Концепция освоения луны


На сегодня концепций освоения луны создано большое количество. Но те, что видел я страдают своей сумбурностью, т.е. в одну концепцию сваливается все: от средств связи до производства космических кораблей на Луне, причем одной страной. Ставлю себя на место инвестора и понимаю: никаких денег они не получат просто потому, что каждый этап оказывается фантастически дорог и очевидной отдачи не просматривается в перспективе десятилетий. В общем, предлагаю на суд общественности свое видение развития "лунных отношений".

Основной принцип в моей концепции — создание лунной инфраструктуры. Что такое инфраструктура. Это прежде всего набор средств и сооружений, позволяющий значительно снизить издержки дальнейшего развития определенной территории. На Земле это делается так. Строится, например, дорога в утрированном случае "в никуда". Через некоторое время "в никуда" едут "дачники" и строят домики. Через некоторое время дачникам проводят электричество. Еще через некоторое время возникают магазины, транспортные компании, дачи превращаются в жилые районы, возникают производства и пр. Конечно, это утрированный пример, но на сегодня развитие территорий начинается именно с создания инфраструктуры. Как, например, космодром Восточный. То же самое стоит сделать и при освоении Луны.
И именно такой подход дает наиболее адекватный ответ на вопрос скептиков: "а сколько стоит доставка лунного золота на Землю?".


[Spoiler (click to open)]Речь идет о том, чтоб создать такой комплекс, который бы позволял учреждению или фирме на Земле создать установку с учетом открытых интерфейсных спецификаций и получать уже готовые результаты ее работы, включая информационные, грузовые и даже пассажирские. Вся остальная работа должна автоматически выполняться с использованием предлагаемой инфраструктуры.
Весь комплекс лунной инфраструктуры я бы разделил на следующие части.
1. Информационная поддержка: связь, позиционирование, предупреждение о радиационной (от солнечных вспышек) и метеоритной опасности.
2. Коммуникации Земля-Луна, включая взлетно-посадочные системы в обоих концах.
3. Поддержка пребывания автоматов и/или людей на поверхности Луны.

Сейчас подробнее о каждом пункте.

Информационная поддержка
Из-за отсутствия ионосферы, на Луне возможна только связь в пределах прямой видимости.
этому даже для связи между двумя объектами на самой Луне чаще всего необходим спутник. Из-за наличия гор, спутников нужно несколько, поэтому имеет смысл объединить их функционал с системой позиционирования. Нет, разворачивать Глонасс-Л на первом же этапе смысла нет. Имеет смысл посадить на галоорбиту L1 не менее трех спутников, которые будут выполнять функции позиционирования и связи. В будущем, возможно Глонасс-Л окажется более разумным, но на первом этапе я бы даже отказался от работы с обратной стороной Луны.
Предупреждение о радиационной опасности то же самое, что и для Земли. От предупреждения метеоритной опасности на первых порах можно отказаться, риск не так уж велик.

Коммуникации Земля-Луна
Старт с Земли
В свое время создание гигантских самолетов и снижение стоимости перелетов предопределило появление рынка трансатлантических воздушных коммуникаций. Точно также, появление системы массовых запусков на орбиту, способно снизить цену и сделать запуски более массовыми.
С этим сейчас в России разброд. Основная часть космической промышленности сконцентрирована в европейской части страны, тогда как главный космодром строится на Дальнем Востоке. Это ограничивает применение "толстых" ракет из-за ограничения жд перевозок 4 метрами. Решать проблему можно двумя способами. Первый — это переносить производство носителей в Амурскую область, что дорого и долго.
знаю на сколько реализуем другой вариант, но мне он кажется интересным. Ракеты можно доставлять баржами по системе каналов через Балтику или Черное море в Атлантический океан в район берегов Кубы, где производить пуск с морской платформы. В перспективе можно договориться с Кубой о постройке у них космодрома. Это, мне кажется, гораздо проще, чем доставлять ракеты во Вьетнам или Южную Корею, но гораздо ближе к экватору, чем Байконур и Восточный, а дальнейшее приближение к экватору не дает существенного экономического эффекта.
Но главная прелесть в другом. В том, что недалеко от платформы можно разместить плавучую АЭС (ПАЭС) с установленным на ней гидролизным и криогенным оборудованием, и заправлять ракеты на месте жидкими водородом и кислородом. В этом случае не потребуется перевозить на тысячи километров составы с керосином. Получение криогенного топлива в океане с избытком воды (для гидролиза и охлаждения) с помощью АЭС сделает стоимость заправки копеечной. Применение же частично одноразовых решений типа хруничевского Байкала способно еще более снизить стоимость пусков.

