Mokslo ir technologijų pasaulis

Kinijos vyriausybės pareigūnai nusiteikę pastatyti 1,6 km ilgio erdvėlaivį orbitoje aplink Žemę. Tačiau ką tiksliai siūlo Kinija? Kaip jie iš tikrųjų sugebėtų pastatyti tokį laivą? Ar toks dalykas išvis įmanomas ir kodėl reikėtų sukurti tokį milžinišką erdvėlaivį?

Nors pasiūlymas šiuo metu nėra esminis Kinijos vyriausybės įsipareigojimas, jis atspindi augančias šalies kosmoso tyrimų ambicijas. Kiek rimtas pasiūlymas ir, ar Kinija to rimtai siekia?

Ką siūlo Kinija?

Pirmiausia turėtume pažvelgti į tai, ką Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas (NNSFC) iš tikrųjų rašo oficialiame kvietime teikti pasiūlymus dėl mokslinių tyrimų.

Pasak „South China Morning Post“, NNSFC pasiūlyme teigiama, kad erdvėlaivis „yra pagrindinė strateginė aviacijos ir kosmoso įranga, skirta būsimam kosmoso išteklių naudojimui, visatos paslapčių tyrinėjimui ir ilgalaikiam gyvenimui orbitoje“.

Į pasiūlymą įtraukta tik 2,3 milijono dolerių dotacija, tačiau akivaizdu, kad to nepakanka norint iš tikrųjų pastatyti ar net sukurti tokį erdvėlaivį.

Vietoj to, pasiūlyme raginama atlikti preliminarius tyrimus, ko reikėtų norint sukurti tokį erdvėlaivį. Bet kokio erdvėlaivio iškėlimas į kosmosą yra didelė pastanga, kurią sėkmingai įgyvendinti pavyko tik kelioms valstybėms. Ir visos tos pastangos buvo nepaprastai brangios.

NNSFC savo kvietime teikti paraiškas moksliniams tyrimams nurodo galimybę gabenti medžiagas ir net ištisas 1,6 km ilgio laivo dalis į orbitą, kur jos būtų surinktos į vieną megastruktūrą.

Tai ne taip skiriasi nuo to, kaip žmonija anksčiau surinko kosmines stotis, tokias kaip Tarptautinė kosminė stotis (TKS), ir Kinijos Tiangongo kosminė stotis.

Ar šie pasiūlymai taps pagrindu pastatyti 1,6 km ilgio laivą orbitoje, dar reikia palaukti. Tačiau ar bandymas pastatyti tokį laivą kosmose yra tik laki fantazija? Ne visai.

Ko reikėtų norint sukurti 1,6 km ilgio erdvėlaivį? Dar devynis kartus to, ką jau padarėme su Tarptautine kosmine stotimi.

Tarptautinė kosminė stotis jau yra maždaug 109 metrų ilgio ir 75 metrų pločio. Jai surinkti prireikė 10 metų ir daugiau nei 30 misijų, kurias vykdė penkios skirtingos kosmoso agentūros, atstovaujančios 15 šalių. Jos statyba kainavo apie 100 milijardų dolerių, o eksploatacija – apie 4 milijardus dolerių per metus.

Tai milžiniška pinigų suma, net per 10 metų, o pastangos pastatyti 100 metrų ilgio kosminę stotį buvo nemažos. Perskaičiavus TKS išlaidas, norint pastatyti 1600 metrų ilgio erdvėlaivį, prireiktų daugiau nei 300 misijų ir apie 1 trilijono dolerių.

Tai didelis žygdarbis, bet tai nėra riba. Juk žmonija vos per 12 metų perėjo nuo to laiko, kai niekada nebuvo iškėlusi dirbtinio palydovo į kosmosą, iki žmogaus skrydžio į Mėnulį. Ir tai buvo toks iššūkis, koks dar niekada nebuvo atliktas ir kai niekas nebuvo tikras, kad jį pavyks padaryti.

Statyti dideles struktūras orbitoje aplink Žemę? Mes tai jau padarėme keletą kartų.

Tęsinys kitame puslapyje:

Kilometro ilgio erdvėlaivio kūrimas yra ne tiek apimties, kiek masto klausimas. „Įvykdyti Apollo“ programą reikėjo išrasti naujas technologijas ir sukurti visiškai naujas sistemas ir procesus kiekvienam žingsniui, siekiant nugabenti žmogų į Mėnulį ir saugiai grąžinti į Žemę.

