Главная » Современный дизайн частного дома » Когда заселят луну. Человек пришел на луну. Космос не знает границ

Когда заселят луну. Человек пришел на луну. Космос не знает границ

Бурное развитие космической техники позволяет думать, что колонизация космоса - вполне достижимая и оправданная цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии. Но хотя советские и американские программы исследования Луны продемонстрировали практическую осуществимость полёта на Луну (будучи при этом очень дорогостоящими проектами), они в то же время охладили энтузиазм создания лунной колонии. Это было вызвано тем, что анализ образцов пыли, доставленных космонавтами, показал очень низкое содержание в ней лёгких элементов [ ] , необходимых для поддержания жизнеобеспечения.

Несмотря на это, с развитием средств космонавтики и удешевлением космических полётов, Луна представляется исключительно привлекательным объектом для колонизации. Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии , астрономии , космологии , космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы , системы Земля - Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории , оснащённые оптическими и радиотелескопами , способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории.

Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами - железом , алюминием , титаном ; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите , накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3 , который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов . В настоящее время идут разработки методик промышленного получения металлов, кислорода и гелия-3 из реголита; найдены залежи водяного льда.

Глубокий вакуум и наличие дешёвой солнечной энергии открывают новые горизонты для электроники , металлургии , металлообработки и материаловедения . Фактически условия для обработки металлов и создания микроэлектронных устройств на Земле менее благоприятны из-за большого количества свободного кислорода в атмосфере, ухудшающего качество литья и сварки, делающего невозможным получение сверхчистых сплавов и подложек микросхем в больших объёмах. Также представляет интерес выведение на Луну вредных и опасных производств.

Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма , который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности. Космический туризм будет требовать определённых инфраструктурных решений . Развитие инфраструктуры, в свою очередь, будет способствовать более масштабному проникновению человечества на Луну.

Существуют планы использования лунных баз в военных целях для контроля околоземного космического пространства и обеспечения господства в космосе .

Гелий-3 в планах освоения Луны

Создание станции - не только вопрос науки и государственного престижа, но и коммерческой выгоды. Гелий-3 - это редкий изотоп, стоимостью приблизительно 1200 долларов США за литр газа , необходимый в ядерной энергетике для запуска термоядерной реакции . На Луне его количество оценивается в тысячи тонн (по минимальным оценкам - 500 тысяч тонн ). Плотность жидкого гелия-3 при температуре кипения и нормальном давлении равна 59 г/л, а в газообразном виде примерно в 1000 раз меньше, следовательно, 1 килограмм стоит более 20 миллионов долларов, а весь гелий - более 10 квадриллионов долларов (около 500 нынешних ВВП США).

При использовании гелия-3 не возникает долгоживущих радиоактивных отходов , и поэтому проблема их захоронения, так остро стоящая при эксплуатации реакторов на делении тяжёлых ядер, отпадает сама собой.

Однако существует и серьёзная критика этих планов. Дело в том, что для зажигания термоядерной реакции дейтерий+гелий-3 необходимо нагреть изотопы до температуры в миллиард градусов и решить задачу удержания нагретой до такой температуры плазмы. Современный технологический уровень позволяет удержать плазму, нагретую лишь до нескольких сотен миллионов градусов в реакции дейтерий +тритий , при этом почти вся энергия, полученная в ходе термоядерной реакции, затрачивается на удержание плазмы (см. ITER). Поэтому реакторы на гелии-3 многими ведущими учёными, например, академиком Роальдом Сагдеевым , выступившим с критикой планов Севастьянова, считаются делом отдалённого будущего. Более реальными с их точки зрения является разработка на Луне кислорода , металлургия , создание и запуск космических аппаратов, в том числе ИСЗ , межпланетных станций и пилотируемых кораблей.

Вода

Практические шаги

Лунные базы в первой «Лунной гонке»

В США прорабатывались аванпроекты лунных военных баз Лунэкс (Lunex Project) и Горизонт (Project Horizon) , а также имелись технические предложения по лунной базе Вернера фон Брауна .

