Притяжение Луны
(источник, здесь с сокращениями)
В последнее время в России звучит особенно много заявлений о необходимости активизации отечественной лунной программы. Вице-премьер Дмитрий Рогозин назвал колонизацию Луны «стратегической задачей». Глава Института космических исследований Лев Зеленый предположил, что Россия вернется на Луну в конце следующего десятилетия посредством реализации нескольких лунных миссий. В «НПО имени С.А. Лавочкина» готовятся к совместной с партнерами из Евросоюза разработке техники для российской лунной программы. Планы освоения Луны вынашивает и сколковский резидент «Лин Индастриал», реализующий в рамках космического кластера Фонда проект «Адлер».
Проект направлен на разработку и изготовление двухступенчатой ракеты-носителя (РН) космического назначения легкого класса с полезной нагрузкой до 700 килограммов (второй вариант предусматривает нагрузку до 1 тысячи килограммов) на экологически безопасных топливных компонентах. В рамках других проектов компания создает трёхступенчатую РН космического назначения «Таймыр» с полезной нагрузкой до 135 килограммов, а также двухступенчатую ракету «Алдан» с полезной нагрузкой до 100 килограммов. Оба типа ракет - сверхлегкого класса, на экологически безопасных топливных компонентах (инженеры «Лин Индастриал»предлагают использовать «коктейль» из керосина и перекиси водорода). Создание таких ракет отражает очевидную тенденцию последнего десятилетия - переход от тяжелых спутников массой несколько тонн к аппаратам микро- и нанокласса. Не исключено, что в будущем сверхлегкими ракетами можно будет доставлять на низкую околоземную орбиту или даже к Луне аппараты, необходимые для освоения спутника Земли. В материале, написанном специально для Sk.ru, Александр Ильин, генеральный конструктор «Лин Индастриал», разъяснил суть российской лунной программы со всеми ее плюсами и возможными рисками и описал, как в эти планы могут быть интегрированы разработки сколковской компании.
10 октября в конференц-зале ТАСС состоялся круглый стол на тему «Изучение ближайших планет Солнечной системы на примере освоения поверхности Луны». Представители Федерального космического агентства, РКК «Энергия», ИКИ РАН, НПО им. С.А. Лавочкина, ЦНИИмаш и «Центра Келдыша» рассказали журналистам о разработке национальной стратегии освоения нашего естественного спутника. Дополнительная информация о российской лунной программе была представлена на V Международном московском симпозиуме по исследованиям Солнечной системы, который проходил в Институте космических исследований в середине октября.
Итак, в качестве цели на ближайшие тридцать-сорок лет Россия выбирает Луну! Собрать пазл разрозненных предложений в единую картину отечественной лунной программы помогли также многочисленные проекты документов и предложений ведущих космических предприятий и отраслевых институтов.
На подлете к Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Александр Ильин. Фото: из личного альбома
Люди на Луне
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
База на Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Что почем?
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Лоскутное одеяло противоречивых предложений
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Критикуя - предлагай!
Следуя призыву подзаголовка, команда «Лин Индастриал» предлагает свой вариант проекта развертывания лунной базы - «Луна семь» (седьмая высадка человека на Луну). Благодаря помощи группы энтузиастов, среди которых есть и представители космической отрасли, нам удалось в первом приближении определить параметры, как самой базы, так и транспортной системы необходимой для её строительства.
Лунный пейзаж. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Основная идея предложения - «Лететь сегодня!»: в проекте используются только те средства, создание которых возможно в ближайшем (в течение 5 лет) будущем.
В качестве основы транспортной системы предполагается использовать модернизированную ракету «Ангара-А5». Предложены два варианта модернизации носителя: замена четырехкамерного двигателя РД0124А тягой 30 тс на УРМ II двумя двигателями РД0125А суммарной тягой 59 тс. Такая возможность не требует значительных изменений конструкции РН и уже рассматривалась ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Второй вариант модернизации - замена УРМ II и кислородно-водородного разгонного блока КВТК на один большой кислородно-водородный разгонный блок, что позволит значительно увеличить массу ПН на отлетной траектории к Луне.
Для выхода на орбиту Луны и посадки в проекте используется посадочная ступень на основе существующего и отработанного РБ «Фрегат». Конечно, мы отдаем себе отчет в том, что космическая техника - не кубики детского конструктора и значительная доработка порой означает полную переделку РБ или КА.
По предварительным расчетам, транспортная система на основе модернизированной «Ангары А5», кислородно-водородного разгонного блока и «лунного Фрегата» сможет доставить на поверхность Луны чистый груз массой 3,2 - 3,6 тонн (в зависимости от выбранного варианта модернизации РН и не включая сухую массу «лунного Фрегата» - приблизительно 1,2т).
В предложении «Луна семь» все грузы - модули базы, электростанция, негерметичный луноход, заправщики и двухместный пилотируемый корабль - должны быть вписаны в эти «кванты» массы.
Конструкция пилотируемого лунного корабля основывается на использовании корпусов спускаемого аппарата и бытового отсека «Союза». Корабль садится на поверхность Луны без топлива на обратный путь. Запас, необходимый для возвращения, должны предварительно доставить два заправщика.
