От строительства электростанций и добычи лунных ресурсов до космического туризма и проблемы перенаселения.
В закладки
Полвека назад казалось, что недалек тот день, когда на Луну будут летать как на дачу. Сегодня на Луну не полетишь, даже если очень захотеть: нет подходящих ракет. Технологии шагнули вперед, а пилотируемая космонавтика - нет.
Российский астроном Владимир Сурдин как-то заметил: между покорением Южного полюса и основанием на нем первой базы прошло 45 лет, а в Марианскую впадину человек вернулся лишь спустя 52 года после первого погружения.
Последняя американская экспедиция на Луну в рамках программы «Аполлон» состоялась в 1972 году, то есть 45 лет назад. Если верить представленной аналогии, согласно которой между открытием труднодоступной точки и возможностью её полноценного изучения проходит примерно 50 лет, то ждать новых полетов на Луну стоит уже в ближайшее время.
Причем на этот раз человечество должно закрепиться на Луне более основательно, ведь у лунной колонии может быть и прагматичная цель, и коммерческая составляющая. Правительства смотрят на Луну как на источник ресурсов, бизнесмены - как на курорт для миллиардеров, ученые - как на космическую лабораторию, а романтики - как на первую остановку на пути расселения человечества в космосе.
Кто участвует в новой лунной гонке
Макет межпланетной станции «Луна-24»
В августе 1976 года советский аппарат «Луна-24» сел на лунную поверхность в районе моря Кризисов. Он пробурил двухметровую скважину, извлек образец лунного грунта и доставил его на Землю. Этот полет оказался последней миссией на Луну в 20 веке - следующая посадка на поверхность спутника Земли состоялась лишь через 37 лет, в 2013 году.
Осуществил её китайский аппарат «Чанъэ-3», доставив туда небольшой луноход. Миссия была частью обширной китайской лунной программы, следующий крупный этап которой запланирован на конец 2017 и начало 2018 годов. На этот раз китайцы планируют привезти на Землю собственные образцы грунта с обратной стороны Луны, где еще не садился ни один аппарат.
Китайский посадочный модуль «Чанъэ-3»
На начало 2018 года также запланирован запуск индийской лунной станции «Чандраян-2» - в её задачу входит посадка на Луну и запуск лунохода. Ни Индия, ни Китай пока не заявляли о конкретных планах пилотируемого полета на Луну в обозримой перспективе. Зато это сделала Япония, официально поставив перед собой задачу в партнёрстве с NASA отправить человека на Луну уже к 2030 году.
В самом американском агентстве от планов по скорейшему возвращению на Луну отказались ещё в 2011 году. Наиболее приоритетный проект для США - пилотируемый полет на Марс. Луна при этом может стать своеобразным перевалочным пунктом - на орбите вокруг неё можно разместить станцию, откуда будет стартовать межпланетный корабль.
На фоне такой мировой активности Россия также вернулась к задаче покорения земного спутника. К 2017 году российская лунная программа уже успела получить от государства солидное финансирование, затем частично его лишиться из-за кризиса и переориентироваться на более поздние сроки. Основные планы российской программы касаются отправки на Луну автоматических станций и доставки на Землю образцов лунного грунта в период с 2019 по 2024 годы.
Хорошо забытое старое
Для полета на Луну необходимы три основных компонента:
- Тяжелая ракета, способная отправить груз к Луне.
- Космический корабль для межпланетных путешествий.
- Спускаемый лунный модуль.
В СССР так и не решили задачу отправки человека на Луну из-за неудачных испытаний тяжелой ракеты Н-1. Лунный модуль и космический корабль при этом успешно прошли испытания. Корабль назвали «Союз», и он до сих пор используется для доставки людей на МКС.
Космический корабль «Союз»
Распространённый вопрос: «Почему нельзя заново сделать то, на чем уже летали на Луну?». Ответ: можно, но это лишено смысла. Представьте, что вам нужно сделать автомобиль. Вряд ли вы пойдете искать чертежи модели пятидесятилетней давности - её создание обойдется дороже, а результат будет сомнительным. По этой же причине в 2017 году нет смысла воссоздавать ракету и корабль из 1960-х годов - технологии ушли далеко вперед, и сегодня можно добиться лучших результатов.
