План покорения Луны
Оригинал взят у zttt в План покорения Луны
Принципиальное решение о колонизации Луны принято правительством РФ и сомнению уже не подлежит. Но самих планов Роскосмоса еще никтоне видел. Зато появляются альтернативные планы. Вот такой план предложил обществу ___lin___ в виде презентации "Луна Семь. Предварительная презентация.". Работа проделана большая и интересная и появление подобной предварительной программы можно только приветствовать. А еще ее можно критиковать. Не злобно, а конструктивно. Этим и займемся сегодня.
Если посмотреть на всю программу Луна-7, то видно, что она антропоцентрична. Т.е. ее цель - послать человека на Луну. Все остальное - это решение только этой задачи. Зачем - не важно. Главное - чтобы человек на Луне был. Я уже неоднократно спорил с автором на этот счет, но убедить к сожалению не смон. По моему мнению, база на Луне должна не быть вместилищем органических тел, борющихся за свое выживание, а приносить прежде всего реальную экономическую пользу. Только под базу на конкретные цели эффективные менеджеры согласятся выделить бюджет. А ради музея человеческой глупости на Луне найти деньги в условиях санкций и импортозамещения будет очень сложно.
Т.е. я наставиваю, что в программе колонизации Луны на первом место должно стоять не пребывание человека там, а добыча ресурсов. Каких ресурсов - это очевидно. Даже Южный полюс был выбран не просто так, а из-за наличия там воды. ВОДЫ! Именно вода является главным ресурсом Луны и Южного полюса в особенности. Ведь вода - это ТОПЛИВО, кислород для дыхания людей и необходимый ресурс для питья и выращивания в оранежереях продуктов питания. Т.е. вся база должна начинаться именно с воды.
Неудачно поставив приоритеты, логические рассуждения дальше уводят ___lin___ в сторону других ошибок. В качестве места для базы он выбирает один из пиков почти вечного света - пик Дерзости. Что это означает. Это означает, что это место постоянно прожаривается Солнцем. Совершенно очевидно, что никакой воды там нет. Нет ее и поблизости, потому что нагретый пик излучает в ИК диапазоне и нагревает ближайшие территории. А без воды идея базы изначально является провальной. Можно сделать 1-2 рейса для обеспечения людей водой, но делать их потом постоянно будет чрезвычайно дорогим удовольствием.
Почему автор выбрал пик - понятно. На нем есть солнечная энергия и есть связь с Землей. И вот предлагает ___lin___ для снабжения станции энергией использовать солнечные батареи весом в 200 кг и мощностью до 15 кВт. Здорово. Проблема в том, что еще требуется 2.5 тонны аккумуляторов для выживания в течении 6 дней лунной ночи. Итого, почти 3 тонны на энергоснабжение. А сейчас смотрим в раздел ядерные реакторы в космосе на Вики и видим, что реактор с тепловой мощностью 150 кВт весит менее 1 тонны. Даже в термоэмиссионном варианте он выдавал порядка 5 кВт электричества, а если поставить на него машинное преобразование, он способен выдавать почти 40 кВт. Т.е. в те же 3 тонны мы можем уместить гораздо больше энергии, при этом гораздо лучше управляемой и независящей от Солнца. Со связью тоже все не так страшно. Да, прямая видимость для связи с Землей необходима. Но не обязательно размещать оборудование прямо возле корпусов станции. Можно ведь воспользоваться простым ретранслятором, который расположить на возвышенности. Итого, пик вечного света нам не нужен и даже вреден.
Так вот, первая база на Луне должна располагаться наоборот в холодных ловушках, т.е. в кратерах Луны, вечно скрытых от Солнца. Именно там находится вода, а также в реголите абсорбирована масса других газов, включая гелий, аргон, может и ксенон, которые будут важны для ядреных буксиров. Кроме того, у базы в кратере есть еще и другие преимущества.
1. Наличие воды и других газов в реголите.
2. Низкие температуры упрощают хранение криогенных жидкостей (водород, кислород, аргон, ксенон и пр.).
3. Радиационный фон от космических лучей в кратере на процентов 15 меньше, чем на пике из-за большего сектора, закрытого грунтом. Закрытость от Солнца защищает от солнечных вспышек.
