¬аше окно в мир —јѕ–
 
Ќовости —татьи јвторы —обыти€ ¬акансии Ёнциклопеди€ –екламодател€м
—татьи

8 августа 2021

 акие технологии помогли миллиардерам прокатитьс€ в космос

–упиндер “ара

Roopinder Tara

ќригинал публикации на сайте engineering.com: Billionaires Joyride to Space. What Technology Did They Use?


ѕока миллиардеры соревнуютс€ друг с другом в космосе, давайте рассмотрим технологии, которые каждый из них дл€ этого выбрал.

Billionaires in space

»стори€ о том, как два миллиардера слетали в космос (изображение предоставлено Virgin Atlantic)

“ри миллиардера Ч ƒжефф Ѕезос, –ичард Ѕрэнсон и »лон ћаск Ч вход€т в число самых богатых людей мира. ” каждого из них больше денег, чем у отдельных наций, и больше, чем они могут потратить за всю свою жизнь. ќбычных методов распылени€ богатства, доступных супербогатым, Ч покупки €хт, частных самолетов, спортивных команд, островов Ч им недостаточно, и вот они уже добрались до границы обитани€ человечества.

ћы можем вспомнить о другом миллиардере, Ѕилле √ейтсе, который тоже ищет применение своему богатству, но предпочитает потратить свои миллиарды на борьбу с бедностью и болезн€ми во всем мире.

Ќо давайте не будем сходить с ума, дума€ о том, как другим следует тратить свои деньги, а сосредоточимс€ на поставленной задаче Ч узнать больше о технологи€х, задействованных в космической гонке миллиардеров, несмотр€ на наше отношение к способу их развлечений и на беспардонную шутку ƒжеффа Ѕезоса после 11-минутной прогулки в космос: Ђя хочу поблагодарить каждого сотрудника Amazon и каждого клиента Amazon, потому что вы, реб€та, заплатили за все этої.

ќтветна€ реакци€ была быстрой. Ђ осмические путешестви€ Ч это не льготные меропри€ти€ дл€ богатыхї, Ч за€вил представитель от штата ќрегон Ёрл Ѕлюменауэр, отметив, что ЂполЄты миллиардеров в космос не имеют научной ценностиї.

Ќекоторые детали

“ри миллиардера, соревнующиес€ в космосе, предлагают два принципиально разных способа попасть туда: запуск с воздуха и ракетный взлет с земли. ѕутешествие от Virgin Galactic –ичарда Ѕрэнсона начинаетс€ на гигантском реактивном самолете-носителе, на борту которого находитс€ еще один реактивный аппарат, похожий на футуристический корпоративный самолет, Ч но на самом деле это ракета, котора€ стартует вверх дл€ финального рывка, что дает основание всем, кто в ней находитс€, похвастатьс€: Ђя был в космосеї. –ешение Ѕрэнсона предлагает элитные услови€ полЄта, типичные дл€ миллионеров с частными самолетами и штатными пилотами, включа€ салон авиационного типа и планирующий спуск на взлетно-посадочную полосу. ј чего вы ожидали от человека, чьим другим бизнесом €вл€етс€ Virgin Atlantic?

Ќапротив, Blue Origin и SpaceX предлагают испытать ощущени€ и риск, сопровождающие насто€щих астронавтов. Ќесомненно, два гениальных и целеустремленных человека, Ѕезос и ћаск, выбрали самое очевидное решение, а именно: отправитьс€ в космос вертикально, по кратчайшему пути между двум€ точками на пр€мой.  онечно, это должна быть ракета. Ќе самолет, который должен катитьс€ по земле перед тем как взлететь. ƒвижемс€ пр€мо вверх, мои богатые друзь€, и на ракете!

ѕервые ракеты, веро€тно, по€вились еще в 10 веке во времена династии —ун в  итае (оттуда же мы получили порох) и использовались при изготовлении Ђогненных стрелї. ќтцом современной ракетной техники считаетс€ ¬ернер фон Ѕраун, и она по€вилась, когда √ермани€ возродила использование ракет в качестве оружи€ во врем€ ¬торой мировой войны.

