Život na palubě Mezinárodní vesmírné stanice může být brzy rozhodně příjemnější. Astronauti se chystají sklízet první malou úrodu salátu a v listopadu je naplánováno dodání espressa vyrobeného v Itálii. A pokud vše půjde podle plánu, kosmická stanice může být příští léto ještě méně stísněna díky přídavnému modulu vytvořenému společností Bigelow Aerospace.
Přídavek však nebude vypadat jako zbytek stanice: Je to (vysoce sofistikovaný) nafukovací modul s pružnou skořepinou.
Modul expandovatelné aktivity Bigelow (BEAM) bude prvním nepružným rozšiřitelným kosmickým modulem, který pojme lidské obyvatele. BEAM je naplánován na příchod, deflaci a kompaktnost na palubě osmé mise SpaceX ISS pro přepravu nákladu v roce 2015. Jakmile je robot připojený k ISS robotickým Canadaarm2, BEAM se nafoukne do místnosti o rozměrech 13 x 11 stop a astronauti začnou plánovaný dvouletý test NASA. NASA se zajímá zejména o to, jak struktura obstojí ve věcech, jako jsou hity z mikrometeorů a záření ve srovnání s tradičnějšími rigidními, především kovovými strukturami, jako je samotná ISS.
Bez pevného rámu je samozřejmě problémem křehkost a únik vzduchu. Plášť BEAMu je ale postaven méně jako balón a spíše jako tlustá pneumatika zabalená v kevlarové vestě. Michael Gold, ředitel provozu DC a obchodního růstu ve společnosti Bigelow Aerospace, říká, že flexibilní povaha společnosti BEAM je součástí důvodu, proč by mohla nabídnout velké výhody.
Na rozdíl od rigidních struktur, jako je ISS, je BEAM vhodnější sloužit mnoha potřebám nové generace NASA: Může být přizpůsoben specializovaným činnostem nebo misím - řekněme, jako cvičební prostor nebo místo, kde astronomové provádějí experimenty - a může být propojen společně tvoří ještě větší struktury. Více vnitřního objemu také znamená více prostoru pro spotřební materiál.
Snad nejdůležitější výhodou jiných návrhů BEAM a Bigelow Aerospace je však to, že jejich nosná plocha je poměrně malá a lehká při pouhých 3 000 librách, což způsobuje, že je mnohem méně nákladná na spouštění než podobně velké pevné struktury.
Pro srovnání, celková hmotnost ISS je 925 000 liber - nebo by to bylo, kdyby sedělo na Zemi, spíše než na oběžné dráze.
"Nebudeme vás chránit před asteroidy a zářením, " říká Gold, "ale [také] před mnohem větší hrozbou, což jsou rozpočtové škrty. Naše technologie může být implementována za zlomek nákladů na tradiční systémy. “
Jak se NASA a mezinárodní kosmické agentury snaží pohybovat astronauty směrem na Mars a dále, a zároveň čelit rozpočtovým bitvám zpět na Zemi, je jednou z nejdůležitějších inovací v moderním průzkumu vesmíru zjistit, jak postupovat s méně penězi.
Společnost testovala koncepty BEAM na oběžné dráze již s dřívějšími (a poněkud menšími) řemesly Genesis I a Genesis II, které byly zahájeny a testovány v letech 2006 a 2007 na palubě přeměněných jaderných raket sovětské éry.
Toto nové kolo testování BEAM však bude první s lidskými astronauty uvnitř. NASA v současné době testuje modul BEAM na zemi, a to jak u Bigelow, tak u nezávislých testerů materiálů, aby pochopil, jak se jeho materiály napínají a udržují si tvar v průběhu času, a také přesně, jak struktury selhávají, když se posunuly za hranice svých možností.
Myšlenka použití nepružných materiálů pro struktury ve vesmíru existuje již celá desetiletí. NASA navrhl a otestoval tento koncept na zemi, ale modul BEAM bude první nekovovou pružnou strukturou, kterou budou astronauti v prostoru testovat. Lidské testování se konečně děje teď, protože NASA hledá způsoby, jak přivést lidi na Mars a další vzdálené cíle, což bude vyžadovat větší kosmickou loď a větší kapacitu posádky.
Jason Crusan, ředitel pokročilých průzkumných systémů v NASA, říká, že jakmile bude modul BEAM nainstalován na ISS příští léto, změří, jak bude únik modulů jedním z hlavních problémů.
"V určitém okamžiku uniká všechno, dokonce i naše pevné, pevné struktury, " říká Crusan. "Existují body a těsnění a takové, a pochopení toho, jak tito mohou nebo nemusí uniknout v průběhu času a [s BEAM], bude pro nás opravdu důležité."
Crusan také říká, že vnitřek BEAMu bude vybaven senzory pro teplotu, mikrometeorové dopady a záření, které by měly NASA pomoci lépe pochopit, jakým způsobem jsou ne rigidní kosmická loď pro astronauty po dlouhou dobu nebezpečnější. .
To, jak modul s měkkou skořápkou reaguje na záření, je také problémem NASA. Může to však být další oblast, ve které použití ne rigidní, většinou nekovové struktury poskytuje podstatnou výhodu.
"Když jsou [kovové struktury] zasaženy částicí záření, jedna částice se rozdělí na mnoho, " říká Crusan. "Měkké struktury [jako BEAM] v nich nemají metaliku, takže vaše jedna částice zůstává jednou vysokoenergetickou částicí a prochází přímo skrz."
Teoreticky by tedy malá nafukovací struktura BEAM měla znamenat méně koncentrovanějších radiačních úderů procházejících modulem, než sprej mnoha méně silnějších, i když stále potenciálně škodlivých částic, jako jsou ty, kterým jsou astronauti vystaveni na ISS a dalších kosmická loď s kovovým obalem.
Modul BEAM a jeho nástupci (společnost také pracuje na vyspělejších, větších strukturách, jako je 330 kubický metr BA 330), mohou být pro budoucí plány NASA kritické, protože lidé se pustí dále do vesmíru.
NASA má daleko ve vývoji startovacího vozidla nové generace, kosmického spouštěcího systému nebo SLS, jakož i nové kapsle Orion. Očekává se, že obě se poprvé představí v roce 2017, a stejně jako BEAM by měly přispět k většímu pokroku ve vesmíru.
„Další složkou, kterou potřebujeme na oběžné dráze, je něco, co prodlužuje Orionovo trvání za méně než 30 dnů a posádku čtyř osob na delší a delší časové období, “ říká Crusan, „a to bude trochu omezené místo výskytu."
Pokud testy proběhnou podle plánu, flexibilní, modulární, nízkonákladová povaha BEAM a dalších budoucích modulů, jako by mohla, by mohla tvořit omezená stanoviště, která budou astronauti potřebovat na dlouhé cestě na Mars a dále.