Новая российская лунная программа изначально строилась вокруг проекта тяжелой ракеты «Ангара-А5». Разработка линейки ракет «Ангара» на экологичном топливе (по сравнению с токсичным гептилом , на котором летают «Протоны») шла с начала 90-х годов, и за все это время «Ангара-А5» была испытана всего один раз - в 2014 году. В итоге из-за дороговизны ракеты от её эксплуатации было решено отказаться.
Ракета-носитель «Ангара-А5»
Внимание российских инженеров переключилось на советскую ракету «Зенит», которую создатель частной космической компании SpaceX Элон Маск как-то назвал «лучшей в мире, если не считать Falcon». «Зенит» была создана как разгонная ступень для тяжелой ракеты «Энергия», теперь же её планируют доработать и превратить в самостоятельную единицу под названием «Феникс».
У «Феникса» есть несколько преимуществ перед «Ангарой». Во-первых, её создание должно обойтись в два-три раза дешевле. Во-вторых, для «Ангары» необходимо строить отдельный стартовый стол на космодроме, «Феникс» же можно запускать как с Байконура, так и с «Морского старта» - плавучей платформы, позволяющей осуществлять запуск из океана. Это дает возможность стартовать точно с экватора, что придает ракете максимальное ускорение за счет вращения Земли.
В 2016 году обанкротившийся ранее «Морской старт» был приобретен авиакомпанией S7, которая одновременно с этим заказала 12 ракет типа «Зенит» у завода «Южмаш». Первый коммерческий старт с этой площадки запланирован уже на 2017 год.
Предполагается, что для запуска пилотируемого полета к Луне можно будет использовать несколько «Фениксов», объединенных в одну ракету-носитель. Нечто подобное пытаются реализовать и в SpaceX с ракетой Falcon Heavy, правда, её испытания откладываются уже в течение нескольких лет.
Окончательно от «Ангары» в Роскосмосе отказываться не стали - по последним данным, для неё всё же построят стартовый стол на космодроме «Восточный» с прицелом на будущие пилотируемые запуски.
Запуски к Луне должны начаться уже скоро. Первый российский автоматический лунный модуль должен отправиться к месту назначения в 2019 году в рамках миссии «Луна-25 Глоб». Предполагается, что миссия позволит отработать технологии мягкой посадки на территории Южного полюса Луны - перспективного района для основания колонии.
Уже много лет ведется разработка космического корабля нового поколения «Федерация» - он должен заменить «Союзы» и «Прогрессы» и доставить на Луну четырех российских космонавтов. Первые беспилотные запуски корабля намечены на 2021 год, а первый пилотируемый полет - на 2024 год.
Лидер по-прежнему США
В NASA тоже разрабатывают новый космический корабль под названием Orion. Его испытания были проведены в 2014 году, а первый пилотируемый полет может состояться уже в конце 2018 года - причем сразу к Луне.
Изначально на 2018 год был запланирован беспилотный полет «Ориона». Полет к Луне должен был стать испытанием и для корабля, и для тяжелой ракеты SLS, создаваемой американцами с прицелом на марсианскую экспедицию. Но с приходом администрации Дональда Трампа начались разговоры о том, что раз к Луне полетит уже готовая техника, почему бы не снабдить её экипажем.
Как только в NASA начались публичные обсуждения пилотируемого полета, SpaceX , что готова в 2018 году отправить к Луне двоих туристов на корабле Dragon 2 и ракете Falcon Heavy.
Однако ни Falcon Heavy, ни SLS еще даже не прошли испытаний. Потенциально обе ракеты могут стать «чемпионами» современности по грузоподъемности, но заявления о пилотируемом запуске в 2018 году пока не выглядят реалистичными.
«Запасная» планета
Элон Маск не скрывает, что его главная мотивация в деле колонизации Марса - создание «резервной копии» человечества. Век развития цивилизации пришелся на достаточно спокойный период в истории Земли - не было резких изменений климата, падений крупных метеоритов, угрозы вулканической активности и прочих катастроф, которые в истории планеты случались регулярно.
Идея запасного дома не нова, и о ней всерьёз рассуждал ещё Циолковский. Вариантов не так много - это либо , либо Луна.
