Подлунные лабиринты золотого тельца
Общественные насекомые дают пример создания колоний во враждебной среде. Цивилизация термитов - жизнь в герметизированных тоннелях под землей с особым газовым составом, отличным от обычного атмосферного. Термиты - пришельцы из прошлого, своего рода внеземные колонисты - они вынуждены поддерживать в термитнике состав атмосферы такой, какой она была многие миллионы лет назад. Это образец для жизни на Луне. Точнее пример того, что на Луне проще жить под поверхностью, чем снаружи.
На Луне надо жить либо в жилищах засыпанных толстым слоем реголита либо под поверхностью на глубине 5 метров. Космическая радиация требует ухода под толстый слой грунта. С точки зрения любителей космических просторов термитно-кротовая жизнь мало привлекательна. Но с точки зрения разработчиков лунных рудных запасов, уход под «землю» вглубь Луны - это то самое, что нужно, ведь всё равно придется пробивать сотни и тысячи метров штолен - без этого не добраться до залежей ценных металлов. Вряд ли открытая разработка залежей будет дешевле. А без этого шахтерам-селенитам нечего делать на поверхности Луны, под губительными потоками солнечного ветра и галактического излучения. Их дело в шахте работать, а не лунным туризмом заниматься.
Скафандр - очень неудобная вещь для занятия физической работой. Да и не дешевая к тому же. Сложно представить колонистов в скафандрах с киркой и лопатой, буром и отбойным молотком, которые при помощи взрывчатки и мата пробиваются к лунным сокровищам. Понятно, что если проходческие работы проводить в вакууме, то из-за скафандра ручной труд исключен, надо использовать проходческий щит, модернизированный под лунные условия и максимально облегченный и миниатюризированный. Как всегда, по традиции, разработчики такого проходческого щита затребуют 10-15 лет времени на разработку и отладку и 30-50 млрд. долларов за работу. Да, такой автоматизированный щит надо будет создавать, но есть ли другой, обходной вариант, который позволит начать освоение лунных богатств значительно раньше, до того как будут созданы безлюдные горнодобывающие технологии? Такой обходной вариант существует - это, так сказать, термитизация горных работ, т.е. герметизация тоннелей и заполнение их газами с нужным составом и давлением, что позволит освободить колонистов от скафандров и, таким образом, использовать ручной труд в горнодобывающей промышленности Луны.
Разумеется, ручной труд будет использоваться лишь в той мере, в какой он будет необходим при осуществлении буро-взрывных и сопутствующих работ. Лунным шахтерам не придется только киркой и лопатой пробивать тоннели - будут использованы современные технологии. Здесь важно то, что эти технологии не придется длительно адаптировать к условиям космического вакуума и резкого перепада температур - в рабочей зоне будет поддерживаться газовая среда и необходимое давление. Не следует так же ожидать проблем с отравлением искусственной атмосферы газами взрывчатки - в настоящее время созданы экологически безвредные виды взрывчатки, которые не дают после взрыва ядовитых отходов. В крайнем случае, в зоне взрывных работ, изолированных шлюзами, бригады могут работать в кислородных масках, а газы отработанной взрывчатки тогда отфильтровываются из атмосферы отсека и используются в качестве сырья для производства новых порций взрывчатых веществ. Так же, поскольку работы проводятся в скальных породах, ниже слоя из реголита, попутно решается проблема устранения контакта с биологически опасными частицами лунной пыли - а в забоях не будут генерироваться частицы со свойствами пылинок реголита. Ну и, кроме того, в запасе остается гидроабразивная резка скальных пород - чисто, тихо и быстро.
Если ориентироваться на опыт пребывания людей на МКС, то срок службы сменной бригады шахтеров на Луне может быть от 6 месяцев до 12. Опыта длительного пребывания человека в условиях пониженной лунной гравитации нет, поэтому приходится брать в качестве ориентира опыт пребывания в условиях длительной микрогравитации (невесомости). Вместе с тем, наличие в лунной колонии слабой гравитации, позволяет применить для борьбы с нею, точнее с её недостаточностью, такое средство, которое неприменимо на МКС. В отличие от космонавта, селенит может носить утяжелители (например, из золота) на корпусе тела, ногах и руках, которые не ограничивая его работоспособность, эффективно имитируют действие земного тяготения.
Дополнительно, к этому индивидуальному средству, в ходе развертывания горнодобывающей базы, достаточно быстро могут быть созданы коллективные имитаторы земного тяготения - кольцевые тоннели с радиусом 150-300 метров, оснащенные узкоколейной рельсовой путевой структурой или же обычным дорожным полотном для движения пассажирских мини вагонов. Конструктивно такой вагон подобен микроавтобусу и представляет собой так называемый «дом на колесах». Сила тяжести в вагоне равная земной будет при скорости его движения около 38 м/с (137 км/ч) по кольцевому тоннелю с радиусом 150 м. Составы из таких пассажирских мини поездов стали бы реабилитационными центрами, где селениты проходили бы курсы релаксации в условиях воспроизводящих их обычный земной вес. Такие центры, могли бы существенно удлинить время работы бригад и сократить затраты на смену персонала. Если отдых селенита в поезде с земной тяжестью в течении длительного времени (нескольких недель или даже месяцев) будет дешевле его отправки на Землю для реабилитации и последующего возвращения на Луну, то это решает вопрос о практически бессрочном пребывании человека на Луне. При указанных мерах защиты организмов селенитов, срок их пребывания на базе может быть доведен до 2 лет, что соизмеримо с плановой длительностью марсианской экспедиции без указанных защитных мероприятий и считается психологически допустимым. А вот энтузиасты-экстремалы из артелей вольных рудокопов могут жить и работать в подлунных лабиринтах столько, сколько их душе угодно.
