Создание обитаемой станции на астероиде (1036) Ганимед

Титульный лист

Творческая работа в рамках всероссийского конкурса юных инженеров-исследователей с международным участием «Спутник»

 

Тема: Проект обитаемой базы на астероиде

Работу подготовил: Виноградов Кирилл Владиславович

Класс: 10 ”А”

Школа: МБОУ СОШ №27 им.Э.А.Хиля

Введение

Я выбрал тему ”Проект обитаемой базы на астероиде ”, потому что считаю, что создание базы на “малой планете” (астероиде) сможет помочь человечеству при полетах на другие, отдаленные планеты, а также при добыче полезных ископаемых. Существует уже много проектов по освоению астероидов и в этой работе я расскажу о своем.

Зачем нужно осваивать астероиды?И что нужно учитывать?

Сейчас освоение Марса и добыча полезных ископаемых вне планеты Земля являются перспективными задачами для космических агенств многих стран. Так, например NASA к 2030 году планирует отправить своих астронавтов к Красной планете, а 2025 год должен запомниться человечеству как год, когда стартует миссия по управляемому полету на астероид (астероид — относительно небольшое небесное телоСолнечной системы, движущееся по орбите вокруг Солнца.), на основе данных, полученных космическим аппаратом OSIRIS- Rex.В настоящий момент в Солнечной системе обнаружено 739 062 малых планет. Различные минералы и летучие элементы, находящиеся в составе пород астероида, могут служить источником железа, никеля и титана. Кроме того, предполагается, что некоторые астероиды содержат в своём составе водосодержащие минералы, из которых можно получить воду и кислород, необходимые для поддержания жизни, а также водород — один из основных видов ракетного топлива. В процессе дальнейшего освоения космоса использование космических ресурсов будет просто необходимо. Что делает целесообразным создание “Перевалочных пунктов” на астероидах, это позволит сократить использование Земных ресурсов для полетов и увеличит расстояниекоторое космические корабли смогут преодолеть. Так же, добытые ресурсы можно отправлять на Землю, но нужно учитывать выбор правильной траектории и времени полёта, а также искать астероид с приемлемым значением первой космической скорости. Астероиды, сближающиеся с Землёй, являются первостепенными объектами для промышленного освоения. Низкое значение первой космической скорости v 1 {\displaystyle v_{1}} делает их пригодными объектами добычи строительных материалов для околоземных космических объектов, что значительно снижает экономические затраты на транспортировку грузов на орбиту Земли.По данным базы данных(Asterank), добыча ресурсов со следующих астероидов может быть наиболее выгодной с экономической точки зрения: (4660) Нерей, (433) Эрос, (1036) Ганимеди многие другие.

 

Цель работы

Описать проект первой обитаемой базы на астероиде. Главной задачей миссии будет изучение условий проживания на астероиде, добыча ископаемых и отправка их на Землю с поверхности астероида.

 

 

Создание обитаемой станции на астероиде (1036) Ганимед

 

Я решил рассмотреть в своей работе астероид(1036) Ганимед, так как его размеры являются наиболее подходящими для обитаемой космической станции и онсодержит в своём составе большое количество силикатов железа, магния. Ганимед является v 1 {\displaystyle v_{1}} крупнейшим околоземным астероидом, который принадлежит к тёмному спектральному классу S. Он был открыт 23 октября 1924 года.Благодаря большим размерам и регулярным сближениям с Землёй орбиту Ганимеда удалось установить с высокой степенью точности и рассчитать параметры последующих сближений. Наиболее тесное из них произойдёт 13 октября 2024 года, когда Ганимед пройдёт на расстоянии 55,9641 млн км от Земли. Он также регулярно пересекает орбиту Марса и 16 декабря 2176 года должен будет пройти на расстоянии всего 4,290 млн км от этой планеты. Астероид имеет сферическую форму. На первый взгляд все идеально, но 2-я космическая скорость равна 0,0168 км/с, а температура на поверхности составляет -113, это основные факторы мешающие комфортному пребыванию человека на астероиде. Решить задачу с температурой возможно соорудив куполсостоящий из“прослойки” трёх панелей. Внутренняя панель изготовлена из акрила, а две остальные –из стекла.

 Эта комбинация уже зарекомендовала себя в космическом корабле Orion и сейчас является самым практичным решением. Акриловые пластинызначительно прочнее, дешевле илегче, чем аналоги из стекла. И так же пластины уже будут оснащены покрытием защищающим человека от ультрафиолетового излучения. А внутри купола будут установлены тепловые устройстваработающие на водороде. Проблему с низкой гравитацией я решу с помощью магнитов. Несколько пластин будут находиться внутри астероида и будут иметь одну полярность, а обувь, гусеницы роботов и фундаменты зданий будут иметь магниты с другой полярностью. Буровые установки, многие постройки и приборы необходимо делать прямо на астероиде с помощью 3D принтеров, это поможет оперативно заменять детали или модули зданий и значительно сократит время необходимое для доставки всего необходимого на астероид, ведь масса материалов и 3D принтеров меньше, чем уже готовых установок и модулей. Все детали и первых обитателей базы будут доставлены на астероид с помощью грузовых кораблей “Прогресс” или других более современных аналогов. На кораблях также будут присутствовать образцы плодородной почвы и продукты питания, а так же образцы для выращивания на базе. Планируется создать теплицы, где будут максимально комфортные условия для выращивания продуктов. Личный состав первой экспедиции не будет превышать 4 человек (1 инженер, 1 механик, 1 геолог, 1 ученый). Также для базы будут доставлены баллоны с кислородом и водой. Самое главное, создавая обитаемую базу на астероиде, его можно будет превратить в подобие космического корабля, взять движение под контроль и отправить на околоземную орбиту, тем самым обеспечивая максимально удобный процесс доставки добытых грузов на Землю. Это значительно эффективней, чем создавать дорогостоящие зонды и регулярно отправлять к астероидам, которые будут менять свою позицию, траекторию и даже сталкиваться. Механика превращения астероида в «ракету» весьма примитивна, что делает данную идею очень экономичной и удобной. Сложно говорить о сроках реализации и стоимости проекта, слишком многое еще нужно дополнительно изучить и перепроверить, но это лишь проект.

Вывод

В ходе проделанной мною работы, я подробно изучил множество астероидов, факторов мешающих созданию базы и многое другое. Без сомнений можно сказать, что проект освоения астероидов имеет множество перспектив, и, рано или поздно, это обязательно случится, появится первая ресурсодобывающая станция, затем и целая обитаемая база, а возможно и город. Этим проектом стоит заниматься, потому что ресурсы Земли быстро заканчиваются и слишком медленно восстанавливаются, так же и с населением, с каждым днем людей все больше и нужно искать места для колонизации.