Публикуем ВКР участников II тура конкурса на Золотую медаль МАРХИ. ...

Дата публикации: 29-06-2026 22:08:09

Публикуем ВКР участников II тура конкурса на Золотую медаль МАРХИ. Конкурсант Лагаева Гиляна, номинация МАГИСТР
АННОТАЦИЯ
к магистерской диссертации Лагаевой Гиляны Гелековны
«ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПО СБОРУ И ПЕРЕРАБОТКЕ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА», «Магистр / Архитектура», кафедра «Архитектура экстремальных сред», н. рук. проф. Нечаев А.Л.
Космическая отрасль в наши дни активно развивается: увеличивается количество спутников на орбите, совершенствуются конструкции пилотируемых аппаратов, растет общее число запусков ракет. Вместе с тем происходит загрязнение околоземного пространства вышедшей из строя техникой и многочисленными обломками, образовавшимися при столкновениях.
Актуальность данного исследования обусловлена тем, что существующие
методы утилизации мусора (сведение объектов с орбиты с последующим сгоранием в атмосфере Земли или перемещение на орбиты захоронения) не решают проблему засорения околоземного пространства комплексно и не подразумевают использование ценных ресурсов (металлов, композитов), входящих в состав техногенных отходов. Таким образом, возникает необходимость создания промышленных орбитальных комплексов, направленных на сбор и переработку космического мусора.
Целью исследования является определение принципов архитектурного проектирования орбитальных комплексов по сбору и переработке космического мусора, а также разработка типологии специализированных модулей для утилизации техногенных отходов и последующего производства продукции из переработанного сырья.
В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ «ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА» анализируется состав техногенных отходов по размеру, происхождению, массе, химическому составу. Установлено, что 74% массы космического мусора составляет алюминий, 18% - сталь. Отмечено также, что растет число отходов из углепластика. Выявлен пик загрязнения на высотах 700-1000 км, что обосновывает выбор солнечно-синхронной орбиты 800 км для размещения комплекса. Проанализированы существующие методы утилизации космического мусора: сведение в атмосферу Земли, перевод на орбиты захоронения. В качестве перспективных технологий переработки рассмотрены метод производства псевдожидкого топлива из измельченных металлических отходов (работы отечественного инженера-исследователя М.Е. Барковой), и твердотельная аддитивная печать деталей TR-AFSD (Университет Бэйлор, США).
ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ «МИРОВОЙ И ОТЕЧЕСТВЕННЫЙ ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ СТАНЦИЙ» рассматривается эволюция космической архитектуры от концепций К.Э. Циолковского до современных орбитальных станций (МКС, «Тяньгун») и перспективных проектов (РОСС, космические отели, станции с использованием надувных модулей). Проанализированы разработки в области промышленных космических аппаратов, выявлены преимущества производства непосредственно на орбите (чистота производства, широкая ресурсная база, обеспечение автономности космической инфраструктуры). Отдельно рассмотрены проекты буксиров-сборщиков мусора, оборудованных сетями, тканевыми мешками и гарпунами. Выявлены пять ключевых тенденций развития космической архитектуры: многообразие модульной комбинаторики, использование пневматических конструкций, развитие внутреннего пространства станций (внедрение многоуровневых решений, разнообразие материалов и фактур), стремление к ресурсной автономности, возрождение утопической идеи создания искусственной гравитации. Рассмотрена роль промышленных орбитальных станций в развитии космической инфраструктуры и в орбитальной экономике. Выявлено, что комплексные архитектурные решения, объединяющие сбор, переработку и производство в рамках единой станции, на данный момент отсутствуют, что подтверждает новизну исследования.
В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ «ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ПО СБОРУ И ПЕРЕРАБОТКЕ КОСМИЧЕСКОГО МУСОРА» были изучены предпосылки создания крупных производственных объектов на околоземной орбите, разработаны архитектурная типология модулей (для сбора отходов, плавления, экструзии, 3d-печати) и пространственная структура орбитального комплекса. Были рассмотрены варианты компоновки космической станции: линейная, центрическая, моноформа, кластерная и комбинированная. Было проведена оценка соответствия каждой из схем технологическому процессу переработки мусора. Например, выявлено, что линейная композиция (все модули расположены на одной оси) отражает последовательный характер технологической цепочки, но не дает возможности безопасно разделить жилые и промышленные отсеки. Композиция типа «моноформа» (треугольная призма, тетраэдр, крупный тор) отличается большим объемом резервных путей и пространств, но сложна в монтаже и дальнейшем расширении. По результатам анализа для дальнейшей разработки была выбрана гибридная схема. Гибридная композиция (центральная транспортная магистраль + радиальные производственные лучи + вращающиеся жилые “торы” + объемные ферменные конструкции) сочетает преимущества рассмотренных схем (прямые технологические цепочки, большое количество резервных линий переработки, большой объем для размещения экипажа), обеспечивая логическую связность и, в то же время, безопасное разделение производственной и жилой зон.
