготовку и тренажеры для подготовки к эвакуации в условиях микрогравитации.
- Лаборатория нейтральной плавучести содержит макеты грузового отсека космического челнока и модулей МКС.
-
Космическая архитектура и её особенности
- Проектирование для обеспечения физического и психологического благополучия в космосе.
- Модульная архитектура из-за ограничений при запуске.
- Использование гибких материалов и мебели для преобразования интерьеров.
-
Материалы и их влияние
- Углеродное волокно используется из-за высокого соотношения прочности и веса.
- Верность материалам заключается в использовании наиболее подходящих материалов без украшений.
-
Наземная инфраструктура и её роль
- Полет человека в космос требует значительной вспомогательной инфраструктуры на Земле.
- Национальные космические агентства, такие как НАСА и Роскосмос, управляют космическими полетами.
-
Разновидности космической архитектуры
- Суборбитальная архитектура включает космические самолеты и космические корабли.
- Орбитальная архитектура включает Международную космическую станцию и спускаемые аппараты.
-
Международная космическая станция
- Единственное постоянно обитаемое сооружение в космосе.
- Размер с поле для американского футбола, команда из шести человек.
-
Жизнь на МКС
- Объем жилого пространства больше, чем в грузовых отсеках двух американских 18-колесных грузовиков
- Из-за микрогравитации стены, полы и потолки не всегда четко очерчены
- Модули запускались с помощью шаттла и собирались экипажем
-
Питание и быт
- Рацион космонавтов включает космическую пищу стран-участниц
- Астронавты выбирают индивидуальное меню перед полетом
- Продукты хранятся в упаковках, облегчающих прием пищи в невесомости
- Управление отходами сложнее, чем на Земле
-
Наблюдение и досуг
- На МКС множество иллюминаторов для наблюдения за Землей и космосом
- Окна закрываются на «ночь» для поддержания 24-часового цикла сна
- Астронавты работают с расчетом на необходимость предоставить убежище экипажу шаттла
-
Атмосфера и межличностные отношения
- На борту царит атмосфера многообразия и терпимости
- Астронавты испытывают те же разочарования и межличностные ссоры, что и на Земле
- Обычный день начинается с пробуждения в 6:00 утра
-
Надувные космические конструкции
- Компания Bigelow Aerospace получила патенты на надувные космические конструкции
- Genesis I и Genesis II продемонстрировали жизнеспособность надувных модулей
- Модули могут быть пристыкованы к жестким модулям и подходят для жилых и рабочих помещений
-
Лунная архитектура
- На Луне найдены археологические артефакты и следы лунных модулей «Аполлон»
- Лунный модуль состоял из двух ступеней: подъемной и спускаемой
- Лунный модуль хорошо справлялся с задачей, но оставался вопрос воздействия лунной пыли
-
Программа «Созвездие»
- Исследование рекомендовало разработать новый класс транспортных средств
- Ракеты-носители должны были использовать технологии, полученные от «Шаттла»
-
Архитектура Constellation
- Ares I и Ares V должны были запускать экипаж и груз на низкую околоземную орбиту.
- Лунный модуль «Альтаир» предназначался для доступа в любую часть Луны.
- Основное внимание было уделено разработке космического аппарата Orion.
-
Марсианская архитектура
- Марс рассматривается как вероятная среда для поиска жизни.
- Геологические данные свидетельствуют о теплом и влажном прошлом Марса.
- Марсианская архитектура делится на привезенную с Земли и использующую местные ресурсы.
-
Ранние предложения
- Вернер фон Браун предложил экспедицию на Марс с экипажем из 70 астронавтов.
- Советский Союз разрабатывал менее грандиозные проекты миссий.
-
Современные взгляды
- Современные исследования показывают, что для миссии на Марс требуется огромное количество топлива.
- Методы включают использование ресурсов на месте и аэробрейкинг.
-
Программа «Созвездие»
- Программа предусматривает высадку людей на Марс после демонстрации базы на Луне.
- Численность экипажа может быть сокращена до 4-6 человек.
-
Распределение ролей
- Основная роль «пилота» устарела.
- Распределение ролей будет зависеть от работы на поверхности.
-
Наземная архитектура
- Надувные жилища остаются возможным вариантом.
- Из марсианского реголита можно изготавливать кирпичи и конструктивные элементы.
-
Конкретные предложения
- «Ледяной дом на Марсе» — концепция среды обитания, напечатанной из водяного льда.
-
Конструкция и создание среды обитания
- Конструкция будет полупрозрачной, поглощающей вредное излучение и пропускающей 50% света.
- Среда обитания будет создана и построена с помощью роботизированного космического корабля и ботов.
- После завершения строительства в среде обитания будут жить 2-4 человека.
-
Роботизированные миссии
- Роботизированные миссии предшествуют исследованию других миров человеком.
- Роботизированные корабли оснащены научными приборами для получения данных и интуитивного восприятия.
- Пример: камеры HDTV на японском лунном орбитальном аппарате SELENE.
-
Этапы исследования
- Антропоцентрическое зондирование направлено на реалистичное представление о космосе.
- Роботизированные системы могут быть частью космической архитектуры для облегчения жизнедеятельности.
-
Будущее космической архитектуры
- Будущее зависит от расширения присутствия человека в космосе.
- Космические структуры будут ограничены маломасштабными средами обитания и орбитальными модулями.
- Частный космический туризм может ускорить развитие космоса.
-
Защита планеты
- Перехват астероидов требует тщательного исследования и оценки геологии.
- Использование ядерных взрывов рискованно и может усугубить проблему.
- Альтернативные стратегии включают высадку экипажа на астероид и изменение его траектории.
-
Безопасность астронавтов
- Внезапные радиационные вспышки на солнце представляют угрозу.
- Экранирование и солнечные «штормоубежища» могут быть эффективными средствами защиты.
- Возможно создание флота роботизированных космических аппаратов для отслеживания солнечной активности.
-
Долгосрочное будущее
- После приобретения опыта в космических полетах и исследованиях возможно создание немодульных космических сред обитания.
- Марс может быть терраформирован с использованием простых кислородных масок.
- Будущее требует космической архитектуры для создания устойчивых и жизнеспособных космических поселений.