Вызывает сомнения возможность «втиснуть» пилотируемый КА, состоящий из спускаемого аппарат, бытового отсека (выполняет, в том числе, и функцию шлюзовой камеры) и «лунного Фрегата» с посадочными опорами в 4,4-4,8 тонны. Ясно, что для этого потребуются высокая «весовая культура» и новая элементная база. Однако хочу напомнить, что масса маневрирующего двухместного КА Gemini, способного выполнять сближение и стыковку на орбите, составляла 3,8 тонн.
Прямая схема полета, без стыковки на орбите Луны, при всех её недостатках имеет и ряд преимуществ. Корабль не ожидает возвращения экспедиции на орбите в течение длительного времени. Снимается проблема наличия стабильных окололунных орбит (из-за влияния Земли, Солнца и масконов под поверхностью далеко не все окололунные орбиты стабильны). Используется унифицированная посадочная платформа, как для доставки модулей базы и других грузов, так и для пилотируемого КА. Любые другие варианты транспортной системы требуют разработки новых элементов и новых КА. Отсутствуют сложные стыковочные операции у Земли или у Луны, а значит, не потребуется установка стыковочного узла и других систем для стыковки. Стартовать к Земле можно практически в любой момент. И главное, все операции осуществляются с привязкой к инфраструктуре базы, что позволяет избежать дублирования (одновременного строительства станции на орбите и базы на поверхности).
Схема с посадкой тяжелого спускаемого аппарата на поверхность не является энергетически оптимальной. В предложении «Луна семь» были рассмотрены и «классические» варианты экспедиции со стыковкой на орбите Луны, однако они требуют создания не только отдельного легкого лунного корабля, но и лунного взлётно-посадочного модуля, а это сильно усложняет концепцию.
Рассматривается также «Луна семь V.2.0» - версия предложения, в котором для полетов на орбиту вокруг Луны используется не новый космический корабль, а модернизированный КА «Союз». В таком случае потребуется ракета-носитель с грузоподъемностью около 40 тонн на низкой околоземной орбите или многопусковая схема с многочисленными стыковками (что повышает стоимость программы и увеличивает время до начала первых полетов).
Предложение по такой ракете у «Лин Индастриал» есть. Это будет семейство модульных носителей, где основу составляет моноблочный двухступенчатый средний носитель с полезной нагрузкой 14-16 тонн, использующий компоненты топлива кислород-керосин (возможный вариант - 4хРД-191 на первой ступени и 2хРД-0125 на второй; рост серийности двигателя РД-191 благотворно скажется на себестоимости РН семейства «Ангара»).
Подобная ракета сможет заменить «украинский» «Зенит» - эксплуатироваться с наземного и морского старта. Моноблок с полезной нагрузкой 14-16 тонн помещается в железнодорожный габарит и не требует специальной транспортировки нестандартным морским или авиационным транспортом.
Путем варьирования количества модулей получаем носители на 30 тонн (2 боковых блока), 55 (3 боковых блока) и 70 тонн (4 боковых блока). С использованием водородных третьих ступеней массы полезной нагрузки доводятся до 35-40, 60-70 и 80-90 тонн соответственно.
Таким образом, есть возможность подойти к сверхтяжелому носителю в процессе коммерческой эксплуатации ракет более легких классов. Проблема экономической целесообразности сверхтяжелого носителя решается серийным производством модулей для РН других классов.
Экспедиции на окололунную орбиту с помощью модернизированного корабля «Союз» и ракеты с полезной нагрузкой 35-40 тонн могут начаться уже в 2020-2022 году. Постепенный рост грузоподъемности, позволит планомерно наращивать лунную инфраструктуру, получая новые результаты каждые 2-3 года.
Уточню ещё раз - новая ракета относится к проекту «Луна семь V.2.0», в первоначальном предложении «Луна семь» транспортная система основана на модернизированной РН «Ангара А5».
Отлет к Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
В качестве места для развертывания первого лунного поселения (скорее, «первой палатки») выбран район южного полюса Луны - а именно гора Малаперт (Malapert mountain). Это достаточно ровное плато с прямой видимостью Земли, что обеспечивает хорошие условия для связи и является удобным местом для посадки. Гора Малаперт - это «Пик вечного света», на ней в течение 89% процентов времени присутствует солнечное освещение, а продолжительность ночи, которая случается всего несколько раз в год, не превышает 3-6 суток. Кроме того, неподалеку от места предполагаемого размещения базы находятся затененные кратеры, в которых возможно обнаружение линз водяного льда.
Расчет запасов системы жизнеобеспечения базы показывает, что при умеренной замкнутости по воде и кислороду (подобной той, что уже достигалась на орбитальных станциях), для работы экипажа из двух человек достаточно отправки одного трехтонного модуля с запасами в год (а при переходе на частичное использование местных ресурсов даже меньше). В процессе роста базы количество членов экипажа будет увеличено до четырех человек. Следовательно, потребуется ежегодная отправка двух модулей с грузами. Данные модули пристыковываются к базе и после использования запасов образуют дополнительные жилые объемы.
Предложенная схема развертывания, обеспечения и расширения базы требует не более 13 пусков тяжелых (а не сверхтяжелых!) ракет в год.
Тяжелый луноход. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Модули базы самоходные, оборудованы мотор-колесами, что сильно упрощает сборку лунной «первой палатки» и снимает необходимость в срочном создании лунохода-крана для перевозки.