В первой половине 1970-х гг. под рук. академика В. П. Бармина московскими и ленинградскими учёными разрабатывался проект долговременной лунной базы, в котором, в частности, изучались возможности обваловки обитаемых сооружений направленным взрывом для защиты от космического излучения (изобретения А. И. Мелуа с использованием технологий Альфреда Нобеля). Более детально, включая макеты экспедиционных транспортных средств и обитаемых модулей , был разработан проект лунной базы СССР «Звезда» , который должен был быть реализован в 1970-х-1980-х гг. как развитие советской лунной программы , свёрнутой после проигрыша СССР в «лунной гонке» с США.

Lunar Oasis

В октябре 1989 года на 40-м конгрессе Международной авиационной федерации сотрудники НАСА Майкл Дьюк (Michael Duke), глава подразделения исследований Солнечной системы Космического центра имени Линдона Джонсона в Хьюстоне, и Джон Ньехофф (John Niehoff) из Science Applications International Corporation (SAIC) представили проект лунной станции Lunar Oasis. До сих пор этот проект считается весьма проработанным и интересным по ряду основных решений, одновременно оригинальных и реалистичных. Десятилетний проект Lunar Oasis предполагал три стадии, суммарно предусматривавшие 30 полётов, половина из которых пилотируемые (по 14 т груза); беспилотные старты оценивались по 20 т груза каждый.

Авторы называют стоимость проекта равным четырём программам «Аполлон», а это примерно $550 млрд в ценах 2011 года. Учитывая, что время реализации программы предполагалось весьма значительным (10 лет), ежегодные расходы на неё составили бы около $50 млрд. Для сравнения можно указать на то, что в 2011 году затраты на содержание американских войск в Афганистане достигли $6,7 млрд в месяц, или $80 млрд в год.

Лунные базы в «Лунной гонке» XXI века

К 2050 году планируется построить обитаемую базу и полигон по добыче полезных ископаемых .

Проблемы

Длительное присутствие человека на Луне будет требовать решения ряда проблем. Так, атмосфера Земли и магнитное поле задерживает бо́льшую часть солнечной радиации. В атмосфере также сгорает множество микрометеоритов . На Луне без решения радиационной и метеоритной проблем невозможно создание условий для нормальной колонизации. Во время солнечных вспышек создаётся поток протонов и других частиц , способных представлять угрозу для космонавтов. Однако эти частицы обладают не слишком большой проникающей способностью, и защита от них является решаемой проблемой. Кроме того, данные частицы обладают низкой скоростью, а значит, есть время для того чтобы укрыться в антирадиационные укрытия. Гораздо большую проблему представляет жёсткое рентгеновское излучение . Расчёты показали , что астронавт после 100 часов на поверхности Луны с вероятностью 10% получит опасную для здоровья дозу (0,1 Грея ). В случае же солнечной вспышки опасную дозу можно получить в течение нескольких минут.

Отдельную проблему представляет лунная пыль . Лунная пыль состоит из острых частиц (поскольку нет сглаживающего влияния эрозии), а также обладает электростатическим зарядом. В результате лунная пыль проникает везде и, обладая абразивным действием, уменьшает срок работы механизмов. А попадая в лёгкие, становится угрозой здоровью человека.

Коммерциализация также не очевидна. Необходимость в больших количествах гелия-3 пока отсутствует. Наука ещё не смогла достичь контроля над термоядерной реакцией. Самым многообещающим проектом в этом отношении на данный момент (конец 2011 года) является масштабный международный экспериментальный реактор ИТЭР , строительство которого предполагается закончить в 2018 году. После этого последует порядка двадцати лет экспериментов. Промышленное использование термоядерного синтеза ожидается не ранее 2050 года по самым оптимистическим прогнозам. В связи с этим, до этого времени добыча гелия-3 не будет представлять промышленного интереса. Космический туризм также нельзя назвать движущей силой освоения Луны, поскольку требуемые на данном этапе вложения не смогут окупиться в разумное время за счёт туризма, что показывает опыт космического туризма на МКС, доходы от которого не покрывают и малой доли затрат на содержание станции. [ ]

Такое положение вещей приводит к тому, что высказываются предложения (см. Роберт Зубрин «A Case for Mars») освоение космоса сразу начинать с Марса .

