Искусственная гравитация

[STEP]

Можно подумать, что основная задача экипажа, это беготня между вращающейся и невращающейся частями. Часть исследований и подготовка к возвращению на землю требует гравитации, другая, большая часть, не требует. Можно сделать вращающуюся и невращающуюся части независимыми. Т.е. они соединены подшипником, но не имеют герметичного лаза между частями. У каждой части на оси свой люк, снабженный подобием стыковочного кольца. Между  переходный модуль, о двух люках на торцах. Модуль с помощью привода может перемещаться по негерметичному тоннелю от вращающейся части к невращающейся и может совершать вращательное движение относительно продольной оси. Сначала модуль подтягивается к одному люку, происходит герметизация стыка, люки открываются и туда переходят люди. За тем расстыковка и раскрутка модуля, что бы сравнять угловую скорость с другим узлом. За тем подтягиваем камеру к другому узлу, стыковка, герметизация и переход. Потом все в обратном порядке. Такой вот паромчик ролучается.
Продольное перемещение паромчика не более 20 см. Раскрутить и затормозить его не сложно. Процесс стыковки и герметизации может занимать считанные минуты. Это гораздо быстрее, чем время поездок на работу и с работы у нас, на Земле-матушке. При таком паромчике разработать подшипник для соединения вращающейся и невращающейся частей не сильно сложно.

[unihorn]

Можно сделать не вращающийся подшипник, а вращающийся переходной отсек. Т.е. стыковка присходит к неподвижной части станции, через гермопереход переходим в осевой отсек, тот отстыковывается от неподвижной части, раскручивается и стыкуется к движущейся. Как лифт, только действие не подъем, а раскрутка.

Ну, в этом случае, тогда, проще раскручивать сам корабль посещения. Смысл тот-же... Тогда, в случае, раскрутки всей станции (без подвижных-неподвижных частей), можно и не тормозить "верчение орбиталки"...

Другой вопрос, а насколько вообще реальна такая схема стыковки (фильм Кубрика, в расчет не берем)?

К томуже, нельзя забывать, что строго соосно, вращаться не получится (допускаю, даже, что будет некоторый разброс в периодах обращения вокруг своей оси между ОС, и кораблем посещения)...

[RadioactiveRainbow]

Можно сделать не вращающийся подшипник, а вращающийся переходной отсек. Т.е. стыковка присходит к неподвижной части станции, через гермопереход переходим в осевой отсек, тот отстыковывается от неподвижной части, раскручивается и стыкуется к движущейся. Как лифт, только действие не подъем, а раскрутка.

Те же яйца - подшипникам смазка нужна, смазке - уплотнения.
То есть трение (хоть и очень небольшое) - всё равно будет.

Пожалуй, цельновращающийся бублик (бочка) с кратковременно (относительно, естественно) раскручивающимся (до нулевой угловой скорости) стыковочным узлом - оптимальный вариант.
Хотя и наличие внешнего неподвижного элемента весьма полезно - для стыковки неосесимметричных кораблей или хранения кораблей/грузов.

[unihorn]

Можно сделать вращающуюся и невращающуюся части независимыми. У каждой части на оси свой люк, по типу стыковочного кольца. Между  переходный модуль, о двух люках на торцах...

Пожалуй, цельновращающийся бублик (бочка) с кратковременно (относительно, естественно) раскручивающимся (до нулевой угловой скорости) стыковочным узлом - оптимальный вариант.

Имхо, это все лишнии сложности... Круто и фантастично выглядящие, но во первых снижающие надежность (как не крути), и во вторых более дорогие...

Самые выгодные и простые, это, имхо, "бочка" (нет проблем, даже кратковременных "со смазкой и уплотнениями"), или (наиболее, имхо, простая схема) раскрутка всей ОС сразу (коли невесомость не нужна вообще (хотя для последнего случая (раскрутка всей ОС разом), как-раз, подойдут автономные модули, стыкующиеся, по мере необходимости (для разгрузки и обслуживания (ну или "смены вахт" экипажей)), с ОС)).