Подлунный мир
Поверхность Луны примерно равна сумме площадей трех крупнейших стран Земли - России, Канады и Китая. Луна в 81 раз легче Земли, а сила тяжести на ней меньше в шесть раз. Но по космическим масштабам Луна и Земля - тела примерно одного порядка. Иногда даже говорят, что они составляют двойную планетную систему.
Луна всего в полтора раза меньше Меркурия - такого соразмерного спутника больше нет ни у одной планеты в Солнечной системе (похожую систему составляют теперь уже бывшая планета Плутон и её спутник Харон, но они во много раз легче Земли и Луны).
Поверхность Луны не пригодна для жизни в первую очередь из-за трех факторов: перепады температур от –150 ºC до +120 ºC, космическая радиация и постоянная бомбардировка микрометеоритами. Землю от всего этого защищает атмосфера, которой у Луны нет - испаряющиеся под действием излучения Солнца с поверхности гелий, водород и другие газы очень сильно разрежены.
На поверхности Луны лежит толстый слой стертого в пыль реголита , по большей части состоящего из смеси стекла и песка. Теоретически его можно использовать для защиты от радиации и небольших метеоритов. Как и на Марсе, базу на Луне имеет смысл покрывать слоем грунта в несколько метров - это можно сделать, например, при помощи управляемого взрыва, как предполагалось в проекте советской лунной базы «Звезда».
Из-за воздействия солнечного ультрафиолета пыль на Луне наэлектризована и особенно опасна для здоровья и электроники. В отличие от частичек земной пыли, которые сглаживаются эрозией, лунные пылинки имеют остроконечную форму. К концу третьих суток американских лунных экспедиций перчатки скафандров астронавтов стирались пылью почти до дыр.
Избавиться от всех этих проблем можно под поверхностью Луны, но создание такой «подлунной» базы потребует больших затрат энергии. Есть и совсем экзотические предложения - например, бурить в толще Луны многокилометровые тоннели, превращая их в целые ландшафты земного типа с искусственным освещением.
Застывшие базальтовые лавы Луны настолько прочны, что широкие тоннели не потребуют никаких укреплений, а плотность пород позволит заполнять их кислородом, не боясь, что он сразу же весь утечет. Для создания в них обитаемых условий нужно будет раздобыть воду, кислород и энергию.
Лунные колодцы
Миссия «Луны-24» оказалось не только последней в 20 веке, но и чрезвычайно полезной - в привезенной ей образцах грунта советские ученые нашли небольшое содержание воды. В начале 21 века американский орбитальный зонд LRO с помощью российского детектора обнаружил в полярных зонах Луны грунт с концентрацией воды не менее 3%. Стоимость гипотетических миссий сразу снизилась благодаря возможности не брать с собой запасы жидкости.
Но добывать воду на Луне будет непросто - при температуре –150 ºC водяной лед становится прочнее стали. Существует мнение, что в будущем проще и дешевле окажется транспортировать на Луну пролетающие мимо ледяные кометы, используя миниатюрные реактивные двигатели.
Электростанция на аутсорсе
Единственный доступный источник энергии на Луне - это Солнце. Из-за отсутствия атмосферы солнечные батареи на Луне могут вырабатывать в шесть-восемь раз больше энергии, чем на поверхности Земли. Отсутствие погодных условий делает выработку стабильной во времени.
Существуют целые проекты превращения Луны в огромную электростанцию. Если построить вокруг лунного экватора пояс из солнечных батарей, то он смог бы вырабатывать энергию круглосуточно. С помощью направленного СВЧ-излучения её можно было бы передавать на Землю.
Строительством таких сооружений могут заниматься роботы, причем большую часть необходимых для этого материалов можно добывать на месте. Впрочем, подобные проекты пока относятся скорее к области фантастики.
Добыча ресурсов
Написать 0:29 20/02/2017👁 2 391
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». Легко 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
→Луна, по мнению многих ученых, является одним их наиболее привлекательных космических объектов для потенциальной колонизации. Это вполне логично, так как на сегодняшний день Луна – единственное небесное тело, на котором удалось побывать человеку. Плюс к этому, это самая близкая точка назначения, полет к которой будет минимально затратным (полет занимает три дня). И наконец, Луна является наиболее тщательно изученным космическим объектом.
