Проект команды "Caesarion"

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск
Logo-baza.png

Космическая база

Введение

Лунный свет был первым лучом в познании мира. Это была заря, возвещающая собой возникновение науки,

которая с течением веков покорила своей власти все звёзды, всю необъятную Вселенную.

Камиль Фламмарион, французский астроном, известный популяризатор астрономии.


Идея использования Луны в качестве сырьевого ресурса для земной цивилизации выдвигалась еще в трудах Константина Циолковского. Сергей Павлович Королев в начале 60-х годов наметил этапы изучения Луны.

«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». (2, стр. 431)

В Советском Союзе разрабатывались две космические «лунные» программы (лунно-облётная и лунно-посадочная). Программы разрабатывались одновременно разными конструкторскими бюро (КБ Королёва, В.Н. Челомея и М. К. Янгеля), что приводило к распылению колоссальных сил и огромных средств. С 1964 по 1974 года был разработан проект советской лунной базы "Звезда" (главный проектировщик Владимир Павлович Бармин).

«Согласно произведённым конструкторами расчётам стоимости проекта оказалось, что на лунные экспедиции, строительство и обживание лунной базы потребуется около 50 миллиардов рублей (80 миллиардов долларов). Экономика страны, перегруженная укреплением обороны, такую ношу поднять в близкой перспективе уже не могла». (3, стр. 371)

Генеральный конструктор советской космической программы (с 1974 года) академик В. П. Глушко предлагал другой проект пилотируемых полётов на Луну «Вулкан»-ЛЭК с использованием разработанной в его КБ новой сверхтяжёлой ракеты-носителя, однако эти идеи не нашли официальной поддержки (3, 374).

«Запуск космических кораблей советской серии «Луна» проводился с 1958 по 1976 год, все запуски (16 удачных и 17 неудачных) осуществлялись с космодрома Байконур. В 1977 году программа была свёрнута — отменён 34-й запуск (с «Луноходом-3» на борту)». (4)

В 2014 году Институтом космических исследований РАН по поручению Роскосмоса была составлена "Программа изучения и освоения Луны", которая предусматривает запуск в 2019—2024 годах к Луне пяти автоматических станций.

«Стоимость данной программы составит около 39 млрд руб. В данную сумму входят средства на создание системы, поставку космических аппаратов и средств выведения, а также обеспечение запусков». (5)

Мы предлагаем свой проект лунной космической базы «Надежда». Несмотря на то, что высказываются мнения о первоначальном освоении Марса, считаем:

именно лунная программа станет предтечей последующей колонизации ближайших планет.

Цель: проектирование лунной космической базы, как промышленного и научного комплекса.

Задачи:

1. Определить значимость проекта лунной базы;

2. Определить удобное местоположение базы на лунной поверхности;

3. Спроектировать структуру транспортной сети «Земля – Луна»;

4. Спроектировать инфраструктуру космической базы «Надежда».

Лунная космическая база «Надежда»

То, что казалось несбыточным на протяжении веков, что вчера было лишь дерзновенной мечтой, сегодня становится реальной задачей, а завтра — свершением.

Сергей Павлович Королёв, советский учёный, основоположник практической космонавтики


1. Значимость лунной базы

Колонизация Луны — вполне достижимая и оправданная цель из-за своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта. Лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других дисциплин. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности оптическую и всеволновую (работающей в рентгеновском, гамма, инфракрасном, ультрафиолетовом диапазоне) обсерватории.

Бомбардировка Луны метеоритами в течение сотен миллионов лет привела к тому, что ее поверхностный слой на глубину до 10 метров находится в раздробленном состоянии, что облегчает задачу добычи (не потребуется техника для горнорудных разработок). и транспортировки к месту переработки.

«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!». (3, стр. 374-375)

Лунный грунт (реголит) содержит огромные запасы кремния, титана, алюминия, железа, магния, кальция, хрома и других химических элементов. Эти запасы позволят не только построить базу «на месте», но и обеспечить полезными материалами Землю.

«Без учёта технологических проблем самая общая оценка показывает, что лунный кратер размерами 100х100 м и глубиной всего 10 м может обеспечить получение 40 тыс. т кремния, от 80 до 90 твс. т кислорода, от 15 до 30 тыс. т алюминия, от 5 до 25 тыс. т железа, 9 тыс. т титана». (11, стр. 476)

Глубокий вакуум и наличие дешёвой солнечной энергии открывают новые горизонты для электроники, металлургии, металлообработки и материаловедения: получение сверхчистых сплавов и подложек микросхем в больших объёмах.

Из реголита можно выделить кислород, необходимый для системы жизнеобеспечения, различных технологических процессов и в качестве одного из компонентов ракетного топлива.

Также, межпланетарные полёты дешевле осуществлять с лунной поверхности из-за отсутствия атмосферы и низкой гравитации.

