Od konce Apollo éry je jedním z hlavních cílů agentur NASA, Roscosmos a dalších kosmických agentur vývoj technologií, které umožní dlouhodobou lidskou přítomnost ve vesmíru. Tyto technologie také pomohou, když přijde čas namontovat obnovené mise na Měsíc, na Mars a na další místa ve Sluneční soustavě. V posledních několika desetiletích toto úsilí přineslo Mirovi a Mezinárodní vesmírné stanici (ISS).
V nadcházejících letech povede tato snaha také k Lunární orbitální platformě - bráně a komerčním vesmírným stanicím - jako je Bigelow B330. A pokud se soukromé letecké společnosti, jako je Gateway Foundation, dostanou na cestu, budeme mít také kosmický přístav na oběžné dráze kolem Země. Společnost nedávno zveřejnila video ukazující přesně, jak bude tato rotující vesmírná stanice vypadat a jak by společnosti jako SpaceX mohly pomoci ji vybudovat.
Koncept společnosti je známý jako Gateway, rotující kosmická stanice na základě návrhů navržených německým raketovým vědcem a vesmírným architektem Wernerem von Braunem. Tyto návrhy byly uváděny v řadě článků v národním časopise Collier je během padesátých let s názvem „Člověk brzy dobude vesmír!“ Z tohoto důvodu společnost jmenovala svůj navrhovaný design stanici Von Braun.
Tento koncept je ve skutečnosti poměrně časově uznávaný. Von Braunův vlastní design postavený na předchozích návrzích, z nichž první byl vyroben ruským vědcem Konstantinem Tsiolkovským v roce 1903. Koncept byl krásně ilustrován ve Stanley Kubrick 2001: Space Odyssey, který byl napsán slavným vědcem a futuristem Arthurem C. Clarkem (a na základě povídky o jeho názvu „Sentinel“).
Ve všech případech zahrnuje obecný koncept rotační kolečko na oběžné dráze Země, které by vytvořilo lidskou přítomnost do vesmíru a zároveň poskytovalo obyvatelům umělou gravitaci. Jedná se o důležitý aspekt navrhovaných kosmických letů, které přivedou astronauty na místa v hlubokém vesmíru, jako je Mars a dále do Sluneční soustavy (a možná i dále).
Vzhledem k účinkům dlouhodobého vystavení mikrogravitaci, které byly rozsáhle zdokumentovány v nedávné Twin studii NASA, plánovače misí hledají způsoby, jak je zmírnit. Studie spočívala v deseti samostatných vyšetřováních dlouhodobých účinků mikrogravitace na člověka, přičemž se jako testovací subjekty použili dvojčata astronauti Scott Kelly a Mark Kelly.
Poté, co strávil rok ve vesmíru, studijní týmy zaznamenaly řadu významných změn mezi Scottem Kellym a jeho bratrem. Zatímco zažil stejnou ztrátu svalové hmoty a hustoty kostí jako ostatní astronauti, kteří strávili delší dobu na palubě ISS, došlo k dalším změnám, díky nimž se přizpůsobení životu na Zemi opět velmi obtížné.
Kellyho zrak se snížil, zažil intenzivní otoky v končetinách a byly zaznamenány také změny jeho orgánových funkcí a genové exprese. Kromě mikrogravitace existují také otázky, jak bude lidské tělo reagovat na dlouhodobé vystavení lunární gravitaci (16,5% zemské normální) a marťanské gravitaci (~ 38%).
To je zvláště důležité vzhledem k současným plánům na zřízení stálé základny na Měsíci a provádění misí s posádkou na Mars v příštích dvou desetiletích. Jak uvedl generální ředitel nadace Gateway John Blincow v nedávno vydaném videu (viz níže), jedná se o jednu z výhod navrhované brány společnosti:
"Lidé potřebují gravitaci, aby se těla nerozpadla." Ale kolik bude lunární gravitace v pořádku na rok, ale ne na dva roky? Vůle Marťanská gravitační práce pro lidi dlouhodobě, ale ne pro velká hospodářská zvířata? Budou dva dny v týdnu při 30% g stačit, aby si posádky ISS udržely kostní hmotu? Budování vesmírné stanice von Braun může pomoci odhalit tato tajemství. “
Struktura brány se skládá ze dvou soustředných vnitřních prstenů upevněných čtyřmi paprsky k vnějšímu prstenci. Dva soustředné prstence tvoří lunární gravitační oblast (LGA), kde rotace stanice poskytuje gravitační sílu rovnou gravitační síle na lunárním povrchu. Vnější vnitřní kroužek - LGA Habitační kroužek - je místem, kde budou umístěny obytné moduly, které budou sestávat z malých místností pro hosty.