Колонизация Луны откроет перед человечеством новые горизонты возможностей: на поверхности спутника можно будет построить обсерватории для получения более точных данных, спутник можно будет впоследствии использовать как «перевалочный пункт» при полетах на другие планеты, здесь можно построить промышленные предприятия, а также заниматься добычей полезных ископаемых (железо, алюминий, титан, а также редкий гелий-3). Кроме того, в связи с колонизацией Луны нельзя не рассматривать возможность развития космического туризма
В ближайших планах человечества – постройка на поверхности Луны базы, которая бы занималась добычей редкого в земных условиях изотопа – гелия-3 (применяемого в ядерной энергетике). Наиболее радужные планы у российских ученых, которые планируют завершить строительство постоянной станции на Луне уже к 2015 году. Кроме России на лунной богатство в ближайшее будущее претендуют такие страны как США, Китай и Япония.
Несмотря на то, что колонизация Луны рассматривается пока еще лишь в перспективе, человечество уже успело предпринять некоторые шаги по осуществлению этого плана. На сегодняшний день уже созданы подробные карты поверхности Луны с указанием мест залегания различных минералов. Различные страны, такие как Китай, Япония, Индия уже успели запустить первые искусственные лунные спутники, с помощью которых проводится исследование лунной поверхности. Однако из-за дефицита бюджета многие страны отказываются предпринимать пока меры по организации пилотируемого полета на Луну (например, с 2011 года прекращено финансирование программы НАСА). Тем не менее Америка уже разрабатывает новый проект – «аватары», - в рамках которого планируется экспедиция на поверхность спутника роботов-аватаров.
Однако стоит подробнее рассмотреть негативные факторы, которые способны помешать осуществлению плана по колонизации спутника. Например, из-за отсутствия атмосферы поверхность Луны совершенно не защищена от солнечной радиации, а также от бомбардировки поверхности метеоритами. В случае с радиацией ученые разрабатывают специальные защитные костюмы, а также проектируют возможные убежища от радиации, которые можно будет построить на Луне. Еще одной серьезной проблемой является рентгеновское излучение: при нахождении на Луне более 100 часов, астронавт может получить опасную дозу с вероятностью 10 процентов. Также стоит отметить такой неблагоприятный фактор как лунная пыль, состоящая их острых частиц, обладающих электростатическим зарядом. Пыль способствует быстрой изнашиваемости техники, а также при попадании в легки человека может быть очень опасна для здоровья.
Колонизация космоса - это концепция расселения человечества, гуманизации пространства и постоянных человеческих поселений за пределами Земли. В настоящее время колонизация космоса является единственной консолидирующей идеей в мире, хотя существуют другие приоритеты и программы с двухтысячелетней историей, как, например, спортивные Олимпиады.
Обычно, колонизация космоса рассматривается как долгосрочная цель любых национальных космических программ.
Первая
колония может появиться на Луне, позже на Марсе, далее во всем
пространстве Солнечной системы, позже в Поясе Койпера и в Облаке Оорта.
Последние находятся за орбитой Урана и имеют триллионы комет и
астероидов. На них могут быть все необходимые для поддержания жизни
ингредиенты (водяной лёд, органические соединения и материалы для строительство космических станций) и большое количество
гелия-3, который считается перспективным топливом для управляемых
термоядерных реакций. Существует предположение, что расселяясь по таким
облакам комет, человечество сможет достигнуть других звёздных систем без
помощи субсветовых космических кораблей.
Ниже приводится таблица предполагаемых сроков колонизации космоса на 100 лет.
Табл. Планы колонизации космоса на 100 лет
| Год | Страна, проект | О собенности |
| 2011 | Китай.
Старт аппарата Инхо 1 к
Марсу.
Россия. Старт "Фобос-Грунт" к Марсу. | Китай начинает строительство четвертого космодрома и ведет разработку тяжелого ракетоносителя при сотрудничестве с Украиной.
Россия самостоятельно продолжает строительство второго космодрома "Восточный" и разработку ракетоносителя "Русь-М". |
| 2011-2012 | США . Старт зонда Юнона к Юпитеру | Частная компания США разрабатывает "Falcon Heavy" (грузоподъемность ~53 тонны) при сотрудничестве с Украиной и Россией.
|
| 2013-2014 | Китай.