2. Местоположение базы

Выгодное местоположение базы зависит от некоторых факторов:

• максимальное содержание местных сырьевых ресурсов для обустройства базы;

• минимум затрат на транспортные космические операции;

• рельеф должен быть удобен для размещения комплексов базы;

• безопасное место подлета и посадки лунных транспортных кораблей;

• постоянная прямая радио- и оптическая связь с Землей;

• наличие «области вечной тени», где возможно скопление замёрзшей воды для жизне- и технического обеспечения;

• наличие «места вечного света» (освещение солнечными лучами более 80% времени.

Лучшим местом для расположения базы, согласно исследованиям, является район Южного полюса Луны, вероятнее, район кратера Шеклтон (89° 54′ 0″ S, 0° 0′ 0″ E  (-89.9°, 0°)).

3. Транспортная сеть «Земля – Луна – Земля»

Определив местоположение базы, необходимо наладить постояннодействующую транспортную сеть «Земля – Луна – Земля». Мы предлагаем трёх-звеньевую сеть (Земля – земная орбитальная станция, земная орбитальная станция – лунная орбитальная станция, лунная орбитальная станция – Луна) с четырьмя связующими объектами (космодром «Восточный», земная орбитальная станция, лунная орбитальная станция, лунная база), соответственно. Для рейса «Земля – земная орбитальная станция (МКС или национальная российская станция, аналогичная станции «Мир») планируется Многоцелевая авиационно-космическая система (МАКС) для доставки грузов или людей.

Для рейса «земная орбитальная станция – лунная орбитальная станция»: межорбитальный буксир многократного использования (например, типа «Паром») или многоцелевой пилотируемый многоразовый космический корабль (например, типа «Клипер»).

Для рейса «лунная орбитальная станция – Луна»: многоразовая транспортная космическая система (МТКС) – корабль (например, типа «Буран-М» (модифицированный) на химических двигателях, водород для которых привозился бы с Земли, а кислород добывался бы из лунного грунта.

Для пилотируемой экспедиции предлагается ракета-носитель на базе «Ангара-А5» с тяжелой кислородно-водородной верхней и универсальным посадочным аппаратом.

4. Структура лунной базы «Надежда»

Структура базы состоит из зон, распределенных по функциям. Каждая зона включает в себя один или несколько комплексов, содержащих соответствующие сооружения, объекты и технические средства. Комплексы представляются в виде шестигранных двустенных (или одностенных) модулей, соединённых между собой «коридорными» модулями «оранжерейного» типа, в которых создаются теплицы или используются «под склад». Все зоны соединены между собой внутрибазовыми транспортными магистралями, выполненными в виде канатных или монорельсовых дорог.

До первой пилотируемой экспедиции к Луне придется доставить спутник связи, а на ее поверхность – посадочные маяки для обеспечения приемлемой точности посадки, луноходы, электростанцию , первые модули будущей базы.

На первом этапе лунная база должна состоять из пяти модулей: служебного, жилого, научного, промышленного и складского. Предполагается начать эксперименты с использованием лунных ресурсов: добыча льда, кремния, титана, железа и других элементов. В последнем будут храниться запасы системы жизнеобеспечения базы. Модули предполагается оборудовать подвижными шлюзами для стыковки на неровной поверхности и мотор-колесами на аккумуляторах, позволяющих пройти до 700 м. В связи с необходимостью экономить средства, длительность пребывания на базе экспедиции из шести человек составит один год.

На втором этапе база будет дооснащаться электростанциями, жилыми, лабораторными, складскими и промышленными (заводскими) модулями. На третьем этапе, когда будет налажена автономная инфраструктура базы, планируется строительство космопорта для полёта на другие планеты. Для отправки грузом с полезным материалом не исключено строительство лунной реактивной катапульты с минимальным расходом ракетного топлива.

Шестигранный модуль. Предназначен для жилой (двустенный) и служебной (одностенный) функции. Снабжён шестью (с каждой стороны) шлюзами, которые служат точками соединения с другими модулями. Длина грани модуля составляет 6 метров, высота (от пола до вершины купола) – 10 метров. Для защиты шестигранных модулей от метеоритов, космических лучей и экстремальных температур планируется создание «реголитового» купола толщиной в 1 метр. Для этого можно использовать технологию 3-D печати . Робот, похожий на бульдозер, будет собирать реголит и завозить его на вершину купола (см. https://www.youtube.com/watch?v=pk9PWUGkz7o). Возможно производство лунного бетона из реголита, который, согласно исследованиям, крепче земного. Также можно применять раскладную углепластиковую решётку с засыпанием реголита. Аналогичная технология используется в некоторых раскрывающихся радарах космических аппаратов. Космонавтам придется закрепить две стороны крыши на земле, а засыпкой займется автоматический луноход.

«Оранжерейный» модуль. Используется в качестве перехода в другие модули, а также в качестве оранжереи (с панелями из толстого акрилового стекла с антирадиационным составом) или складского помещения (цельнометаллический каркас). Ширина модуля - 6 метров, длина - от 10 метров, высота - 6-7 метров.