Межорбитальный перелет
Сейчас создается транспортно-энергетический комплекс с ядерной энергетической установкой мегаваттного класса. Доставка с помощью ТЭК грузов от Земли к Луне займет довольно продолжительное время, поэтому годится только для доставки грузов. В любом случае, использование такой техники позволит существенно снизить затраты на разворачивание лунной инфраструктуры. Однако, в среде специалистов уже говорят о создании следующим этапом буксиров с ядерной установкой мощностью 6 и даже 25 МВт электрической мощности. 25 мегаваттный транспорт уже вполне конкурирует с химическими ракетами по времени доставки на Луну грузов и пассажиров при огромной экономии топлива. С запуском таких буксиров Россия вполне способна начать полномасштабное освоение не только Луны, то и более далеких космических объектов.


Взлетно-посадочный комплекс на Луне
Многие концепции предполагают наличие лунной орбитальной станции. Я думаю, что до начала пилотируемых полетов смысла в ней нет.
Для обеспечения взлета и посадки на Луну, необходимо обустроить космодром. Для этого должна быть очищена от камней площадка и установлены радио-свето-маяки. После этого космодром способен принимать одноразовые посадочные (ПМ) и взлетно-посадочные модули (ВПМ).
Поскольку речь идет о значительном удешевлении перевозок по маршруту Земля-Луна и Луна-Земля, в перспективе необходимо строить многоразовые лунные взлетно-посадочные модули. Но экономический эффект от этого возникнет только после запуска производства топлива на Луне. На первом этапе без этого можно обойтись.
При этом одноразовые ПМ имеет смысл проектировать таким образом, чтобы затем их части использовать в дальнейшем на Луне. Например, топливные баки в дальнейшем могут использоваться для хранения криогенных газов и жидкостей, получаемых в процессе переработки грунта.


Поддержка на поверхности Луны
Минимум инфраструктуры поддержки — это несколько самоходных аппаратов, обеспечивающих разгрузку и погрузку, транспортировку грузов, грунтовые работы (бульдозер-экскаватор), а также манипулятор. Трех аппаратов на первом этапе должно быть достаточно. В случае выхода из строя какого-то из них, можно доставить с Земли замену. По мере развития базы, перечень аппаратов может расширяться в соответствии с возникающими задачами.
Самоходные аппараты должны питаться от солнечных батарей и аккумуляторов, заряжаемых от АЭС. Солнечные батареи позволят выполнять пуско-наладочные работы АЭС, а также позволят значительно удаляться от АЭС в солнечное время. В перспективе можно баловаться с электро-химическими источниками энергии или с беспроводной передачей энергии, но на первом этапе это лишь усложнит развертывание систем.
АЭС имеет смысл ставить с запасом (минимум 1 МВт), чтобы прибывающее после запуска лунной инфраструктуры оборудование сторонних организаций не создавало дефицита энергии. В перспективе реактора нужно два или даже три (еще два по 25 МВт) для обеспечения надежности в случае выхода из строя одного из них.
Также для поддержки будущих производств необходимо обустройство складов и криогенных хранилищ.
Поддержка пребывания человека на Луне — это по-сути то же самое оборудование, что и на МКС, а именно жизнеобеспечение, научное, ремонтное оборудование. В будущем также оранжереи, рекреационные центры и т.д.