Mezitím vysoký stropní kroužek LGA nabídne turistům možnost stolovat a hrát si v prostředí s nízkým obsahem g. V jádru stanice jsou rozbočovač a zátoka, kde budou umístěny dopravní prostředky a prostředí, bezpečnost a dopravní spojení brány. Ve středisku bude také pozorovací místnost, kde si hosté mohou sledovat příchozí raketoplány.
Vnější prstenec, známý jako Mars Gravity Area (MGA), zažívá rychlejší rotaci, protože je dále od jádra. To má za následek umělou gravitační sílu, která je podobná tomu, jaké by se vyskytlo na povrchu Marsu. Tato oblast bude mít 4 nebo 5 paluby a bude tam, kde budou umístěny velké moduly nabízející trvalé ubytování. Jak vysvětlil Blincow:
„Vesmírná stanice Von Braun bude rotující vesmírná stanice navržená tak, aby produkovala různé úrovně umělé gravitace zvyšováním nebo snižováním rychlosti rotace. Stanice bude navržena od začátku tak, aby vyhovovala jak výzkumu kosmické agentury provádějícímu nízkou gravitaci, tak vesmírným turistům, kteří chtějí zažít život na velké vesmírné stanici s pohodlím nízké gravitace a pocitem pěkného hotelu. ““
Další důležitý bod, který zmínil Blincow, o roli, kterou by SpaceX mohl hrát při vytváření stanice. Původně design brány vyžadoval moduly, které byly 12 m (40 ft) dlouhé a 8,5 m (28 ft) široké (zhruba dvojnásobek velikosti modulů ISS). Ale díky pokroku se SpaceX s jejich Hvězdná loď a Super těžké, Gateway Foundation se domnívá, že by mohla být spuštěna těžší užitečná zatížení.
"Kdybychom měli SpaceX." Superheavy ve druhé fázi, která byla vyvinuta pouze pro konstrukci vesmíru, můžeme mít moduly dlouhé 40 metrů (18 metrů) a 60 metrů (18 metrů), “řekl Blincow. "Tato mnohem větší velikost umožní mnohem větší vnitřní objem za stejné náklady na spuštění."
Modulární konstrukce prstenů je určena pro různé typy činností a podnikání. Zatímco některé budou vyčleněny na umístění pracovníků pracujících v přístavech, jiné budou věnovány vědeckému výzkumu. Tyto poslední moduly budou velmi žádané, protože stanice nabízí šanci prozkoumat, jak pozemské organismy jedou s měsíční a marťanskou gravitací, aniž by tam musely skutečně jít.
Ostatní budou k dispozici pro hotelové a restaurační řetězce, soukromé luxusní ubytování a další podniky, které chtějí zřídit kanceláře ve vesmíru (možná s využitím daňových zákonů!) Blincow rovněž zdůrazňuje, že vytvoření brány bude mimo jakýkoli jediný národ, a bude vyžadovat mezinárodní úsilí, které spojí kosmické agentury, komerční letectví a vesmírné nadšence.
Konečným výsledkem bude mezinárodní stanice, která nebude na rozdíl od ISS, ale soukromý podnik, který by byl ekonomicky soběstačný. Není naznačeno, kolik bude stát stavba brány, ale Blincow je přesvědčen, že bude cenově dostupný, a to opět díky SpaceX a způsobu, jakým jeho závazek k opakovaně použitelným raketám snižuje náklady na jednotlivé odpaly.
