Geum.ru

# Первые автоматические межпланетные станции были «лунными». По космическим меркам Луна была рядом: всего лишь 384000км отделяют ее от Земли

Вид материалаДокументы

Содержание


2.10 Промышленное освоение Луны
На Луне гораздо опаснее, чем предполагалось
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7

2.10 Промышленное освоение Луны



# То, что земные источники углеводородов конечны, в конце20 начале 21 века стало реальностью для всех жителей Земли. Впрочем, как и конечны запасы редкоземельных металлов, без которых невозможно создание современных технологий во всех областях деятельности человечества. Редкоземельные металлы, чистый алюминий и изотоп гелия – гелий 3, 20 т. которого, по расчетам ученых, способны дать всему человечеству необходимое количество энергии в течение года, есть на Луне в больших количествах. Остается только добыть и доставить их на Землю.


Пришла пора осваивать Луну


Ученые и конструкторы ведущих космических предприятий только России, (не говоря уже о США) КБ и НИИ, в том числе Центра им. Келдыша, ЦНИИМАШа, РКК «Энергия», Центра им. Хруничева, работают в полной мере над разработками беспрецедентной космической транспортной системы, которая должна обеспечить постоянный грузопоток по трассе Земля - Луна - Земля. Без этого невозможно начинать индустриальное освоение Луны. Следует подчеркнуть, что использование Луны, как сырьевой базы нашей планеты, станет возможным только в том случае, если это будет экономически выгодно. Предварительные оценки ученых подтверждают, что всего через несколько десятилетий станет востребованной добыча и транспортировка на Землю лунных редкоземельных металлов, в том числе скандия, самария, иттрия, лантана и других, а также сверхчистых алюминия, кремния с учетом того, что в ближайшем времени некоторые виды полезных ископаемых окажутся на Земле дефицитными. Редкоземельные металлы используются в важнейших отраслях промышленности при изготовлении лазеров, в атомной, электронной промышленности, при производстве особых сортов стекла, специальных сталей, модифицированных чугунов, жаростойких сплавов, магнитов. Специалисты считают, что без использования лунных кладовых наша цивилизация уже на достаточно близком этапе развития обойтись не сможет. Лунные предприятия по добыче и переработке сырья предполагают оснастить роботами и новейшим автоматическим оборудованием. Уровень современной техники позволяет успешно решить эту задачу. Наиболее затратной и сложной задачей при промышленном освоении Луны явятся доставка оборудования на нее и уже готовой продукции на Землю. С этой целью, как вариант, предполагается собрать в космосе две большие орбитальные станции, одна из которых будет вращаться вокруг Земли, другая - вокруг Луны.


В грузопотоке трассы «Земля-Луна-Земля» целесообразно выделить три этапа. Вначале контейнеры с промышленными роботами и оборудованием выводятся на околоземную орбиту к орбитальной станции, вращающейся вокруг Земли. С учетом высокой степени частоты запусков ракетно-космических систем (ракета плюс выводимая полезная нагрузка) на Луну, лежащей в пределах от 15 до 75 запусков, экономически целесообразным считается использование многоразовых транспортных космических средств. Второй этап предполагает использование нового транспортного средства – «солнечного» парома, который предназначен для доставки с околоземной на окололунную орбиту промышленного оборудования для организации постройки рудников и афинажных фабрик на Луне (доставлять просто руду с Луны на Землю очень дорого). Свое название «солнечный паром» он получил из-за двух огромных, 140 метровых. крыльев- кремниевых панелей солнечных батарей, преобразующих энергию солнечных лучей в электрическую энергию. Полученная энергия поступает в электрореактивный двигатель (иногда его называют «ионным»), в котором хранящийся на борту парома газ ксенон, например, поступает в электроракетный двигатель и под воздействием высокого напряжения он превращается в ионизированную плазму, истекающую через сопло электрореактивного двигателя. За счет чего паром и движется в космосе. Мощность такого двигателя невелика и скорость движения парома увеличивается постепенно - вот почему на лунную орбиту промышленное оборудование прибывает с момента отхода парома от околоземной орбитальной станции по расчетам ученых примерно через два месяца. Прибывшее с Земли на окололунную орбитальную станцию промышленное оборудование и роботы готовится к третьему этапу доставки оборудования - к мягкой посадке его на поверхность Луны. Технически все этапы доставки оборудования на Луну отработаны как на Земле, так и в космосе. Общая мощность электроракетных двигателей (ЭРД) парома - 1000 киловатт. Между прочим, похожие плазменные электроракетные двигатели уже работают на различных спутниках, в том числе и российских, например, на серии космических аппаратов "Экспресс".