База первого этапа включается в себя два жилых модуля с системами жизнеобеспечения и каютами космонавтов, служебный модуль (главный командный пост), научный модуль, складской модуль с запасами для первого экипажа и отдельный модуль - электростанцию.
Перед строительством базы с помощью унифицированной транспортной системы предлагается осуществить доставку за один пуск спутника связи на окололунную орбиту (после развертывания базы связь в её окрестностях может обеспечиваться с помощью башни-ретранслятора, однако на начальном этапе спутник необходим) и легких автоматических луноходов (2-3 штуки) непосредственно на плато горы Малаперт. Роверы проведут окончательный выбор места развертывания базы, а также установят радио- и световые маяки для формирования сетки координат, которая поможет осуществить точную посадку модулей, заправщиков и пилотируемых кораблей.
Для защиты экипажа базы от радиации предлагается использовать вантово-стержневую крышу, которая доставляется на Луну в сложенном состоянии. В дальнейшем на крышу, после её раскрытия, с помощью грунтомета наносится слой реголита толщиной около метра. Данный вариант предпочтительнее традиционной засыпки модулей, так как позволяет обеспечить доступ к внешней поверхности «бочек» и не создает дополнительных сложностей для наращивания базы (дополнительные модули просто заезжают под крышу и пристыковываются к основному сооружению). Кроме того, при использовании крыши сокращается количество «земляных» работ.
В предложении «Луна семь» подробно рассмотрен также негерметичный луноход базы первого этапа, оснащенный отделяемым модулем с челюстным ковшом. Проведены оценки возможности использования одного из модулей базы в качестве герметичного лунохода.
Выполнен расчет солнечной электростанции базы - большую часть её массы составляют аккумуляторные батареи, которые позволяют пережить недолгую ночь на «Пике вечного света».
В качестве основной системы связи с Землей предлагается использовать лазерную установку, подобную той, что уже была испытана во время миссии LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Масса аппаратуры на американском зонде составляла всего 32 кг, энергопотребление 0,5 Вт, а скорость обмена информацией достигла 20 Мб/c. На Земле для приема были использованы четыре телескопа с диаметром зеркала 40см. Конечно, в случае лунной базы потребуются и резервные каналы связи в радиодиапазоне.
Стоимость создания лунной базы «Луна семь» первого (экипаж два человека) и второго (экипаж четыре человека) этапов, по предварительной оценке, составит 550 млрд. рублей. Возможный срок реализации проекта - десять лет от начала принятия решения, из них пять лет - непосредственно развертывание базы и работа экипажей.
На третьем этапе, после появления ядерных буксиров с двигателями малой тяги и более грузоподъемных, чем “Ангара А5”, носителей, схема развертывания и снабжения базы меняется.
Также с приобретением опыта начинают вводиться новые технологии лунного строительства - надувные купола, 3D-принтеры для печати из реголита, специальная техника для создания искусственных пещер.
Цель предложенного нами проекта - закрепление за Россией одной из перспективных площадок на Луне, получение опыта строительства планетных баз и жизни на других планетах в кратчайшие сроки, тестирование отработанных на Земле технологий и методик в реальных лунных условиях, исследование Луны и поиск ресурсов. Также прорабатываются различные варианты получения прибыли - от платного телеуправления луноходами, до поставок вещества и энергии.
Почему Луна?
Естественно, у читателя возникнет вопрос - кто мы, авторы столь амбициозного предложения, и почему столь пристальное внимание мы уделяем именно лунным планам?
Очевидно необходимость появления организации, в которой осуществляется интеграция, «завязывание» всей лунной программы. Чтобы, условно говоря, новые космические корабли, новые ракеты-носители, наземная и планетная инфраструктура создавались не сами по себе, а в соответствии с единым планом, для достижения единой цели. Сейчас программа представляет, как я уже говорил, лоскутное одеяло, отдельные её элементы слабо обоснованы. Необходим мозговой центр, управляющий смежниками и выдающий им задания. Конечно, вероятно, такой организацией станет специальное «лунное» подразделение Роскосмоса, но «Лин Индастриал» готово взвалить эту ношу на себя.
Кроме того, с нашими австралийскими партнерами мы прорабатываем план сравнительно недорого «нулевого» этапа освоения Луны с помощью робототехнических средств. Компания «Лин Индастриал» могла бы заняться осуществлением работ на этом этапе, например, предоставляя государству (или частным клиентам) подготовленные площадки с посадочными маяками на Луне. Или развернутые укрытия для модулей будущих лунных баз.
Есть у нас наработки (в них участвуют специалисты из Сибири) и по замкнутым системам жизнеобеспечения.
В коллективе «Лин Индастриал» - волонтеры из ГКНПЦ им. Хруничева, выполнявшие научно-исследовательские работы по лунным базам для ЦНИИмаш, консультанты из НПО им. Лавочкина. В распоряжении команды документы (и даже чертежи) старых советских разработок, в частности, советского проекта создания лунной базы «Барминград».
Работы по луноходу для нас ведет фирма W.E.A.S. Robotics (расшифровывается как Water, Earth, Air & Space). Коллектив фирмы работает по четырём направлениям: разработка водных, наземных, воздушных и космических роботов.
