Надувные модули космической станции

У меня появился повод вспомнить эту интересную штуку, так что вот вам.

Так получилось, что когда я ездил учиться по обмену в МГТУ имени Баумана, у моего одногруппника темой диплома было именно то, что в заголовке (по крайней мере, они там упоминались, за давностью уже не помню точно). По сравнению с моим собственным дипломом (унылые плетёные рукава для создания композитных поверхностей второго порядка кривизны) тема эта звучала в разы интереснее. И если не перспективной, то как минимум заслуживающей внимания.

Впрочем, при первом знакомстве она может показаться смешной. Ну, в самом деле: надувной космический корабль. Однако на самом деле всё не так просто, у такой конструкции есть свои преимущества перед более консервативными вариантами. И я вовсе не о том, что она занимает гораздо меньше места, а несколько о другом - о прочности.

Надувная конструкция, во-первых, может легко деформироваться без большого бабаха, а во-вторых, она находится в равнонагруженном состоянии - то есть все её части, если можно так выразиться, испытывают одинаковую нагрузку, и, кроме того, работают только на растяжение. Классическая конструкция тоже, в общем-то, работает на растяжение, но со своими нюансами. В обычном композите прочность голой нити - например, арамидной или угольной - всегда выше, чем прочность сечения готового изделия, потому что часть этого сечения занимает гораздо менее прочное связующее, а вдобавок нити всегда немного изгибаются из-за плетения ткани, что дополнительно ухудшает характеристики. У однонаправленных композитов с этим получше, но они и годятся только для вытянутых элементов, например, балок. Оболочку из них сделать гораздо сложнее. 

Про металлы упоминать и вовсе не стоит - удельная прочность, то есть отношение прочности к плотности, у них откровенно проигрывает композитам.

Короче говоря, за счёт перечисленного надувная конструкция гораздо легче аналогичной металлической или композитной. Конечно, есть и недостатки. Например, уязвимость перед повреждениями. Если в композитной оболочке появится дырочка, то её можно просто заткнуть или заклеить изолентой, как это уже делали на МКС, а вот если таковая появится в надувной конструкции... ну, вы поняли.

Разработка надувных конструкций велась NASA в 90-х годах, но потом финансирование урезали, и программа пошла под нож. К счастью, разработки не пропали - их продолжили в частной компании Bigelow Aerospace, и в результате в 2006 году вывели на орбиту вот такие штуки:

Изнутри оно выглядело так:

А снаружи так:

Целью было, собственно, получить опытную информацию о надувных конструкциях, их работе в космосе и так далее. С этой задачей Бигелоу вполне справились. Но на этом они не остановились, и в 2016 году надувной модуль Bigelow Expandable Activity Module был пристыкован к МКС, и остаётся там по сей день. 

Круто, да? Не эпичные корабли из Warhammer 40000, конечно, зато работает. Вот как он разворачивался:

На данный момент модуль служит складом всякого барахла, и людьми почти не посещается. Но входить в него можно без скафандра, да. Целью, опять-таки, было проверить возможности надувного модуля, для чего в нём установили кучу приборов. На данный момент вердикт "таки да, неплохо", но, насколько я знаю, активных разработок в этом направлении не ведётся. По крайней мере, активных по сравнению с разработками SpaceX - проектируется новый модуль с обозначением BA 330, но особо новостей о нём я не слышал.

Что дальше? Лично я считаю, что сбрасывать надувные конструкции со счетов нельзя. В основу космических кораблей будущего они, конечно, не лягут, а вот как вспомогательные элементы - ещё как. По сути, надувные конструкции позволяют легко изменять объём корабля, что может оказаться полезным во многих случаях. Ну и о преимуществах забывать не стоит.

Подходят ли они для фантастики? Тут вопрос более сложный. Как ни крути, но эта штука - приземлённая, топорная, пример настоящего, а не художественного технического решения. Для какой-нибудь супертвёрдой НФ оно, вероятно, пойдёт, а вот для Звёздных войн... ну, чёт нет, как мне кажется.

Ну да ладно. Надеюсь, вам было интересно. Ставьте лайки, подписывайтесь, читайте мои шедевры и так далее, что там ещё обычно пишут в заключение.