Загрузка...



  • Проект «Horizon»: американская военная база на Луне
  • Лунная колония программы «Apollo»
  • Лунная база «Звезда» по проекту Владимира Бармина
  • Лунная база по проекту НПО «Энергия»
  • Лунные заводы
  • Глава 11 ЛУННЫЕ БАЗЫ

    Проект «Horizon»: американская военная база на Луне

    Один из первых серьезных проектов постоянной обитаемой базы на Луне был рожден в недрах военно-воздушных сил США и разрабатывался в рамках амбициозной программы «Горизонт» («Horizon»).

    Поскольку я еще не рассказывал об этой программе, то остановлюсь на ней поподробнее.

    В апреле 1960 года Управление баллистических ракет ВС США подготовило на основе инициативных проектных разработок, выполненных специалистами таких ведущих американских авиационно-космических корпораций, как «Боинг», «Норт Америкен», «Дуглас», «Рипаблик» и других, общий замысел и план реализации программы создания военной базы на Луне, получившей название «Горизонт».

    Цель исследования была сформулирована так: «…выявить экономичный и реалистический подход к проблеме создания обитаемой разведывательной обсерватории на Луне».

    Во вводной части этого документа есть характерное замечание:

    «По мере реализации исследований стало очевидным, что разрабатываемая программа не относится к «отдаленному будущему». Если из лунной программы предполагается извлечь максимальные военные преимущества, то работу над проблемами, требующими для своего решения продолжительного времени, необходимо начать немедленно. Если это будет сделано, то США смогут послать человека на Луну и вернуть его на Землю в последнем квартале 1967 года». (Заметим в скобках, что именно эта фраза из документа, посвященного перспективам использования Луны в военных целях, была позднее включена в текст послания президента Кеннеди, озвученного 25 мая 1961 года.)

    Очевидно, что решение президента Кеннеди о начале реализации проекта «Аполлон» во многом не совпадало с замыслами авторов проекта «Горизонт», которые намеревались создать чисто военный объект на лунной поверхности:

    «Окончательное решение относительно типов стратегических систем, которые будут размещены на Луне (например, система бомбардировки Земли), может быть без каких-либо осложнений отсрочено на три-четыре года.

    Однако планы создания лунной базы не следует откладывать на неопределенное время, а ее первоначальный проект должен отвечать военным требованиям».

    Авторы не расценивали свой проект как далекую от реализации техническую фантазию. Они обосновывали возможные сроки решения основных технических проблем, оценивали необходимые ассигнования. Свой замысел авторы предлагали осуществить в пять этапов:

    «1. Первое возвращение на Землю образцов лунного грунта — ноябрь 1964 года.

    2. Первая высадка на Луне и возвращение экипажа на Землю — август 1967 года.

    3. Временная база на лунной поверхности (на 12 человек) — ноябрь 1967 года.

    4. Завершение строительства лунной базы (на 21 человека) — декабрь 1968 года.

    5. Действующая лунная база — июнь 1969 года».

    В качестве основного носителя авторы программы рассматривали ракеты «Сатурн I» и «Сатурн II» — проектанты считали, что первая ракета пойдет в серийное производство в октябре 1963, вторая — в течение 1964 года.

    К концу 1964 года планировалось осуществить не менее 72 запусков ракет серии «Сатурн», 40 из которых нацеливались на реализацию задач программы «Горизонт». Дальнейшее развитие программы требовало запусков еще 61 ракеты «Сатурн I» и 88 ракет «Сатурн II». Благодаря этим за пускам до ноября 1966 года на Луну было бы доставлено свыше 220 тонн грузов. В течение первого эксплуатационного периода лунной базы предполагалось совершить еще 64 дополнительных запуска, при этом на Луну доставлялись бы 120 тонн полезных грузов.

    Конструкция космического корабля для доставки людей и материалов на поверхность Луны и возвращения людей на Землю и схема перелета по маршруту Земля-Луна и обратно существенно отличались от проекта «Аполлон»: для создания военной базы на Луне предусматривался пятиступенчатый пилотируемый аппарат с двигателями на химическом топливе, который должен был выполнить «прямой перелет» на Луну, минуя околоземную и окололунную орбиты.