В нашем проекте лунная база «Надежда» имеет следующую структуру:

1. Жилая зона: жилой комплекс, санитарно-гигиенический блок, пищеблок, спортивный сектор, блок жизнеобеспечения.

2. Научно-исследовательская зона: центральный пульт контроля и управления системами жилой зоны, многофункциональный научный комплекс с лабораториями), комплекс медицинского обеспечения, астрофизическая станция, обсерватория, блок жизнеобеспечения и агрегаты систем обслуживания, служба связи с Землей и внутрибазовой связи, оранжереи.

3. Ремонтно-транспортная зона: ангары базирования передвижной техники, сервисная станция, станция для сборки, ремонта, проверки работоспособности, укладки к транспортировке аппаратуры, агрегатов и модулей технических средств орбитального производства, производство по ремонту и эксплуатации технических средств базы

4. Складская зона: склады экспортируемой продукции, ракетного топлива, хранилища и склады продуктов производства.

5. Зона космопорта: Центр управления полетом (ЦУП), Станция телеметрической связи, слежения за параметрами орбит и командных радиолиний космических кораблей, транспортных автоматических аппаратов, спутников системы энергоснабжения, лунной орбитальной станции (ЛОС), радиомаяки для посадки космических кораблей и аппаратов, стартово-посадочный комплекс.

6. Энергетическая зона: электростанция, энергоустановка: - приемная антенна (солнечные батареи, концентраторы излучения и др.) - преобразователь энергии; - накопители энергии. лунная орбитальная система энергоснабжения (ЛОСЭ).

7. Промышленная зона: жилой комплекс, завод переработки сырья и получения жидких и твердых продуктов, материалов: - кислорода, воды, метана, водорода, гелия-3 и др. - металлов (железа, алюминия, титана и др.) - цемента, стекла, керамики, композитных материалов, элементов электроники, чистых и редких на Земле веществ, медикаментов, завод промышленной продукции по производству аппаратуры, оборудования, агрегатов и модулей, строительных деталей и блоков.

Заключение

Лунный проект, конечно, дорогостоящее предприятие. Помимо государственных вложений, потребуются и вложение частных инвесторов. Но если наладить производство добычи полезных ископаемых, то со временем «Лунный проект» себя окупит и принесёт не только научную пользу, но и будет способствовать подъёму экономики. К тому же строительство лунной базы охватит не один десяток лет. Как нам думается, решение «лунных» задач обеспечит большую безопасность в будущих экспедициях на другие планеты.

Конечно, наш проект несколько наивен и недостаточно научнотехнологочен. Но мы юны и растущи.

Сегодня мы растём на Земле, завтра вырастем на Луне, а потом:

Здравствуй, Вселенная!'


Изготовление макета лунной базы "Надежда"

Список источников информации:

1. https://vk.com/topic-72907762_33944931;

2. "Творческое наследие Сергея Павловича Королёва. Избранные труды и документы". – М.: Наука, 1980;

3. А.И. Первушин "Битва за звёзды: космическое противостояние". – М.: АСТ, 2004;

4. Луна (космическая программа);

5. https://rns.online/military/Rossiya-otpravit-k-Lune-pyat-issledovatelskih-missii-do-2025-goda-2016-01-23/;

6. Легостаев В.П., Лопота В.А. «Луна - шаг к технологиям освоения Солнечной системы». – М.: РКК "Энергия", 2011;

7. http://law.pp.ru/mejdunarodnoe-pravo/perspektivy-osvoeniya-kosmosa-i-luny-p6;

8. https://stellar.d3.ru/iuzhnyi-polius-luchshee-mesto-na-lune-dlia-razmeshcheniia-pervoi-lunnoi-bazy-1116180/;

9. http://wordscience.org/lunnyj-krater-sheklton-soderzhit-led.html;

10. https://en.wikipedia.org/wiki/Shackleton_(crater);

11. «Путешествия к Луне» Ред.-сост. В.Г. Сурдин. – М.: Физматлит, 2009;

12. http://www.buran.ru/htm/maxmain.htm;

13. http://www.buran.ru/htm/cliper.htm;

14. Ангара (семейство ракет-носителей);

15. http://novosti-kosmonavtiki.ru/forum/;

16. http://marstraktor.livejournal.com/167443.html;

17. https://geektimes.ru/post/241202/;

18. http://itc.ua/blogs/kosmicheskij_beton_ili_chem_bogaty_asteroidy_45537/;

19. http://kosmolenta.com/index.php/488-2015-01-15-moon-seven;

20. http://moscowaleks.narod.ru/astrosos3.html;

21. http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/18.html;

22. https://hi-news.ru/technology/iz-chego-sdelany-illyuminatory-kosmicheskogo-korablya-orion.html.


На визитку команды

На список проектов всех команд

На страницу проекта Самара. Космос. Новый виток

На главную