Виртуальное моделирование базы осуществляется на панорамной системе виртуальной реальности механико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. У нашей фирмы с факультетом подписан договор о сотрудничестве, в рамках которого данные проекта «Луна семь» используются для ЗD-визуального и динамического моделирования лунной базы на панорамной системе виртуальной реальности. Ещё одна цель договора - проведение совместных исследований, осуществление образовательной и просветительской деятельности в области пилотируемой и непилотируемой космонавтики. Для осуществления глобальных планов нужны люди, и, судя по всему, подготовку специалистов мы тоже вынуждены взять на себя - государство уделяет данному вопросу слишком мало внимания.
Демонстрация работы панорамной системы с успехом прошла на Фестивале науки-2014 в Ломоносовском корпусе МГУ. Дети с удовольствием катались на луноходе вокруг нашей базы. Есть планы по запуску крупного совместного образовательного проекта - сейчас обсуждаются различные вопросы, в том числе - и вопросы финансирования, конечно.
В процессе подписания договоры с НИИЯФ (Научно-исследовательский институт ядерной физики) МГУ и РКК «Энергия». В РКК мы консультировались со специалистами лётно-испытательного отдела. Идут переговоры с МИИГАиК - комплексная лаборатория исследования внеземных территорий этого вуза готова предоставить нам 3D-модели полярных областей луны.
Есть взаимодействие и с Институтом космических исследований РАН и с НПО им. Лавочкина.
Проектом заинтересовались и на международном уровне. Австралийские робототехники предложили свой вариант робототехнического обеспечения базы.
Консультации были и на других уровнях, но раскрывать подробности мы не имеем права.
Что до выбора «лунной темы», то все расписано еще в детской книге Павла Клушанцева 1965 года. Она называется «Станция Луна». Луна - первая станция на пути в Солнечную систему. Марсианская экспедиция без опоры на лунные ресурсы и лунный опыт превратится в рискованный одноразовый «флаговтык». Без закрепления на Луне дальнейшее освоение (подчеркиваю: не изучение, а именно освоение и использование внеземных ресурсов) космоса невозможно.
Ниже - сравнительная таблица преимуществ и недостатков выбора Луны или Марса в качестве цели.
(таблицу смотреть на сайте)
Интересы «Лин Индастриал» - в доступе к ресурсам Солнечной системы. Триллионные прибыли и превращение человечества в космическую цивилизацию - цивилизацию II типа по шкале, предложенной советским радиоастрономом Николаем Кардашевым. Для этого Луна как ресурсная база - просто необходима.
В начале 70-х годов эксперты «Римского клуба» попытались спрогнозировать дальнейшие развитие человечества. Доклад «Пределы роста», основанный на результатах компьютерного моделирования, был прочитан в 1972 году. Вывод гласил, что рост населения и производства приведет к экологической катастрофе уже в первой половине XXI века.
Иосиф Самуилович Шкловский в своей книге «Вселенная, жизнь, разум» проводит анализ исследований «Римского клуба» и описывает два «классических» варианта развития событий. Первый - «Что произойдет, если ничего не предпринимать»? Ответ: катастрофа после 2030 года. Второй - «Прекращение роста населения и промышленной продукции» - приведет к коллапсу через 2-3 столетия.
Советские авторы (В. А. Геловани с коллегами и В. А. Егоров) в качестве альтернативы выдвинули и рассчитали модель, в которой коллапс устраняется не остановкой роста, а разумным управлением инвестициями капитала. Вариант, предложенный советскими авторами (его можно условно назвать «социалистическим»), устанавливает на нашей планете режима космического корабля (каждый грамм вещества на учете, никаких лишних трат) и позволяет отстрочить глобальную катастрофу на столетия. Но он тоже не решает проблемы, а лишь позволяет выиграть время для полноценного выхода в космос, к ресурсам Солнечной системы.
Существуют и другие варианты - например, немедленное радикальное (в разы) сокращение численности человечества. Есть публикации, в которых доказывается, что это единственный возможный путь спасения планеты.
Не стоит также забывать и о возможности глобальных космических катастроф, например таких, как падение достаточно крупного астероида. Космическая цивилизация справится с данной проблемой, современной человечество - нет. «Челябинский болид» показал, что мы не только неспособны перехватывать подобные тела, но даже не можем их заблаговременно обнаружить. Небольшой астероид, не больше челябинского, но только летящий под углом 45 градусов, взорвался бы гораздо ниже и уничтожил бы город ударной волной.
Человечество, запертое на Земле, ограничено в пространстве и во времени. Стоит отказаться от выхода из «гравитационного колодца», и жизнь сотен поколений, тысячелетия боли, страданий, стремлений и развития рано или поздно пойдут прахом. Более ста миллиардов жизней окажутся прожитыми зря. Мы не можем допустить подобного. Поэтому мы будем бороться и поэтому «Лин Индастриал» нужна Луна.
[Что ещё интересного в СО-сообществах 3-го круга:]_____________________________________________
Что ещё интересного в СО-сообществах 3-го круга:
2 Академия, Марсианский трактор, Мир Полдня, Школа Полдня, ЗОНА СИНГУЛЯРНОСТИ. 3geo + оЗадачник:
"Есть очень простой набор приемов, которым можно научить каждого за несколько часов".
Наследница Царь-Ракеты
Биологическая цивилизация Александра Мирера
История: Индия, Китай, Америка - развитие древних цивилизаций.