    Место для базы планировалось выбрать после завершения этапа подробного картографирования и непосредственного изучения лунной поверхности, однако для наиболее полного выполнения военных задач зоной ее местоположения была определена территория в границах между ± 20° по широте и долготе от оптического центра видимой стороны Луны.

    Сначала на Луну предполагалось высадить двух астронавтов, которые будут находиться там до прибытия первой строительной партии из девяти человек. Уже через шесть месяцев после этого на Луне начнет функционировать первая временная база. Основным элементом базы является цилиндрический герметизируемый контейнер диаметром 3 метра и длиной 6 метров. Эти контейнеры укладываются в ров глубиной в 3,5 метра и соединяются герметичными тамбурами.

    Электропитание базы и строительного оборудования осуществляется с помощью двух атомных реакторов. Все постройки, кроме средств связи и космодромных сооружений, будут засыпаны лунным грунтом. Чтобы снизить теплоотдачу, герметизированные помещения, помимо грунта, покроют специальной двухслойной теплоизоляцией.

    Общая стоимость программы «Горизонт», по оценке экспертов ВВС, должна была составить около шести миллиардов долларов.

    Понятно, что проект строительства военной базы на Луне был строжайшим образом засекречен. Тем не менее, периодически происходили «утечки» информации и кое-какие подробности проекта «Горизонт» стали достоянием общественности.

    Так, журнал «Юнайтед стейтс ньюс энд Уорлд рипорт» («U. S. News and World Report»), выражая замыслы «ряда генералов» из Пентагона, уже в феврале 1958 года сообщил о планах создания базы на Луне. Тогда же представитель министерства обороны США Эдсон заявил, что захват «лунных территорий» должен стать основной целью внешней политики США, поскольку «лунная крепость» может решить исход соперничества на Земле. Другой представитель министерства обороны США Брэкер сообщил, что разрабатываются карты американских военных баз на Луне, охватывающие «семьдесят районов лунной поверхности» (?!).

    Подполковник Сингер, работавший в Центре специальных вооружений ВВС США, разъяснял на страницах журнала «Эр форс» («Air Force») в ноябре 1958 года, что с военной точки зрения основой устрашения должна быть возможность нанесения удара независимо от действий противника.

    Собственные силы или будут находиться в полной безопасности от нападения, или будут организованы таким образом, чтобы те их элементы, которые уцелеют после нападения противника, могли нанести ответный удар огромной мощности.

    Тогда ценность лунных баз в стратегии устрашения в большой степени будет зависеть от того, насколько находящаяся на них группировка будет уязвима от ударов противника по сравнению с группировкой, базирующейся на Земле.

    Ракеты на Луне можно было бы разместить на стартовых площадках под лунной поверхностью. Топографические характеристики Луны, наличие на ее поверхности многочисленных кратеров и трещин позволят легко выбрать места для размещения ракетных баз. В своих рассуждениях относительно военных действий в космосе Сингер отмечал, чтo космос вообще и Луна в частности могут стать «самым лучшим местом для ведения боевых действий».

    Военные специалисты США особо подчеркивали, что естественные характеристики этих боевых позиций (хорошая защищенность и скрытность) могут вообще не потребовать строительных работ для организации баз, или объем этих работ будет незначительным. Лунная система оружия будет очень хорошо защищена хотя бы потому, что ее сравнительно легко держать вне наблюдения противника. Прямое наблюдение за такими базами с Земли затруднено.

    По мнению бригадного генерала Боуши, ракетные базы на лунной поверхности будет трудно поразить, даже если их расположение известно противнику. По этой причине лунные базы окажутся для противника «неразрешимой проблемой». Ведь даже если противник решит нанести по такой базе упреждающий удар, им придется сделать это за два с половиной дня до того, как они нанесут ракетный удар по территории США. В таких условиях удар с лунной базы будет «надежным и массированным возмездием агрессору».

    Мотивы таких рассуждений американских военных специалистов разъяснил тогдашний руководитель Управления специальных вооружений ВВС США в своем выступлении перед Конгрессом: «Мне ненавистна сама мысль о том, что русские первыми высадятся на Луне. Государство, которое окажется там первым, вероятно, получит в свое распоряжение решающие преимущества над любым потенциальным противником».