ќт Ђправильного материалаї к тщеславию

ѕерва€ гонка в космосе началась, когда —оветский —оюз запустил на орбиту спутник; за ней последовала гонка по запуску в космос человека.  ому-то пришла в голову блест€ща€ иде€ поместить плоть и кровь туда, куда раньше помещали взрывчатые вещества, Ч на тонкий цилиндр из листового металла, заполненный ракетным топливом. ћы отча€нно пытались управл€ть огромным количеством химической энергии, стара€сь заставить ее выходить из сопла равномерно, Ч с этой задачей ракета часто совершенно не справл€лась. ¬зрывов на стартовых площадках и вне их было слишком много. —мерть преследовала первых Ђдобровольцевї, позже названных астронавтами, которых набирали из тех, кто считал смертельный риск высшим испытанием их мужественности и кто стал геро€ми бестселлера “ома ¬улфа Ђѕравильный материалї, навсегда прославившего летчиков-испытателей истребителей ¬ћ‘.

–ичард Ѕрэнсон, Virgin Galactic

Billionaires in space

 осмолет SpaceShip Two: длина 18,3 м, размах крыльев Ч 8,2 м. ≈го поднимает на высоту взлета самолет-носитель White Knight Two (изображение предоставлено Virgin Galactic)

–ичард Ѕрэнсон теперь имеет право козыр€ть тем, что 11 июл€ первым из частных космических компаний отправил в космос обычных людей (не астронавтов), включа€ себ€ самого. Ќо не совсем в космос: команда ƒжеффа Ѕезоса из Blue Shepard незамедлительно проинформировала нас, что космос начинаетс€ на высоте 100 км над «емлей (подробнее об этом ниже).

—амолет-носитель, получивший название ЂWhite Knight Twoї (ЂЅелый рыцарь-2ї Ч возможно, это дань уважени€ рыцарскому статусу сэра –ичарда Ѕрэнсона?), выгл€дит как два реактивных самолета, соединенные друг с другом нестреловидными законцовками крыльев.  аждый фюзел€ж имеет полноценный салон. »нтерьер одного из фюзел€жей похож на интерьер транспортируемого космического корабл€ (он называетс€ VSS Unity или SpaceShip Two) и используетс€ дл€ тренировок. ¬о втором фюзел€же размещены недорогие места, которые продаютс€ космическим туристам с более ограниченным бюджетом дл€ полетов на высоту 18 км, что примерно вдвое превышает крейсерскую высоту коммерческого полета, Ч далековато от линии  армана, но все же оттуда открываетс€ довольно хороший вид.

Ћини€  армана. ¬ 1900-х годах американский физик венгерского происхождени€ “еодор фон  арман (Theodore von Kármán) определил, что условна€ граница между земной атмосферой и космосом проходит на высоте около 100 км над уровнем мор€. ќднако в —Ўј все-таки прин€то считать, что космос начинаетс€ на высоте 80 км. ≈вропейские агентства, в том числе ћеждународна€ авиационна€ федераци€ (FAI), определ€ют границу космоса на высоте 100 км.

Billionaires in space

¬о врем€ полета в космос White Knight Two, оснащенный четырьм€ реактивными двигател€ми, подн€л SpaceShip Two на высоту 45 000 футов (13,7 км). “ам он запустил SpaceShip Two, который использовал свой ракетный двигатель, чтобы доставить Ѕрэнсона и его спутников в верхнюю точку, а сам вернулс€ на «емлю (изображение предоставлено Virgin Galactic)

» White Knight Two, и SpaceShip Two построены американской авиастроительной компанией Scaled Composites.