Фильмография

«Добыча полезных ископаемых на Луне» (англ. Mining the Moon ) - научно-популярный фильм, снятый Discovery в 2011 г.
«Луна 2112 » - художественный фильм о лунной базе, по сюжету базой управляет один человек, ведется добыча Гелия-3 .
«Железное небо » - художественный фильм о политико-социальных проблемах и гонке вооружений через призму коммерциализированной индустрии добычи Гелия-3

См. также

Примечания

Артур Кларк . Бросок на Луну
Лысенко М.П., Каттерфельд Г.Н., Мелуа А.И. О зональности грунтов на Луне // Изв. Всес.Геогр. Об-ва. - 1981. - Т. 113 . - С. 438-441 .
Академик Б. Е. Черток «Космонавтика в XXI веке»
Лунные полюса могут стать обсерваториями - ученый (неопр.) .

От строительства электростанций и добычи лунных ресурсов до космического туризма и проблемы перенаселения.

В закладки

Полвека назад казалось, что недалек тот день, когда на Луну будут летать как на дачу. Сегодня на Луну не полетишь, даже если очень захотеть: нет подходящих ракет. Технологии шагнули вперед, а пилотируемая космонавтика - нет.

Российский астроном Владимир Сурдин как-то заметил: между покорением Южного полюса и основанием на нем первой базы прошло 45 лет, а в Марианскую впадину человек вернулся лишь спустя 52 года после первого погружения.

Последняя американская экспедиция на Луну в рамках программы «Аполлон» состоялась в 1972 году, то есть 45 лет назад. Если верить представленной аналогии, согласно которой между открытием труднодоступной точки и возможностью её полноценного изучения проходит примерно 50 лет, то ждать новых полетов на Луну стоит уже в ближайшее время.

Причем на этот раз человечество должно закрепиться на Луне более основательно, ведь у лунной колонии может быть и прагматичная цель, и коммерческая составляющая. Правительства смотрят на Луну как на источник ресурсов, бизнесмены - как на курорт для миллиардеров, ученые - как на космическую лабораторию, а романтики - как на первую остановку на пути расселения человечества в космосе.

Кто участвует в новой лунной гонке

Макет межпланетной станции «Луна-24»

В августе 1976 года советский аппарат «Луна-24» сел на лунную поверхность в районе моря Кризисов. Он пробурил двухметровую скважину, извлек образец лунного грунта и доставил его на Землю. Этот полет оказался последней миссией на Луну в 20 веке - следующая посадка на поверхность спутника Земли состоялась лишь через 37 лет, в 2013 году.

Осуществил её китайский аппарат «Чанъэ-3», доставив туда небольшой луноход. Миссия была частью обширной китайской лунной программы, следующий крупный этап которой запланирован на конец 2017 и начало 2018 годов. На этот раз китайцы планируют привезти на Землю собственные образцы грунта с обратной стороны Луны, где еще не садился ни один аппарат.

Китайский посадочный модуль «Чанъэ-3»

На начало 2018 года также запланирован запуск индийской лунной станции «Чандраян-2» - в её задачу входит посадка на Луну и запуск лунохода. Ни Индия, ни Китай пока не заявляли о конкретных планах пилотируемого полета на Луну в обозримой перспективе. Зато это сделала Япония, официально поставив перед собой задачу в партнёрстве с NASA отправить человека на Луну уже к 2030 году.

В самом американском агентстве от планов по скорейшему возвращению на Луну отказались ещё в 2011 году. Наиболее приоритетный проект для США - пилотируемый полет на Марс. Луна при этом может стать своеобразным перевалочным пунктом - на орбите вокруг неё можно разместить станцию, откуда будет стартовать межпланетный корабль.

На фоне такой мировой активности Россия также вернулась к задаче покорения земного спутника. К 2017 году российская лунная программа уже успела получить от государства солидное финансирование, затем частично его лишиться из-за кризиса и переориентироваться на более поздние сроки. Основные планы российской программы касаются отправки на Луну автоматических станций и доставки на Землю образцов лунного грунта в период с 2019 по 2024 годы.

Хорошо забытое старое

Для полета на Луну необходимы три основных компонента:

Тяжелая ракета, способная отправить груз к Луне.
Космический корабль для межпланетных путешествий.
Спускаемый лунный модуль.