[RadioactiveRainbow]

Самые выгодные и простые, это, имхо, "бочка" (нет проблем, даже кратковременных "со смазкой и уплотнениями")

Э? А подшипникам смазка не нужна?
Вы поймите - трение будет инвариантно, если есть две вращающиеся друг относительно друга части.
И герметично они соединены или нет - совершенно не важно.

Хотя, пожалуй, трение (если оно будет не очень большим) можно электродвигательчиком компенсировать...

, или (наиболее, имхо, простая схема) раскрутка всей ОС сразу (коли невесомость не нужна вообще (хотя для последнего случая (раскрутка всей ОС разом), как-раз, подойдут автономные модули, стыкующиеся, по мере необходимости (для разгрузки и обслуживания (ну или "смены вахт" экипажей)), с ОС)).

Невесомость нужна. Но для неё, проще выделить вращающися относительно бублика ("неподвижный") объём в районе оси станции - там всё равно сила тяжести низкая будет, а градиент большой - так почему бы не использовать?

Мне так кажется, что гораздо более серьёзная проблема для сравнительно небольших систем такого рода - балансировка при перемещении массы.

[STEP]

Тогда еще проще.
Имеем друг против друга два герметичных люка. Между ними проставка. Нормально она не дает герметичного соединения и позволяет частям станции вращаться. В нужный момент она герметизируется, а увеличение трения при герметизации компенсируется дополнительным приводом. Открываем люки, переходим, закрываем, разгерметизируем проставку. Пропадает паромчик, надежность системы увеличивается.
На случай аварии необходимо перед каждым люком предусмотреть герметизируемый тамбур. В случае чего можно переходить в скафандре, путем шлюзования. Но это уже аварийный случай.

[unihorn]

Э? А подшипникам смазка не нужна?
Вы поймите - трение будет инвариантно, если есть две вращающиеся друг относительно друга части.
И герметично они соединены или нет - совершенно не важно.

Смазка нужна, но в случе "бочки", возни с техническими реализациями, гораздо меньше, чем с "осью".

В случае "бочки", они, технические решения, фактически классические (более того, возможно удасться использовать, без особой доработки, какие-нибудь, уже существующие модели, стандартных подшипников).

В  случае "бочки", нет нужды решать проблемы с герметичностью ОС, и т. д, и прочей "спецефичной спецификой", вносящих в это дело, и связанную с ним надежность, "особый аромат".

Но для неё, проще выделить вращающися относительно бублика ("неподвижный") объём в районе оси станции - там всё равно сила тяжести низкая будет, а градиент большой - так почему бы не использовать?

Которая проще, надежнее, и дешевле, именно в виде "бочки"...

Хотя и в случае "бочек", и в случае "осей", и даже в случае полной невесомости, автономные модули, порой, имхо конечно, предпочтительнее выглядят (особенно, если дело касается, возможного, разворачивания космического производства)...

Мне так кажется, что гораздо более серьёзная проблема для сравнительно небольших систем такого рода - балансировка при перемещении массы.

Согласен, но пока, я говорю о "подшипниках"... Не нужно к проблемам балансировки, добавлять еще и проблем с ними...

[unihorn]

Тогда еще проще...

Но не проще, "бочки". Больше лишних заморочек, да и надежность все равно ниже (технические решения, все-же, более "специфичны", в отличии от "классического" "подшипника" "бочки")...

И уж, тем более, сложнее "цельновращающейся ОС"...

[unihorn]

Мне так кажется, что гораздо более серьёзная проблема для сравнительно небольших систем такого рода - балансировка при перемещении массы.

Кстати говоря, в сучае цельновращающейся ОС (или корабля), я думаю, проблемы с балансировкой, будут не больше чем сейчас, с нормальными аппаратами...

Если во время, какой-либо, операции "тормозить" раскрутку до нуля, сажать членов экипажа с пассажирами по штатным местам, и закреплять грузы..., то такой аппарат, в балансировочном смысле, будет полной копией существующих...

А во всех остальных случаях раскручивать обратно...

В принципе, выше написанное, будет иметь место и при "остановке раскрутки" любой станции с искуственнной тяжестью ("ось", "бочка"...), почему именно цельновращающейся, то просто, не нужно будет выравнивать (относително друг друга) подвижные и не подвижные части (хотя, возможно, последнее не особо критично и сделать это можно с надлежащей точностью и просто)...

