Концепции: Как Starship можно использовать как часть космических станций LEO?⁠⁠

Source: https://widgetblender.com/9mDesigns.html

Совместимая с НАСА космическая станция наблюдения МКС (станция Дельта)

Starship based microgravity «Delta» Space station (2030)

Согласно предложению администраторов НАСА, в этой концепции три OWCIS (One Way Crew Inhabitable Starship) соединены с центральным стыковочным узлом (купленным в грузовом отсеке Cargo Starship) на LEO. Дополнительный хаб с ROSA (Roll Out Solar Arrays) добавлен для окончательной комплектации станции. Развернутые солнечные батареи остаются направленными на Cолнце, а звездолеты в основном затенены. Это позволяет использовать на звездолетах высокопроводящие обшивки в качестве радиаторов (поскольку они на 90% затенены). Один Crew Dragon на звездолет остается пристыкован в качестве спасательной шлюпки … оставляя 2 дока (на концах узлов) открытыми для стыковки любых других транспортных средства с автоматической стыковкой к МКС.

Используемое жилое пространство для начала составит примерно 2500 кубических метров (в 2,5 раза больше МКС), a дальше есть возможность переоборудования топливных баков для расширения жилого пространства до более чем 8500 кубических метров. Количество экипажа ограничено «вместимостью спасательных шлюпок» — до 21.

Стоимость строительства и развертывания составляет около 2–3 миллиардов долларов.

Космическая станция из Solo-Starship.

В этой концепции OWC Starship помещается на LEO без экипажа. Верхняя 1/3 этой OWCS заполнена деталями, необходимыми для сборки: воздухом, водой, расходными материалами, ROSA (Roll Out Solar Arrays) и радиаторами (которые автоматически развертываются вскоре после прибытия на LEO). Система жизнеобеспечения запускается и проверяется автоматически, так что Crew Dragon, Starliner, Orion или стандартный корабль Crew Starship могут пристыковаться, а «строительная бригада» сможет подняться на борт.

Depiction of a Single Starship Space Station (S4)

Затем резервуары в OWCS будут превращены в жилую площадь … обеспечивая до 2000 кубометров жилой площади. Изображение показывает условный набор «деков», чтобы дать некоторое представление о масштабе. Строительство в резервуаре может быть основано на разрезании верхней части купола резервуара, а затем приварке люковых дверей к этим областям … вероятно, люк 3-метрового типа со встроенными соединениями для подачи воздуха, воды и энергии. Каждый большой надувной комплект помещается в каждый резервуар и автоматически расширяется, обеспечивая изоляцию, провода и обнаружение проводов на внутренней обшивке резервуара. Далее к люкам прикрепляют и собирают комплект стеновых ребр жесткости.

Ключевые не проработанные вопросы:

1) При недостаточном питании может потребоваться больше солнечных батарей.

2) После запуска орбитальные преобразования баков никогда не предпринимались.

3) Персонал ограничен вместимостью спасательных шлюпок на станции (максимум 15).

4) 2-метровый «док класса Starship» не был предложен SpaceX.

Модуль космической станции «Широкий обтекатель»

Учитывая, что F9 имеет форму обтекателя, которая позволяет диаметру обтекателя быть примерно на 25% больше диаметра первой ступени, есть идея распространить эту концепцию на Starship. Кроме того здесь, точно так же, как у F9 есть ноги, которые выступают из корпуса Starship, предлагается установить там несколько элементов, которые содержат развертываемые солнечные батареи и радиаторы, которые развертываются на орбите. Это создает более полезное внутреннее пространство и лучше уравновешивает дизайн. Область резервуаров, по крайней мере, обеспечивает некоторую хорошую структуру и может быть преобразована в жилое герметичное пространство. Наконец, можно добавить 3 люка шириной 2 м для соединений Starship с космической станцией … или соединений между этими модулями.