ѕассажиры SpaceShip Two, которые должны стать космическими путешественниками, сначала лет€т до точки отделени€ и сид€т в салоне космолета как при обычном коммерческом полете. ¬се мен€етс€ при отделении от самолета-носител€ (это называетс€ запуском с воздуха), когда пилот корабл€ берет на себ€ управление, запускает ракетный двигатель и направл€ет нос летательного аппарата вверх. —емьдес€т тыс€ч фунтов т€ги, создаваемой примерно за одну минуту, разгон€ют космический корабль до скорости 4 ћаха, при этом ощущаетс€ перегрузка в 4g. “опливо полностью расходуетс€, а космический корабль по инерции поднимаетс€ до высоты 85 км. ƒа, мистер Ѕезос, это уже выше линии  армана.

” пассажиров будет четыре минуты ощущени€ невесомости с момента выключени€ двигателей до окончани€ свободного падени€.

ƒействительно ли они испытывают невесомость? ¬ысота, на которой совершаютс€ суборбитальные полеты, такие как полеты Ѕрэнсона и Ѕезоса, недостаточна, чтобы исчезла гравитаци€. Ќа высоте ста километров ускорение свободного падени€ еще значительно (9,4м/с2). ќписанный маневр, когда летательный аппарат направл€етс€ вертикально вверх, затем выключаетс€ двигатель и с верхней точки начинаетс€ свободное падение по параболической траектории, Ч это известный метод имитации невесомости, используемый дл€ тренировки космонавтов.

Ќа несколько минут гаснет знак Ђзастегнуть ремни безопасностиї, и пассажиры Virgin Galactic могут свободно плавать по салону.

ѕолеты, организуемые »лоном ћаском на ћ —, котора€ летает в четыре раза выше, позвол€т космическим туристам приблизитьс€ к истинной невесомости и на гораздо более длительный срок (подробнее об этом ниже).

„то происходит во врем€ полета
Billionaires in space

 орабль SpaceShip Two компании Virgin Galactic имеет крыль€, которые разворачиваютс€ дл€ торможени€ при спуске на «емлю (изображение предоставлено Virgin Galactic)

ѕосле отделени€ от самолета-носител€ во врем€ подъема и свободного падени€ крыль€ космического корабл€ имеют стреловидную форму с вертикально подн€тыми винглетами, а затем претерпевают резкую трансформацию. ѕосле того как загоритс€ знак Ђзастегнуть ремни безопасностиї, винглеты поворачиваютс€ на 90 градусов относительно оси космического корабл€, позвол€€ поверхност€м, которые были стабилизаторами, создавать максимальное сопротивление. Virgin Galactic называет это спуском с Ђоперениемї. —опротивление ориентирует космический корабль в направлении «емли и делает спуск более медленным. ѕассажиры будут чувствовать нарастание силы т€жести, но, сид€ в кресле пристегнувшись, они смогут наслаждатьс€ видом из окна.

«атем пилот возвращает законцовки крыльев SpaceShip Two в исходное положение и совершает управл€емую посадку на взлетно-посадочную полосу космодрома Spaceport America, Ђпервого в мире специально построенного коммерческого космодромаї в Ќью-ћексико. SpaceShip Two совершает нетрадиционную трехточечную посадку Ч с лыжей вместо переднего колеса. ѕо словам Virgin Galactic, она служит тормозом. ћы задаемс€ вопросом Ч а почему бы не использовать тормоз?

¬ 2004 году пилот активировал поворот крыльев раньше времени. ¬незапное сопротивление на скорости 0,92 ћаха разорвало космический корабль на части, один пилот погиб. ¬торой пилот спустилс€ с парашютом, но получил серьезную травму. ѕосле крушени€ Virgin Galactic заверила, что будут прин€ты все меры дл€ того, чтобы предотвратить такую ситуацию в последующих полетах.