Итого, постройку лунной инфраструктуры можно представить в виде следующих шагов.
1. Запуск ядерного буксира с электрической мощностью 1-6 МВт.
2. Запуск спутников связи и навигации на галоорбиту L1.
3. Обследование наиболее перспективных площадок для обустройства базы с помощью автоматических луноходов.
4. Доставка лунным утром (для работы солнечных батарей) на Луну 3 самоходных аппаратов и маяков, обустройство космодрома, подготовка места установки АЭС.
5. Доставка и монтаж АЭС 1 МВт с блоком управления и зарядки самоходных аппаратов, а также кабелем.

С этого момента автоматическая лунная база начинает функционировать в штатном режиме и способна принимать стороннюю нагрузку: добывающие и перерабатывающие модули, телескопы и пр. Т.е. начинается коммерческая отдача от инвестиций. В зависимости от грузоподъемности и количества исследовательских луноходов (п.3), этот этап потребует от 4 пусков тяжелых ракет. В сумме это гораздо дешевле постройки МКС.
Тем не менее, в таком виде база будет работать в основном на прием грузов, для работы на отправку нужно снижать стоимость запуска с Луны.

6. Доставка на Луну завода по производству ракетного топлива. Скорее всего кислорода и кремния, т.е. на базе гибридных двигателей. Доставка завода должна производиться с помощью многоразового взлетно-посадочного модуля, который тут же заступает на дежурство. Завод может работать на Луне на коммерческих началах или в кооперации с иностранными партнерами (Европой, США).
7. Еще один многоразовый ВПМ (страховочный) доставит несколько обслуживающих завод транспортировщиков для доставки сырья и готовой продукции к складам.
8. Для монтажа этого хозяйства, возможно, понадобится пилотируемый полет на Луну или ее орбиту.


С этого момента уже можно отправлять грузы с Луны на Землю, но возникает дефицит транспортных мощностей. Также возникает необходимость присутствия человека, а заодно дублирование систем, которое откладывалось на потом.

9. Запуск буксира на 25 МВт.
10. Запуск морского старта из Атлантики с ядерным производством криогенного топлива.
11. Доставка и монтаж на Луну жилых модулей.
12. Доставка и монтаж реактора 25 МВт, кабелей (блок управления и зарядки можно использовать старый).
13. Запуск спутников для обслуживания связи, навигации и метеоритной защиты на всей поверхности Луны.
и т.д.

Как видим, формально в таком подходе Россия создает только инфраструктуру, а остальные расходы перекладываются на коммерческие структуры и иностранных партнеров. Количество строительных запусков минимально, при этом количество коммерческих запусков (для доставки телескопов, научного оборудования, исследовательских, перерабатывающих автоматов и пр.) не ограничивается, что позволяет начать окупать проект с самых ранних этапов.

Источник: zttt.livejournal.com

0:29 20/02/2017


Луна

В 1961 году Нью-Йорк Таймс заметили: «Настолько быстры успехи в технологиях полёта, что жизнь человека, родившегося в 1900 году может охватывать промежуток от начала авиации в 1903 году до начала исследования Солнечной системы».
гко понять, почему лунная колония казалась настолько достижимой во времена космической гонки. И хотя она до сих пор не воплотилась, мысли о колониях на Луне никогда полностью не оставляли наши фантазии. Сегодня лунные базы постоянно появляются в планах, будь то сами базы, или испытательные конструкции для моделирования деятельности на других космических телах. Вот пять больших планов (и несколько других идей по колонизации Луны).