Теория эволюции материи и моделей
Забытый основатель русской геополитики
белый медведь в пустыне в одной тапочке на две ноги
- Mungalov Dmitry
December 05, 2014 7:18am
В последнее время в России звучит особенно много заявлений о необходимости активизации отечественной лунной программы. Вице-премьер Дмитрий Рогозин назвал колонизацию Луны «стратегической задачей». Глава Института космических исследований Лев Зеленый предположил, что Россия вернется на Луну в конце следующего десятилетия посредством реализации нескольких лунных миссий. В «НПО имени С.А. Лавочкина» готовятся к совместной с партнерами из Евросоюза разработке техники для российской лунной программы. Планы освоения Луны вынашивает и сколковский резидент «Лин Индастриал», реализующий в рамках космического кластера Фонда проект «Адлер».
Проект направлен на разработку и изготовление двухступенчатой ракеты-носителя (РН) космического назначения легкого класса с полезной нагрузкой до 700 килограммов (второй вариант предусматривает нагрузку до 1 тысячи килограммов) на экологически безопасных топливных компонентах. В рамках других проектов компания создает трёхступенчатую РН космического назначения «Таймыр» с полезной нагрузкой до 135 килограммов, а также двухступенчатую ракету «Алдан» с полезной нагрузкой до 100 килограммов. Оба типа ракет - сверхлегкого класса, на экологически безопасных топливных компонентах (инженеры «Лин Индастриал»предлагают использовать «коктейль» из керосина и перекиси водорода). Создание таких ракет отражает очевидную тенденцию последнего десятилетия - переход от тяжелых спутников массой несколько тонн к аппаратам микро- и нанокласса. Не исключено, что в будущем сверхлегкими ракетами можно будет доставлять на низкую околоземную орбиту или даже к Луне аппараты, необходимые для освоения спутника Земли. В материале, написанном специально для Sk.ru, Александр Ильин, генеральный конструктор «Лин Индастриал», разъяснил суть российской лунной программы со всеми ее плюсами и возможными рисками и описал, как в эти планы могут быть интегрированы разработки сколковской компании.
10 октября в конференц-зале ТАСС состоялся круглый стол на тему «Изучение ближайших планет Солнечной системы на примере освоения поверхности Луны». Представители Федерального космического агентства, РКК «Энергия», ИКИ РАН, НПО им. С.А. Лавочкина, ЦНИИмаш и «Центра Келдыша» рассказали журналистам о разработке национальной стратегии освоения нашего естественного спутника. Дополнительная информация о российской лунной программе была представлена на V Международном московском симпозиуме по исследованиям Солнечной системы, который проходил в Институте космических исследований в середине октября.
Итак, в качестве цели на ближайшие тридцать-сорок лет Россия выбирает Луну! Собрать пазл разрозненных предложений в единую картину отечественной лунной программы помогли также многочисленные проекты документов и предложений ведущих космических предприятий и отраслевых институтов.
На подлете к Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Александр Ильин. Фото: из личного альбома
Люди на Луне
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
База на Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Что почем?
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Лоскутное одеяло противоречивых предложений
(полностью этот фрагемент читать на сайте)
Критикуя - предлагай!
Следуя призыву подзаголовка, команда «Лин Индастриал» предлагает свой вариант проекта развертывания лунной базы - «Луна семь» (седьмая высадка человека на Луну). Благодаря помощи группы энтузиастов, среди которых есть и представители космической отрасли, нам удалось в первом приближении определить параметры, как самой базы, так и транспортной системы необходимой для её строительства.
Лунный пейзаж. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Основная идея предложения - «Лететь сегодня!»: в проекте используются только те средства, создание которых возможно в ближайшем (в течение 5 лет) будущем.
В качестве основы транспортной системы предполагается использовать модернизированную ракету «Ангара-А5». Предложены два варианта модернизации носителя: замена четырехкамерного двигателя РД0124А тягой 30 тс на УРМ II двумя двигателями РД0125А суммарной тягой 59 тс. Такая возможность не требует значительных изменений конструкции РН и уже рассматривалась ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. Второй вариант модернизации - замена УРМ II и кислородно-водородного разгонного блока КВТК на один большой кислородно-водородный разгонный блок, что позволит значительно увеличить массу ПН на отлетной траектории к Луне.
Для выхода на орбиту Луны и посадки в проекте используется посадочная ступень на основе существующего и отработанного РБ «Фрегат». Конечно, мы отдаем себе отчет в том, что космическая техника - не кубики детского конструктора и значительная доработка порой означает полную переделку РБ или КА.
По предварительным расчетам, транспортная система на основе модернизированной «Ангары А5», кислородно-водородного разгонного блока и «лунного Фрегата» сможет доставить на поверхность Луны чистый груз массой 3,2 - 3,6 тонн (в зависимости от выбранного варианта модернизации РН и не включая сухую массу «лунного Фрегата» - приблизительно 1,2т).
В предложении «Луна семь» все грузы - модули базы, электростанция, негерметичный луноход, заправщики и двухместный пилотируемый корабль - должны быть вписаны в эти «кванты» массы.
Конструкция пилотируемого лунного корабля основывается на использовании корпусов спускаемого аппарата и бытового отсека «Союза». Корабль садится на поверхность Луны без топлива на обратный путь. Запас, необходимый для возвращения, должны предварительно доставить два заправщика.