    Без комментариев…

    Лунная колония программы «Apollo»

    Теперь уже мало кто вспоминает, что американская космическая программа «Аполлон» закончилась совсем не так, как должна была закончиться. В период с 1970 по 1972 год планировалось провести восемь пилотируемых экспедиций на Луну, однако в реальности состоялось только пять («Аполлон-13, -14, -15, -16, -17»). В период с 1978 по 1980 год планировалось построить обитаемую станцию на окололунной орбите, а с 1980 по 1983 год — развернуть постоянную базу на поверхности Луны, однако эти два проекта остаются мечтой фантастов.

    У скороспелого завершения программы «Аполлон» есть несколько причин. Среди них обычно называют значительное урезание бюджета, вызванное колоссальными расходами на войну во Вьетнаме, а также снижение интереса американской общественности к теме космических исследований после того, как победа в лунной «гонке» была достигнута. На самом же деле есть еще одна (и, на мой взгляд, основная) причина, по которой программа «Аполлон» не могла быть доведена до «логического» конца. Дело в том, что она (как, впрочем, и советская лунная программа) была преждевременной.

    У человечества еще не возникло потребности в планомерном освоении ресурсов Луны, а значит, любые расходы на подобное предприятие в тот период не могли принести какой-либо отдачи, кроме морального удовлетворения.

    А удовлетворение было получено уже на этапе полета «Аполлона-8» вокруг Луны. Большего, в сущности, и не требовалось, поэтому к тому моменту, когда Армстронг ступил на лунный грунт, участь программы «Аполлон» была предрешена…

    Ныне проект лунной базы, который разрабатывался в рамках программы «Аполлон», совершенно забыт. Но забытые проекты — главная тема настоящей книги, поэтому снова вернемся на сорок лет назад, к программе «Аполлон».

    Детальное планирование лунной базы началось в НАСА в 1961 году. В разработке принимали участие авиакомпании «Боинг», «Норт Америкен», «Рокуэлл» и «Грумман». В разное время этот проект назывался по-разному: «Аполлон-Икс» («Apollo-X»), «Аполлон-ЕС» («Apollo Extension Systems», «AES»), «Аполлон-АП» («Apollo Applications Program», «AAP»). В 60-е годы не существовало лунного корабля многоразового использования, но конструкторы НАСА рассчитывали на то, что по мере развития программы такое средство появится.

    И действительно, в скором времени появился проект «Лунного такси» («Apollo LM Taxi») фирмы «Грумман», которое представляло собой модифицированный вариант лунного модуля корабля «Аполлон», приспособленный для длительного (до 14 дней) пребывания экипажа из двух астронавтов на лунной поверхности. При этом габариты «Лунного такси» были выбраны следующие: полная длина — 6,4 метра, максимальный диаметр — 4,3 метра, обитаемое пространство — 6,65 м3, полная масса — 14 700 килограммов, масса топлива — 10 500 килограммов.

    Понятно, что при таких габаритах «Лунное такси» не способно обеспечить полноценную двухнедельную работу на лунной поверхности, поэтому в дополнение к нему конструкторы «Грумман» спроектировали «Лунное убежище» («Apollo LM Shelter»), которое должно было прилуняться самостоятельно, в автоматическом режиме, по сути являясь прототипом жилого блока временной лунной базы.

    При использовании этих двух аппаратов экспедиция на Луну выглядела бы так. Сначала на Луну отправляется модуль «Лунное убежище». Если в течение трех месяцев его агрегаты функционируют нормально, к Луне отправляется космический корабль, состоящий из типового командного модуля «Аполлон» («Apollo CSM») и «Лунного такси». Первый остается на окололунной орбите, второй совершает прилунение. После того как «такси» опустится на поверхность Луны, астронавты покинут его, перейдя в «убежище». Там они проведут полные две недели экспедиции. Габариты «Лунного убежища» в точности такие же, как и у «такси», но запасов топлива гораздо меньше, что позволяет разместить на модуле гораздо больший запас воздуха и продуктов, а также дополнительный комплект научного оборудования.

