Mars One умер. Да здравствует Moon One!
В связи с очевидными сложностями технической реализации частного проекта Mars One, есть смысл инициировать альтернативный проект - Moon One, проект колонизации Луны.
В «глубокой древности», на заре космической эры, существовал план отправки американского астронавта на Луну, без возвращения в течение порядка 10 лет. Астронавт должен был существовать в лунном одиночестве за счет посылок с кислородом, водой и пищей, регулярно поставляемых ракетами с Земли. Главное было опередить СССР в высадке первого человека на Луну. Совершив рекордную высадку, астронавт должен был ждать создания в США ракетно-космического транспорта, способного его вернуть с Луны на Землю. Из-за различных «но», проект отложили, и штурм Луны пошел известным путем, более дорогим, но зато гуманным.
Сегодня повторные визиты на Луну ради «флагофтыка» и селфи на фоне флага, мало интересуют космические державы. Луна интересна теперь как склад минерального сырья, необходимого для получения редкоземельных металлов, компонентов ракетного топлива, конструкционных материалов для изготовления космических аппаратов, их деталей и агрегатов. Вместе с тем, затраты на ротацию персонала долговременной лунной базы непомерно высоки - только доставка грузов на Луну стоит 100-200 млн. долларов за каждую тонну. А годовое пребывание одного астронавта требует около 5 тонн расходных материалов и оборудования СЖО. Кроме того, экипаж базы в конечном итоге надо вернуть на Землю, что еще в десять раз повысит цену перемещения грузов между Луной и Землей. И самое главное, пребывание людей на базе за пределами года, является открытым вопросом - действие пониженной лунной гравитации на организм аналогично разрушительному действию микрогравитации на МКС, так что если бы и нашлись добровольцы на лунную вахту длительностью от 3 до 10 лет (что значительно сократило бы расходы), неопределенность исхода такой вахты исключает её из имеющихся планов по заселению Луны.
Вместе с тем, на всякий хороший план со временем находиться лучший. Техника развивается, открываются новые возможности доставки грузов на Луну, менее дорогие и эффективные. То же относится и к технике обеспечения комфортности пребывания на Луне, гарантирующей привычные земные условия существования. Космическую радиацию и низкое лунное тяготение можно исключить, есть средства. Поэтому, есть резон вернуться к плану долговременного пребывания людей на лунной базе с многолетними сроками «отсидки», что равнозначно плану первого этапа колонизации Луны.
В России недавно продвигался частный проект «Луна-7». Над проектом работала группа энтузиастов во главе с Александром Ильиным. Меня тоже пригласили в проект. Предложения по «Луне-7»рассматривались на закрытой интернет - площадке (в планах организаторов было открытие в последующем доступа к материалам обсуждения). Мои предложения касались перспектив развития базы, в то время как в обнародованной части проекта «Луны-7» речь шла об использовании технологий текущего момента, с туманным абрисом перспективы применения новых передовых технологий. Так вот, с моей стороны были сделаны два технических предложения.
Первое - это система создания искусственной гравитации в жилых модулях лунной базы на уровне земного или хотя бы марсианского тяготения. Тогда я не дал наименование этой системе, но в последующем для удобства буду называть её «Грависити» (от слов «Гравитация» и «Сити»). За пределами «Грависити» астронавты пользуются вольфрамовыми утяжелителями, которые имитируют привычную гравитационную нагрузку на тело в условиях лунной гравитации. За счет засыпки «Грависити» многометровым слоем реголита, устраняется воздействие космической радиации.
Второе предложение - это технология доставки грузов на Луну методом жесткой посадки, разработанная на основе проекта «Орбитрон», успешно запатентованного в США, Англии, Франции, Германии, России, Украине и Белоруссии. Таким грузам, как вода, кислород, углеводороды не опасна посадка ударного типа в специальные ловушки-накопители (стационарные коллекторы), а потому может использоваться для десятикратного снижения стоимости доставки. В перспективе, орбитальные коллекторы на околоземной орбите, в качестве перевалочной станции на пути грузов к Луне, сократят затраты на доставку грузов к лунной базе до 100-200 долл./кг.