[STEP]

Тогда еще проще...

Но не проще, "бочки". Больше лишних заморочек, да и надежность все равно ниже (технические решения, все-же, более "специфичны", в отличии от "классического" "подшипника" "бочки")...

И уж, тем более, сложнее "цельновращающейся ОС"...

Бочка конечно проще, однозначНО ..., но при условии, что ее диаметр не превышает 4-6 метров. Далее герметичную бочку надо собирать на орбите из отдельных частей, потом внутри нее надо собирать из отдельных элементов ротор, налаживать его, балансировать. При первом пуске все это хозяйство может пойти в разнос. Отдельные ротор и статор тоже надо собирать, но они вполне могут собираться из модулей методом стыковки. Т.ч. я сильно задумаюсь, прежде чем решить, что проще и дешевле?

[unihorn]

Бочка конечно проще, однозначНО ..., но при условии, что ее диаметр не превышает 4-6 метров.

Именно такие модули, и будут летать еще долго (если не всегда).

Во всех остальных случаях (коли они будут), цельновращающаяся станция (корабль) + автономные модули (полезные при любых станциях, как с тяжестью, так и без)...

[RadioactiveRainbow]

Чем вам не нравится идея звезды из "стандартных" модулей?

[STEP]

Бочка конечно проще, однозначНО ..., но при условии, что ее диаметр не превышает 4-6 метров.

Именно такие модули, и будут летать еще долго (если не всегда).

Во всех остальных случаях (коли они будут), цельновращающаяся станция (корабль) + автономные модули...

Правильно. Только при разнесении ротора и статора модули ротора можно разместить подальше от оси вращения и тем самым уменьшить градиент. В шести метрах радиус вращения можно только уменьшать ...

[unihorn]

Чем вам не нравится идея звезды из "стандартных" модулей?

Ну это, примерно, я и имел под цельновращающейся станцией: звезду из отдельных модулей (или, что-то, наподобие)...

[unihorn]

Правильно. Только при разнесении ротора и статора модули ротора можно разместить подальше от оси вращения и тем самым уменьшить градиент. В шести метрах радиус вращения можно только уменьшать ...

Ну об этом я и говорю, 4-6 метровая "бочка" со "слабой" силой тяжести, или цельновращающаяся (полностью вся, без разделения на подвижную-неподвижную части), тормозящая "верчение", только при выполнения ряда операций, с нормальной силой тяжести...

В обоих случаях, "специфических проблем" с "подшипниками" нет, все проще и дешевле...

ЗЫ, хотя если помутить с надувными, то, думаю, можно сделать и 8 метровую "бочку" с нормальной тяжестью (градиент, при 1g, уже нормальный (хоть и не идеальный, конечно))...

[Димитър]

1. Насколько я знаю, для нормального, нормально переносимого человеком, градиента (при 1 g), такого что в ногах будет g, а на потолке будет половина g (насколько я помню, в случе 4-метрового потолка жилой части), достаточно диаметра 8 метров. Максимальный диаметр наших ОС 4 метра... т. е, для половины g, при таких параметрах, уже подходит (чеетверть g  в голве, половина в ногах, вроде тоже, вполне переносима), а можно сделать и меньше...

2. Вот именно, главным образом про трение, я и говорю...

Можно ось "тормозить" до нулевой угловой скорости только на время стыковки, а после стыковки вновь раскручивать до скорости колеса.
Тогда проблема трения становится эпизодической.

В этом случае, тогда именно проще, отказаться вообще, от каких-либо подшипников, и раскручивать-тормозить весь корабль.

1. В моем "проекте" радиус вращения 25 м, а ускорение - четверть g. Так что проблем с градиента не будет.  Гравитация в ЖМ будет по оси модуля, так что пол и потолок - круги диаметром в 4.1 м (хочется больше!) и площадью в 13 кв.м. ЖМ разделен на этажи по высоте (длине). Верхний этаж - оранжерея. Под ним - жилплощадь, внизу - технический этаж - СЖО и прочее оборудование.

2. А можно закрутить КК Союз до 3 об/мин? Ничего плохого не случится?