Запуск модуля Chang"e 3,
который должен доставить первый в
истории китайский луноход.
Индия - Россия. Миссия "Чандраян-2", индийская ракета-носитель типа GSLV доставит к Луне орбитальный модуль, а на лунную поверхность опустится российская посадочная ступень разработки НПО имени Лавочкина с небольшим индийским луноходом. | Предполагаемое место посадки Chang"e 3 - Залив Радуги. |
| 2014-2015 | Конкурс Google Lunar X-Prize. Полет частных космических модулей к Луне и доставка луноходов. | Ранее предполагался срок
проведения конкурса декабрь 2012 года.
Ныне перенесен на конец 2015. В конкурсе
участвует 27 групп из разных стран. Вес
лунных модулей от 5 до 100 кг. Стоимость
проектов колеблется от 10 до 100 млн.
долларов. Запуск лунных модулей осуществляют национальные космические агентства, например, ракетоноситель "Днепр" или "Зенит" Украина-Россия.
|
| 2015-2016 | США. Запуск космического аппарата в режиме "аватар" с посадкой для обнаружения пылевой атмосферы на Луне и отработки радиационной безопасности. | Аватар - робот, напоминающий
человека, которым будут управлять с
Земли, используя высокотехнологичные костюмы дистанционного присутствия. Один и тот же костюм могут "надевать" несколько специалистов из разных областей науки поочередно. К примеру, в ходе изучения особенностей лунной поверхности, управлять «аватаром» может геолог. Затем, при необходимости, в костюм телеприсутствия может облачиться физик. |
| 2016-2018 | Китай. Беспилотный аппарат Change" 4 должен будет полететь на Луну, собрать грунт и доставить его на Землю. | |
| 2016-2019,
промежуток минимума солнечной
активности и радиационной опасности | Россия, США. Отработка двупусковой и четыре пусковой схемы полета человека к Луне в обход радиационных поясов через геомагнитные полюса Земли. | Двупусковая схема.
Ракетоноситель «Союз» выводит корабль типа «Союз». Затем на
околоземную орбиту с помощью РН «Протон»
выводится разгонный блок «ДМ». На нем
устанавливается бытовой отсек от «Союза»
(с пассивным стыковочным узлом), который
служит экипажу в качестве
дополнительного гермоотсека. После
стыковки корабля к РБ производится
выдача разгонного импульса – и «Союз»
выполняет облет Луны.
Четырех пусковая схема. Сначала на околоземную опорную орбиту выводятся два РБ «ДМ» и они стыкуются между собой. Затем с помощью РН «Союз» на околоземную орбиту запускается РБ «Фрегат», и еще одним пуском РН «Союз» выводится корабль «Союз». Производится сборка лунного комплекса в составе двух РБ «ДМ», РБ «Фрегат» и корабля «Союз». С помощью первого блока «ДМ» выполняется разгон к Луне. Второй «ДМ» обеспечивает торможение и переход корабля на околокруговую опорную орбиту у Луны. «Фрегат» необходим для старта с окололунной опорной орбиты к Земле. Стоимость проекта 200-700 млн. долларов. На 2017 на смену старым ракетоносителям придут новые: Россия - "Ангара" (грузоподъемность ~35 тонн) и "Русь М" (грузоподъемность 53 тонны); США - "Falcon Heavy" (грузоподъемность ~53 тонны).
|
| 2018-2019 | Россия, США, Китай, ЕС, Индия, Бразилия, Украина . Закладка станций дозаправки и ретрансляции в Точках Лагранжа Земля-Луна. | В Точках Лагранжа (ТЛ) не
действуют никакие другие силы, кроме
гравитационных сил со стороны Земли и
Луны. Космическая станция может
оставаться неподвижной относительно
этих тел сколь угодно долго.
