Impian stesen angkasa berputar yang mencipta graviti buatan melalui putaran telah memikat jurutera dan peminat fiksyen sains selama beberapa dekad. Walaupun reka bentuk stesen berbentuk roda terkenal Wernher von Braun dari tahun 1950-an mengilhamkan filem dan buku yang tidak terkira banyaknya, realiti membina struktur sedemikian masih kekal di luar jangkauan yang mengecewakan. Kini, dengan sistem roket Starship SpaceX yang hampir mencapai status operasi, komuniti angkasa lepas bergelora dengan keseronokan yang diperbaharui tentang akhirnya menjadikan habitat berputar ini satu realiti.
 |
|---|
| Habitat angkasa lepas futuristik, melambangkan impian stesen angkasa lepas berputar yang mencipta graviti buatan |
Starship Mengubah Permainan untuk Struktur Angkasa Besar
Kejayaan utama yang ditawarkan oleh Starship adalah kapasiti muatan besar-besarannya ke orbit rendah Bumi. Tidak seperti roket terdahulu yang hanya boleh membawa modul kecil yang memerlukan pemasangan kompleks di angkasa lepas, Starship berpotensi melancarkan keseluruhan bahagian stesen berputar dalam penerbangan tunggal. Perbincangan komuniti menyerlahkan bagaimana keupayaan ini boleh membolehkan struktur yang jauh lebih besar daripada International Space Station , dengan sesetengahnya mencadangkan reka bentuk oktagon yang dibuat daripada modul bersaiz Starship yang diikat bersama di orbit.
Cabaran kejuruteraan stesen berputar difahami dengan baik. Untuk mencipta graviti buatan seperti Bumi tanpa menyebabkan mabuk pergerakan, roda perlu cukup besar untuk berputar dengan perlahan. Roda kecil 5 meter perlu berputar 17.5 kali seminit, mencipta keadaan yang tidak selesa untuk penghuni. Tetapi dengan keupayaan Starship untuk melancarkan komponen besar-besaran, jurutera boleh membina roda berdiameter 75 meter atau lebih besar, berputar pada kadar selesa 2-3 putaran seminit.
Keperluan Reka Bentuk Stesen Berputar:
- Diameter: 75+ meter untuk putaran yang selesa
- Kadar putaran: 2-3 RPM untuk mengurangkan mabuk pergerakan
- Roda kecil 5m memerlukan 17.5 RPM (tidak selesa)
- Roda besar boleh berputar perlahan sambil mengekalkan graviti seperti Bumi
 |
|---|
| Model konseptual stesen graviti buatan, mempamerkan masa depan habitat berputar di angkasa |
Habitat Kembung Menunjukkan Potensi untuk Stesen Berputar
Perkembangan menarik lain datang daripada kemajuan dalam habitat angkasa kembung. Sierra Space telah menguji modul kembung yang semakin besar, dengan yang terbaru mencapai 285 meter padu dan rancangan untuk versi 500 meter padu. Struktur ringan ini berpotensi disesuaikan untuk konfigurasi berputar, menawarkan laluan kepada habitat berputar bervolum besar tanpa keperluan struktur besar-besaran reka bentuk tegar.
Konsep torus kembung Goodyear asal dari tahun 1960-an mendapat perhatian segar apabila bahan dan teknik baharu ini membuktikan nilainya. Penggunaan berjaya modul kembung BEAM NASA di ISS telah menunjukkan bahawa struktur sedemikian boleh menahan persekitaran angkasa lepas, termasuk hentaman mikrometeorit yang pernah dianggap sebagai kelemahan maut.
Kemajuan Habitat Boleh Kembang Sierra Space:
- Isipadu ujian semasa: 285 meter padu
- Ujian yang dirancang untuk 2025: 500 meter padu
- Pelan hala tuju masa depan: modul 1,400 dan 5,000 meter padu
- Perbandingan sasaran: konsep roda von Braun 6,000 m³
 |
|---|
| Reka bentuk bersejarah untuk stesen angkasa berputar, menekankan kemajuan teknologi untuk habitat masa depan |
Aplikasi Melangkaui Orbit Bumi
Perbincangan meluas melangkaui stesen orbit Bumi yang mudah. Sesetengah ahli komuniti membayangkan menggunakan habitat berputar sebagai batu loncatan kepada penjajahan Mars , menyediakan cara untuk menguji kesan graviti separa pada fisiologi manusia. Stesen angkasa semasa hanya membenarkan kajian kesan graviti sifar, tetapi stesen berputar boleh mensimulasikan graviti Mars (38% daripada Bumi) atau graviti Bulan (16% daripada Bumi) untuk tempoh yang panjang.
Starship ke LEO adalah konservatif dari segi teknologi -- sukar bagi saya untuk percaya bahawa sesuatu seperti itu tidak boleh dibuat berfungsi.
Aplikasi berpotensi mencapai lebih jauh ke dalam sistem suria. Konsep lanjutan termasuk struktur berputar besar-besaran yang dibina di sekeliling asteroid seperti Ceres , yang boleh menyokong populasi lebih besar daripada Bumi sambil menyediakan akses kepada sumber air dan nitrogen yang banyak.
Keupayaan Simulasi Graviti:
- Graviti Bumi: 9.8 m/s²
- Graviti Mars: 38% daripada Bumi (3.7 m/s²)
- Graviti Bulan: 16% daripada Bumi (1.6 m/s²)
- Stesen berputar boleh menguji kesan graviti separa terhadap kesihatan manusia
Halangan Teknikal Masih Wujud
Walaupun terdapat keseronokan, cabaran kejuruteraan yang ketara berterusan. Hab pusat stesen berputar menimbulkan masalah kompleks untuk memasang kapal angkasa dan memindahkan kru. Stesen perlu sebahagian besarnya lengkap sebelum berputar, memerlukan usaha pembinaan berkoordinasi besar-besaran dan bukannya pendekatan pemasangan beransur-ansur yang digunakan untuk ISS .
Kesan Coriolis daripada putaran boleh menyebabkan mabuk pergerakan dan menjadikan aktiviti biasa sukar sehingga penghuni menyesuaikan diri. Semakin pantas putaran, semakin kuat kesan ini, mengukuhkan keperluan untuk stesen berdiameter besar yang boleh berputar dengan perlahan.
Minat diperbaharui komuniti angkasa lepas dalam stesen graviti buatan mencerminkan kemajuan teknologi dan pemahaman yang semakin meningkat tentang kesan kesihatan daripada keadaan tanpa berat jangka panjang. Dengan Starship yang berpotensi menjadikan struktur angkasa besar boleh dilaksanakan dari segi ekonomi, roda berputar von Braun mungkin akhirnya beralih daripada fiksyen sains kepada realiti kejuruteraan.
Rujukan: Where is my von Braun wheel?