Итак, массовое использование живой силы вместо обезлюженных полностью роботизированных, но пока супердорогих горнодобывающих комплексов может способствовать созданию лунных приисков ценных металлов в ближайшем будущем. Это дешевле и проще - чем больше людей, тем больше объемы добычи драгметаллов. А прибыль от таких предприятий с ручным трудом может быть реинвестирована в разработку полностью обезлюженных лунных производств. В виду того, что в данном случае стоимость рабочей силы имеет значение для рентабельности лунного бизнеса, преимущества на этом этапе освоения лунных ресурсов будут иметь Китай, Индия и другие члены космического клуба с недорогими трудовыми ресурсами.
Создание первых космических колоний рудокопов может происходить с минимальным участием земных государств. Риски физического ущерба и убытков могут взять на себя сами колонисты при содействии коммерческих компаний и банков. Товарищества колонистов могут выступать арендаторами необходимых им космических транспортных средств и горного оборудования, покупателями орбитальных запасов ракетного топлива и сырья. Опросы, посвященные проблеме внеземных колоний, показали, что на планете всегда найдется один-другой миллион человек, готовых принять участие в колонизации богатого ресурсами внеземелья.
Закапывание в глубь даст хорошее решения для развития базы - шахты будут находится ниже реголита, в скале (избавление от опасного соседства с лунной пылью). Вопрос с радиацией решается автоматически. Вопрос с новыми помещениями тоже. В газонаполненной шахте люди могут работать без скафандра или в упрощенном его варианте. А это очень важно для повышения производительности труда - с современными средствами механизации за смену один забойщик способен более 100 тонн породы вырубать. Кроме того, в газонаполненной шахте с постоянной температурой можно использовать стандартные землепроходческие машины, без их супердорогой модернизации для работы в вакууме и перепаде температур. Это очень важно для экономии средств на открытие базы.Таким образом, если уходить в глубь Луны, то открытие базы должно начинаться бурением первичного ствола, что выгодно делать прямо из космоса аппаратами с кинетическими снарядами из вольфрама (скорость входа в грунт до 3000 м/с, но известно как сделать еще больше). Если кинетические снаряды направлять точно в одно место, что возможно при создании связки или цепи металлических болванок-ударников на общем тросе, то к моменту высадки первой смены главный ствол базы-шахты будет готов. Почему бы не использовать возможности космической техники для глубокого бурения Луны?
Колонисты-шахтеры лучше поверхностных колонистов. Первые каждые сутки пребывания на Луне, используя буровзрывной метод, увеличивают протяженность треков (на 30-60 метров в месяц и больше при его сечении 5мХ6м). Вторые просто проходят расстояние по поверхности Луны, колеся по ней из любопытства. За год небольшая группа рудокопов с минимальным горным оборудованием создаст тоннели протяженностью от 1000 до 2000 метров, которые могут приютить сотни новых подлунных колонистов. При использовании механизации длина базы-тоннеля за год может возрасти до десятка километров.
Бродить в подлунном мире не менее интересно, чем на поверхности. На Земле самые глубокие шахты достигли шести километров глубины. В условиях Луны при пониженной в шесть раз гравитации, те же технологии позволяют создание шахт глубиной до 40 км. Скважины на Луне также будут сверхглубокими по земным меркам - больше 70 км. До «оливинового пояса» далеко, но если постараться и применить космические методы бурения скважин, то может быть и получиться добраться до самого дна …
UPD
Строительство подземной части лунной базы, в виде тоннеля длиной 300 метров и шириной 6 метров (при высоте 5 метров) возможно в течение 6-12 месяцев при использовании минимальной механизации. Для этого требуется бригада из пяти звеньев при трех рабочих в каждом звене. Итого 15 человек. Длительность смены - 6 часов. Одно звено работает, три отдыхают и ждут свою смену, для пятого звена выходной день. Если же на строительство базы-тоннеля забросить только трех горных рабочих, то за 6-12 месяцев они пробьют штрек длинной 60 метров, площадь которого составит 360 м2.
Для газа заполнения трехсот метровой базы потребуется 9000 м3 какого-либо газа или смеси газов. Смесь азота с кислородом при нормальном давлении масса газовой среды будет равна 11 тоннам, где доля азота равна 9 тоннам. Кислород можно получить из лунного грунта или лунного водяного льда, используя метановый цикл, а азот придется доставлять с Земли, например, в составе аммиака. Можно обойтись без азота, понизив давление в три раза, оставив только чистый кислород, что потребует 3,8 тонн кислорода.
В минимальном варианте, когда используется труд только троих шахтеров, потребная масса воздуха равна 2,3 тоннам при давлении 1 бар.
Использование проходческих комбайнов резко увеличит темпы строительства подлунной базы. Например, проходческий комбайн КПШ-1 имеет массу 17 тонн, которая может быть сокращена до 6 тонн при замене стали авиационными алюминиевыми сплавами и композитами. Такой комбайн отдельными частям может быть доставлен на Луну и собран бригадой из трех человек.
Перепост в МарсТракторе