Эти два предложения к проекту «Луна-7» были зарезервированы на следующие стадии развертывания лунной базы. Тексты предложений были продублированы в моих блогах. Информацию о проекте «Грависити» можно найти также в лекциях популяризатора космонавтики Александра Хохлова (без ссылок на автора).
Системы «Грависити» и «Орбитрон» (в стационарном варианте) принципиально меняют ситуацию. Теперь можно планировать колонизацию Луны на основе экипажей с практически неограниченной длительностью пребывания: решен вопрос с обеспечением большую часть времени нормальной силы тяготения, а так же решен вопрос обеспечения колонистов водой, кислородом и другими необходимыми веществами в течение длительного времени по ценам в десятки раз ниже обычных.
В отличие от колонизации Марса, колонизация Луны проще и дешевле. Все необходимые для колонизации технически средства имеются. Те же НИОКР, которые необходимы для воплощения «Грависити» и стационарного коллектора грузов для лунной базы, могут быть проведены в земных условиях.
«Грависити» представляет собой устройство с массой всего 1 т в варианте изготовления из арамидных волокон и 13 т в варианте изготовления из высокопрочной стали. Это тонкостенная труба диаметром 3,18 м длиной 500 м, которая свернута в тор с диаметром 159 м. Предельная прочность для материала из арамида принимается равной 3,6 ГПа, для стали - 1,5 ГПа. Внутри трубы находится кислород под давлением равным 0,3 атмосферного. В случае десятикратного запаса прочности масса кольца будет равна выше указанной. Сверху тор засыпан реголитом.
При массе в пределах 1-13 тонн, доставка «Грависити» на Луну в (свернутом состоянии) не представляет сложности. На Луне труба должна быть помещена на предварительно выровненное ложе из реголита, надута и засыпана реголитом.
Внутри трубы находятся "кэмперы" - жилые модули, аналогичные автобусам - "домам на колесах". Внутри жилых модулей нормальное атмосферное давление и воздух обычного состава. Вместо ДВС на них установлены электромоторы. При движении внутри трубы со скоростью 100 км/ч, центробежная сила внутри домов-автобусов (действующая в сочетании с лунным тяготением) становится равной земной силе тяготения.
Экипаж лунной базы 2/3 времени (отдых и сон) теперь может существовать в привычных условиях. Причем, рабочее время также может проводиться, внутри центрифуги, так как основная работа персонала лунной базы - это работа операторов различных лунных машин на лунной поверхности. Управление такими машинами из земного центра управления сильно замедляет управление из-за задержки сигнала (1,5 секунды в одну сторону и 3 секунды с учетом обратной связи). Лунная база, при наличии спутников-ретрансляторов станет, таким образом, центром управления исследовательскими аппаратами по всей Луне. Возможность осуществления текущего ремонта исследовательских аппаратов, с изготовлением необходимых деталей на месте, благодаря 3D-принтерам, многократно удешевит технику, посылаемую на Луну.
Изготовить и испытать на Земле аналог лунного «Грависити» реально за умеренные средства и небольшие сроки.
Стационарный коллектор грузов, поступающих с Земли, так же может быть апробирован в земных условиях. Скорость входа потоков вещества в приемное устройство коллетора-ловушки находится в пределах 1700-2500 м/с, что позволяет провести испытания на наземных стендах и, при необходимости, в условиях суборбитального или орбитального полетов.
От Mars One лунный проект может взять все ценное, с отбраковыванием сомнительных вещей. Главное и ценное в Mars One - это сбор средств на реализацию за счет продажи рекламного времени. Действительно, рекламные сборы в ходе TV трансляций спортивных мероприятий составляют подчас миллиарды долларов. И если идея собрать средства на открытие первой марсианской колонии за счет рекламы и телешоу типа российского «Дом-2» оказывается несостоятельной из-за непомерно больших сумм, потребных для марсианского проекта, то в отношении первой лунной колонии все значительно проще и реальней.
Рекламные доходы нужны в основном на первом этапе. После открытия базы на Луне появятся новые возможности для коммерческой деятельности. Ниже дан краткий перечень коммерческих услуг.
