Наука — Надёжность звездолетов

Надёжность звездолетов

Это, пожалуй, самый сложный вопрос при создании звездолётов…

Наиболее явный для специалистов, хотя, может быть, наименее заметный “широкой публике”.

Итак. В звездолёте люди должны жить. Долго – всё время от старта из Солнечной системы до возвращения в неё. Без какой-либо возможности звездолёт покинуть (разве что ногами вперёд, что, конечно, мало заманчиво…). Но это значит, что ВСЁ ЭТО ВРЕМЯ без сбоев должны работать технические системы, обеспечивающие жизнь экипажа и функционирование самого корабля. Не всё это время, но немалую его часть должны работать двигатели корабля.

Если звездолёт релятивистский, то речь идёт о десятилетиях (не об одном – о нескольких). Если гиперпространственный, “червоточенный”, “дырчатый” и пр. – здесь, конечно, продолжительность поменьше, но – думаю, 10 лет можно взять за номинал;)

При этом надо помнить, что АБСОЛЮТНО НАДЁЖНЫХ устройств, механизмов, машин Человечество делать не умеет. Да может оказаться, что это и вообще невозможно – термодинамика, однако, энтропия… Невозможно, но – надо!

Чтобы был понятен предстоящий путь, сейчас среднее число отказов на борту МКС – 2 в сутки. При том, что в любой момент возможна эвакуация экипажа, что всегда можно привезти с Земли нужную запчасть (и то, и другое для звездолёта невозможно по определению)…

звездолет будущего

Очевидно, что на звездолете будет довольно большой запас деталей и материалов для ремонта.

Помимо этого, можно заложить “двойную надежность”.

Есть два варианта:

Первый тупиковый. Два совершенно одинаковых звездолета летят рядом вместе. Экипаж живет только в одном. Управление, системы жизнеобеспечения, технические системы, запасы энергии, в общем, всё дублируется. Казалось бы, упростится экстренная эвакуация, повысится “плавучесть”, упростится ремонт, появится возможность тестовых маневров и, самое интересное, появится возможность экстренно “смыться” с двойной скоростью. Но проблем больше. Увеличивается масса, что потребует немыслимых запасов топлива. (Хоть звездолет и “дырчатый”, а в обычном режиме в условиях гравитации ему летать все равно придется). Увеличивается вероятность механического повреждения. В космосе много чего летает – метеориты, пыль, высокоэнергетические частицы, сумку с инструментами кто-нибудь потерял и т.п. Есть вероятность, что выйдут из строя оба звездолета. Например, в их конструкции/управлении была одинаковая ошибка. Можно использовать модули одного звездолета для замены в другом. Но рано или поздно получится, что второй звездолет слишком тяжелая бесполезная ноша. В нем уже нельзя аварийно поддерживать жизнь экипажа, на нем нельзя улететь никуда. Короче балласт. Но самое главное, что это безумно дорого!

Второй вариант “двойной надежности” состоит в следующем:

Звездолет один. Системы и модули дублируются не полностью. Так как, скорее всего, конструкция нашего КА мольдульная, то создаются рабочие и запасные модули. Запасные модули это копии критических рабочих модулей. Они размещаются снаружи корабля, либо так, чтобы можно было экстренно провести замену. Создается несколько специальных рассредоточенных складов запасных частей. Корабль также должен иметь возможность аварийного “отсоединения” запасных модулей. И особенно двигателя. (На всякий случай ) Внутри основных рабочих модулей должны быть продублированы системы жизнеобеспечения и безопасности экипажа. (Например, системы обеспечения воздухом и пищей).

Если ничего не получилось Важная часть звездолета – “спасательная капсула”. Это, конечно, не тесный “батискаф”, как показывают в кино. Это отдельный корабль с отдельными автономными системами. В масштабах звездоплавания не может быть речи о том, чтобы вернуться на спасательной капсуле на Землю. Она должна быть выведена на безопасную орбиту и должна иметь возможность удерживаться на ней. Здесь люди будут ждать прибытия спасателей. Ждать придется долго, поэтому наша капсула должна иметь все необходимые для этого системы жизнеобеспечения.

В общем, второй вариант – это корабль в корабле. Недостаток такой системы – нужно дополнительно заниматься поддержанием работоспособности всех запасных модулей и систем.

Чем сложнее система, тем сложнее ее чинить :)