Значение изобретения автоматического станка. Агрегатные станки приобрели особое значение в связи с появлением и развитием автоматических станочных линий

Будущее сферы космических технологий обещает быть настолько интересным, что очень хотелось бы верить в то, что все мы сможем дожить хотя бы до начала реализации тех идей и миссий, о которых сегодня поговорим.

Некоторые представленные здесь концепты выглядят как вполне логичный шаг развития в правильном направлении, другие же кажутся совершенно безумными и даже самоубийственными идеями. Однако и у первых, и у вторых есть реальный шанс.

Магнитный космический поезд Startram

Проект предложенной системы космических запусков Startram, для старта строительства и реализации которого потребуется, по предварительным меркам, около 20 миллиардов долларов, обещает возможность доставки на орбиту грузов весом до 300 000 тонн с очень демократичной ценой в 40 долларов за килограмм полезной нагрузки. Если учесть, что в настоящий момент стоимость доставки 1 кг полезной нагрузки в космос составляет в лучшем случае 11 000 долларов, проект выглядит весьма интересным.

Для реализации проекта Startram не потребуются ракеты, топливо или ионные двигатели. Вместо всего этого здесь будет использоваться технология магнитного отталкивания. Стоит отметить, что концепт поезда на магнитной подушке далеко не нов. На Земле уже функционируют составы, которые двигаются по магнитному полотну со скоростью около 600 километров в час. Однако на пути всех этих маглевов (использующихся преимущественно в Японии) находится одно серьезное препятствие, которое ограничивает их максимальную скорость. Для того чтобы такие поезда смогли раскрыть свой полный потенциал и достигать максимально возможной скорости, нам необходимо избавиться от атмосферного воздействия, которое замедляет их движение.

Проект Startram предлагает решение этого вопроса путем строительства длинного навесного вакуумного тоннеля на высоте около 20 километров. На такой высоте сопротивление воздуха становится менее выраженным, что позволит производить космические запуски на гораздо более высоких скоростях и с гораздо меньшим сопротивлением. Космические аппараты в буквальном смысле будут выстреливаться в космос, без необходимости в преодолении атмосферы. Строительство такой системы потребует около 20 лет работы и инвестиций на общую сумму в 60 миллиардов долларов.

Ловец астероидов

Среди любителей научной фантастики в свое время жарко горели споры об антинаучном способе и явно недооцененной сложности посадки на астероид, показанной в знаменитом американском фантастическом триллере «Армагеддон». Даже в NASA как-то отметили, что нашли бы вариант получше (и реальней), чтобы попробовать спасти Землю от неминуемой гибели. Более того, аэрокосмическое агентство недавно выделило грант на разработку и строительство «ловца комет и астероидов». Космический аппарат специальным мощным гарпуном будет цепляться к выбранному космическому объекту и за счет силы своих двигателей оттягивать эти объекты от опасной траектории сближения с Землей.

Кроме того, аппарат можно будет использовать для ловли астероидов с прицелом дальнейшей добычи полезных ископаемых на них. Космический объект будет притягиваться гарпуном и отводиться в нужное место, например, на орбиту Марса или Луны, где будут располагаться орбитальные или наземные базы. После чего к астероиду будут отправляться группы добычи.

Солнечный зонд

Как и на Земле, на Солнце тоже есть свои ветра и шторма. Однако в отличие от земных, солнечные ветра способны не просто испортить вашу прическу, они способны вас в буквальном смысле испарить. На многие вопросы о Солнце, ответов на которые нет до сих пор, по мнению аэрокосмического агентства NASA, сможет ответить «Солнечный зонд», который отправится к нашему светилу в 2018 году.

Космический аппарат должен будет приблизится к Солнцу на расстояние около 6 миллионов километров. Это приведет к тому, что зонду придется испытать на себе воздействие радиационной энергии такой мощности, какую не испытывал ни один рукотворный космический аппарат. Защититься от воздействия губительной радиации зонду, по мнению инженеров и ученых, поможет карбоно-композитный тепловой экран толщиной 12 сантиметров.