Основные услуги, оказываемые персоналом базы:
операторские услуги по дистанционному управлению техники клиентов (исследовательскими лунными роверами, мобильными горнодобывающими и промышленными агрегатами);
ремонтное и эксплуатационное обслуживание лунной техники клиентов;
Дополнительные услуги:
производство кислорода из реголита для клиентских ракетных исследовательских дронов (беспилотных лунолётов) и межорбитальных буксиров;
производство тормозных аэродинамических экранов из лунного реголита, для возвращаемых на Землю космических аппаратов и многоразовых ступеней ракет-носителей;
производство тонкопленочных солнечных батарей для геостационарных космических аппаратов.
Дополнительные услуги оцениваются в привлекательные суммы. Спрос на ракетное топливо для заправки межорбитальных буксиров и на тормозные теплозащитные экраны составляет 5-6 млрд. долл./год (без учета роста спроса при снижении цен). Спрос на изготовление деталей и агрегатов комических аппаратов из лунного сырья методами 3D-печати может доходить до 17 млрд. долл./год. Есть и другие перспективные рынки сбыта лунной продукции.
Полагаю, что участники проекта «Луна-7» имеют все необходимые навыки и возможности для продолжения второй части проекта, теперь в качестве международного и частного проекта Moon One. Роскосмос отверг предложение начать создание лунной базы на основе имеющейся ракетно-космической техники, поэтому «Луна-7» тоже умерла. Однако, подводная, до того по каким-то непонятным причинам не афишируемая часть проекта «Луна-7» осталась и может быть развита до уровня самофинансируемого частного проекта. Если же энтузиазм российских покорителей Луны угас, то проект, конечно, может быть продолжен без них, за счет привлечения зарубежных энтузиастов и волонтеров. Это потребует большего времени, но процесс развития проекта не будет остановлен.
На данный момент требуется рабочая группа для подготовки меморандума Moon One. Требуются и микроинвесторы для проведения первых пресс-конференций и запуска процесса.
Доп. материал:
" Налунная станция-бублик"
" Лунный имитатор земной гравитации"
" Лунолёты как атрибут лунной базы"
В «глубокой древности», на заре космической эры, существовал план отправки американского астронавта на Луну, без возвращения в течение порядка 10 лет. Астронавт должен был существовать в лунном одиночестве за счет посылок с кислородом, водой и пищей, регулярно поставляемых ракетами с Земли. Главное было опередить СССР в высадке первого человека на Луну. Совершив рекордную высадку, астронавт должен был ждать создания в США ракетно-космического транспорта, способного его вернуть с Луны на Землю. Из-за различных «но», проект отложили, и штурм Луны пошел известным путем, более дорогим, но зато гуманным.
Сегодня повторные визиты на Луну ради «флагофтыка» и селфи на фоне флага, мало интересуют космические державы. Луна интересна теперь как склад минерального сырья, необходимого для получения редкоземельных металлов, компонентов ракетного топлива, конструкционных материалов для изготовления космических аппаратов, их деталей и агрегатов. Вместе с тем, затраты на ротацию персонала долговременной лунной базы непомерно высоки - только доставка грузов на Луну стоит 100-200 млн. долларов за каждую тонну. А годовое пребывание одного астронавта требует около 5 тонн расходных материалов и оборудования СЖО. Кроме того, экипаж базы в конечном итоге надо вернуть на Землю, что еще в десять раз повысит цену перемещения грузов между Луной и Землей. И самое главное, пребывание людей на базе за пределами года, является открытым вопросом - действие пониженной лунной гравитации на организм аналогично разрушительному действию микрогравитации на МКС, так что если бы и нашлись добровольцы на лунную вахту длительностью от 3 до 10 лет (что значительно сократило бы расходы), неопределенность исхода такой вахты исключает её из имеющихся планов по заселению Луны.