    Дальнейшее увеличение продолжительности лунной экспедиции могло быть достигнуто за счет доработки приборно-агрегатного отсека корабля «Аполлон», который превращался в посадочный модуль. На основе этой доработки возник проект лунной станции «ЛАСС» («LASS», «LM Adapter Surface Station»), с помощью которой можно было бы доставить на Луну 7,7 тонны полезного груза, обеспечив тем самым работу экипажа из двух человек в течение 96 дней.

    Помимо основного оборудования, груз включал лунный автомобиль («Lunar Roving Vehicle», «LRV») и лунный перемещаемый модуль («Lunar Flying Unit», «LFU»). Поскольку не было возможности обеспечить нормальную жизнедеятельность астронавта, оставляемого на орбите, в течении 100 дней, то был предложен вариант, при котором он возвращался на Землю, а за двумя астронавтами, работающими на Луне, снаряжалась отдельная экспедиция.

    Рассматривался и более экономичный вариант, при котором отпадала необходимость в дополнительном (и весьма дорогостоящем) запуске. При этом варианте космический корабль дорабатывался таким образом, чтобы он мог разделиться на два крупных модуля: блок орбитальной станции («Lunar Orbit Base», «LOB») и блок лунной базы («Lunar Surface Base», «LSB»). При такой конфигурации к Луне можно было доставить экипаж из четырех человек, двое из которых оставались на орбите, а двое спускались на поверхность. При этом эксплуатационный ресурс блока лунный базы составлял 100 дней, а модуля «Лунное такси», на котором астронавты спустятся на поверхность, — 60 дней.

    В более поздний период рассматривался еще более радикальный проект «Аполлон-ЛЕСА» («LESA Shelter», «Lunаг Exploration System for Apollo»), предусматривающий создание принципиально нового космического корабля, предназначенного для посадки на Луну. При этом в комплекс «ЛЕСА» входил блок «убежища» и вездеход «Молаб» («Molab» — сокращение от «Mobile Lunar Laboratory»). Весь комплекс доставлялся на поверхность Луны в беспилотном режиме. В первоначальном проекте «ЛЕСА-убежище» комплектовалось на экспедицию из трех человек, которая проведет на Луне 90 дней, позднее — на экспедицию из шести человек.

    Габариты «Аполлон-ЛЕСА»: полная длина — 4,3 метра, максимальный диаметр — 6,7 метра, обитаемый объем — 80 м3, полная масса — 9700 килограммов.

    В разработанных проектах лунной базы «Аполлон» в качестве средства транспортного обеспечения предлагалось использовать ракету «Сатурн-5».

    Непосредственно перед началом реализации программы «Аполлон» в 1967 году появился проект, рассматривающий создание четырех долговременных баз на лунной поверхности: двух станций в кратере Гримальди, одной в центре обратной стороны Луны и одной на южном полюсе. Функционирование всех баз предполагалось осуществлять последовательно.

    Например, база в кратере Гримальди должна была работать в течение двух лет. В программу исследований входили астрономические наблюдения, эксперименты по биологии, в области прикладных наук. Затем в качестве второй очереди могла бы вступить в строй следующая лунная станция и так далее. Вся программа четырех лунных баз потребовала бы проведения 63 запусков ракет-носителей «Сатурн5» в период с 1971 по 1988 год.

    Вскоре после осуществления первых полетов на Луну в 1971 году был предложен еще один проект организации постоянно действующей лунной базы, который содержал ряд новых элементов. Во-первых, в разработках уже использовались первые результаты лунных экспедиций. Во-вторых, впервые была предложена концепция такой организации лунной базы, в которой основная транспортная нагрузка ложилась не на систему ракеты-носителя «Сатурн-5», а на корабль многоразового использования («Спейс Шаттл»), с помощью которого все необходимые грузы должны были доставляться на низкую околоземную орбиту с последующим перемещением к Луне особой транспортной системой. Эта программа стала последней крупной разработкой того периода, но оказалась невостребованной.

    Лунная база «Звезда» по проекту Владимира Бармина

    В России идея использования Луны в качестве сырьевого ресурса для земной цивилизации выдвигалась еще в трудах Константина Циолковского. Однако технически конкретные описания проектов лунной базы стали появляться только после 1946 года. Проекты рассматривали различные варианты лунных жилищ: искусственные сооружения, использование естественных полостей, использование защитных свойств лунного вещества, создание замкнутых систем жизнеобеспечения и так далее.

