Max Space переосмысливает расширяемые обитатели с 17-вековым штрихом, запускаясь в 2026 году

Работать и даже жить в космосе перешло из далекой фантазии в кажущуюся неизбежную реальность, но вопрос остается: каким будет следующее поколение космического обитания? Для Max Space ответ ясен и известен уже десятилетиями — даже столетиями. Новое поколение расширяемых обитателей может предложить как безопасность, так и достаточно места, чтобы растянуть ноги, и первый такой обитатель пойдет в 2026 году.

Стартап возглавляет Аарон Кеммер, ранее работавший в Made in Space, и Максим де Йонг, инженер, который старательно избегал огласки, несмотря на то, что является соавтором расширяемых обитателей, похожих на тот, который в настоящее время прикреплен к Международной космической станции.

Они считают, что пора наступить для этого типа космических структур придет в любое время. Позиционируя себя как преемника — и фундаментального улучшения — десятилетних конструкций, над которыми работают другие, они могут захватить то, что в итоге может стать многомиллиардным рынком.

Расширяемые обитатели Max Space обещают быть более крупными, прочными и универсальными, чем все, что когда-либо запускалось, не говоря уже о том, что они будут дешевле и легче твердой, обработанной структуры. И несмотря на их напоминающий воздушный шар вид, они, как и их предшественники, довольно устойчивы к многим и разнообразным опасностям космоса.

Но может ли стартап действительно соперничать с крупными аэрокосмическими компаниями с десятилетним опытом полетов? Де Йонг не кажется обеспокоенным этой частью.

\"Моим девизом является никогда не пробовать что-либо, что ты знаешь, что можешь сделать заранее\", — сказал он мне.

\"...Что постоянно приносит мне проблемы\", — добавил он.

Наследие Transhab

Расширяемые обитатели имеют давнюю историю, но их первое реальное использование было в проекте TransHab в NASA в 1990-х годах, где был разработан фундаментальный подход.

Вопреки своему облику, расширяемые обитатели не просто большие воздушные шары. Видимый внешний слой, как и у многих космических аппаратов, лишь тонкий, чтобы отражать свет и рассеивать тепло. Структура и прочность находятся внутри, и с момента TransHab установилась конвенция \"ткацкого\" метода.

В этом методе ленты кевлара и другие высокопрочные материалы выравниваются в чередующихся направлениях и вручную соединяются вместе, и при увеличении формируют поверхность, похожую на тканую корзину, с внутренним давлением, равномерно распределенным по всем тысячам пересечений.

Или по крайней мере, такова теория.

Де Йонг, через свою компанию Thin Red Line Aerospace, успешно работал с Bigelow Aerospace над разработкой и запуском этой тканой структуры, но у него с самого начала были сомнения в предсказуемости так многих швов, перекрытий и взаимодействий. Даже малейшее отклонение могло привести к каскадной поломке даже при безопасных порогах.

\"Я посмотрел на все эти ленты, и как специалист в области, я подумал, что это каша. Как только вы пересекаетесь или переплетаетесь, вы не знаете, какой процент нагрузки будет передан в одном направлении или в другом,\" — сказал он. \"Я так и не нашел для этого решение.\"

Он был быстр, добавив, что люди, работающие над дизайнами тканевой структуры сегодня (в первую очередь в Sierra Nevada и Lockheed Martin), крайне компетентны и, несомненно, значительно продвинули технологию гораздо дальше, чем она была в начале 2000-х годов, когда были построены и запущены пионерские расширяемые обитатели Bigelow. (Genesis I и II до сих пор находятся на орбите спустя 17 лет, а обитатель BEAM прикреплен к Международной космической станции с 2016 года.)

Но смягчение не является решением. Хотя тканевая конструкция, с ее полетным наследием и обширными испытаниями, осталась неизменной как предпочтительный метод для расширяемых, присутствие субоптимального дизайна где-то в мире преследовало Де Йонга, так же, как такие вещи всегда преследуют инженеров. Конечно, должен быть способ сделать это сильным, простым и безопасным.

Милар и Бернулли

Решение пришло, как это часто бывает, около 20 лет назад. Это было темным временем для Де Йонга: на работе, отклонив попытки приобретения Bigelow, его компании было трудно. Дома его и его жена \"жили на кредитные карты - мы продали нашу машину.\" Но главное, его сын болел и находился в больнице.

\"Мне очень надоело с больничными шариками, потому что моему сыну становилось только хуже,\" — сказал он мне.

Когда он вразмышлял о наполненном гелием миларе, что-то в этом привлекло его: \"Каждый объем, в который можно что-то положить, имеет нагрузку в двух направлениях. Но детский миларовый шарик... там два диска и все эти складки - вся нагрузка направлена в одной оси. Это математическая аномалия!\"

Форма, принимаемая шариком, в основном перенаправляет действующие на нее силы так, что давление действительно тянет только в одном направлении: от того места, где соединяются две половины. Может ли этот принцип быть применим на большем масштабе? Дежонг поспешил к литературе, чтобы изучить явление, чтобы узнать, что эту структуру действительно документировали — 330 лет назад, французский математик Жак Бернулли.

Это было как удовлетворительно, так и, возможно, немного унизительно, даже если Бернулли не предназначал эту интересную аномалию для орбитального жилья.

\"Скромность поможет вам настолько далеко. Физики и математики все это знали, с XVII века. Я имею в виду, Бернулли не имел доступа к этому компьютеру — только чернила на пергаменте!\" — сказал он мне. \"Я достаточно ясновидящий, но никто не работает с тканями; в стране слепых одноглазый — царь. Вы должны быть честным, вы должны смотреть на то, что делают другие, и вам нужно копать, копать, копать\".

Формируя форму Бернулли (называемую изотенсоидом) из шнуров, или \"сухожилий\", практически все проблемы с расширяемыми практически решаются, объясняет Де Йонг.

\"Это структурно детерминировано. Это означает, что если я просто беру шнур определенной длины, это определит всю геометрию: диаметр, высоту, форму — и после того, как у вас есть все это, давление составляет PSI на экваторе, деленное на количество шнуров. И один шнур не влияет на другие, вы точно знаете, насколько сильным должен быть один шнур; все предсказуемо\" — сказал он.

\"Это дурацки просто сделать\".

Все важные силы просто напряжение на этих шнурах (96 из них в прототипах, каждый с оценкой в 17,000 фунтов), тянущих на якоря в каждом конце формы. И как можно догадаться по подвесным мостам и другим высоконапряженным структурам, мы знаем, как делать этот тип соединения очень, очень прочным. Промежутки для стыковочных кольц, окон и других функций узелки просто добавить.

Способ, которым сухожилия деформируются, также может быть настроен на разные формы, такие как цилиндры или даже неравномерные интерьеры лунной пещеры. (Де Йонг был очень взволнован этой новостью — надувной высотно-удлиненной структурой идеальное решение для лунного внутреннего обитателя.)

С учетом надежной давления структуры, ее можно обшить испытанными полетами материалами, уже используемыми для утепления, блокирования радиации и микрометеоройдов и т.д.; поскольку они не несут нагрузки, эту часть дизайна также проста. Но весь объект сжимается до плюща шириной всего в несколько дюймов, который может быть сложен или завернут вокруг другой груза как одеяло.

\"Самые крупные надувные, которые когда-либо были сделаны, и мы сделали их с командой из пяти человек за шесть месяцев