S odvoláním na Muskovo oznámení v roce 2017, že BFR bude zcela znovu použitelný (což učinil na 29. mezinárodním astronautickém kongresu (IAC) v australském Adelaide), uvádí Blincow:
„Když jsme poprvé zahájili projekci nákladů na výstavbu vesmíru, založili jsme ji na nejnižších odhadovaných nákladech na spuštění, které jsme mohli najít - na SpaceX BFR na 1 000 USD / kg. To přišlo na zhruba 150 milionů dolarů startu. Ale pak Elon Musk provedl prezentaci v Adelaide, která všechno změnila. Díky tomu, že budou všechny komponenty BFR znovu použitelné, mohou být jeho náklady rozloženy na mnoho letů, stejně jako dopravní letadlo.
"Elon Musk odhaduje náklady na spuštění." Hvězdná loď a Superheavy booster na přibližně 7 milionů dolarů. Někteří odhadují, že každé spuštění bude až 40 milionů dolarů poté, co budou zohledněny všechny faktory. Ale ať už je to sedm nebo čtyřicet milionů dolarů, to je stále hudba pro naše uši. To znamená, že rotující vesmírné stanice, zařízení pro údržbu a sklady pohonných hmot mohou být a budou postaveny levně. “
Proces výstavby, který bude do značné míry záviset na pokroku dosaženém v kosmické robotice, by také ověřil klíčové systémy a technologie, které by se jednoho dne mohly stát ve výstavbě obrovských vesmírných stanovišť (jako jsou například O'Neil Cylinders). Mnozí je považují za životaschopnou alternativu (nebo doplnění) k návrhům na kolonizaci jiných planet.
Tyto systémy sahají od stabilizace po recyklaci vzduchu, od rekultivace vody po sanitaci s nízkou gravitací a od skladování potravin ve vesmíru až po technické výzvy. Všechny otázky spadající pod obecný nadpis „Jak udržíme populaci ve vesmíru?“ se bude řešit výstavba brány, tvrdí v Krakově.
Pokud jde o financování výstavby, Bilcow naznačuje, jak jeho společnost doufá, že využije klíčová partnerství s vesmírnými agenturami světa (NASA, Roscomos, ESA, Čína, Indie a další), jakož i komerčními leteckými společnostmi. Plánují také získávání peněz prostřednictvím prodeje a prodeje modulů včasného prodeje vstupenek (pro superbohaté) a držení loterie a vytvoření programu členství posádky (pro všechny ostatní).
Nad rámec konstrukce brány na oběžné dráze kolem Země, nadace také doufá, že vytvoří flotilu trans-atmosférických vozidel (TAV), která by mohla trajektové přepravit lidi do az vesmírné stanice. Také doufají, že postaví další na lunární oběžné dráze (Lunární most), která by umožnila pravidelné cesty mezi Zemí a Měsícem (pomocí cis-lunárních raketoplánů) a pravidelné cesty na lunární povrch (pomocí cis-lunárních přistávacích ploch).
Opět platí, že náklady na takový projekt by byly astronomické a přesahovaly náklady, které by mohly vzniknout každému jednotlivému národu nebo společnosti. Avšak s mnoha podnikateli, kteří chtějí uskutečnit kosmický cestovní ruch, nemluvě o tom, jak by takové vesmírné stanice mohly usnadnit průzkumné mise na Měsíc a dokonce i na Mars, by mohla být uskutečnitelná partnerství z Blinowska.
Stejně jako mnoho jiných ambiciózních plánů kolonizovat vesmír, komercializovat LEO a založit lidskou přítomnost na jiných tělech ve Sluneční soustavě, budeme muset jen počkat a uvidíme, jestli Nadace brány má nohy, nebo trpí stejným osudem jako Mars One - která nedávno oznámila, že je v konkurzu. Jednou z věcí, kterou pro ně hledají, je kromě vidění schopnost zhroutit čísla. Doufejme, že pracují ve svůj prospěch!
Hlavní body videa nadace byly také předmětem prezentace, která se konala v Caltechu v lednu 2016 (pořádá Keckův institut pro vesmírná studia). Přednášku s názvem „Budování prvního kosmického přístavu na nízké oběžné dráze“ přednesli John Blincow a Tom Spilker - bývalý kosmický technik v důchodu, který mnoho let pracoval v laboratoři Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA.
Další informace o Gateway Foundation a jejich různých projektech najdete na jejich webových stránkách zde.