Однако NASA не может просто направить зонд сразу к Солнцу. Космическому аппарату придется сделать как минимум семь орбитальных пролетов вокруг Венеры. А на это у него уйдет около семи лет. Каждый оборот будет ускорять зонд и подстраивать траекторию для правильного курса. После последнего облета зонд направится к орбите Солнца, на расстояние 5,8 миллиона километров от его поверхности. Таким образом он станет наиболее приближенным к Солнцу рукотворным космическим объектом. Нынешний рекорд принадлежит космическому зонду «Гелиос-2», который находится на расстоянии примерно 43,5 миллиона километров от Солнца.

Марсианский форпост

Открывающиеся перспективы будущих полетов на Марс и Европу грандиозны. В NASA верят, что если им не помешают никакие мировые катаклизмы и падения убийственных астероидов, то агентство отправит человека на марсианскую поверхность в течение ближайших двух десятилетий. В NASA даже уже успели представить концепт будущего марсианского форпоста, строительство которого планируется начать где-то в конце 2030-х годов.

Радиус планируемой исследовательской области будет составлять около 100 километров. Здесь будут располагаться жилые модули, научные комплексы, стоянка марсианских роверов, а также горно-шахтное оборудование для команды из четырех человек. Энергия для комплекса частично будет добываться благодаря нескольким компактным ядерным ректорам. Кроме этого, электричество будут добывать солнечные панели, которые, конечно же, будут становиться малоэффективными на случай марсианских песчаных бурь (отсюда и необходимость в компактных реакторах).

Со временем в этой области поселится множество научных команд, которым придется самостоятельно выращивать пищу, собирать марсианскую воду и даже создавать на месте ракетное топливо для полетов обратно на Землю. К счастью, множество полезных и необходимых материалов для строительства марсианской базы содержится прямо в марсианском грунте, поэтому везти некоторые вещи для основания первой марсианской колонии не придется.

Ровер NASA ATHLETE

Ровер ATHLETE (All-Terrain Hex-Limbed Extraterrestrial Explorer), похожий на паука, однажды займется колонизацией Луны. Благодаря своей особой подвеске, состоящей из шести независимых ног, способных поворачиваться во все стороны, ровер может передвигаться по грунту любой сложности. При этом наличие колес позволяет ему быстрее двигаться по более ровной поверхности.

Этот гексопод может оснащаться самым разным научным и рабочим оборудованием и при необходимости легко справляется с ролью передвижного крана. На фотографии выше, например, на ATHLETE установлен жилой модуль. Другими словами, ровер можно еще и использовать в качестве передвижного дома. Высота ATHLETE составляет около 4 метров. При этом он способен поднимать и перевозить объекты весом до 400 килограммов. И это при земной гравитации!

Самое важное преимущество ATHLETE заключается в подвеске, которая наделяет его невероятной подвижностью и способностью выполнять сложную работу по доставке тяжелых объектов, в отличие от неподвижных посадочных модулей, которые использовались в прошлом и используются сейчас. Одним из вариантов использования ATHLETE является и 3D-печать. Установка на него 3D-принтера позволит использовать ровер в качестве мобильного печатного оборудования лунных жилищ.

3D-напечатанные марсианские дома

Чтобы приблизить момент начала подготовки полета человека на Марс, NASA организовало архитектурный конкурс, задачей которого является разработка и спонсирование технологий 3D-печати, которые позволят методом трехмерной печати строить марсианские дома.

Единственное условие конкурса заключалось в использовании материалов, которые широко доступны для добычи на Марсе. Победителями стали две дизайнерские компании из Нью-Йорка, Team Space Exploration Architecture и Clouds Architecture Office, предложившие свой концепт марсианского дома ICE HOUSE. В качестве основы концепт предлагает использование льда (отсюда и название). Строительство зданий будет производиться в ледяных зонах Марса, куда будут отправляться посадочные модули, загруженные множеством компактных роботов, которые будут собирать грязь и лед для возведения сооружений вокруг этих модулей.

Стенки сооружений будут выполнены из смеси воды, геля и кремнезема. Как только материал замерзнет благодаря низким температурам на поверхности Марса, получится весьма себе подходящее для жилища помещение с двойными стенками. Первая стенка будет состоять из ледяной смеси и предоставлять дополнительную защиту от радиации, роль второй стенки будет выполнять сам модуль.