Вызывает сомнения возможность «втиснуть» пилотируемый КА, состоящий из спускаемого аппарат, бытового отсека (выполняет, в том числе, и функцию шлюзовой камеры) и «лунного Фрегата» с посадочными опорами в 4,4-4,8 тонны. Ясно, что для этого потребуются высокая «весовая культура» и новая элементная база. Однако хочу напомнить, что масса маневрирующего двухместного КА Gemini, способного выполнять сближение и стыковку на орбите, составляла 3,8 тонн.
Прямая схема полета, без стыковки на орбите Луны, при всех её недостатках имеет и ряд преимуществ. Корабль не ожидает возвращения экспедиции на орбите в течение длительного времени. Снимается проблема наличия стабильных окололунных орбит (из-за влияния Земли, Солнца и масконов под поверхностью далеко не все окололунные орбиты стабильны). Используется унифицированная посадочная платформа, как для доставки модулей базы и других грузов, так и для пилотируемого КА. Любые другие варианты транспортной системы требуют разработки новых элементов и новых КА. Отсутствуют сложные стыковочные операции у Земли или у Луны, а значит, не потребуется установка стыковочного узла и других систем для стыковки. Стартовать к Земле можно практически в любой момент. И главное, все операции осуществляются с привязкой к инфраструктуре базы, что позволяет избежать дублирования (одновременного строительства станции на орбите и базы на поверхности).
Схема с посадкой тяжелого спускаемого аппарата на поверхность не является энергетически оптимальной. В предложении «Луна семь» были рассмотрены и «классические» варианты экспедиции со стыковкой на орбите Луны, однако они требуют создания не только отдельного легкого лунного корабля, но и лунного взлётно-посадочного модуля, а это сильно усложняет концепцию.
Рассматривается также «Луна семь V.2.0» - версия предложения, в котором для полетов на орбиту вокруг Луны используется не новый космический корабль, а модернизированный КА «Союз». В таком случае потребуется ракета-носитель с грузоподъемностью около 40 тонн на низкой околоземной орбите или многопусковая схема с многочисленными стыковками (что повышает стоимость программы и увеличивает время до начала первых полетов).
Предложение по такой ракете у «Лин Индастриал» есть. Это будет семейство модульных носителей, где основу составляет моноблочный двухступенчатый средний носитель с полезной нагрузкой 14-16 тонн, использующий компоненты топлива кислород-керосин (возможный вариант - 4хРД-191 на первой ступени и 2хРД-0125 на второй; рост серийности двигателя РД-191 благотворно скажется на себестоимости РН семейства «Ангара»).
Подобная ракета сможет заменить «украинский» «Зенит» - эксплуатироваться с наземного и морского старта. Моноблок с полезной нагрузкой 14-16 тонн помещается в железнодорожный габарит и не требует специальной транспортировки нестандартным морским или авиационным транспортом.
Путем варьирования количества модулей получаем носители на 30 тонн (2 боковых блока), 55 (3 боковых блока) и 70 тонн (4 боковых блока). С использованием водородных третьих ступеней массы полезной нагрузки доводятся до 35-40, 60-70 и 80-90 тонн соответственно.
Таким образом, есть возможность подойти к сверхтяжелому носителю в процессе коммерческой эксплуатации ракет более легких классов. Проблема экономической целесообразности сверхтяжелого носителя решается серийным производством модулей для РН других классов.
Экспедиции на окололунную орбиту с помощью модернизированного корабля «Союз» и ракеты с полезной нагрузкой 35-40 тонн могут начаться уже в 2020-2022 году. Постепенный рост грузоподъемности, позволит планомерно наращивать лунную инфраструктуру, получая новые результаты каждые 2-3 года.
Уточню ещё раз - новая ракета относится к проекту «Луна семь V.2.0», в первоначальном предложении «Луна семь» транспортная система основана на модернизированной РН «Ангара А5».
Отлет к Луне. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
В качестве места для развертывания первого лунного поселения (скорее, «первой палатки») выбран район южного полюса Луны - а именно гора Малаперт (Malapert mountain). Это достаточно ровное плато с прямой видимостью Земли, что обеспечивает хорошие условия для связи и является удобным местом для посадки. Гора Малаперт - это «Пик вечного света», на ней в течение 89% процентов времени присутствует солнечное освещение, а продолжительность ночи, которая случается всего несколько раз в год, не превышает 3-6 суток. Кроме того, неподалеку от места предполагаемого размещения базы находятся затененные кратеры, в которых возможно обнаружение линз водяного льда.
Расчет запасов системы жизнеобеспечения базы показывает, что при умеренной замкнутости по воде и кислороду (подобной той, что уже достигалась на орбитальных станциях), для работы экипажа из двух человек достаточно отправки одного трехтонного модуля с запасами в год (а при переходе на частичное использование местных ресурсов даже меньше). В процессе роста базы количество членов экипажа будет увеличено до четырех человек. Следовательно, потребуется ежегодная отправка двух модулей с грузами. Данные модули пристыковываются к базе и после использования запасов образуют дополнительные жилые объемы.
Предложенная схема развертывания, обеспечения и расширения базы требует не более 13 пусков тяжелых (а не сверхтяжелых!) ракет в год.
Тяжелый луноход. Иллюстрация: "Лин Индастриал".
Модули базы самоходные, оборудованы мотор-колесами, что сильно упрощает сборку лунной «первой палатки» и снимает необходимость в срочном создании лунохода-крана для перевозки.