    Сергей Королев в публикациях начала 60-х годов наметил этапы изучения Луны, которые своим продолжением предполагали начальные стадии освоения и использования лунных ресурсов. После облета Луны и высадки на ее поверхность Королев считал целесообразным создание постоянно действующей лунной базы: «Организация на Луне постоянной научной станции, а впоследствии и промышленного объекта позволит использовать те нетронутые и еще неизвестные ресурсы этого наиболее близкого к нам небесного тела для науки и народного хозяйства».

    В «Заметках по тяжелому межпланетному кораблю и тяжелой орбитальной станции», сделанных в качестве рабочих записей в 1962 году, Королев предполагал использовать Луну и окололунное пространство в системе инфраструктуры земной космической технологии. Первым уровнем подобной инфраструктуры, по мысли Сергея Павловича, должен стать «орбитальный пояс» постоянных спутников, несущих различные функциональные нагрузки в околоземном пространстве: запасные базы-спутники для аппаратов, перед которыми возникнет необходимость в ремонте, регулировании или перезарядке. Базы-спутники должны обладать «всем необходимым для крайнего случая (воздух, влага и питание, энергетика, связь, медикаменты, аппаратура для создания искусственной тяжести и др.)».

    Вторым уровнем космической технологической инфраструктуры Королев называл Луну и долговременные спутники на окололунной орбите, предназначенные для обслуживания межпланетных космических комплексов.

    Создание долговременного и достаточно крупного спутника-станции Луны выгодно тем, что пролетающим кораблям не надо осуществлять посадку на Луну либо спускать на ее поверхность ракетные зонды, что связано со значительными затратами топлива и другими трудностями. Но непосредственно «на Луне надо иметь, видимо, и капитальную базу для космических целей, а именно: решение задач навигации кораблей (в обоих случаях при очень дальних полетах), снабжение кораблей некоторыми необходимыми материальными средствами, в том числе питанием, средствами жизнеобеспечения, ядерным топливом (включая и рабочее тело) и т. д.».

    В том же 1962 году Сергей Королев поручил ГСКБ Спецмаш, которым руководил академик Владимир Павлович Бармин, разработать проект лунной базы.

    Рассказывают, будто бы Бармин заявил Королеву, что не сможет проектировать базу, не зная, какой носитель будет использоваться для доставки ее элементов на Луну. И будто бы Королев ответил на это: «Вы спроектируйте базу, а как доставить ее туда, моя забота».

    Проектировщики Бармина немедленно приступили к работе.

    Она заняла более десяти лет.

    В документах ГСКБ Спецмаш проект проходил под обозначением «ДЛБ» («Долговременная лунная база»), в ОКБ-1 его знали под красивым названием «Звезда». В конструкторском бюро Спецмаша изучался самый широкий круг вопросов, связанных с лунной базой: цели базы, принципы строительства, стадии развертывания и состав научного и строительного оборудования. Для решения ряда проблем приходилось привлекать смежников из других организаций.

    Предполагалось, что место для базы будет выбрано с использованием автоматических аппаратов. С орбитального спутника Луны будет произведено картографирование участка, затем беспилотная станция возьмет пробы грунта и доставит их на Землю, после этого район будущего строительства обследуют луноходы. По окончании этапа дистанционного изучения предполагаемой территории базы на Луну отправится экспедиция из четырех человек на «лунном поезде».

    «Лунный поезд» конструкции КБ Бармина предназначался для строительства временного городка, а по его завершении — для научных вояжей по окрестностям. В него входили: тягач, жилой вагончик, изотопная энергоустановка мощностью 10 кВт и буровая установка. Ходовая часть у всех этих машин была, как у луноходов: каждое колесо имело свой электромотор, благодаря чему отказ одного или даже нескольких из 22 моторов не парализует общий ход.

    Для метеорной, тепловой и ультрафиолетовой защиты обитаемых помещений поезда был разработан трехслойный корпус. Сверху и изнутри — стенки из специальных сплавов, между ними — подушка из вспененного наполнителя. Полный вес «лунного поезда» составлял 8 тонн.