Kinija tiesiog turėtų daryti tai, ką mes jau padarėme anksčiau, ir tai padaryti daug efektyviau, o tai daugeliu atžvilgių yra lengvesnis iššūkis arba bent jau paprastesnė problema nei bandymas planuoti nusileidimą Mėnulyje.

„Manau, kad tai visiškai įmanoma“, – praeitų metų rugsėjį sakė Kornelio universiteto aviacijos ir kosmoso inžinerijos profesorius Masonas Peckas, buvęs NASA vyriausiasis technologas.

Reikia įveikti unikalius inžinerinius iššūkius

Nors mikrogravitacija sumažina konstrukcijos įtampą, ji jos nepanaikina. Ir kuo ilgesnis laivas, tuo daugiau įtempių gali veikti konstrukciją, todėl reikia labiau atsižvelgti į jėgas, kurios veiktų 1,6 km ilgio laivą.

Vienas iš pavyzdžių, kurį pateikia Peckas, yra vibracijos, kurias konstrukcijoje sukelia manevravimas, kurį stotis greičiausiai turės daryti, kad išvengtų augančios kosminių šiukšlių masės, kaip dabar įprasta daryti Tarptautinėje kosminėje stotyje.

Gali prireikti amortizatorių ir aktyvaus valdymo, kad būtų išvengta konstrukcijos vibracijos sukeliamo įtempio, o visa tai neabejotinai padidintų bendras išlaidas.

Kitas svarstymas būtų tai, kaip aukštai orbitoje laivas veiktų, nes Saulės spinduliavimas tampa intensyvesnis, kuo aukščiau tolstate nuo Žemės.

Akivaizdu, kad tai sukeltų didelę riziką žmonių įgulos nariams, o medžiagos, galinčios izoliuoti nuo radiacijos, pavyzdžiui, švinas, yra labai sunkios, todėl nepraktiškos kelti į orbitą.

Kita problema, kurią iškelia Peckas, yra Žemės atmosferos traukimas. Bet kuri orbitoje skriejanti struktūra bus sulėtinta ir traukiama žemyn žemojoje orbitoje. Norint atremti šį pasipriešinimą, reikia retkarčiais paleisti variklius, kad būtų išlaikyta orbitos trajektorija.

Tačiau net ir erdvėje fizika vis dar galioja sprendžiant masę, o 1,6 km ilgio struktūra turės neįtikėtinai daug masės, o tam prireiks daug degalų, kad išlaikytų stabilią orbitą.

Vienas svarbus aspektas yra išteklių iššūkis. Norint pastatyti 1,6 km ilgio laivą, reikia milžiniško kiekio mineralų, metalų, elektronikos ir kitų komponentų. Jie turės būti iš kažkur gauti.

Ką darytų 1,6 km ilgio erdvėlaivis?

Atsižvelgiant į išlaidas ir pastangas, atlygis turėtų būti pakankamai didelis, kad pateisintų išlaidas.

Ką darytų 1,6 km ilgio erdvėlaivis, jei toks būtų pastatytas? Tarpžvaigždinės kelionės iš tikrųjų nėra svarstomos, nes tai būtų eksponentiškai brangiau nei tai daryti su mažesniu laivu.

Vis dėlto tarpplanetinės kelionės nėra iš piršto laužtos, nes ilgų kelionių metu į Jupiterio ar Saturno palydovus keliautojams prireiks nemažai gyvenamosios erdvės ir tokių sistemų kaip hidroponika (augalų auginimas nenaudojant dirvožemio). Tačiau vėlgi, mažesnis laivas būtų daug ekonomiškesnis tokio tipo pradinėms misijoms.

Vis dėlto tokio dydžio megastruktūra galėtų būti panaudota ir kitais moksliniais tikslais, net jei tai tikrai nebūtų erdvėlaivis, kaip daugelis įsivaizduoja.

Ko gero labiausiai intriguojantis tokios struktūros panaudojimas būtų kaip platforma kosminiam teleskopui, kuris būtų tokio dydžio ir galios, kad leistų pamatyti mūsų galaktikos kaimynystėje esančių egzoplanetų paviršiaus detales.