В наземных условиях прошли испытания ЭРД для парома мощностью 5 киловатт. Именно 200 таких плазменных ЭРД суммарной массой в две тонны предполагается смонтировать на солнечном буксире. Как раз и получится 1000 киловатт. Для каждого полета к Луне и обратно потребуется 35 тонн ксенона. В специальных баллонах его будут регулярно доставлять на околоземную станцию. На пароме, кроме грузового отсека, предусмотрен и жилой. Они разместятся в герметичном модуле из алюминиево-магниевого сплава длиной 18 м. и диаметре – 4м. Модуль займет центральное положение между двумя панелями солнечных батарей. При старте с околоземной орбиты масса парома составит 70 тонн. В окрестности Луны буксир доставит 23 тонны полезного груза. В соответствии с разработанным конструкторами графиком солнечный паром может быть выведен в космос уже в 2013 году. Но все сроки имеют тенденцию смещаться только вправо.


Для доставки космонавтов на Луну на первом этапе будет создан специальный 4-тонный корабль, предположительное название которого уже есть – «Клипер» (в США такой же по предназначению корабль получил название «Орион»). Он должен стать постоянным связующим звеном между летающей вокруг Луны орбитальной станцией и лунной базой.


Топливо для взлетно-посадочных ступеней кораблей будет добываться на Луне: водород - из верхнего слоя грунта, а кислород - из окислов железа, имеющихся в составе лунного грунта. Кислород будет храниться на лунной базе в сжиженном виде. Для перевода газа в жидкое состояние надо будет строить холодильный комплекс, что уже хорошо освоено на Земле. Обеспечивать лунную базу энергией будут электростанции- энергопоезда. На первом этапе будет использоваться солнечная энергия, а в дальнейшем - атомная. Полезные ископаемые на Луне будут добываться открытым способом, в карьерах. Американские специалисты в проведенном открытом конкурсе уже испытали три представленных космических эскаватора - робота: два из них вышли из строя практически сразу, а третий выполнил только около половинной нормы выработки – 58 кг. из 135. Роботизированный комплекс погрузит породу на транспортер, который доставит ее в перерабатывающий цех. Готовая продукция будет доставляться на Землю по известной уже схеме: сначала на окололунную станцию, затем «солнечным» буксиром - на околоземную орбитальную станцию и оттуда – на Землю. Стоимость первой пилотируемой экспедиции оценивается примерно в два миллиарда долларов. Создание базы и промышленных цехов, карьеров обойдется гораздо дороже - даже цифры примерной стоимости ее не называется. В перспективе затраты окупятся и разработка лунных кладовых будет приносить прибыль. Предположительно промышленные предприятия появятся на Луне в 2040 - 2050 годах.

На Луне гораздо опаснее, чем предполагалось



Потенциально опасные для автоматических исследовательских станций и особенно пилотируемых кораблей метеориты падают на Луну гораздо чаще, чем это предполагалось, в частности, специалистами NASA. На Луне ввиду отсутствия атмосферы, как защитного зонта, попадание даже небольшого метеорита в космический корабль или обитаемую станцию способно привести к трагедии. Руководитель управления метеоритного окружения NASA( у американцев есть все, как и в Греции) Билл Кук отметил, что »…мы уже успели зафиксировать 11-12 попаданий метеоритов в Луну с момента наблюдения год тому назад. Это примерно в 4 раза превышает значение, которое предсказывалось нашими компьютерными моделями". По его словам, наблюдавшиеся с Земли вспышки вызывались метеоритами размером от 5 до 8 см в поперечнике. Выделявшаяся при этом энергия была сопоставима с энергией, выделяющейся при взрыве примерно 100 кг. тринитролоула (0,1 кТ). Компьютерные модели NASA, многократно проверенные не только наблюдениями с Земли, но и американскими астронавтами, вдруг оказались столь далекими от истины. По мнению американских ученых, уровень существующих сведений о поверхности Луны не позволяет производить на нее сколько-нибудь безопасную посадку пилотируемых космических аппаратов ( однако, американцы благополучно садились на нее уже много раз с 1969 по 1972гг.- вот и верь прогнозам).