База первого этапа включается в себя два жилых модуля с системами жизнеобеспечения и каютами космонавтов, служебный модуль (главный командный пост), научный модуль, складской модуль с запасами для первого экипажа и отдельный модуль - электростанцию.
Перед строительством базы с помощью унифицированной транспортной системы предлагается осуществить доставку за один пуск спутника связи на окололунную орбиту (после развертывания базы связь в её окрестностях может обеспечиваться с помощью башни-ретранслятора, однако на начальном этапе спутник необходим) и легких автоматических луноходов (2-3 штуки) непосредственно на плато горы Малаперт. Роверы проведут окончательный выбор места развертывания базы, а также установят радио- и световые маяки для формирования сетки координат, которая поможет осуществить точную посадку модулей, заправщиков и пилотируемых кораблей.
Для защиты экипажа базы от радиации предлагается использовать вантово-стержневую крышу, которая доставляется на Луну в сложенном состоянии. В дальнейшем на крышу, после её раскрытия, с помощью грунтомета наносится слой реголита толщиной около метра. Данный вариант предпочтительнее традиционной засыпки модулей, так как позволяет обеспечить доступ к внешней поверхности «бочек» и не создает дополнительных сложностей для наращивания базы (дополнительные модули просто заезжают под крышу и пристыковываются к основному сооружению). Кроме того, при использовании крыши сокращается количество «земляных» работ.
В предложении «Луна семь» подробно рассмотрен также негерметичный луноход базы первого этапа, оснащенный отделяемым модулем с челюстным ковшом. Проведены оценки возможности использования одного из модулей базы в качестве герметичного лунохода.
Выполнен расчет солнечной электростанции базы - большую часть её массы составляют аккумуляторные батареи, которые позволяют пережить недолгую ночь на «Пике вечного света».
В качестве основной системы связи с Землей предлагается использовать лазерную установку, подобную той, что уже была испытана во время миссии LADEE (Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer). Масса аппаратуры на американском зонде составляла всего 32 кг, энергопотребление 0,5 Вт, а скорость обмена информацией достигла 20 Мб/c. На Земле для приема были использованы четыре телескопа с диаметром зеркала 40см. Конечно, в случае лунной базы потребуются и резервные каналы связи в радиодиапазоне.
Стоимость создания лунной базы «Луна семь» первого (экипаж два человека) и второго (экипаж четыре человека) этапов, по предварительной оценке, составит 550 млрд. рублей. Возможный срок реализации проекта - десять лет от начала принятия решения, из них пять лет - непосредственно развертывание базы и работа экипажей.
На третьем этапе, после появления ядерных буксиров с двигателями малой тяги и более грузоподъемных, чем “Ангара А5”, носителей, схема развертывания и снабжения базы меняется.
Также с приобретением опыта начинают вводиться новые технологии лунного строительства - надувные купола, 3D-принтеры для печати из реголита, специальная техника для создания искусственных пещер.
Цель предложенного нами проекта - закрепление за Россией одной из перспективных площадок на Луне, получение опыта строительства планетных баз и жизни на других планетах в кратчайшие сроки, тестирование отработанных на Земле технологий и методик в реальных лунных условиях, исследование Луны и поиск ресурсов. Также прорабатываются различные варианты получения прибыли - от платного телеуправления луноходами, до поставок вещества и энергии.
Почему Луна?
Естественно, у читателя возникнет вопрос - кто мы, авторы столь амбициозного предложения, и почему столь пристальное внимание мы уделяем именно лунным планам?
Очевидно необходимость появления организации, в которой осуществляется интеграция, «завязывание» всей лунной программы. Чтобы, условно говоря, новые космические корабли, новые ракеты-носители, наземная и планетная инфраструктура создавались не сами по себе, а в соответствии с единым планом, для достижения единой цели. Сейчас программа представляет, как я уже говорил, лоскутное одеяло, отдельные её элементы слабо обоснованы. Необходим мозговой центр, управляющий смежниками и выдающий им задания. Конечно, вероятно, такой организацией станет специальное «лунное» подразделение Роскосмоса, но «Лин Индастриал» готово взвалить эту ношу на себя.
Кроме того, с нашими австралийскими партнерами мы прорабатываем план сравнительно недорого «нулевого» этапа освоения Луны с помощью робототехнических средств. Компания «Лин Индастриал» могла бы заняться осуществлением работ на этом этапе, например, предоставляя государству (или частным клиентам) подготовленные площадки с посадочными маяками на Луне. Или развернутые укрытия для модулей будущих лунных баз.
Есть у нас наработки (в них участвуют специалисты из Сибири) и по замкнутым системам жизнеобеспечения.
В коллективе «Лин Индастриал» - волонтеры из ГКНПЦ им. Хруничева, выполнявшие научно-исследовательские работы по лунным базам для ЦНИИмаш, консультанты из НПО им. Лавочкина. В распоряжении команды документы (и даже чертежи) старых советских разработок, в частности, советского проекта создания лунной базы «Барминград».
Работы по луноходу для нас ведет фирма W.E.A.S. Robotics (расшифровывается как Water, Earth, Air & Space). Коллектив фирмы работает по четырём направлениям: разработка водных, наземных, воздушных и космических роботов.