4. На пике рельеф гораздо более сложный, чем в кратере. Перемещаться автоматам (и людям тоже) лекче именно в кратере.
5. Оползни на Луне - явление обчыное. Они возникают из-за сейсмической активности, но возможны и из-за деятельности людей. На пике съехать вниз с горки вместе с тоннами реголита - леко. В кратере опасность от оползней горазо ниже.
6. Ядреный реактор - это тепловая машина, КПД которой зависит от разности температур. Температура в кратере (холодной ловушке) ниже, чем на облучаемом Солнцем пике, т.е. выше будет и эффективность его работы.
7. Кратер носит ударный характер, т.е. образован метеоритом. Мы получаем не только вещество Луны, но еще и вещество метеорита, которое можно изучать и даже использовать.
8. Небо закрыто как от Земли, так и от Солнца - главных источников помех. Это великолепная возможность для астрономов и сверхчувствительных телескопов.
9. С точки зрения "геологии" (селенологии, палеонтологии) вскрытые пласты кратера гораздо более интересны, чем горы или равнины.
Есть и некоторые неудобства от базы в кратере.
1. Там холодно, т.е. придется больше тратить энергии на оборгрев. Но у нас море тепловой энергии от ядерного реактора, которую нужно рассеивать.
2. Там темно. Придется освещать местность, когда появятся люди, а на первых порах можно использовать ИК-камеры.
3. Земли не видно из иллюминатора и это будет наводить печаль на будущих космических лодырей. Но лодырям в любом случае ничего не "светит". Из-за высокой радиации база будет скрыта под грунтом и не будет иметь красивого вида на Землю.
В общем, то, что предложил ___lin___, это скорее база отдыха для богатых туристов, а не рабочая станция. Строить базу на пике - это то же самое, что располагать Норильск в Краснодарском крае. Ну да, тепло там, светло, но Норильск расположен за Полярных кругом потому, что там есть никель, а базу на Луне нужно располагать в кратере на полюсе, потому что там есть вода и газы.
Итак, мы постулируем, что нам нужно на Луне местное топливо и база должна располагаться в кратере. В связи с этим мы можем представить то оборудование, которое нужно доставить туда. Я не буду подсчитывать количество запусков и стоимость - пускай это делают те, кто лучше разбирается.
1. Ретранслятор. Варианта два. (А) Несколько спутников на полярной орбите вполне способны обеспечить непрерывную связь с базой. Вероятно, это окажется самый дешевыый вариант. (Б) Можно поставить ретранслятор на гребне кратера, но тогда возникает масса проблем типа энергообеспечения, организация прямой видимости не просто с Землей, а со спутниками связи, должна быть прямая видимость с большей территорией кратера. Т.е. приемо-передающие элементы должны будут располагаться на подъемной штанге, для выбора оптимального расположения должна быть подвижная тележка, для избежания опрокидывания при подвижках грунта должны быть выносные ноги... В общем, сложно. Проще несколько одинаковых спутников повесить.
2. Многофункциональный трактор с ядерной энергоустановкой и сменными приборами: манипуляторы, ковш, бульдозерный нож, кузов, бак-запарвщик. Это основной рабочий инструмент для добычи на Луне, поэтому с перспективе их должно быть много, но на первом этапе можно ограничиться одним. Именно этот трактор должен будет готовить площадку для космодрома, развозить прибывающие модули базы по местам, доставлять на перерабатывающий модуль грунт для переработки и извлечения газов, заправлять взлетно-посадочные модули и пр.
3. Газоизвлекающий модуль. Этот модуль удобно располагать прямо на тракторе в виде сменного инструмента. Он должен принимать грунт, нагревать его, испаряющиеся газы и водяной пар складировать во временные емкости.
4. Криогено-ректификационный модуль. В нем газы должны разделяться и сжижаться. Разделенные вещества должны поступать в емкости для хранения.
5. Емкости для хранения криогенных жидкостей. Для этих целей можно использовать либо баки посадочных модулей, либо баки рагонного блока КВТК, если потребуются большие емкости.