    Главной задачей экипажа «лунного поезда» должны были стать геологические исследования: сначала — для подбора участков под городок и космодром, потом — для решения научных вопросов.

    В доставленном с Луны грунте ученые нашли довольно много окислов. Это означало, что не надо везти с собой большие запасы воды — ее можно заменить гораздо более легким водородом, а затем с помощью отработанной химической реакции получить воду в необходимых количествах. Совместно с инженерами НПО Лавочкина конструкторы бюро Бармина изготовили водоснабженческий автомат для Луны, однако отправить его туда для «проверки на местности» не удалось.

    В ходе развития проекта проступали черты будущей базы на 12 человек. Первоначально она должна была состоять из девяти типовых блоков цилиндрической формы. Габариты блока: длина — 8,6 метра, диаметр — 3,3 метра, полная масса — 8 тонн.

    На заводе блок изготавливается укороченным, в виде металлической «гармошки» длиной 4,5 метра — под габариты транспортного корабля. На строительной площадке в гармошку под давлением подается воздух, она разъезжается, и блок подрастает до 8,6 метра. База состояла из блоков: командного пункта, научной лаборатории, хранилища, мастерской, медпункта со спортзалом, камбуза со столовой и трех жилых помещений. Опытный образец одного из таких блоков использовался в 1967 году во время экспериментов по длительному пребыванию в замкнутой среде, проводившихся в Институте медико-биологических проблем.

    В еще более поздних версиях проекта типовой блок базы снабжался собственным двигателем мягкой посадки и опорами, фактически превратившись в посадочный лунный модуль особой конструкции.

    В 1971 году академика Бармина, молодых конструкторов «ДЛБ» Александра Егорова и Владимира Елисеева вызвал Дмитрий Устинов, курировавший космические программы.

    Проект лунной базы к тому времени был практически готов.

    Доклад Устинову продолжался семь с половиной часов.

    В результате конструкторы получили задание подсчитать стоимость проекта. Оказалось, что на строительство и обживание лунной базы потребуется около 50 миллиардов рублей (80 миллиардов долларов). Экономика страны, перегруженная укреплением обороны, такую ношу поднять уже не могла.

    Проект лунной базы «Звезда» отложили в долгий ящик.

    Лунная база по проекту НПО «Энергия»

    О необходимости планомерного освоения Луны много писал и другой пионер отечественной космонавтики — Валентин Глушко.

    В его теоретических работах 70-х годов выдвигалась концепция многоцелевой лунной базы, основанная на полученных к тому времени данных о природе Луны и современных технических возможностях ее освоения и использования. Основные аргументы в пользу строительства обитаемой лунной базы сводились к следующему. Такая база удобна для ведения непрерывного глобального контроля всей поверхности Земли и окружающего ее космического пространства. С нее возможно проведение уникальных астрофизических экспериментов. Малая сила тяжести и тем самым умеренные затраты энергии для отлета с Луны, в сочетании с ее близостью к Земле, создают благоприятные возможности вовлечения лунных ресурсов в сферу космического производства, которое может быть организовано на геоцентрических и селеноцентрических орбитах. При этом отмечалось, что первичную обработку лунного сырья целесообразно производить на промышленных установках, расположенных на Луне и использующих дармовую солнечную энергию.

    Лунные установки по производству кислорода из местных материалов могли бы обеспечить окислителем местные нужды и заправку космических транспортных грузовых и пилотируемых кораблей местного и дальнего следования как на Луне, так и на селеноцентрической орбите.

    Валентин Глушко всячески подчеркивал, что местные ресурсы, в качестве которых можно рассматривать лунные породы, при надлежащей обработке могут обеспечить производство ракетного топлива достаточной эффективности для выполнения стартов с лунной поверхности.

    Исследования Луны автоматическими аппаратами были первым шагом в ее изучении. Следующим этапом должны быть пилотируемые экспедиции, создающие на Луне сначала временные базы, затем долговременные и, наконец, постоянно действующие.

    Свой первый проект лунной базы Глушко предложил еще в рамках программы «Вулкан-ЛЭК» (ее мы обсуждали в главе 10).