Виртуальное моделирование базы осуществляется на панорамной системе виртуальной реальности механико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. У нашей фирмы с факультетом подписан договор о сотрудничестве, в рамках которого данные проекта «Луна семь» используются для ЗD-визуального и динамического моделирования лунной базы на панорамной системе виртуальной реальности. Ещё одна цель договора - проведение совместных исследований, осуществление образовательной и просветительской деятельности в области пилотируемой и непилотируемой космонавтики. Для осуществления глобальных планов нужны люди, и, судя по всему, подготовку специалистов мы тоже вынуждены взять на себя - государство уделяет данному вопросу слишком мало внимания.
Демонстрация работы панорамной системы с успехом прошла на Фестивале науки-2014 в Ломоносовском корпусе МГУ. Дети с удовольствием катались на луноходе вокруг нашей базы. Есть планы по запуску крупного совместного образовательного проекта - сейчас обсуждаются различные вопросы, в том числе - и вопросы финансирования, конечно.
В процессе подписания договоры с НИИЯФ (Научно-исследовательский институт ядерной физики) МГУ и РКК «Энергия». В РКК мы консультировались со специалистами лётно-испытательного отдела. Идут переговоры с МИИГАиК - комплексная лаборатория исследования внеземных территорий этого вуза готова предоставить нам 3D-модели полярных областей луны.
Есть взаимодействие и с Институтом космических исследований РАН и с НПО им. Лавочкина.
Проектом заинтересовались и на международном уровне. Австралийские робототехники предложили свой вариант робототехнического обеспечения базы.
Консультации были и на других уровнях, но раскрывать подробности мы не имеем права.
Что до выбора «лунной темы», то все расписано еще в детской книге Павла Клушанцева 1965 года. Она называется «Станция Луна». Луна - первая станция на пути в Солнечную систему. Марсианская экспедиция без опоры на лунные ресурсы и лунный опыт превратится в рискованный одноразовый «флаговтык». Без закрепления на Луне дальнейшее освоение (подчеркиваю: не изучение, а именно освоение и использование внеземных ресурсов) космоса невозможно.
Ниже - сравнительная таблица преимуществ и недостатков выбора Луны или Марса в качестве цели.
(таблицу смотреть на сайте)
Интересы «Лин Индастриал» - в доступе к ресурсам Солнечной системы. Триллионные прибыли и превращение человечества в космическую цивилизацию - цивилизацию II типа по шкале, предложенной советским радиоастрономом Николаем Кардашевым. Для этого Луна как ресурсная база - просто необходима.
В начале 70-х годов эксперты «Римского клуба» попытались спрогнозировать дальнейшие развитие человечества. Доклад «Пределы роста», основанный на результатах компьютерного моделирования, был прочитан в 1972 году. Вывод гласил, что рост населения и производства приведет к экологической катастрофе уже в первой половине XXI века.
Иосиф Самуилович Шкловский в своей книге «Вселенная, жизнь, разум» проводит анализ исследований «Римского клуба» и описывает два «классических» варианта развития событий. Первый - «Что произойдет, если ничего не предпринимать»? Ответ: катастрофа после 2030 года. Второй - «Прекращение роста населения и промышленной продукции» - приведет к коллапсу через 2-3 столетия.
Советские авторы (В. А. Геловани с коллегами и В. А. Егоров) в качестве альтернативы выдвинули и рассчитали модель, в которой коллапс устраняется не остановкой роста, а разумным управлением инвестициями капитала. Вариант, предложенный советскими авторами (его можно условно назвать «социалистическим»), устанавливает на нашей планете режима космического корабля (каждый грамм вещества на учете, никаких лишних трат) и позволяет отстрочить глобальную катастрофу на столетия. Но он тоже не решает проблемы, а лишь позволяет выиграть время для полноценного выхода в космос, к ресурсам Солнечной системы.
Существуют и другие варианты - например, немедленное радикальное (в разы) сокращение численности человечества. Есть публикации, в которых доказывается, что это единственный возможный путь спасения планеты.
Не стоит также забывать и о возможности глобальных космических катастроф, например таких, как падение достаточно крупного астероида. Космическая цивилизация справится с данной проблемой, современной человечество - нет. «Челябинский болид» показал, что мы не только неспособны перехватывать подобные тела, но даже не можем их заблаговременно обнаружить. Небольшой астероид, не больше челябинского, но только летящий под углом 45 градусов, взорвался бы гораздо ниже и уничтожил бы город ударной волной.
Человечество, запертое на Земле, ограничено в пространстве и во времени. Стоит отказаться от выхода из «гравитационного колодца», и жизнь сотен поколений, тысячелетия боли, страданий, стремлений и развития рано или поздно пойдут прахом. Более ста миллиардов жизней окажутся прожитыми зря. Мы не можем допустить подобного. Поэтому мы будем бороться и поэтому «Лин Индастриал» нужна Луна.
[Что ещё интересного в СО-сообществах 3-го круга:]_____________________________________________
Что ещё интересного в СО-сообществах 3-го круга:
2 Академия, Марсианский трактор, Мир Полдня, Школа Полдня, ЗОНА СИНГУЛЯРНОСТИ. 3geo + оЗадачник:
"Есть очень простой набор приемов, которым можно научить каждого за несколько часов".
Наследница Царь-Ракеты
Биологическая цивилизация Александра Мирера
История: Индия, Китай, Америка - развитие древних цивилизаций.
Теория эволюции материи и моделей
Забытый основатель русской геополитики
белый медведь в пустыне в одной тапочке на две ноги