 

  1. Далёкие планы Китая

Когда Китайское национальное космическое управление посадило луноход в 2013 году, США отследили это при помощи «Lunar Reconnaissance Orbiter» просто для уверенности, что в Пекине говорили правду (так и было). Китай также ранее вывел на орбиту космические аппараты для картографирования Луны, а его долгосрочные лунные планы содержат миссию с возвратом образца. В 2014 году государственная газета Китая сообщила, что лунная колония находится в разработке, ссылаясь на Чжана Юхуа, заместителя главного конструктора лунной миссии Чанъэ-3. «В дополнение к лунной технологии посадки с людьми, мы также работаем по теме строительства лунной базы, которая будет использоваться для развития новых технологий энергетики и распространения жизни в космосе», — сказал Чжан. Китай стремится провести мягкую посадку на обратной стороне Луны к 2019 – то, чего не делали даже Соединённые Штаты.

 

  1. Российская теплица и лабораторно-жилой модуль

В 1960-е годы у Советского Союза были некоторые подвижки по проектированию лунной базы, и он имел все шансы на успех. В конце концов, большую часть космической гонки они обгоняли американскую космическую программу. Сначала был Спутник-I — первый искусственный аппарат на орбите Земли. Собака Лайка была первым животным на орбите Земли. Луна-1 был первым космическим аппаратом на орбите Солнца. Затем Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе и первым на орбите Земли. Первой женщиной в космосе была Валентина Терешкова. Первая мягкая посадка на Луну? Луна-9. Первое возвращение образца? Луна-16.

В советском проекте «Галактика» разработали несколько базовых лунных конфигураций. Среди рассмотренных источников энергии были ядерный и солнечный. Воздух для дыхания на базе можно получать в теплице, которая является ещё и зоной отдыха экипажа. Вода, отходы и воздух будут перерабатываться. База должна была быть построена в три этапа, с экипажем из 8 — 12 человек, живущих там до одного года. Более позднее предложение, «Звезда», должна была состоять из трёх фаз строительства с шестью запусками в общей сложности. Среди объектов и возможностей базы: два лабораторно-жилых модуля и лабораторного-производственный (который включал биотехнологии, физику и технологические лаборатории, и установки производства кислорода). «Звезда» могла вместить шесть человек. В конечном счете, это предложение было заброшено, когда США не стали хлопотать о своей собственной лунной базе. Сегодня лунные устремления России полагаются в партнерстве с Китаем.

 

  1. Передвижная база НАСА на солнечной энергии, среди прочего

Американская космическая программа знает Луну лучше всего. Только 12 человек ходили по Луне, и все они были астронавтами НАСА. Их след ещё можно наблюдать с «Lunar Reconnaissance Orbiter», и есть автомобиль, что там ждет. США впервые задумались о колонизации Луны в 1950-е годы с проектом «Horizon», в котором предполагалось разместить там 12 солдат и наблюдать за Землёй, исследовать Луну, заниматься лунной наукой, а также выполнять «военные операции на Луне, если потребуется».

В 2004 году Белый дом хотел возвращения на Луну к 2020 г. В программе «Созвездие» должны были быть ракета, автомобиль и спускаемый аппарат. Это был, по сути дела, усиленный «Аполлон». Согласно программе планировалась передвижная лунная база на солнечной энергии с герметичными дюнными багги для астронавтов, чтобы ездить без нужды в скафандре. Имея всё на колесах, астронавты смогли бы исследовать Луну в так называемом «режиме супервылазки». Базовая идея умерла вместе с «Созвездием» в 2009 году.

Хотя НАСА не имеет текущих планов по строительству лунной колонии, на его сайте есть прочное обоснование такого проекта. Лунная база позволит НАСА «испытывать технологии, системы, выполнение стадий полетов, а также методы исследований в целях снижения рисков и повышения производительности будущих миссий на Марс и дальше». Недавнее исследование показало, что такая база будет на 90 процентов дешевле, чем считалось ранее. Астронавтам нужно что-то делать, поскольку неясная миссия по перенаправлению астероида была наконец отменена. Подразделение НАСА по человеческим исследованиям и операциям планирует пилотируемый полет на Марс на середину 2030-х годов, но это слишком долго, и астронавты могут остыть к этому.