Вместе с тем, на всякий хороший план со временем находиться лучший. Техника развивается, открываются новые возможности доставки грузов на Луну, менее дорогие и эффективные. То же относится и к технике обеспечения комфортности пребывания на Луне, гарантирующей привычные земные условия существования. Космическую радиацию и низкое лунное тяготение можно исключить, есть средства. Поэтому, есть резон вернуться к плану долговременного пребывания людей на лунной базе с многолетними сроками «отсидки», что равнозначно плану первого этапа колонизации Луны.
В России недавно продвигался частный проект «Луна-7». Над проектом работала группа энтузиастов во главе с Александром Ильиным. Меня тоже пригласили в проект. Предложения по «Луне-7»рассматривались на закрытой интернет - площадке (в планах организаторов было открытие в последующем доступа к материалам обсуждения). Мои предложения касались перспектив развития базы, в то время как в обнародованной части проекта «Луны-7» речь шла об использовании технологий текущего момента, с туманным абрисом перспективы применения новых передовых технологий. Так вот, с моей стороны были сделаны два технических предложения.
Первое - это система создания искусственной гравитации в жилых модулях лунной базы на уровне земного или хотя бы марсианского тяготения. Тогда я не дал наименование этой системе, но в последующем для удобства буду называть её «Грависити» (от слов «Гравитация» и «Сити»). За пределами «Грависити» астронавты пользуются вольфрамовыми утяжелителями, которые имитируют привычную гравитационную нагрузку на тело в условиях лунной гравитации. За счет засыпки «Грависити» многометровым слоем реголита, устраняется воздействие космической радиации.
Второе предложение - это технология доставки грузов на Луну методом жесткой посадки, разработанная на основе проекта «Орбитрон», успешно запатентованного в США, Англии, Франции, Германии, России, Украине и Белоруссии. Таким грузам, как вода, кислород, углеводороды не опасна посадка ударного типа в специальные ловушки-накопители (стационарные коллекторы), а потому может использоваться для десятикратного снижения стоимости доставки. В перспективе, орбитальные коллекторы на околоземной орбите, в качестве перевалочной станции на пути грузов к Луне, сократят затраты на доставку грузов к лунной базе до 100-200 долл./кг.
Эти два предложения к проекту «Луна-7» были зарезервированы на следующие стадии развертывания лунной базы. Тексты предложений были продублированы в моих блогах. Информацию о проекте «Грависити» можно найти также в лекциях популяризатора космонавтики Александра Хохлова (без ссылок на автора).
Системы «Грависити» и «Орбитрон» (в стационарном варианте) принципиально меняют ситуацию. Теперь можно планировать колонизацию Луны на основе экипажей с практически неограниченной длительностью пребывания: решен вопрос с обеспечением большую часть времени нормальной силы тяготения, а так же решен вопрос обеспечения колонистов водой, кислородом и другими необходимыми веществами в течение длительного времени по ценам в десятки раз ниже обычных.
В отличие от колонизации Марса, колонизация Луны проще и дешевле. Все необходимые для колонизации технически средства имеются. Те же НИОКР, которые необходимы для воплощения «Грависити» и стационарного коллектора грузов для лунной базы, могут быть проведены в земных условиях.
«Грависити» представляет собой устройство с массой всего 1 т в варианте изготовления из арамидных волокон и 13 т в варианте изготовления из высокопрочной стали. Это тонкостенная труба диаметром 3,18 м длиной 500 м, которая свернута в тор с диаметром 159 м. Предельная прочность для материала из арамида принимается равной 3,6 ГПа, для стали - 1,5 ГПа. Внутри трубы находится кислород под давлением равным 0,3 атмосферного. В случае десятикратного запаса прочности масса кольца будет равна выше указанной. Сверху тор засыпан реголитом.
При массе в пределах 1-13 тонн, доставка «Грависити» на Луну в (свернутом состоянии) не представляет сложности. На Луне труба должна быть помещена на предварительно выровненное ложе из реголита, надута и засыпана реголитом.
Внутри трубы находятся "кэмперы" - жилые модули, аналогичные автобусам - "домам на колесах". Внутри жилых модулей нормальное атмосферное давление и воздух обычного состава. Вместо ДВС на них установлены электромоторы. При движении внутри трубы со скоростью 100 км/ч, центробежная сила внутри домов-автобусов (действующая в сочетании с лунным тяготением) становится равной земной силе тяготения.