«Wide Fairing» Space Station

Starship-Отель с нулевой и низкой гравитацией

В этой концепции три OWCIS (one-way обитаемые космические корабли Starship) состыкованы на LEO вокруг центрального узла (поднимаемого грузовым звездолетом).

Подключается второй концентратор … затем к нижней части OWCIS подключаются направляющие провода для обеспечения устойчивости (от концентратора 1 и 2). Солнечные коллекторы развернуты от второго узла для обеспечения энергией. Четвертый стандартный корабль, Crew Starship, затем стыкуется с первой строительной бригадой на Узле 1, чтобы действовать как долгосрочная «спасательная шлюпка» и как зона долгосрочного отдыха в условиях микрогравитации. Затем танки в 3 OWCIS превращаются в живое пространство (см. Концепцию космической станции Solo Spaceship выше). Затем сборка медленно разматывается, чтобы обеспечить вращательную силу тяжести 0,25G на базе Starship.

Палубы 0,25–0,2G (около дна переоборудованных резервуаров Starship) обеспечивают более нормальную гигиену и питание. Это создает около 2500 кубических метров пространства для каждой OWCIS, что в сумме составляет более 8 500 кубических метров. Starship Crew, вращающийся вдоль оси хаба, по-прежнему имеет возможности для ощущения микрогравитации, даже когда объект медленно вращается. В установке солнечные коллекторы направлены навстречу солнцу. В то время как виды с объекта вращаются медленно … быстро меняющийся вид Земли, заполняющий окна, скрывает эффект вращения. Другой корабль Crew Starship может пристыковаться к Узлу 2 для перевозки пассажиров. Обратите внимание, что Crew Starships должен иметь люк (предлагается специальный 2-метровый люк) в носовой части, чтобы обеспечить постоянное вращение.

Ключевые проблемы (концепция высокого риска):

1) Устойчивость … проблема волчка?

2) Переменная сила тяжести на палубах может вызвать укачивание?

3) Требуется большая площадь солнечных панелей.

Depiction of a Starship Based Zero to Low Gravity «Hotel»

Модуль космической станции, совместимый с грузовым отсеком Starship

Грузовой отсек звездолета может вместить небольшую космическую станцию, которую в конце можно состыковать с Sraship вместе. Изогнутые пластины представляют собой раскладывающиеся радиаторы, направленные к задней части космической станции.

Лицевая сторона на этом изображении оставлена пустой, чтобы вы могли почувствовать размер и объем.

Starship Cargo Bay Compliant Space Station Module

Starship планетарной защиты (PDS)

Объединение четырех обычных ядер one-way Starship вокруг модифицированного одностороннего ядра может обеспечить планетарную защиту от астероидов в миллион тонн (MTA). Это оружие, если оно попадет в MTA за 2 месяца до столкновения с Землей, изменит скорость MTA достаточно, чтобы изменить его положение на 2 диаметра Земли … очень близкий промах … но промах. Миссия может стоить 500-750 миллионов долларов.

В рендере ниже полезная нагрузка на ядре Starship особенная. При весе около 100 тонн он содержит струнные соединители Starship, подруливающие устройства SuperDraco и топливо для терминального отклонения, а также надувной усилитель удара (синий), который расширяется до диаметра цели перед ударом. В последние минуты оценки осевого удара датчики отключаются, чтобы записать результаты удара … это позволяет им отследить удар.

После завершения импульса один посадочный модуль запускается спереди, чтобы на несколько недель опережать остальных, затем сбрасывает на поверхность небольшой 10-килограммовый полезный груз, чтобы облегчить навигацию по терминалу. Три спутника NEODAT (обнаружение и слежение за околоземными объектами) тщательно отслеживают и рассчитывают необходимую траекторию с точностью до метра. Полезная нагрузка PDS также содержит атомные часы Deep Space, которые слушают NEODAT, чтобы помочь рассчитать любые заключительные толчки с помощью SuperDracos.

Planetary Defense Starship (40 re-fuel trips needed, 5 Starship cores expended)