Продвинутый коронограф

Глубокому изучению солнечной короны (внешний слой атмосферы звезды, состоящий из заряженных частиц) мешает одно обстоятельство. И этим обстоятельством, как бы иронично это ни звучало, является само Солнце. Решением проблемы может являться так называемый объемный солнечный затемнитель, шар размером чуть больше теннисного мяча, выполненный из сверхтемного сплава титана. Суть затемнителя заключается в следующем: он устанавливается перед спектрографом, направленным на Солнце, и создает тем самым миниатюрное солнечной затмение, оставляя только солнечную корону.

В настоящий момент аэрокосмическое агентство NASA на своих космических аппаратах SOHO и STEREO использует плоские солнечные затемнители, однако плоский дизайн таких устройств создает некоторую расплывчатость изображения и лишние искажения. Решение этой проблемы подсказал сам космос. Земля, как известно, обладает своим собственным солнечным затемнителем, находящимся примерно в 400 000 километрах от нас. Этим затемнителем, конечно же, является Луна, благодаря которой мы время от времени становимся свидетелями солнечного затмения.

Объемный затемнитель NASA должен будет воспроизводить эффект лунного затмения, конечно же, только для космического аппарата, который будет исследовать Солнце, однако находясь на расстоянии двух метров от его спектрографа, затемнитель поможет исследовать солнечную корону без каких-либо проблем, помех и искажений.

Технологии Honeybee Robotics

Небольшая западная частная компания Honeybee Robotics, занимающаяся разработкой и производством различных космических технологий, недавно получила от аэрокосмического агентства NASA заказ на проведение двух новых технологических разработок для космической программы Asteroid Redirect System. Основная цель программы заключается в изучении астероидов и поиске способов борьбы с возможными угрозами их столкновения с Землей в будущем. Помимо этого, компания занимается разработкой и других не менее интересных вещей.

Например, одной из таких разработок является космическая пушка, которая будет выпускать по астероидам специальные снаряды и отстреливать куски от космического объекта. Отстрелив таким образом кусочек астероида, специальный космический аппарат поймает его своими роботизированными клешнями и переправит на лунную орбиту, где исследованием его структуры ученые смогут заняться уже более подробно. NASA планирует испытать это устройство на одном из трех астероидов: Итокава, Бенну или 2008 EV5.

Второй разработкой является так называемый космический нанобур для сбора образцов грунта с астероидов. Вес бура составляет всего 1 килограмм, а по размерам он чуть больше среднестатистического смартфона. Бур будет использоваться либо роботами, либо астронавтами. С помощью него будет производиться забор необходимого количества грунта для его дальнейшего анализа.

Солнечный спутник SPS-ALPHA

SPS-ALPHA представляет собой орбитальный космический аппарат, работающий на солнечной энергии и состоящий из десятков тысяч тонких зеркал. Накапливаемая энергия будет конвертироваться в микроволны и отправляться обратно на специальные земные станции, где оттуда уже будет передаваться на линии электропередач для питания целых городов.

Данный проект является, пожалуй, одним из самых сложных в плане реализации среди представленных в сегодняшней подборке. Во-первых, описываемая платформа SPS-ALPHA будет по размерам гораздо больше Международной космической станции. Ее строительство потребует очень много времени, целую армию астронавтов-инженеров и вложение колоссальных средств. Ввиду гигантских размеров, платформу придется строить прямо на орбите. С другой стороны, элементы платформы будут производиться из относительно дешевых и несложных с точки зрения массового производства материалов, а значит проект автоматически переходит из «невозможного» в «очень сложный», что, в свою очередь, открывает надежду на то, что однажды его реализацией действительно займутся.

Проект «Objective Europa»

Проект «Objective Europa» является самой сумасшедшей из когда-либо предложенных идей космических исследований. Его главной целью является отправка человека на Европу, одну из лун Юпитера, на борту специальной субмарины, благодаря которой будет производиться поиск возможной жизни в подледном океане спутника.

Безумства данному проекту добавляет еще и тот факт, что эта миссия в один конец. Любому астронавту, который решит отправиться на Европу, фактически придется согласиться пожертвовать своей жизнью во благо науки, получив при этом возможность ответить на самый сокровенный вопрос современной астрономии: есть ли в космосе жизнь, помимо земной?