Экипаж лунной базы 2/3 времени (отдых и сон) теперь может существовать в привычных условиях. Причем, рабочее время также может проводиться, внутри центрифуги, так как основная работа персонала лунной базы - это работа операторов различных лунных машин на лунной поверхности. Управление такими машинами из земного центра управления сильно замедляет управление из-за задержки сигнала (1,5 секунды в одну сторону и 3 секунды с учетом обратной связи). Лунная база, при наличии спутников-ретрансляторов станет, таким образом, центром управления исследовательскими аппаратами по всей Луне. Возможность осуществления текущего ремонта исследовательских аппаратов, с изготовлением необходимых деталей на месте, благодаря 3D-принтерам, многократно удешевит технику, посылаемую на Луну.
Изготовить и испытать на Земле аналог лунного «Грависити» реально за умеренные средства и небольшие сроки.
Стационарный коллектор грузов, поступающих с Земли, так же может быть апробирован в земных условиях. Скорость входа потоков вещества в приемное устройство коллетора-ловушки находится в пределах 1700-2500 м/с, что позволяет провести испытания на наземных стендах и, при необходимости, в условиях суборбитального или орбитального полетов.
От Mars One лунный проект может взять все ценное, с отбраковыванием сомнительных вещей. Главное и ценное в Mars One - это сбор средств на реализацию за счет продажи рекламного времени. Действительно, рекламные сборы в ходе TV трансляций спортивных мероприятий составляют подчас миллиарды долларов. И если идея собрать средства на открытие первой марсианской колонии за счет рекламы и телешоу типа российского «Дом-2» оказывается несостоятельной из-за непомерно больших сумм, потребных для марсианского проекта, то в отношении первой лунной колонии все значительно проще и реальней.
Рекламные доходы нужны в основном на первом этапе. После открытия базы на Луне появятся новые возможности для коммерческой деятельности. Ниже дан краткий перечень коммерческих услуг.
Основные услуги, оказываемые персоналом базы:
операторские услуги по дистанционному управлению техники клиентов (исследовательскими лунными роверами, мобильными горнодобывающими и промышленными агрегатами);
ремонтное и эксплуатационное обслуживание лунной техники клиентов;
Дополнительные услуги:
производство кислорода из реголита для клиентских ракетных исследовательских дронов (беспилотных лунолётов) и межорбитальных буксиров;
производство тормозных аэродинамических экранов из лунного реголита, для возвращаемых на Землю космических аппаратов и многоразовых ступеней ракет-носителей;
производство тонкопленочных солнечных батарей для геостационарных космических аппаратов.
Дополнительные услуги оцениваются в привлекательные суммы. Спрос на ракетное топливо для заправки межорбитальных буксиров и на тормозные теплозащитные экраны составляет 5-6 млрд. долл./год (без учета роста спроса при снижении цен). Спрос на изготовление деталей и агрегатов комических аппаратов из лунного сырья методами 3D-печати может доходить до 17 млрд. долл./год. Есть и другие перспективные рынки сбыта лунной продукции.
Полагаю, что участники проекта «Луна-7» имеют все необходимые навыки и возможности для продолжения второй части проекта, теперь в качестве международного и частного проекта Moon One. Роскосмос отверг предложение начать создание лунной базы на основе имеющейся ракетно-космической техники, поэтому «Луна-7» тоже умерла. Однако, подводная, до того по каким-то непонятным причинам не афишируемая часть проекта «Луна-7» осталась и может быть развита до уровня самофинансируемого частного проекта. Если же энтузиазм российских покорителей Луны угас, то проект, конечно, может быть продолжен без них, за счет привлечения зарубежных энтузиастов и волонтеров. Это потребует большего времени, но процесс развития проекта не будет остановлен.
На данный момент требуется рабочая группа для подготовки меморандума Moon One. Требуются и микроинвесторы для проведения первых пресс-конференций и запуска процесса.
Доп. материал:
" Налунная станция-бублик"
" Лунный имитатор земной гравитации"
" Лунолёты как атрибут лунной базы"