6. Электролизный модуль. В нем электролизом вода должна разделяться на водород и кислород. Этот модуль удобно состыковать с криогенно-ректификационным для последующего сжижаения и складирования жидких водорода и кислорода.
7. Энергетический модуль. Это АЭС на базе реактора, который разарбатывается для ядерного буксира. В случае ее отказа, можно будет использовать ядерные реакторы тракторов в качестве резервных.
8. Многоразовые взлетно-посадочные модули.
После доставки всего этого оборудования и развертывания производства необходимых ресурсов, полет человека на базу будет выглядеть следующим образом.
1. Ангарой-А7 (35 тонн) выводим ПТК.
2. В служебном модуле ПТК почти пустые баки, общий вес порядка 11-12 тонн. Разгон в сторону Луны и маневрирование для выхода на орбиту с помощью КВТК.
3.1. На орбите Луны рандеву с лунным взлетно-посадочным модулем. Модуль играет в стыковке активную роль.
3.2. Другой вариант - рандеву с лунной орбитальной станцией.
4. Пересадка космонавтов в лунный взлетно-посадочный модуль, посадка на Луну.
5. Взлет с Луны, стыковка с ПТК или орбитальной станцией, заправка ПТК лунным водородом и кислородом.
6. Старт к Земле.
Как видим, вместо 70 тонного сверхтяжа мы уместились в 35 тонн даже в существующих технологиях.
В перспективе можно оснастить ядерный буксир теплообменными двигателями на лунном водороде. В этом случае старт с Земли экспедиции на Луну будет обеспечивать даже Ангара-А3.
В общем, концепция ___lin___ выглядит привлекательной в том смысле, что за "какие-то" 12 млрд. долларов мы пошлем человека на Луну. Но если использовать подход "сначала добыча, потом человек", то возможно даже начальные затраты несколько увеличатся (что далеко не факт), зато в итоге полет на Луну станет не на много дешевле полета на МКС. А обеспечение собственными водой и кислородом будет даже дешевле, чем на МКС. Согласитесь, что это еще более привлекательно.
Poll Какой тип колонизации Луны выбрать
Принципиальное решение о колонизации Луны принято правительством РФ и сомнению уже не подлежит. Но самих планов Роскосмоса еще никтоне видел. Зато появляются альтернативные планы. Вот такой план предложил обществу ___lin___ в виде презентации "Луна Семь. Предварительная презентация.". Работа проделана большая и интересная и появление подобной предварительной программы можно только приветствовать. А еще ее можно критиковать. Не злобно, а конструктивно. Этим и займемся сегодня.
Если посмотреть на всю программу Луна-7, то видно, что она антропоцентрична. Т.е. ее цель - послать человека на Луну. Все остальное - это решение только этой задачи. Зачем - не важно. Главное - чтобы человек на Луне был. Я уже неоднократно спорил с автором на этот счет, но убедить к сожалению не смон. По моему мнению, база на Луне должна не быть вместилищем органических тел, борющихся за свое выживание, а приносить прежде всего реальную экономическую пользу. Только под базу на конкретные цели эффективные менеджеры согласятся выделить бюджет. А ради музея человеческой глупости на Луне найти деньги в условиях санкций и импортозамещения будет очень сложно.
Т.е. я наставиваю, что в программе колонизации Луны на первом место должно стоять не пребывание человека там, а добыча ресурсов. Каких ресурсов - это очевидно. Даже Южный полюс был выбран не просто так, а из-за наличия там воды. ВОДЫ! Именно вода является главным ресурсом Луны и Южного полюса в особенности. Ведь вода - это ТОПЛИВО, кислород для дыхания людей и необходимый ресурс для питья и выращивания в оранежереях продуктов питания. Т.е. вся база должна начинаться именно с воды.
Неудачно поставив приоритеты, логические рассуждения дальше уводят ___lin___ в сторону других ошибок. В качестве места для базы он выбирает один из пиков почти вечного света - пик Дерзости. Что это означает. Это означает, что это место постоянно прожаривается Солнцем. Совершенно очевидно, что никакой воды там нет. Нет ее и поблизости, потому что нагретый пик излучает в ИК диапазоне и нагревает ближайшие территории. А без воды идея базы изначально является провальной. Можно сделать 1-2 рейса для обеспечения людей водой, но делать их потом постоянно будет чрезвычайно дорогим удовольствием.
