На этой картинке мы видим гигантскую вращающуюся станцию и практически полное отсутствие теней. Это не ошибка художника, а важная часть конструкции этого космического поселения. Обод станции, в котором за счет вращения создается искусственная тяжесть, освещается с помощью системы зеркал в ступице «колеса» ❶. На эти зеркала свет попадает с плоского зеркала (обозначено ❷ на второй картинке, само зеркало не видно, в нем отражается станция). Изменение наклона зеркал в ступице позволяет управлять циклом «дня» и «ночи», а изменяя положение жалюзи ❸ на ободе, можно менять уровень освещения локально.

Для обитателей стендфордского тора не будет рассветов и закатов: источник света потускнеет и померкнет, находясь в одном и том же положении — прямо над головой.

В играх и фильмах систему зеркал не показывают. Например в Элизимуме (2013) или Mass Effect внутреннее пространство станции освещается как придется.

#ретрофьючер

Эта прекрасная картинка — не рендер из игры, а настоящая фотография. На ней мы видим космический корабль «Союз МС-19» ❶ с киноэкипажем на борту, который сближается с модулем «Рассвет» отечественного сегмента Международной космической станции для выполнения стыковки. Круглая штука справа-сверху, это солнечная панель грузового корабля «Цигнус» ❷, пристыкованного к американскому сегменту. Фотограф находится в модуле «Купол» ❸ и примерное направление съемки показано желтой стрелкой.

Такие круглые солнечные панели имеют ряд преимуществ перед более традиционными прямоугольными: при той же площади они занимают на три четверти меньше места в сложенном виде, могут быть почти в три раза легче и имеют более простой и надежный механизм раскрытия и жесткость в разложенном положении.

#современнаякосмонавтика

Эта «гантель» — Аррокот, объект пояса Койпера, далекого и холодного региона внешней Солнечной системы. Снимок сделан в 2019 году американской межпланетной станцией «Новые горизонты», спустя 4 года после посещения Плутона. Такую форму называют контактно-двойной, и она встречается не только у транснептуновых объектов: бывают контактно-двойные кометы (как, например, комета 67P/Чурюмова — Герасименко), астероиды и даже спутники астероидов (как сфотографированный межпланетной станцией «Люси» Селам - спутник астероида Динкинеш).

Контактно-двойные тела образуются в результате столкновения с малой скоростью, при котором имеющие малую плотность и рыхлую структуру объекты-прородители не разрушаются, а «слипаются» друг с другом. Если скорость столкновения будет выше, то получится двудольное тело сильно вытянутой формы и без заметного перешейка между двумя половинками — как, например, астероид Итокава.

Продолговатая форма и высокие скорости вращения (несколько часов) приводят к тому, что гравитационный потенциал и вызванная им сила тяжести на поверхности контактно-двойных и двудольных тел имеет максимум не в «середине», а ближе к внутренним сторонам половинок.

Размеры «гантелей» разнятся от сотен метров (как у Селама) до нескольких сотен километров (как у Гектора, самого большого астероида среди троянских астероидов Юпитера). По оценкам ученых, 10-15% астероидов могут быть контактно-двойными.

#солнечнаясистема

На этой картинке из книги «Начала натуральной философии» Исаака Ньютона мы видим описание мысленного эксперимента, с помощью которого демонстрируется, по какой траектории можно запустить снаряд из пушки так, чтобы он никогда не упал на землю. Такая траектория движения под действием силы тяжести называется орбитой.

Можно заметить, что, двигаясь по вытянутой орбите, тело будет в одной из точек ❶ максимально приближаться к центру (это называется перицентр), а в другой максимально отдаляться ❷ (это называется апоцентр). Расстояние от притягивающего центра в апоцентре и перицентре задает размер орбиты. Но чаще используют не расстояние от центра, а высоту апоцентра и перицентра над уровнем моря (в случае Земли) или средним уровнем поверхности. Для круговой орбиты ❸ высоты апоцентра и перицентра будут совпадать.

Кроме высоты апоцентра и перицентра можно использовать большую и малую полуось орбиты: это особенно удобно для вытянутых (эллиптических) орбит. В качестве единиц измерения для орбит космических аппаратов и спутников планет обычно используют километры. Для планет и астероидов: астрономические единицы (одна а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца), а для звезд в двойных и кратных системах — световые годы.

Минимальный размер орбиты ограничен радиусом поверхности небесного тела, высотой его рельефа и наличием атмосферы. Для Земли самая низкая круговая орбита будет иметь высоту около 160 км (выйдя на такую орбиту, вы успеете сделать хотя бы один полный виток).

Максимальный размер замкнутых орбит упирается в сферу Хилла — это область пространства, внутри которого сила притяжения планеты является доминирующей по сравнению с силой притяжения Солнца (для лун — с силой притяжения планеты, вокруг которой они обращаются). Например, для Луны радиус сферы Хилла около 56 тысяч километров, для Земли — полтора миллиона километров, а для Солнца — два световых года.

#орбитальнаямеханика

Как можно использовать мирный атом на Луне? Конечно, чтобы создать искусственную пещеру для размещения внутри лунной базы! Под поверхностью космонавты будут надежно защищены от радиации, метеоров и перепадов температуры. Подобные проекты были не удивительны для 60-тых годов XX века, когда еще не угас ядерный энтузиазм, и человек вот-вот должен был ступить на поверхность Луны.

В XXI веке никто уже не собирается взрывать ядерные бомбы на естественном спутнике Земли, но рассматриваются варианты с размещением баз под лунной поверхностью, либо модули будут засыпаны реголитом (сыпучей фракцией лунного грунта), либо начнут использоваться естественные пещеры, которые встречаются на Луне.

#ретрофьючер