Этапы строительства лунной базы по новой технологии
Новый прорывной способ строительства лунной базы предполагает следующие этапы:
1. Создание запасов конструкционных и технологических материалов в районе размещения будущей лунной базы: бериллия, алюминия, титана, железа, меди, никеля, вольфрама, а так же углерода, углеводородов и различных соединений хлора и фтора. Запасы создаются в форме искусственных месторождений, на глубине нескольких метров под лунной поверхностью. Технология создание - жесткая ударная посадка грузов в виде длинных стержней (тросов, цепей и т.п.) в грунт на скорости около 2500 м/с. Заглубление грузов в грунт происходит по принципу действию кумулятивной струи на преграду. Через небольшое отверстие порция груза массой 3-4 тонны "впрыскивается" в скальную породу, тормозится и образует в камуфлетной емкости "магматический" очаг расплавленного металла (около 1/3 вещества испаряется и быстро охлаждается за счет работы раздвижения и дробления скальной породы, передачи тепла породе через развитую контактную поверхность образовавшихся в скале трещин.
Бустеры, сбрасывающие сырьё на поверхность Луны в процессе её облёта, за счет экономии топлива (благодаря исключению посадки) способны вернуться на исходную околоземную орбиту и, после заправки, снова использоваться. В результате транспортные затраты сокращаются до 10 раз.
2.1. Высадка на Луну технологических модулей с принтерами 3D-печати и транспортно-добывающими модулями. Производится вскрытие грунта над месторождениями и извлечение сырья. Сырье отчищается от фрагментов реголита, а затем используется для фабрикации принтерами конструкций и агрегатов базы. Изготавливаются химико-технологические модули, предназначенные для выделения из реголита кислорода и металлов (для чего необходимы запасы углерода, хлора и фтора), горно-добывающее оборудование, роверы и летательные аппараты (луноходы, лунолёты и взлётно-посадочные модули), жилые модули, а также коллекторы приёмки грузов закрытого типа, которые способны удерживать газообразные продукты грузов, полностью испаряющихся при жесткой ударной посадке.
2.2. Высадка первоначальных жилых модулей, экипажа базы (первоначально 4-6 человек) и лунной центрифуги ГравиСити, обеспечивающей воспроизводство в жилых модулях вес на уровне земного и/или марсианского тяготения. Развертывание кольца (бублика) ГравиСити и запуск центрифуги в эксплуатацию.
3. Разработка местных ресурсов, переход на их использование для производства кислорода, воды, ракетного топлива, металлов и кремния. Поставки сырья с Земли ограничиваются веществами, которые дефицитны на Луне.
4. На орбиту вокруг Луны выводятся низкоорбитальные коллекторы лунного грунта и сырья - ловушки серий микропорций грузов (1-10 граммов), потоки которых с Луны на орбиту формируется малогабаритными (короткоствольными) скорострельными катапультами. Принцип действия катапульт, ускоряющих грузы только до суборбитальной скорости, основан на апробированной технологии газового метания предметов (с сохранением используемых газов). Применяются так же легкие механические (центробежные) и электромагнитные катапульты.
Продукция лунной базы после выведения на окололунную орбиту пересылается клиентам в околоземное космическое пространство в качестве конструкционных материалов и компонентов ракетного топлива.
5.1 На низкую околоземную орбиту выводятся коллекторы высокоскоростных потоков вещества для перехвата грузов со стороны Луны (компоненты ракетного топлива, редкоземельные материалы и т.п.) и, в пределах баланса импульсов, перехвата суборбитальных грузов с поверхности Земли. Благодаря использованию суборбитальных ракет обеспечивается на 90-99% сокращение затрат на доставку грузов в космос (на орбитальные коллекторы). Заправка топливом и оснащение теплозащитными тормозными экранами (изготовленными из лунного сырья) вторых (орбитальных) ракетных ступеней, обеспечивает их возвращение на Землю и многократное использование на ряду с первыми многоразовыми ступеням РН.
5.2. На низкой околоземной орбите коллекторы суборбитальных грузов создаются и используются независимо от потоков вещества с лунной базы, благодаря применению электроракетных двигателей, тяга которых используется для компенсации тормозных импульсов при захвате грузов. Этот способ многократного сокращения затрат на доставку грузов может быть реализован на этапах 1 и 2, что обеспечит многоразовые межорбитальные буксиры (бустеры), доставляющие сырье к будущей лунной базе, ракетным топливом по цене 1 тыс. долл./кг.
