Операция Луна
Оригинал взят у vitus_wagner в Операция Луна 2012-11-17 23:03:00
Давно бродит у меня мысль описать, с чего следовало бы начать, если бы человечество решило устроить Вторую Космическую Эру. Не играться с АМС на деньги, сравнимые с грантами на исследование хеттской любовной лирике, а серьезно заниматься этим делом. С тем чтобы в считанные годы получить значимый результат. Как строились трансконтинентальные железные дороги в Америке, переводились с угля на нефть военно-морские флоты или покрывалась планета интернет-каналами и вышками сотовой связи.
Представим себе для начала, что финансовых ограничений у нас нет вообще. Ну, например нам удалось подгрести под данную программу весь военный бюджет всех развитых стран. Или уговорить всех неплательщиков налогов в США заплатить недоимку целевым образом в фонд нашей программы.
То есть у нас ограничения только технические. Про ограничения связанные с нехваткой квалифицированного персонала можно забыть. В такой проект добровольцы набегут. А нужно-то в общем-то и не так уж много.
Первая задача - геологическая съемка Луны и основание на ней нескольких промышленных городов, основная задача которых - обеспечить производство ракетного топлива и массивных корпусных деталей для межпланетных кораблей, поскольку поднимать с Луны всё это гораздо проще, чем с Земли.
Города должны быть такими, чтобы обеспечить существование своих жителей в течение не менее чем 3-5 лет при условии полного прекращения поставок с Земли (если они просуществуют там 5 лет, они просуществуют и тыщу - за пять лет люди, желающие выжить, наладят произвоство недостающего).
Поэтому ставить города надо не где попало, а около перспективных месторождений различных полезных ископаемых.
В первую очередь - водяного льда. Тем более что он нужен не только для систем жизнеобеспечения. Один из целевых продуктов - ракетное топливо - проще всего получать как раз электролизом воды и последующим сжижением получившихся газов.
Соответственно, первым этапом программы должна быть геологическая съемка с последующей разведкой перспективных месторождений и место под города.
Производить геологическую съемку имеет смысл подвижными отрядами, наподобие антарктических санно-гусеничных поездов. Численность каждого отряда 12-16 человек, из которых большая часть - исследователи различного профиля, плюс инженеры по эксплуатации всей применяемой техники, плюс, вероятно, врач в каждом отряде.
Поскольку тогда заодно и наберется куча данных по работе человеческого организма в условиях Луны, которые нам всё равно понадобятся.
NASA уже разрабатыает и даже испытывает в рамках проекта Desert Rats вездеходы, вполне пригодные для таких мобильных отрядов.
Самое главное, когда у нас по одному маршруту едет караван из 6-8 обитаемых вездеходов, заложенная в проект возможность стыковки и объединения их в единое жизненное пространство обретает смысл. На стоянке можно образовать этакий вагенбург.
Кроме обитаемых вездеходов (один на двух человек), оснащенных различным лабораторным оборудованием, в состав каравана должны входить как минимум
1. Ремлетучка с краном и запасом запчастей,
2. Подвижная буровая установка с рабочей глубиной не менее 100 м
3. Возможно еще имеет смысл отдельная машина - база подвижных роботов-роверов.
Эти установки могут быть смонтированы на том же шасси, что и обитаемые вездеходы, но без кабин с системой жизнеобеспечения.
Кроме людей в состав экспедиции должны входить небольшие подвижные роверы весом 10-20 килограмм с оборудованием для съемки и сбора образцов. Чтобы не бегать человеку каждый раз. Оборудованием для анализа собранных образцов эти аппараты утяжелять не надо. Лабораторное оборудование у нас в больших вездеходах, обитаемых.
Вести с собой запас расходных материалов на весь период такая группа не должна. Её всё равно высаживать на поверхность Луны из космоса. Значит можно и снабжать из космоса. Поэтому набор расходных материалов, возимых с собой, должен быть примерно равен грузоподъемности одного высадочного модуля.
Одновременно на Луне должны работать не менее десятка таких отрядов. Они должны быть поддержаны мощной группировкой аппаратов связи и дистанционного зондирования. Возможно не одной - отдельно группировка низкоорбитальных спутников (на высоте чуточку выше лунных гор) отдельно - высокоорбитальных.