Почему автор выбрал пик - понятно. На нем есть солнечная энергия и есть связь с Землей. И вот предлагает ___lin___ для снабжения станции энергией использовать солнечные батареи весом в 200 кг и мощностью до 15 кВт. Здорово. Проблема в том, что еще требуется 2.5 тонны аккумуляторов для выживания в течении 6 дней лунной ночи. Итого, почти 3 тонны на энергоснабжение. А сейчас смотрим в раздел ядерные реакторы в космосе на Вики и видим, что реактор с тепловой мощностью 150 кВт весит менее 1 тонны. Даже в термоэмиссионном варианте он выдавал порядка 5 кВт электричества, а если поставить на него машинное преобразование, он способен выдавать почти 40 кВт. Т.е. в те же 3 тонны мы можем уместить гораздо больше энергии, при этом гораздо лучше управляемой и независящей от Солнца. Со связью тоже все не так страшно. Да, прямая видимость для связи с Землей необходима. Но не обязательно размещать оборудование прямо возле корпусов станции. Можно ведь воспользоваться простым ретранслятором, который расположить на возвышенности. Итого, пик вечного света нам не нужен и даже вреден.
Так вот, первая база на Луне должна располагаться наоборот в холодных ловушках, т.е. в кратерах Луны, вечно скрытых от Солнца. Именно там находится вода, а также в реголите абсорбирована масса других газов, включая гелий, аргон, может и ксенон, которые будут важны для ядреных буксиров. Кроме того, у базы в кратере есть еще и другие преимущества.
1. Наличие воды и других газов в реголите.
2. Низкие температуры упрощают хранение криогенных жидкостей (водород, кислород, аргон, ксенон и пр.).
3. Радиационный фон от космических лучей в кратере на процентов 15 меньше, чем на пике из-за большего сектора, закрытого грунтом. Закрытость от Солнца защищает от солнечных вспышек.
4. На пике рельеф гораздо более сложный, чем в кратере. Перемещаться автоматам (и людям тоже) лекче именно в кратере.
5. Оползни на Луне - явление обчыное. Они возникают из-за сейсмической активности, но возможны и из-за деятельности людей. На пике съехать вниз с горки вместе с тоннами реголита - леко. В кратере опасность от оползней горазо ниже.
6. Ядреный реактор - это тепловая машина, КПД которой зависит от разности температур. Температура в кратере (холодной ловушке) ниже, чем на облучаемом Солнцем пике, т.е. выше будет и эффективность его работы.
7. Кратер носит ударный характер, т.е. образован метеоритом. Мы получаем не только вещество Луны, но еще и вещество метеорита, которое можно изучать и даже использовать.
8. Небо закрыто как от Земли, так и от Солнца - главных источников помех. Это великолепная возможность для астрономов и сверхчувствительных телескопов.
9. С точки зрения "геологии" (селенологии, палеонтологии) вскрытые пласты кратера гораздо более интересны, чем горы или равнины.
Есть и некоторые неудобства от базы в кратере.
1. Там холодно, т.е. придется больше тратить энергии на оборгрев. Но у нас море тепловой энергии от ядерного реактора, которую нужно рассеивать.
2. Там темно. Придется освещать местность, когда появятся люди, а на первых порах можно использовать ИК-камеры.
3. Земли не видно из иллюминатора и это будет наводить печаль на будущих космических лодырей. Но лодырям в любом случае ничего не "светит". Из-за высокой радиации база будет скрыта под грунтом и не будет иметь красивого вида на Землю.
В общем, то, что предложил ___lin___, это скорее база отдыха для богатых туристов, а не рабочая станция. Строить базу на пике - это то же самое, что располагать Норильск в Краснодарском крае. Ну да, тепло там, светло, но Норильск расположен за Полярных кругом потому, что там есть никель, а базу на Луне нужно располагать в кратере на полюсе, потому что там есть вода и газы.