Примечание.
Этап номер 1 имеет хороший потенциал коммерциализации. Работа по созданию запасов металлов и технологических материалов для технологических модулей в районах размещения будущих лунных баз, может производиться по заказам частных аэрокосмических компаний и национальных аэрокосмических агентств. Такие стратегические запасы компания AVANTA с инвесторами может создавать на Луне впрок, продавая потом «месторождения» будущим колонизаторам Луны.
Затраты на создание обогащенных ценным сырьем лунных участков меньше чем затраты на запуск геостационарных спутников, даже в том случае если используется одноразовые бустеры (межорбитальные буксиры), т.к. приращение скорости составляет около 3000 м/с.
При использовании облетных траекторий, с гашением двигателями скорости в перигее, бустеры используются многократно (после дозаправки), что обеспечивает дополнительную экономию.
Торговля запасами металлов и сырья на участках под застройку лунных баз при использовании производных финансовых инструментов, может производиться без предварительных затрат AVANTA & Co на доставку сырья на Луну. Торговля опционами позволяет привлечь деньги для первых шагов в создании ресурсного плацдарма на Луне. Дробление запасов сырья на Луне на мелкие части (не в физическом смысле, только в правовом) сделает покупку опционов, а затем и готовых запасов, доступной мелким инвесторам. Таким образом, при минимальных вложениях в проект (в основном в рекламу) компания AVANTA и её партнеры смогут получить начальный капитал на НИОКР и реализацию.
Видео приложение: прототипы технологических модулей для изготовления базы непосредственно на Луне методом 3D-печати.
Продолжение темы коллекторов см. здесь.
UPD 4 мая 2016.
Рассмотренная технология, используемая в системе лун Марса, приносит дополнительный бонус в виде возможности утилизации запасов механической энергии, содержащихся в веществе Фобоса и Деймоса. В следующих статьях рассматривается способ утилизации колонистами этой энергии на основе падающих в гравитационную яму Марса потоков вещества марсианских лун.
1. Создание запасов конструкционных и технологических материалов в районе размещения будущей лунной базы: бериллия, алюминия, титана, железа, меди, никеля, вольфрама, а так же углерода, углеводородов и различных соединений хлора и фтора. Запасы создаются в форме искусственных месторождений, на глубине нескольких метров под лунной поверхностью. Технология создание - жесткая ударная посадка грузов в виде длинных стержней (тросов, цепей и т.п.) в грунт на скорости около 2500 м/с. Заглубление грузов в грунт происходит по принципу действию кумулятивной струи на преграду. Через небольшое отверстие порция груза массой 3-4 тонны "впрыскивается" в скальную породу, тормозится и образует в камуфлетной емкости "магматический" очаг расплавленного металла (около 1/3 вещества испаряется и быстро охлаждается за счет работы раздвижения и дробления скальной породы, передачи тепла породе через развитую контактную поверхность образовавшихся в скале трещин.
Бустеры, сбрасывающие сырьё на поверхность Луны в процессе её облёта, за счет экономии топлива (благодаря исключению посадки) способны вернуться на исходную околоземную орбиту и, после заправки, снова использоваться. В результате транспортные затраты сокращаются до 10 раз.
2.1. Высадка на Луну технологических модулей с принтерами 3D-печати и транспортно-добывающими модулями. Производится вскрытие грунта над месторождениями и извлечение сырья. Сырье отчищается от фрагментов реголита, а затем используется для фабрикации принтерами конструкций и агрегатов базы. Изготавливаются химико-технологические модули, предназначенные для выделения из реголита кислорода и металлов (для чего необходимы запасы углерода, хлора и фтора), горно-добывающее оборудование, роверы и летательные аппараты (луноходы, лунолёты и взлётно-посадочные модули), жилые модули, а также коллекторы приёмки грузов закрытого типа, которые способны удерживать газообразные продукты грузов, полностью испаряющихся при жесткой ударной посадке.