Billionaires in space

—истема, котора€ должна была развернуть крыль€ при снижении Spaceship Two, сработала по ошибке, в результате чего один пилот погиб, а другой был ранен в испытательном полете 2014 года (изображение предоставлено Aviation Week и Space Technology)

–акетный двигатель SpaceShipTwo
–акетный двигатель космолета Virgin Galactic необычен тем, что в нем используетс€ твердое топливо. Virgin Galactic перешла на пластиковое топливо на основе полиамида, а до этого использовала твердый полибутадиен HTPB. ¬ двигателе в качестве окислител€ используетс€ газообразна€ закись азота (N2O). Ѕез N2O топливо не сгорает, поэтому прекращение подачи N2O работает как выключатель. ќбычно двигатель твердотопливных ракет нельз€ выключить.

ќбщее врем€ полета: около 90 минут. —тоимость: 250 000 долларов.

ƒжефф Ѕезос, Blue Origin

Billionaires in space

–акета и капсула Blue Origin (изображение предоставлено Blue Origin)

Billionaires in space

¬се места у окна. ¬местимость Ч шесть туристов. ¬ цилиндре в центре находитс€ ракетный двигатель, используемый дл€ отделени€ капсулы от ракеты и см€гчени€ удара от встречи с землей при спуске на парашютах (изображение предоставлено Blue Origin)

 осмический корабль Ѕезоса Ч ЂNew Shepardї Ч был назван в честь јлана Ўепарда, первого американца, побывавшего в космосе.

ћногоступенчата€ ракета имеет общую длину 18 м. ќна работает на жидком кислородно-водородном топливе, поэтому ее можно считать экологически чистым транспортным средством, поскольку его единственным побочным продуктом выхлопа €вл€етс€ вода.

–акета-носитель взлетает так же, как и при традиционных пилотируемых ракетных полетах, которые выполн€ютс€, например, в NASA. √ражданским пассажирам New Shepard придетс€ сидеть на стартовой площадке и покрыватьс€ потом при зажигании и взлете Ч пр€мо как насто€щим астронавтам.

«акон ћерфи. —лышали о таком?

Ќо, возможно, сама€ больша€ разница между пилотируемыми космическими полетами правительственного космического агентства и Blue Origin заключаетс€ в том, что New Shepard €вл€етс€ первым полностью автономным космическим кораблем с людьми на борту.

ћы нашли не так уж много информации об автономных космических аппаратах на борту New Shepard, и у нас осталс€ большой вопрос. ћожно выполн€ть суборбитальные 11-минутные полеты без пилота или астронавта, когда все идет по плану, Ч но что если это не так?  огда инженеры рассматривают разные варианты нештатных ситуаций, они проектируют страхующие системы, планируют пути эвакуации, провод€т бесконечные симул€ции, играют в игры Ђчто, еслиї друг с другом и сами с собой во врем€ бессонных ночей... и даже в этом случае многое зависит от надежного, хорошо обученного человека, который умеет сохран€ть хладнокровие в сложных ситуаци€х и сможет найти решение. Ќевезучему јполлону-13, на котором по пути к Ћуне произошел взрыв кислородных баллонов, повезло с астронавтом-ветераном ƒжимом Ћовеллом на борту, который придумал, как использовать лунный модуль дл€ жизнеобеспечени€ и фильтры воздуховодов, улавливающие углекислый газ, чтобы не задохнутьс€, Ч и доставил всю свою команду из трех человек домой невредимой. «амерзающими пальцами астронавты записывали страницу за страницей с инструкци€ми дл€ наземного управлени€ в чрезвычайных ситуаци€х. Ћишенные сна и отдыха, они смогли выполнить критические расчеты, чтобы скорректировать траекторию своего полета. ¬о врем€ этих испытаний, описанных в книге Ћовелла с первоначальным названием Ђѕотер€нна€ Ћуна: опасное путешествие јполлона-13ї, затем сокращенным до Ђјполлона-13ї, не было паники и не было произнесено ни единого ругательства.