Кроме вездеходов, которые уже фактически испытаны, нам нужен лунно-посадочный модуль. Который способен высадить такой вездеход (весом вряд ли сильно больше Curiosity) на Луну в сборе.
Возможно те же самые посадочные модули имеет смысл использовать в качестве разгонных блоков для доставки грузов с околоземной орбиты на окололунную. Навесить только дополнительные баки. Никаких двигателей малой тяги на этом этапе проекта. Сквозь радиационные пояса Земли надо пролетать быстро, поэтому разгонный блок должен быть на химическом топливе. Малая тяга - это для межпланетных перелетов.
Для доставки грузов на околоземную орбиту использовать SkyLon-ы. Предполетное обслуживание SkyLon-а по проекту должно составить двое суток, соответственно флот из 10 SkyLon-ов может обеспечить три полета в сутки, и доставку на околоземную орбиту 45 тонн грузов в день. Да, я знаю что SkyLon еще не взлетел. Но для разработки высадочного модуля, буровой установки и прочих необходимых для мобильных баз компонент тоже нужно время, поэтому начать старты завтра всё равно не получится.
На околоземной орбите придется завести перевалочную базу - крупную орбитальную станцию, на орбите, плоскость которой совпадает с плоскостью лунной орбиты. Видимо, надо позаботиться о том, чтобы в жилых помещениях этой станции за счет центробежной силы создавалась сила тяжести, равная лунной. Это сильно упростит организацию жизнеобеспечения.
На этой базе доставленные в разобранном виде (габариты грузового отсека skylon-а не так уже велики) обитаемые отсеки вездеходов и баки высадочных модулей собираются и формируются блоки для заброски на окололунную орбиту.
На окололунной орбите тоже, вероятно потребуется обитаемая база. Основная её задача - быть готовой в любой момент отправить посадочный модуль к любому из работающих отрядов. То-ли с целью срочной доставки запчастей, то-ли с целью эвакуации. Плюс с этой же базы осуществляется управление спутниковой группировкой (чтобы не делать это с расстояния полутора световых секунд), сбор информации с оставленных мобильными отрядами геофизических датчиков и, возможно, отрядами роботов-роверов, работающих отдельно от человеческих отрядов.
Параллельно с разворачиванием этих экспедиционных работ, на Земле в каких-нибудь районах с экстремальными климатическими условиями (ЗФИ, Гималаи, Центральная Антарктида), отрабатываются технологии строительства куполов с замкнутыми системами жизнеобеспечения. С постановкой задачи:
1. Минимизировать доставляемую на место массу (использовать местные горные породы в качестве почвогрунтов для замкнутой экосистемы)
2. По возможности упихать все доставляемые части в габариты грузового отсека SkyLon и 15-тонный лимит веса.
Я думаю, что решить вторую задачу полностью не удастся. Известные сейчас конструкции малогабаритных атомных реакторов весят больше 15 тонн. А как обойтись без АЭС для постоянного поселения на Луне я не представляю. По крайней мере на первом этапе. Потом, когда научимся делать из местных материалов солнечные батареи квадратными километрами и огромные дьюары для запасания кислорода и водорода на двухнедельную лунную ночь, можно будет попробовать. А пока энергетическое оборудование везем с Земли, АЭС удобнее.
Поэтому для доставки реактора на орбиту придется задействовать что-то типа Falcon-Heavy. Если только к моменту, когда потребуется его запуск, не будет накоплен достаточный опыт эксплуатации SkyLon, чтобы выпустить шестимоторный SkyLon-Heavy с полезной нагрузкой тонн 60.
Я полагаю, что в течение года-двух работы пары десятков мобильных отрядов будут найдены места для строительства первых купольных поселков и и может быть начато это строительство, с перспективой на 4-5 год перевести мобильные отряды на снабжение по крайней мере топливом из местных ресурсов.
[.]
______________________________________________
Правила ИГРЫ СО-сообществ 3-го круга: 2 Академия, Марсианский трактор, Мир Полдня, Школа 3.0, ЗОНА СИНГУЛЯРНОСТИ. +оЗадачник.