Точки Лагранжа Земля-Луна является идеальным местом для строительства пилотируемых орбитальных космических станций, которые, располагаясь 1) на полпути между Землёй и Луной позволила бы легко добраться до Луны с минимальными затратами топлива, 2) стать ключевым узлом грузового потока между Землей и нашим спутником, 3) выполнять роль спасательной базы в случае аварий на трассе Земля-Луна и Луна-Земля, 4) удобно для размещения ретрансляционной станции, благодаря чему понадобятся передатчики в десять раз менее мощные, 5) в точке Лагранжа с обратной стороны Луны производится ретрансляция сигнала с невидимой стороны как к Земле, так и к орбитальным станциям, лунным базам. |
| 2020-2022 | Решение вопроса радиационной безопасности. Облет человека вокруг Луны, посадка и возвращение на Землю | Важное значение приобретет психофизическая подготовка колонизатора космоса или 2. Отрицательные психофизические явления и феномены в Космосе
|
| 2020-2025 | Высадка человека на Луне и основание первой лунной базы; закладка первых оранжерей | Преимущества освоения Луны:
|
| 2025-2030 | Россия, США, Китай, ЕС, Украина, Индия, Бразилия . Постоянно действующее лунное поселение; оранжереи жизнеобеспечения; разработка редкоземельных материалов, металлов платиновой группы, прочее для доставки на Землю | Экономический эффект и выгода.
Концентрация металлов платиновой группы (рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) в 50-1000 раз выше, чем на Земле. Соответственно, себестоимость добычи драгоценных металлов на Луне в сотни и тысячи раз ниже, чем на Земле. Средняя стоимость 1 кг металлов платиновой группы составляет $ 200 тыс. / кг. Стоимость доставки грузов $ 10-40 тыс. / кг . В итоге доставка с Луны 500 кг металлов платиновой группы приносит экономическую прибыль около 0,5 млрд. долларов. Кроме этого, предполагается производство дорогостоящих товаров, как полупроводники, сверхпроводники и фармацевтические препараты. В ближайшей перспективе дополнительными материалами для доставки на Землю являются наиболее дорогостоящие материалы гелий-3 ($ 1.5 млн. / кг) и калифорний (6,5 млн. / г) . |
| 2030-2035 | Доставка с Луны редкоземельных
материалов, металлов платиновой
группы. Разработка "безнейронных" компактных термоядерных фитилей для доставки на Землю и ракетных двигателей (ТЯРД-ГЕ). | Реализация безубыточной колонии на Луне. Закладка Лунной республики, как новой сверхдержавы. |
| 2035-2045 | Разработка проекта колонизации
человеком Марса. Использование космического корабля с ТЯРД-ГЕ (полет к Марсу займет 10-30 суток). | Запуск спутника ретранслятора для поддержки радиосвязи Марс - Земля. На Марсе существуют большие запасы воды, а также присутствует углерод. Марс подвергался тем же геологическим и гидрологическим процессам что и Земля, и может содержать запасы минеральных руд. Существующего оборудования достаточно, чтобы получать необходимые для жизни ресурсы (воду, кислород, и т. п.) из марсианского грунта и атмосферы. Трудности: атмосфера Марса достаточно тонкая (всего 800 Па, или около 0,8 % земного давления на уровне моря), а климат холоднее. Сила тяжести на Марсе составляет около трети земной. Решение проблем: 1) Второй космической скорости - 5 км/сек - довольно высока, хоть и в два раза меньше земной, что повышает затраты на межпланетное перемещение грузов и затрудняет достижение уровня безубыточности колонии за счёт экспорта материалов. 2) Психологический фактор, когда длительность перелета на Марс и дальнейшая жизнь людей в замкнутом неосвоенном пространстве могут стать серьезными препятствиями на пути освоения планеты. |
| 2045-2070 | Реализация проекта колонизации
человеком Марса. Поселения. Транспортные маршруты Марс-Луна. | Алмазная лихорадка на несколько столетий. Добыча крупных драгоценных минералов за всю историю в Солнечной системе и получение бриллиантов по 1000 и более карат, стоимость которых спустя века возрастет и составит миллиарды и даже несколько демятков
миллиардов долларов. Обсуждение возможности терраформирования Марса с целью сделать всю или часть поверхности пригодной для жизни. |
| 2070-2080 | Колонизация Венеры. Использование космического корабля с ТЯРД-ГЕ (полет займет 7-15 суток). Транспортные маршруты Венера-Луна. | Плавающие города.