Идея проекта «Objective Europa» принадлежит Кристину фон Бенгстону. В настоящий момент Бенгстон проводит краудсорсинговую компанию по привлечению средств в этот проект. Сама субмарина будет оснащена самыми современными технологиями. Здесь будет и сверхмощный бур, и многомерные тяговые двигателями, и мощнейшие прожектора, и, возможно, пара многофункциональных роботизированных рук. Подводной лодке, как и космическому аппарату, который доставит ее к Европе, потребуется мощная защита от радиации.

Выбор места посадки будет играть решающее значение. Толщина льда Европы практически по всей ее поверхности составляет несколько километров, поэтому аппарат лучше всего будет сажать рядом с разломами и трещинами, где ледяная корка не такая прочная и толстая. Проект, конечно же, вызывает очень много вопросов, в том числе морального характера.

Современные астронавты все еще вынуждены мириться с невесомостью. Создать искусственную гравитацию можно за счет центробежной силы, заставив корабль или орбитальную станцию вращаться вокруг своей оси. Однако этот способ приемлем лишь для станций величиной с футбольное поле. На более мелких объектах скорость вращения будет такой, что астронавты начнут испытывать дезориентацию и головокружение — вплоть до потери сознания.

Для человека не только утомительно, но и опасно выходить в открытый космос. Было бы неплохо, если бы все «внешние» работы за астронавтов совершали летающие роботы. Специалисты NASA уже сделали первый шаг к достижению этой цели, создав шарообразную автоматизированную камеру AERCam, которая будет проверять внешнюю поверхность Международной космической станции. В дальнейшем роботы смогут самостоятельно проводить техобслуживание и ремонт.

Чтобы покинуть корабль или вновь зайти на борт, астронавт проходит через воздушный шлюз. Альтернативой этой неудобной и небезопасной технологии может стать «порт скафандров» с герметичной кабиной и скафандром снаружи. Астронавты больше не будут страдать кессонной болезнью. Также уменьшится количество травм, связанных с длительным пребыванием в скафандре.

Цель международного проекта MAGDRIVE — создание бесконтактных механических узлов для космической техники. Зазор между частями механизмов обеспечивают магниты с одноименными полюсами. Принцип магнитной левитации, который применяется в поездах на воздушной подушке, позволит забыть о проблемах истирания, температурных деформаций и замерзания антифрикционных составов.

Для успеха космических миссий очень важна связь. Однако современные радиопередатчики потребляют слишком много энергии, что особенно критично в длительных межпланетных путешествиях. Одно из возможных решений проблемы — использование лазера, который позволит передавать данные со скоростью от 10 до 100 раз выше, чем радиопередатчик. Ожидается, что лазерные передатчики начнут использовать в 2017 году.

Человекоподобный робот Робонавт разработан NASA совместно с компанией General Motors. На сегодняшний момент один из Робонавтов находится на борту Международной космической станции, выполняя некоторые виды работ наряду с астронавтами. Однако для более широкого использования конечностям машины не хватает гибкости.

CleanSpace One — небольшой ящик с захватывающим устройством для сбора космического мусора. Разработку Швейцарского федерального института технологий уже дважды применяли для того, чтобы убрать с орбиты швейцарские спутники. В будущем подобные устройства будут блюсти чистоту в околоземном пространстве, где сейчас болтается около 55 тысяч различных объектов, в том числе и рукотворных.

Серьезную угрозу для покорителей космоса представляет радиация. Во время путешествия на Марс астронавты получают дозу радиации, в сто раз превышающую годовую норму на Земле. Один из способов решить эту проблему предложила британская Лаборатория Резерфорда-Эплтона. Их разработка называется мини-магнитосферой. Идея состоит в том, чтобы создать вокруг космического корабля магнитное поле, сходное с магнитным полем Земли.

Специалисты национальной лаборатории в Беркли трудятся над технологиями синтеза биологических молекул. Эти разработки позволят астронавтам создавать еду, лекарства, горючее из минералов, газов и почв, собранных на чужеродных планетах, а также из продуктов человеческой жизнедеятельности. Биосинтез открывает безграничные возможности. Например, еду можно получить из бактерии спирулины, а микроб Methanobacterium thermoautotrophicum пригодится для производства метана и кислорода.

