Животът на Международната космическа станция скоро може да бъде по-приятен. Астронавтите са на път да събират първата си малка реколта от маруля, а еспресо машината, произведена от Италия, е предвидена за доставка през ноември. И ако всичко върви по план, космическата станция може дори да стане много по-малко тесна до следващото лято благодарение на допълнителен модул, изграден от Bigelow Aerospace.
Приложението обаче няма да изглежда като останалата част от станцията: Това е (изключително сложен) надуваем модул с гъвкава обвивка.
Модулът за разширяема активност Bigelow (BEAM) ще бъде първият не-твърд, разширяващ се космически модул за настаняване на човешки обитатели. BEAM е планирано да пристигне, изпусната и компактна, на борда на осмата мисия за доставяне на товари на SpaceX през 2015 г. След като бъде прикрепена към МКС от роботизирания Canadaarm2, BEAM ще се надуе до стая с размери 13 на 11 и астронавтите ще започнат планиран двугодишен, подкрепен от НАСА тест. В частност, НАСА се интересува от това как структурата се изправя пред неща като удари от микро метеори и радиация в сравнение с по-традиционните твърди, предимно метални конструкции, като самия МКС.
Без твърда рамка, крехкостта и изтичането на въздух са, разбира се, безпокойство. Но черупката на BEAM е изградена по-малко като балон и по-скоро като дебела гума, обвита в жилетка, подобна на Кевлар. Майкъл Голд, директор на операциите с постоянен ток и растеж на бизнеса в Bigelow Aerospace, казва, че гъвкавият характер на BEAM е част от причината да може да предложи големи предимства.
За разлика от твърди структури като ISS, BEAM е по-подходящ за обслужване на много от нуждите на следващото поколение на НАСА: Може да бъде пригоден за специализирани дейности или мисии - да речем, като пространство за упражнения или място за астронатус да провежда експерименти - и може да бъде свързан заедно да образуват още по-големи структури. Повече вътрешен обем означава и повече място за консумативи.
Може би най-важното предимство на другите дизайни на BEAM и Bigelow Aerospace е, че отпечатъкът им при стартиране е сравнително малък и лек само с 3 000 паунда, което прави много по-евтино пускането в сравнение с твърдите структури с подобен размер.
За сравнение, общото тегло на МКС е 925 000 паунда - или би било, ако седеше на земята, а не в орбита.
„Ние не само ще ви предпазим от астероиди и радиация - казва Голд, „ но [също] от много по-голяма заплаха, която представлява съкращаване на бюджета. Нашата технология може да бъде внедрена за част от цената на традиционните системи. "
Тъй като НАСА и международните космически агенции се стремят да придвижват астронавтите към Марс и отвъд него, докато са изправени пред бюджетни битки обратно на Земята, измислянето как да се направи повече с по-малко е една от най-необходимите иновации в съвременното космическо проучване.
Компанията вече е тествала концепциите на BEAM в орбита, с по-ранни (и малко по-малки) занаяти Genesis I и Genesis II, които бяха изстреляни и тествани през 2006 и 2007 на борда на конвертирани ядрени ракети от съветско време.
Новият кръг от тестове на BEAM ще бъде първият с човешки астронавти вътре. В момента НАСА тества модула BEAM на земята, както с Bigelow, така и с независими тестери за материали, за да разбере как материалите му се разтягат и запазват форма с течение на времето, както и как точно структурите се провалят, когато бъдат изтласкани извън техните граници.
Идеята за използване на не-твърди материали за конструкции в космоса съществува от десетилетия. НАСА е проектирала и тествала концепцията на място, но BEAM модулът ще бъде първата неметална, гъвкава структура, която ще бъде тествана в космоса от астронавти. Тестване на хора най-накрая се случва сега, защото НАСА търси начини да откара хората до Марс и други далечни дестинации, което ще изисква по-голям космически кораб и по-голям капацитет на екипажа.
Джейсън Крусан, директор на модерни системи за проучване в НАСА, казва, че след като бъде инсталиран модулът BEAM на ISS следващото лято, измерването как течовете на модула ще бъдат една от основните проблеми.
„В даден момент всичко изтича, дори и нашите твърди, твърди структури“, казва Кросан. „Има точки и печати и такива и разбиране как те могат или не могат да изтекат с течение на времето и [с BEAM] ще бъдат наистина важни за нас.“
Crusan също така казва, че вътрешността на BEAM ще бъде снабдена със сензори за температура, микрометеорни въздействия и радиация, които би трябвало да помогнат на НАСА да разбере по-добре по какви начини нетвърдите космически кораби са повече или по-малко опасни за астронавтите за дълги периоди от време,
Как реагира мекият обвив модул на радиация, също е загрижен за НАСА. Но това може да е друга област, в която използването на не-твърда, предимно неметална конструкция предлага съществена полза.
„Когато [металните конструкции] бъдат ударени от радиационна частица, едната частица се разцепва на много“, казва Крусан. "Меки-добри структури [като BEAM] нямат металика в тях, така че едната ви частица остава една високоенергична частица и преминава право през нея."
На теория тогава малката, надуваема структура на BEAM трябва да означава по-малко, по-концентрирани радиационни удари, преминаващи през модула, а не спрей от много по-малко мощни, макар и все още потенциално увреждащи частици като тези, на които астронавтите са подложени на МКС и други метални облечени космически кораби.
Модулът BEAM и неговите приемници (компанията също работи върху по-модерни, по-големи конструкции, като 330-кубиковия метър BA 330) може да са от решаващо значение за бъдещите планове на НАСА, тъй като хората се впускат в космоса.
НАСА е далеч в разработването на ракети-носители от ново поколение, Space Launch System или SLS, както и нова капсула, Orion. Очаква се и двамата да направят първия си старт през 2017 г. и, подобно на BEAM, би трябвало да помогнат за постигане на по-големи крачки в пространството.
„Следващият компонент, който ни е нужен в орбита, е нещо, което удължава продължителността на Orion отвъд неговата продължителност по-малко от 30 дни и екипажа на четири лица на по-дълги и по-дълги периоди от време“, казва Крусан, „и това ще бъде някак ограничено среда на живот."
Ако тестовете вървят по план, гъвкавият, модулен, евтин характер на BEAM и други бъдещи модули като него биха могли да формират ограничените местообитания, които астронавтите ще се нуждаят от дългото пътуване до Марс и извън него.