    Благодаря огромному запасу грузоподъемности, который могла бы обеспечить разрабатываемая в НПО «Энергия» ракетаноситель «Вулкан», на Луну помимо экспедиционного корабля «ЛЭК» планировалось доставить два специализированных модуля: лабораторно-жилой и лабораторно-заводской.

    Лабораторно-жилой модуль состоял из цилиндрических камер, содержащих тамбур для выхода на поверхность, камбуз с туалетом, хранилище и командный центр.

    В круглом помещении, соединяющем цилиндры, располагалась каюткомпания, в верхнем цилиндре — лаборатория и каюты. Габариты лабораторно-жилого модуля: полная длина — 9,7 метра, максимальный диаметр — 11,3 метра, обитаемый объем — 160 м3, полная масса — 21,5 тонны, полезный груз — 6,3 тонны. В этом модуле, посаженном на Луне в автоматическом режиме, экипаж из трех человек мог провести до одного года.


    Лабораторно-заводской модуль состоял из таких же типовых цилиндров, но оборудованных под задачи научных исследований и производства необходимых компонент экспедиции. В нижних цилиндрах размещались: фабрика по производству кислорода с ковшом для забора и разрыхления лунного грунта, биологическая, химическая и физическая лаборатории.

    В верхнем цилиндре планировалось устроить оранжерею. Габариты лабораторно-заводского модуля: полная длина — 4,5 метра, максимальный диаметр — 8 метров обитаемый объем — 100 м3, полная масса — 15,5 тонны, полезный груз — 6,07 тонны. Для обслуживания лабораторно-заводского модуля достаточно одного оператора, который будет постоянно жить в лабораторно-жилом модуле.

    Теоретически весь комплект модулей временной лунной базы, включающий лунный экспедиционный корабль «ЛЭК», лабораторно-жилой, лабораторно-заводской модули, а также тяжелый луноход с обитаемым блоком, на Луну могли бы доставить всего лишь две ракеты «Вулкан». Однако эти идеи, как и работы по созданию сверхтяжелого носителя «Вулкан», не нашли официальной поддержки. По сути проект временной лунной базы «Вулкан-ЛЭК» создавался по личной инициативе Валентина Глушко, так и не став содержанием официальной космической политики.

    Лунные заводы

    Сегодня интерес к Луне возвращается.

    И вновь заговорили о необходимости строительства лунной базы.

    Дело в том, что исследования лунного грунта показали: естественный спутник Земли — это поистине неисчерпаемый резервуар энергетики будущего.

    Как известно, большие надежды на решение энергетических проблем возлагаются на управляемые термоядерные реакции.

    В основе этих процессов лежит реакция синтеза ядер, обладающая эффективным выделением энергии при малых эксплуатационных затратах и практическим отсутствием радиоактивных отходов. Одна из таких реакций заключается в слиянии ядер дейтерия и изотопа гелий-3. На Земле данный изотоп встречается крайне редко. Специалисты оценивают его доступные запасы чрезвычайно малой величиной — около 500 килограммов. На Луне же в течение четырех миллиардов лет лунный грунт, как губка, «впитывал» гелий-3, приносимый солнечным ветром Результаты анализа образцов лунного грунта показывают, что в первых пяти метрах раздробленного слоя реголита накопилось порядка миллиона тонн гелия-3.

    Такого количества ядерного топлива хватило бы на обеспечение электроэнергией не только лунной базы, но и всего человечества на протяжении 5 тысяч лет! Бомбардировка Луны метеоритами в течение сотен миллионов лет привела к тому, что ее поверхностный слой на глубину до 10 метров находится в раздробленном состоянии.

    Это облегчает добычу и транспортировку лунного грунта к месту переработки. Отпадает необходимость в применении специальной техники для горнорудных разработок.

    Самые общие подсчеты показывают, что в лунном карьере размером 100 на 100 метров и глубиной 10 метров (объем рыхлого вещества в естественном залегании) содержится значительное количество различных материалов. Уже сейчас можно сказать, что такой карьер обеспечит получение около 40 тысяч тонн кремния, пригодного, например, для изготовления ячеек солнечных батарей. Этого количества хватит для кремниевых фотоэлектрических преобразователей общей площадью примерно 12 км2. При современной эффективности типовых солнечных батарей такая гелиоэлектростанция по мощности будет равна, например, Ново-Воронежской АЭС или в три раза превысит мощность Днепрогэса.