 

  1. 3D-печатные норы хоббитов европейского космического агентства

По мере того как Международная космическая станция приближается к своему концу, правительства ищут, что стоит делать дальше. Луна уже созрела. «Представляется целесообразным предложить постоянную лунную станцию ​​в качестве преемника МКС», — сказал Иоганн-Дитрих Вернер, генеральный директор ЕКА. План лунной базы ЕКА предусматривает автономного робота, который сядет на Луне и приступит к работе по созданию жилых помещений в стиле Command&Conquer. Машина запустит свою «принтерную форсунку» под реголит Луны, и смешивать оксид магния с лунным грунтом для создания строительного материала. Связывающая соль упрочнит материал до состояния камня. В результате будет напечатанная и подвинутая вверх среда обитания, своего рода лунные норы хоббитов. Эту среду можно подготовить за 3 месяца.

 

  1. Частный модуль «BEAM»

Луна также интересна в качестве места для небесного шахтёрского города. За миллиарды лет, солнечный ветер оставлял Гелий-3 на Луне. Это идеальное, нерадиоактивное топливо для реакторов термоядерного синтеза. В 2013 году НАСА попросило «Bigelow Aerospace» начать прощупывание интереса частного сектора к выполнению работ за пределами околоземной орбиты. «Bigelow» будет ключевым игроком в таком предприятии, как это уже случилось в деле создания космических обитаемых модулей. (Расширяемый модуль «Bigelow» уже отправлен на МКС). Проект ещё дальше, чем можно бы думать. «Bigelow» разработал конструкцию такой колонии и способ строительства. В 2014 году НАСА запросило предложения по системам перевозки грузов и посадки. Теперь это только вопрос снижения затрат до уровня с нужным гарантированным возвратом инвестиций.

По материалам Ares.News

Источник: aboutspacejornal.net

Источник: vc.ru

Заместитель председателя Совета РАН по космосу, научный руководитель Института космических исследований Лев Зеленый рассказал о планах строительства на Луне убежищ от радиации и использования беспилотных роверов для передвижения космонавтов.

  • Луна-25
  • Луна-25
  •  © adekvatnews.ru

По итогам состоявшегося в Москве заседания Совета РАН по космосу и Роскосмоса ученый рассказал, что концепция освоения Луны начинается с аппаратов «Луна-25», «Луна-26» и «Луна-27», на которые возложены задачи по разведке территории, решению научных задач и подготовке дальнейших шагов.

  • Концепция освоения луны
  •  © pvsm.ru

Далее, по словам Зеленого, на Луну будет осуществлена высадка космонавтов, которые будут доставлены на спутник Земли с помощью сверхтяжелой ракеты.

«Перед этим будет промежуточный этап — облет Луны. Но основная задача — работа на поверхности Луны: это научные исследования с помощью космонавтов, потом разворачивание на Луне космических обсерваторий», — отметил ученый, уточнив, что обсерватории будет специализироваться на исследованиях в области радиоастрономии и космических лучей.

Среди перспективных задач освоения Луны — создание инфраструктуры, добыча водяного льда, а из него водорода и кислорода для топлива, строительство из реголита роботами спекаемых с помощью лазера «кирпичиков» и строительство из них убежищ, «потому что от радиации необходимо защищаться», сообщил ученый.

  • Концепция освоения луны
  •  © topwar.ru

Далее, по словам Зеленого, на Луне планируется развернуть робототехнические системы мобильных — беспилотных роверов, которые также будут использоваться для передвижения космонавтов.

  • Концепция освоения луны
  •  © aboutspacejornal.net

Напомним, в среду Совет РАН поддержал планы по строительству на Луне обитаемой базы.

Источник: sdelanounas.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.