Анализ тенденций развития космической архитектуры, изучение состава и методов переработки техногенных отходов, а также сравнительный анализ вариантов компоновки орбитальных станций, позволили вывести 5 принципов проектирования орбитальных комплексов по сбору и переработке космического мусора:
- Принцип безопасности (многоуровневой защиты комплекса) и разделения функциональных зон
- Принцип модульности и масштабируемости
- Принцип комбинации статичных и мобильных элементов
- Принцип ресурсной автономности и энергоэффективности (многократное дублирование энергосистем)
- Принцип пространственной многоструктурности
Апробация выведенных принципов осуществляется в рамках трех курсовых проектов (станция по переработке мусора в псевдожидкое топливо, станция по производству элементов конструкций методом 3d-печати, станция по производству защитных щитов из переработанных металлических отходов) и экспериментального дипломного проекта орбитального комплекса по сбору и переработке космического мусора.
Архитектура орбитального комплекса представляет собой сложную пространственную систему, включающую в себя разнообразные по типологии элементы и несколько уровней связей между ними. Композиция строится вокруг центральной оси, которая выполняет роль транспортной магистрали. К основной логистической линии крепятся технологические производственные лучи, осуществляющие переработку различных видов космического мусора. Каждый из лучей имеет линейную структуру, отражающую логику процесса переработки. Архитектурное решение производственных модулей соответствует их функциональному назначению: протяженные отсеки экструзии сменяются сферическими объемами для накопления мусора. Для обеспечения непрерывности производства предусмотрены шесть линий 3d-печати щитов и панелей из металлического мусора, а также три линии по производству топлива.
Жилые зоны орбитального комплекса проектируются в виде вращающихся торов, расположенных симметрично на торцах центральной транспортной оси. Такое решение позволяет создать искусственную гравитацию в модулях с пребыванием экипажа и обеспечить равновесие системы. В обитаемых надувных отсеках диаметром 19 метров предусмотрено размещение регенеративных систем жизнеобеспечения. Экипаж пребывает на станции периодами от 2 недель до 3 месяцев для проведения экспериментов в области орбитального производства. В статичных производственных модулях станции пребывание людей не предусмотрено. Все производственные процессы (дробление мусора, сортировка, индукционное плавление, экструзия проволоки, 3D-печать) полностью автоматизированы и управляются дистанционно. Вращающееся кольцо жилой структуры “надето” на неподвижное кольцо промышленной станции по принципу подшипника и движется по рельсам.
Внешние транспортные пути для обслуживания производственных линий, оборудованные кабинами для перемещения космонавтов, формируют дополнительный инфраструктурный слой композиции и связывают между собой жилую и промышленную зоны орбитального комплекса.
Следующий уровень пространственной структуры образуют энергетические системы космической станции. Модули ядерных реакторов, размещенные на ферменных конструкциях, и солнечные панели, формирующие обширные светоотражающие плоскости с различной пластикой и поворотами, обеспечивают функционирование комплекса и в то же время становятся выразительными элементами архитектурной композиции.
Архитектура орбитального комплекса по сбору и переработке космического мусора строится по принципам, выведенным в третьей главе. Производственные линии, обитаемые надувные модули, ядерные реакторы и солнечные панели имеют различную геометрию, масштаб и функциональное назначение, но при этом объединены центральной осью и внешним каркасом транспортной инфраструктуры в сложную пространственную систему.
Практическая значимость экспериментального проектирования заключается в разработке типологии производственных орбитальных модулей, предназначенных для сбора и переработки техногенных отходов, а также в возможности применения предлагаемых схем компоновки при проектировании современных космических станций.

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	🎓 Защита выпускных квалификационных работ магистров 2026 24 июня 2026 ...	5	5	29-06-2026
2	Про засранный ближний космос. "..Если на орбите Земли оставлять всякий ...	-5	7	27-06-2026
3	Космическая солнечная электростанция включена в 15-ю пятилетку Китая: определены три ...	5	7	29-06-2026
4	На орбите привычные вещи перестают работать так, как мы ожидаем. ...	0	7	27-06-2026
5	🌟 Поздравляем студентов с выпуском и желаем достичь космических высот ...	5	7	29-06-2026
6	🎆Космическая выставка студентов МАРХИ будет представлена 6 июля в Центральном ...	5	7	29-06-2026
7	📣 Публикация: 1100073 () от Японский эксперимент по "уборке" космического ...	0	5	27-06-2026
8	📕 Лучшие дипломы страны 2025 года ✨ По направлению подготовки ...	5	7	30-06-2026
9	Сессия Роскосмоса «Интеллектуальная орбита: ИИ в космической технике» на ЦИПР ...	0	7	23-06-2026
10	В России разработали спутник-уничтожитель космического мусора	0	0	27-03-2019

Классификация: . Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 5. Источник: vk.com.