Ученые Великобритании с учетом опасности пребывания на Луне людей и оборудования разрабатывают космический электромагнитный зонтик, защищающий лунные базы и их обитателей от космических лучей. Он разрабатывается в Лаборатории Резерфорда, расположенной в английском графстве Оксфордшир. Как пишет газета Guardian, на Луне в защите от излучения и потоков заряженных частиц нуждаются не только люди, но и электроника. Разрабатываются две модификации щита. Один будет экранировать все системы корабля, который направится к Луне, а второй предназначен для развертывания над базой лунной экспедиции. Поскольку жизнь на Земле возникла под защитой естественного магнитного поля планеты, человеческий организм не приспособлен к постоянному и сильному облучению, с которым он встретится в открытом космосе и на других космических телах. Основная опасность, которую несут космические лучи, заключается в их способности вызывать точечные перестройки в молекулах, что может повредить ДНК. Предполагается, что это может привести к изменению закодированной в этой молекуле наследственной информации, то есть приводит к мутации. Наиболее очевидным последствием повышения частоты мутаций в клетках взрослых участников экспедиции станет значительное увеличение риска онкологических заболеваний. Мощные электромагнитные поля могут влиять на сложную электронику лунной базы, вызывая короткие замыкания в компьютерах, научных приборах и оборудовании, предназначенном для жизнеобеспечения. Электромагнитный "зонтик" над базой будет создаваться при помощи сверхпроводящих магнитов. Возможно, эта система будет дополнена ионизированным газом, который будет удерживаться магнитным полем и тормозить пролетающие через него космические частицы. По всей видимости, английская разработка будет востребована NASA в рамках возвращения астронавтов на Луну уже в 21 в. Планируется, что нога человека снова ступит на поверхность нашего естественного спутника в 2020 году. Не менее вредна для человека и техники лунная пыль. Специалисты NASA опасаются, что лунная пыль может создать большие проблемы при высадке человека на Луну.


Астронавты, побывавшие на Луне, отмечали, что пыль прилипает к любой поверхности и создаёт большое трение. Проблема пыли была актуальной для астронавтов программы "Аполлон" как снаружи, так и внутри корабля. Пыль на Луне также может иметь электрический заряд, который меняется в ходе движения Луны вокруг Земли. Эти заряды измеряются различными порядками числовых значений. Наэлектризованность пыли может быть одной из причин её прилипания. Есть и проблемы, связанные с частной собственностью на ряд участков Луны. Как известно, на Луне и Марсе уже продано свыше 2 млн. участков. Среди их владельцев – Рональд Рейган и Джимми Картер, Джон Траволта, Том Круз, Николь Кидман, Клинт Иствуд, Арнольд Шварценеггер, Рональдо, Деннис Хоппер, Олег Басилашвили, Александр Розенбаум, Юрий Шевчук, Илья Лагутенко. Продажей участков с 1980 года занимается «Лунное посольство». За это время продано лишь 7% поверхности Луны. Стоимость одного акра (40 соток) на Луне составляет около 150 долларов - любой предприимчивый украинский студент может стать владельцем будущего ранчо на Луне, используя возможности интернета. Покупатель получает сертификат о праве на собственность и фотографии участка, сделанного американским спутником. Международное космическое право и законы большинства стран в части частного пользования, например, участков на Луне (Марсе), не «стыкуются» между собой, что может вызвать осложнения в связи планированием и осуществлением экспедиций на Луну и Марс, например. И, все-таки, несмотря ни на какие трудности, желание человечества слетать на Марс, например, может сбыться еще в середине 21 века.