–акета Blue Origin
Billionaires in space

—хема полета (изображение предоставлено Blue Origin)

¬ традиционном пилотируемом космическом полете все оборудование €вл€етс€ одноразовым, и это очень расточительно. –акета Blue Origin предназначена дл€ многократного использовани€, поскольку она возвращаетс€ на «емлю. ѕовторное использование ракет-носителей, безусловно, снизит стоимость космического туризма, но нам кажетс€, что концепци€ Virgin Galactic с реактивным самолетом-носителем и крылатым планирующим космическим кораблем выдержит гораздо большее количество запусков и, следовательно, сделает космический туризм намного более дешевым, чем чисто ракетные подходы Blue Origin и SpaceX.

¬злет с помощью ракеты Blue Origin поднимает пассажиров выше, чем самолет Virgin Galactic.  апсула выпускаетс€ из ракеты-носител€ со скоростью около 3 ћахов и продолжает подъем до апоге€ в 106 км над уровнем мор€.

ѕосле того как отделитс€ капсула, ракета-носитель опускаетс€ на «емлю в том же положении, в котором взлетала. ≈е вертикальна€ ориентаци€ обеспечиваетс€ Ђклиновыми ребрамиї и воздушными тормозами Ч поверхност€ми, которые поднимаютс€ с верхней части ракеты, чтобы создать сопротивление. ¬ последний момент торможение усиливаетс€ за счет включени€ ракетного двигател€, в котором дл€ этой цели остаетс€ немного топлива.

Billionaires in space

 апсула Blue Origin возвращаетс€ на «емлю на парашютах (изображение предоставлено Blue Origin)

 апсула должна вернутьс€ на «емлю на трех парашютах. Blue Origin сообщает, что достаточно двух, но предусмотрено, что один из парашютов может не раскрытьс€.

ќбщее врем€ полета: 10 минут 10 секунд. —тоимость: в насто€щее врем€ неизвестна.

»лон ћаск, SpaceX

Billionaires in space

SpaceX планирует доставить туристов на ћеждународную космическую станцию в 2022 году.  омпани€ доставл€ет грузы на ћ — с 2012 года, а в начале этого года привезла домой четырех астронавтов с ћ —.

 апсула SpaceX Crew Dragon находитс€ на вершине многоразовой ракеты Falcon 9. SpaceX использует более Ђтрадиционнуюї многоступенчатую ракету, сопоставимую с теми, которые использовались в космических программах Ђћеркурийї, Ђƒжеминиї и Ђјполлонї, поэтому ожидаетс€, что риски будут примерно такими же.

Falcon 9 будет летать выше и быстрее, чем обе упом€нутые космические туристические программы: до 124 миль над уровнем мор€ и со скоростью от 5,5 до 7,5 ћаха.

÷ена туда и обратно: 55 миллионов долларов, включа€ четыре дн€ на ћеждународной космической станции.


„итайте также:


¬акансии:

јктуальное обсуждение

RSS-лента комментариев

ƒавид Ћевин
ƒавид Ћевин
ќт редактора: »скусственна€ проблема искусственного интеллекта
ѕроект ЂЌародное —јѕ–-интервьюї

—лучайна€ стать€:

BIMобзор є311 от ƒмитри€ „убрика: ѕереобулись! — ƒмитрий „убрик (1 окт€бр€ 2021)
isicad Top 10

—амые попул€рные материалы

   ‘орумы isicad:

isicad-2010 isicad-2008
isicad-2006 isicad-2004

ќ проекте

ѕриглашаем публиковать на сайте isicad.ru новости и пресс-релизы о новых решени€х и продуктах, о проводимых меропри€ти€х и другую информацию. јдрес дл€ корреспонденции - info@isicad.ru

ѕроект isicad нацелен на

  • укрепление контактов между разработчиками, поставщиками и потребител€ми промышленных решений в област€х PLM и ERP...
ѕодробнее

»нформаци€ дл€ рекламодателей


¬се права защищены. © 2004-2021 √руппа компаний «Ћ≈ƒј—»

ѕерепечатка материалов сайта допускаетс€ с согласи€ редакции, ссылка на isicad.ru об€зательна.
¬ы можете обратитьс€ к нам по адресу info@isicad.ru.