[Димитър]

Ну об этом я и говорю, 4-6 метровая "бочка" со "слабой" силой тяжести, или цельновращающаяся (полностью вся, без разделения на подвижную-неподвижную части), тормозящая "верчение", только при стыковки

Я уже писал, что максимально допустимая скорость вращения 3 об/мин. При такой скорости 1 же можно получить при радиусе вращения 100 м. А 1/4 же - при 25 м (или 50 м в диаметр). Так что "бочка" не получится.

Цельновращающаяся ОС - может быть, но думаю, решение все-таки в другом:

Можно сделать не вращающийся подшипник, а вращающийся переходной отсек. Т.е. стыковка присходит к неподвижной части станции, через гермопереход переходим в осевой отсек, тот отстыковывается от неподвижной части, раскручивается и стыкуется к движущейся. Как лифт, только действие не подъем, а раскрутка.

Тогда еще проще.
Имеем друг против друга два герметичных люка. Между ними проставка. Нормально она не дает герметичного соединения и позволяет частям станции вращаться. В нужный момент она герметизируется, а увеличение трения при герметизации компенсируется дополнительным приводом. Открываем люки, переходим, закрываем, разгерметизируем проставку. Пропадает паромчик, надежность системы увеличивается.
На случай аварии необходимо перед каждым люком предусмотреть герметизируемый тамбур. В случае чего можно переходить в скафандре, путем шлюзования. Но это уже аварийный случай.

[unihorn]

2. А можно закрутить КК Союз до 3 об/мин? Ничего плохого не случится?

Под цельновращающимся кораблем (станцией), я имею в виду, "корабль побольше", МЭК, или что-нибудь в этом роде ("звезда из модулей")...

По поводу же переносимости экипажем раскрутки Союза, и вообще стыковки вращающимся кораблем, не знаю... Имхо лучше вырубать, в эти моменты, раскрутку орбиталки (как и вообще при любых операциях (разгон, торможение, изменение орбиты)), так, заодно, имхо, невелируются то "современного" уровня, и проблемы с балансировкой...

[Гусев_А]

Мне кажется что станция с искуственной гравитацией получится гораздо более громозкой чем МКС.

Вдоль продольной оси вращать наверно не приемлимо (4 метра мало) голова в невисомости, а ноги "со свинцовыми башмаками". Вистибюлярный аппарат в полном трансе.

А если слепить "трубу" из нескольких модулей, и вращать поперек продольной оси. Тогда получится несколько этажей с каждой стороны "гантели". С разной гравитацией на разных этажах.

При такой конструкции переходной модуль с невесовостью не получится, очень сложно будет балансировать при каждом малейшем перемищении на этажах. А иначе постоянная болтанка.

В центре конечно необходим переходной стыковочный модуль, но на момент стыковки прийдется ввести особый режим запрета перемещения и особая сложная балансировка.

А ВООБЩЕ НУЖНО ЛИ ЭТО на орбите вопрос спорный. Для туристов? Не уверен. Для провидения изследований? Площадь с нормальным тяготением на Земле дешевле. Для карантина космонавтом вернувшихся из далекого космоса? Пока не летают. Для марсианского корабля? Пока не готовы создать даже более простой межпланетный корабль.

[unihorn]

При такой скорости 1 же можно получить при радиусе вращения 100 м. А 1/4 же - при 25 м (или 50 м в диаметр). Так что "бочка" не получится.

Вдоль продольной оси вращать наверно не приемлимо (4 метра мало) голова в невисомости, а ноги "со свинцовыми башмаками". Вистибюлярный аппарат в полном трансе.

Половина же в голове, при 1 же тяжести, это нормально (если верить медикам). 8 метров это минимальный диаметр аппарата при 1 же. При меньшей тяжести можно и меньше (переносимость, насколько я помню, зависит от "общей тяжести")

Не идеально, конечно, но переносимо...

Так-что, половина, или даже четверть же при 4 метрах, это тоже нормально.

Таким образом, сидячая центрифуга нашего МЭК-а, при учете "сидячести", и общего, от этого, укорочения человека, вполне нормальная вещь (при 4 метрах диаметра модуля)...