В 2012 году японская строительная компания Obayashi Corporation пообещала, что к 2050-му создаст космический лифт высотой 96000 км. В лифте будут использоваться кабины на магнитных подушках. Благодаря японской разработке стоимость вывода килограмма груза на орбиту снизится с нынешних $22 000 до $200.

Многие изобретения, сделанные с прицелом на космос, в итоге находят свое применение на Земле — в виде детского питания, подошв для обуви, солнцезащитных очков, которые поглощают ультрафиолетовое излучение, прочих полезных и приятных предметов. Даже любопытно, как скоро новые научно-фантастические технологии станут частью повседневной жизни.

В мире в последние годы стремительно развивается космическая отрасль. Несмотря на многие проблемы, человечество вкладывает каждый год много средств на изучение космоса. Стран, которые это делают можно посчитать по пальцам. Большая доля приходится на американский «NASA».

Рассмотрим основные технологии будущего в космической отрасли:

Ученые «NASA» интенсивно работают над будущими технологиями, которые позволят человечеству быстро и дешево исследовать космос. Агентство выбрало в 2017 году восемь предложений по будущим космическим технологиям, которые специалисты смогут использовать в ближайшие годы.

В рамках программы II фазы «NASA», определенно все предложения смогут получить двухлетнее финансирование в размере 500 000 долларов США. Средства будут использованы для подготовки концепции и ее представления для агентства.

1. Подходы к созданию в космосе растущей среды обитания

Идея создания вращающегося модуля корпуса, который будет генерировать собственную гравитацию и обеспечивать защиту от космических лучей. Такая станция может быть расширена по мере необходимости в космическом пространстве. Такие интересные концепции наблюдались во многих научно-фантастических фильмах.

2. Продвижение местообитаний человечества на Марс

Это проект Джона Брэдфорса из Spaceworks Engineering. Предполагается создание передовой жилой системы и транспортировку людей на Марс. Система доставит экипаж в оцепенении, то есть в состоянии пониженной температуры и активности.

Эта инновационная концепция релятивистского движения. Его авторы знают о том, что его реализация будет проблематичной, но в то же время они утверждают об этой возможности. Благодаря этому корабль сможет достичь скорости, необходимой для межзвездного путешествия.

4. Разработка плазменного привода

Еще один интересный проект, касающийся строительства нового космического привода. На этот раз это будет плазменный привод, предназначенный для небольшого транспортного средства, свободно перемещающегося в космосе.

5. Демонстрация полета новой спутниковой системы

Предполагает использование двух сверхлегких самолетов, соединенных тонким кабелем. Самолеты, использующие солнечную энергию и ветер, высоко поднимающиеся в атмосфере, могут оставаться в воздухе в течение очень долгого времени. Инструменты, выполняющие различные задачи, от общения до научных исследований, будут размещаться на их бортах. По словам создателей, такое решение будет альтернативой спутникам, а также намного дешевле, чем они.

6. Аэродромный захват магнитосферных ядер для пилотируемых полетов и планетарные глубинные орбитальные системы

Эта система будет использовать дипольное магнитное поле, содержащее намагниченную плазму. В результате взаимодействия с атмосферой планет такое поле будет тормозить посадочный носитель, делая этот маневр намного безопаснее. Эта технология также позволяет замедлить работу автомобиля без нагрева, поскольку он будет защищен плазмой. Магнитный барьер, защищающий транспортное средство, может достигать диаметра 100 метров.

7. Криогенная поверхность

Представляет собой специальное покрытие толщиной 10 миллиметров, которое отражает более 99,9 процента солнечной радиации. Если его разместить на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца и от Земли, внутри такой оболочки будет постоянная температура ниже 50 Кельвинов.

Таким образом, можно легко транспортировать, например, жидкий кислород на Марс. Благодаря этому колонизация планеты станет намного проще.

8. Дальнейшая разработка апертуры, точного чрезвычайно большого отражательного телескопа.

Это проект, созданный для больших телескопов. В последние годы зеркала таких устройств должны были чрезвычайно точно быть установлены на Земле. В сложенном виде они должны были вписаться в багажное отделение, а затем развернуты уже в космосе, что является сложной и рискованной операцией.

Благодаря этому проекту будут созданы зеркала, подобные диафрагме, что означает, что они будут занимать много места, чтобы их можно было переносить на большую орбиту. Эти конструкции уже были бы идеально сформированы в пространстве.