2.2. Высадка первоначальных жилых модулей, экипажа базы (первоначально 4-6 человек) и лунной центрифуги ГравиСити, обеспечивающей воспроизводство в жилых модулях вес на уровне земного и/или марсианского тяготения. Развертывание кольца (бублика) ГравиСити и запуск центрифуги в эксплуатацию.
3. Разработка местных ресурсов, переход на их использование для производства кислорода, воды, ракетного топлива, металлов и кремния. Поставки сырья с Земли ограничиваются веществами, которые дефицитны на Луне.
4. На орбиту вокруг Луны выводятся низкоорбитальные коллекторы лунного грунта и сырья - ловушки серий микропорций грузов (1-10 граммов), потоки которых с Луны на орбиту формируется малогабаритными (короткоствольными) скорострельными катапультами. Принцип действия катапульт, ускоряющих грузы только до суборбитальной скорости, основан на апробированной технологии газового метания предметов (с сохранением используемых газов). Применяются так же легкие механические (центробежные) и электромагнитные катапульты.
Продукция лунной базы после выведения на окололунную орбиту пересылается клиентам в околоземное космическое пространство в качестве конструкционных материалов и компонентов ракетного топлива.
5.1 На низкую околоземную орбиту выводятся коллекторы высокоскоростных потоков вещества для перехвата грузов со стороны Луны (компоненты ракетного топлива, редкоземельные материалы и т.п.) и, в пределах баланса импульсов, перехвата суборбитальных грузов с поверхности Земли. Благодаря использованию суборбитальных ракет обеспечивается на 90-99% сокращение затрат на доставку грузов в космос (на орбитальные коллекторы). Заправка топливом и оснащение теплозащитными тормозными экранами (изготовленными из лунного сырья) вторых (орбитальных) ракетных ступеней, обеспечивает их возвращение на Землю и многократное использование на ряду с первыми многоразовыми ступеням РН.
5.2. На низкой околоземной орбите коллекторы суборбитальных грузов создаются и используются независимо от потоков вещества с лунной базы, благодаря применению электроракетных двигателей, тяга которых используется для компенсации тормозных импульсов при захвате грузов. Этот способ многократного сокращения затрат на доставку грузов может быть реализован на этапах 1 и 2, что обеспечит многоразовые межорбитальные буксиры (бустеры), доставляющие сырье к будущей лунной базе, ракетным топливом по цене 1 тыс. долл./кг.
Примечание.
Этап номер 1 имеет хороший потенциал коммерциализации. Работа по созданию запасов металлов и технологических материалов для технологических модулей в районах размещения будущих лунных баз, может производиться по заказам частных аэрокосмических компаний и национальных аэрокосмических агентств. Такие стратегические запасы компания AVANTA с инвесторами может создавать на Луне впрок, продавая потом «месторождения» будущим колонизаторам Луны.
Затраты на создание обогащенных ценным сырьем лунных участков меньше чем затраты на запуск геостационарных спутников, даже в том случае если используется одноразовые бустеры (межорбитальные буксиры), т.к. приращение скорости составляет около 3000 м/с.
При использовании облетных траекторий, с гашением двигателями скорости в перигее, бустеры используются многократно (после дозаправки), что обеспечивает дополнительную экономию.
Торговля запасами металлов и сырья на участках под застройку лунных баз при использовании производных финансовых инструментов, может производиться без предварительных затрат AVANTA & Co на доставку сырья на Луну. Торговля опционами позволяет привлечь деньги для первых шагов в создании ресурсного плацдарма на Луне. Дробление запасов сырья на Луне на мелкие части (не в физическом смысле, только в правовом) сделает покупку опционов, а затем и готовых запасов, доступной мелким инвесторам. Таким образом, при минимальных вложениях в проект (в основном в рекламу) компания AVANTA и её партнеры смогут получить начальный капитал на НИОКР и реализацию.
Видео приложение: прототипы технологических модулей для изготовления базы непосредственно на Луне методом 3D-печати.
Click to view
Продолжение темы коллекторов см. здесь.
UPD 4 мая 2016.
Рассмотренная технология, используемая в системе лун Марса, приносит дополнительный бонус в виде возможности утилизации запасов механической энергии, содержащихся в веществе Фобоса и Деймоса. В следующих статьях рассматривается способ утилизации колонистами этой энергии на основе падающих в гравитационную яму Марса потоков вещества марсианских лун.