Венера имеет определенные
сходства с Землей, планета ближе чем Марс, на высоте около 50 километров
давление и температура имеет обычный земной интервал (1 бар и 0-50
градусов по Цельсию) . Поэтому предполагается создание аэростатов для
обитания человека. Предполагается добыча азота-15 для ТЯРД-ГЕ. Вывоз на Землю рения, платиновых металлов, серебра, золота и урана имеет хорошие перспективы. Для колонизации важно решить проблему низкого содержания воды (0,02%) и кислорода (0,1%) в атмосфере Венеры, так же необходима защита от серной кислоты и углекислоты в высоких концентрациях. |
| 2080-2090 | Колонизация Меркурия. Использование космического корабля с ТЯРД-ГЕ (полет займет 7-15 суток). Транспортные маршруты Меркурий-Луна. | Меркурий может быть колонизирован с использованием той
же технологии и оборудования, которые используются
при колонизации Луны. Такие колонии будут
находиться в полярных регионах в связи с крайне высокой температурой в
других местах на планете. Недавнее открытие ионизированной воды поразило
ученых. Это открытие улучшает перспективы
для будущей колонии. Предполагается добыча, главным образом, гелия-3, лития-6, лития-7, бор-11 и калифорния, так же ценных металлов. Для колонизации важно решить проблему высоких температур и защиту от солнечных вспышек во время транспортного сообщения с Землей. |
| 2090-2110 | Колонизация Юпитера и спутников. Полет на корабле с модернизированным ТЯРД-ГЕ займет 150-250 суток. | Каллисто может стать первым из колонизированных спутников Юпитера. Это
возможно благодаря тому, что Каллисто находится вне зоны действия мощного радиационного пояса Юпитера. Этот спутник
станет центром дальнейшей колонизации окрестностей Юпитера, в
частности, Европы, Ганимед, Ио и создания плавающих городов в атмосфере Юпитера. Из-за взаимосвязи Юпитер и солнечная активность, можно предполагать, что исследования будут направлены на процессы управления солнечной активностью для безопасности транспортных сообщений между колониями Солнечной системы. На Юпитере будет осуществляться добыча дейтерия и гелия-3 в особенно больших объемах, что приведет к падению цены на термоядерное топливо и быстрое освоение Солнечной системы вплоть до Пояса Койпера. |
Колонизация космоса: мнение скептиков и сторонников
Противники развития постоянных колоний в космическом пространстве часто ссылаются на очень высокие первоначальные инвестиции и на отсутствие отдачи от этих инвестиций.
На самом деле, мы сильно преувеличиваем затраты на космос по разным причинам.
Первая причина. Первоначальные инвестиции за 10 лет имеют высокую отдачу
. Возьмем частный капитал и акции фондового рынка. Частная компания SpaceX , основанная PayPal соучредителем Элон Маск, в 2002 году. Было вложено 120 млн. долларов. В 2006 году компания получила контракт НСПНК или 100 млн. долларов за каждый пуск ракетоносителя Falcon-1 и Falcon-9 или более $ 1 млрд до 2012 года. В 2008 г. выиграла конкурс НАСА в размере $ 278 млн на развитие ракетоносителя Falcon-9. 2008 года SpaceX выиграла CRS контракт на 12 миссий доставки астронавтов и грузов на МКС в размере $ 1,6 млрд. В 2010 года SpaceX получила крупнейший коммерческий контракт космических запусков ($ 492 млн.) для запуска спутников Iridium.
За восемь лет акции компании SpaceX выросли примерно в тридцать раз. Каждый владелец акций данной компании увеличил свой капитал в 30 раз! Очевидно, с запуском "Falcon Heavy" в 2015-2017 г. (грузоподъемность ~ 53 тонны) , с удешевлением стоимости вывода грузов на орбиту в несколько раз и возможностью доставки грузов на Луну, капитал SpaceX многократно увеличится. Таким образом, первоначальные инвестиции за 10 лет имеют отдачу в десятки раз больше.
Вторая причина. Решение принадлежит некомпетентным людям и финансирование тупиковых космических программ, что приводит к огромным потерям. МАКС - двухступенчатый комплекс, состоящий из самолёта-носителя (Ан-225 «Мрия» - предполагалась разработка нового самолета-носителя Ан-325), на котором устанавливается орбитальный самолёт. Разработка велась с начала 1980-х годов под руководством Г. Е. Лозино-Лозинского в НПО «Молния». Предполагалось, что поскольку МАКС значительно дешевле ракет за счёт многократного использования самолёта-носителя (до 100 раз), стоимость выведения груза на низкую околоземную орбиту составит порядка $ 1 тыс /кг. В настоящее время на проект уже истрачено около 14 трлн долларов .