    Этот же лунный карьер может дать 9 тысяч тонн титана для изготовления несущих конструкций высокой прочности и долговечности. Для производства электроарматуры или других элементов космических сооружений на Луне и в окружающем космосе в карьере «найдется» от 15 до 30 тысяч тонн алюминия и от 5 до 25 тысяч тонн железа. К этим материалам добавится еще некоторое количество магния, кальция, хрома и других химических элементов. Наконец, из того же объема лунного реголита можно экстрагировать от 80 до 90 тысяч тонн кислорода. Добываемый кислород можно использовать в системе жизнеобеспечения самой лунной базы, в различных технологических процессах и в качестве одного из компонентов ракетного топлива.

    Американская фирма «Карботек» («Carbotek») по контракту с НАСА разработала проект крупной установки на лунной поверхности для производства кислорода в количествах, позволяющих использовать его в качестве ракетного топлива в двигателях водородно-кислородного типа. В качестве исходного материала предполагается использовать породы, обогащенные ильменитом. В установке происходит процесс экстракции при температурах от 700 до 1200° и давлении 10 атмосфер. Проект рассчитан на 400 тонн полезной нагрузки для транспортировки на лунную поверхность из которых 45 тонн приходится на энергетическую установку мощностью 5 МВт для поддержания процесса экстракции.

    Такой «кислородный завод» на лунной поверхности должен давать 1000 тонн кислорода в год.

    Если треть добываемого кислорода использовать в качестве компонента ракетного топлива, то потребуется еще около 40 тонн водорода в год. Ученые из Вашингтонского университета рассчитали возможность получения такого количества водорода из поверхностной тонкой фракции лунного грунта и предложили проект соответствующего комплекса.

    При типичном содержании водорода в верхнем рыхлом слое грунта (в результате насыщения частицами солнечного ветра), равном 50 микрограммам на грамм природного реголита, необходимо перерабатывать 6700 тонн тонкой фракции в день, если основываться на солнечной энергетике, и ограничить продолжительность активной работы установки 120 сутками в год.

    Каким образом можно перерабатывать несколько тысяч тонн грунта в день? Предлагается передвигать весь комплекс со скоростью 6 км/ч при глубине обработки грунта до 1 метра. Принцип работы установки заключается в нагревании массы исходного материала (от солнечного коллектора) до 700° при давлении до 10 атмосфер. При этом из лунного вещества выделятся и другие газы. Наиболее эффективная технология — сжигание полученной из реголита смеси газов в лунном кислороде с последующим отделением воды. Предполагается, что наиболее целесообразно хранить и транспортировать полученный продукт в жидком виде с последующим применением электролиза для разделения кислорода и водорода непосредственно перед использованием.

    В Университете Висконсина разработан проект другого завода-автомата передвижного типа для получения упомянутого выше изотопа гелия-3. В передней части добывающего агрегата размещается вращающее колесо с ковшами типа роторного экскаватора, которое черпает рыхлый грунт и загружает его в бункер, где происходит обработка. В основном модуле этого завода около 800 тонн грунта с помощью микроволновой техники всего за полчаса нагревается до 650°. Из выделяющейся газовой смеси отбирается гелий-3. По предварительным оценкам продуктивность этого комплекса может достигать 20 килограммов уникального газа в год. «Отжатый» грунт возвращается назад на поверхность, а завод продолжает свое движение к новому участку.

    Таким образом, строительство базы или перерабатывающего завода на Луне становится экономически выгодным.

    Неудивительно поэтому, что темой освоения естественного спутника Земли заинтересовались и частные компании, рассчитывающие извлечь из реголита быструю и ощутимую прибыль.

    Одна из таких компаний, американская «Applied Space Resources» («ASR»), намерена уже через пять лет отправить в космос свой первый лунный корабль. На организацию этой экспедиции потребуется не менее 1,5 миллиарда долларов, но руководство компании считает возможным изыскать требуемые средства. Что ж, поживем — увидим…










     


    Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Прислать материал | Нашёл ошибку | Верх