Итак, мы постулируем, что нам нужно на Луне местное топливо и база должна располагаться в кратере. В связи с этим мы можем представить то оборудование, которое нужно доставить туда. Я не буду подсчитывать количество запусков и стоимость - пускай это делают те, кто лучше разбирается.
1. Ретранслятор. Варианта два. (А) Несколько спутников на полярной орбите вполне способны обеспечить непрерывную связь с базой. Вероятно, это окажется самый дешевыый вариант. (Б) Можно поставить ретранслятор на гребне кратера, но тогда возникает масса проблем типа энергообеспечения, организация прямой видимости не просто с Землей, а со спутниками связи, должна быть прямая видимость с большей территорией кратера. Т.е. приемо-передающие элементы должны будут располагаться на подъемной штанге, для выбора оптимального расположения должна быть подвижная тележка, для избежания опрокидывания при подвижках грунта должны быть выносные ноги... В общем, сложно. Проще несколько одинаковых спутников повесить.
2. Многофункциональный трактор с ядерной энергоустановкой и сменными приборами: манипуляторы, ковш, бульдозерный нож, кузов, бак-запарвщик. Это основной рабочий инструмент для добычи на Луне, поэтому с перспективе их должно быть много, но на первом этапе можно ограничиться одним. Именно этот трактор должен будет готовить площадку для космодрома, развозить прибывающие модули базы по местам, доставлять на перерабатывающий модуль грунт для переработки и извлечения газов, заправлять взлетно-посадочные модули и пр.
3. Газоизвлекающий модуль. Этот модуль удобно располагать прямо на тракторе в виде сменного инструмента. Он должен принимать грунт, нагревать его, испаряющиеся газы и водяной пар складировать во временные емкости.
4. Криогено-ректификационный модуль. В нем газы должны разделяться и сжижаться. Разделенные вещества должны поступать в емкости для хранения.
5. Емкости для хранения криогенных жидкостей. Для этих целей можно использовать либо баки посадочных модулей, либо баки рагонного блока КВТК, если потребуются большие емкости.
6. Электролизный модуль. В нем электролизом вода должна разделяться на водород и кислород. Этот модуль удобно состыковать с криогенно-ректификационным для последующего сжижаения и складирования жидких водорода и кислорода.
7. Энергетический модуль. Это АЭС на базе реактора, который разарбатывается для ядерного буксира. В случае ее отказа, можно будет использовать ядерные реакторы тракторов в качестве резервных.
8. Многоразовые взлетно-посадочные модули.
После доставки всего этого оборудования и развертывания производства необходимых ресурсов, полет человека на базу будет выглядеть следующим образом.
1. Ангарой-А7 (35 тонн) выводим ПТК.
2. В служебном модуле ПТК почти пустые баки, общий вес порядка 11-12 тонн. Разгон в сторону Луны и маневрирование для выхода на орбиту с помощью КВТК.
3.1. На орбите Луны рандеву с лунным взлетно-посадочным модулем. Модуль играет в стыковке активную роль.
3.2. Другой вариант - рандеву с лунной орбитальной станцией.
4. Пересадка космонавтов в лунный взлетно-посадочный модуль, посадка на Луну.
5. Взлет с Луны, стыковка с ПТК или орбитальной станцией, заправка ПТК лунным водородом и кислородом.
6. Старт к Земле.
Как видим, вместо 70 тонного сверхтяжа мы уместились в 35 тонн даже в существующих технологиях.
В перспективе можно оснастить ядерный буксир теплообменными двигателями на лунном водороде. В этом случае старт с Земли экспедиции на Луну будет обеспечивать даже Ангара-А3.
В общем, концепция ___lin___ выглядит привлекательной в том смысле, что за "какие-то" 12 млрд. долларов мы пошлем человека на Луну. Но если использовать подход "сначала добыча, потом человек", то возможно даже начальные затраты несколько увеличатся (что далеко не факт), зато в итоге полет на Луну станет не на много дешевле полета на МКС. А обеспечение собственными водой и кислородом будет даже дешевле, чем на МКС. Согласитесь, что это еще более привлекательно.
Poll Какой тип колонизации Луны выбрать