Проект оказался тупиковым (на смену ему пришел другой проект "Байкал" на базе многоразового ускорителя первой ступени ракеты-носителя Ангара).
Для сравнения, годовой бюджет НАСА составляет $ 18,7 млрд., Роскосмоса - $ 2,9 млрд.
Третья причина. Огромные затраты на ведение военных действий, в то время как финансы можно тратить на мирное освоение космоса. Примеры:
- По состоянию на сентябрь 2008 года, Конгресс США направил 825 млрд долларов на войну с Ираком, тогда средний годовой бюджет НАСА равен всего лишь 16 млрд долларов. Другими словами, при уровне финансирования НАСА, денег, затраченных на войну с Ираком, хватило бы примерно на 51 год работы на освоение космоса.
- За одну только неделю военного конфликта на Кавказе в августе 2008 года в Южной Осетии золотовалютные запасы России «усохли» на 16,4 млрд. долларов. Еще большие потери понес фондовый рынок России. Перед событиями в Южной Осетии капитализация российского фондового рынка была близка к 1,1 трлн. долл., а через неделю оказалась ниже 1 трлн. долл. В целом - это потеря 50-100 млрд. долларов, что составляет 30-70 летний бюджет Роскосмоса.
- Военный бюджет США на 2012 финансовый год составит 670,6 миллиарда долларов, из которых 117,6 миллиарда будут потрачены на проведение военных операций за рубежом в Афганистане и Ираке. Это шесть годовых бюджетов НАСА!
- Март-апрель 2011 года. Военный действия НАТО (США, Великобритания, Франция, Канада, Бельгия, Италия) в Ливии. Ежедневные затраты только для США составляют $ 4 млн. За несколько дней в апреле было выпущено 192 крылатые ракеты «Томагавк» (стоимостью каждой от 1 до 1,5 миллионов долларов, производитель General Dynamics, председатель совета директоров и главный управляющий - Николя Чабрайя ). Затраченных средств достаточно, чтобы отработать двупусковую и четыре пусковую схему полета человека к Луне в обход радиационных поясов через геомагнитные полюса Земли на основе действующих ракетоносителей "Союз" и "Протон" (см. выше).
Использованная литература и запросы:
- "Outer-space sex carries complications".
- "Known effects of long-term space flights on the human body".
- "The life of Konstantin Eduardovitch Tsiolkovsky".
- "Build astronomical observatories on the Moon?"
- Salisbury, F.B. (1991). "Lunar farming: achieving maximum yield for the exploration of space"/ HortScience: a publication of the American Society for Horticultural Science 26 (7): 827–33.
- Massimino D, Andre M (1999). "Growth of wheat under one tenth of the atmospheric pressure". Adv Space Res 24 (3): 293–6.
- Terskov, I.A.; Lisovskiĭ, G.M.; Ushakova, S.A.; Parshina, O.V.; Moiseenko, L.P. (May 1978). "Possibility of using higher plants in a life-support system on the moon". Kosmicheskaia biologiia i aviakosmicheskaia meditsina 12 (3): 63–6.
- "Lunar Agriculture"
- "Farming in Space". quest.nasa.gov.
- Полезная нагрузка космического аппарата / Ракеты-носители "Протон", "Союз", "Днепр", "Атлас".
- Книга рекордов Гиннесса для химических веществ
- Космонавтика XXI века: термоядерные двигатели / New Scientist Space (23.01.2003): Nuclear fusion could power NASA spacecraft.
- Калифорний / en.wikipedia.org/wiki/Californium .
- Landis, Geoffrey A. (Feb. 2-6 2003). "Colonization of Venus". Conference on Human Space Exploration, Space Technology & Applications International Forum, Albuquerque NM.
- компания SpaceX / ru.wikipedia.org/wiki/SpaceX
- Falcon Heavy / en.wikipedia.org/wiki/Falcon_Heavy
- МАКС / ru.wikipedia.org/wiki/Многоцелевая_ авиационно-космическая_ система
- General Dynamics Corporation / en.wikipedia.org/wiki/General_Dynamics