В СССР так и не решили задачу отправки человека на Луну из-за неудачных испытаний тяжелой ракеты Н-1. Лунный модуль и космический корабль при этом успешно прошли испытания. Корабль назвали «Союз», и он до сих пор используется для доставки людей на МКС.

Космический корабль «Союз»

Распространённый вопрос: «Почему нельзя заново сделать то, на чем уже летали на Луну?». Ответ: можно, но это лишено смысла. Представьте, что вам нужно сделать автомобиль. Вряд ли вы пойдете искать чертежи модели пятидесятилетней давности - её создание обойдется дороже, а результат будет сомнительным. По этой же причине в 2017 году нет смысла воссоздавать ракету и корабль из 1960-х годов - технологии ушли далеко вперед, и сегодня можно добиться лучших результатов.

Новая российская лунная программа изначально строилась вокруг проекта тяжелой ракеты «Ангара-А5». Разработка линейки ракет «Ангара» на экологичном топливе (по сравнению с токсичным гептилом , на котором летают «Протоны») шла с начала 90-х годов, и за все это время «Ангара-А5» была испытана всего один раз - в 2014 году. В итоге из-за дороговизны ракеты от её эксплуатации было решено отказаться.

Ракета-носитель «Ангара-А5»

Внимание российских инженеров переключилось на советскую ракету «Зенит», которую создатель частной космической компании SpaceX Элон Маск как-то назвал «лучшей в мире, если не считать Falcon». «Зенит» была создана как разгонная ступень для тяжелой ракеты «Энергия», теперь же её планируют доработать и превратить в самостоятельную единицу под названием «Феникс».

У «Феникса» есть несколько преимуществ перед «Ангарой». Во-первых, её создание должно обойтись в два-три раза дешевле. Во-вторых, для «Ангары» необходимо строить отдельный стартовый стол на космодроме, «Феникс» же можно запускать как с Байконура, так и с «Морского старта» - плавучей платформы, позволяющей осуществлять запуск из океана. Это дает возможность стартовать точно с экватора, что придает ракете максимальное ускорение за счет вращения Земли.

В 2016 году обанкротившийся ранее «Морской старт» был приобретен авиакомпанией S7, которая одновременно с этим заказала 12 ракет типа «Зенит» у завода «Южмаш». Первый коммерческий старт с этой площадки запланирован уже на 2017 год.

Предполагается, что для запуска пилотируемого полета к Луне можно будет использовать несколько «Фениксов», объединенных в одну ракету-носитель. Нечто подобное пытаются реализовать и в SpaceX с ракетой Falcon Heavy, правда, её испытания откладываются уже в течение нескольких лет.

Окончательно от «Ангары» в Роскосмосе отказываться не стали - по последним данным, для неё всё же построят стартовый стол на космодроме «Восточный» с прицелом на будущие пилотируемые запуски.

Запуски к Луне должны начаться уже скоро. Первый российский автоматический лунный модуль должен отправиться к месту назначения в 2019 году в рамках миссии «Луна-25 Глоб». Предполагается, что миссия позволит отработать технологии мягкой посадки на территории Южного полюса Луны - перспективного района для основания колонии.

Уже много лет ведется разработка космического корабля нового поколения «Федерация» - он должен заменить «Союзы» и «Прогрессы» и доставить на Луну четырех российских космонавтов. Первые беспилотные запуски корабля намечены на 2021 год, а первый пилотируемый полет - на 2024 год.

Лидер по-прежнему США

В NASA тоже разрабатывают новый космический корабль под названием Orion. Его испытания были проведены в 2014 году, а первый пилотируемый полет может состояться уже в конце 2018 года - причем сразу к Луне.

Изначально на 2018 год был запланирован беспилотный полет «Ориона». Полет к Луне должен был стать испытанием и для корабля, и для тяжелой ракеты SLS, создаваемой американцами с прицелом на марсианскую экспедицию. Но с приходом администрации Дональда Трампа начались разговоры о том, что раз к Луне полетит уже готовая техника, почему бы не снабдить её экипажем.

Как только в NASA начались публичные обсуждения пилотируемого полета, SpaceX , что готова в 2018 году отправить к Луне двоих туристов на корабле Dragon 2 и ракете Falcon Heavy.

Однако ни Falcon Heavy, ни SLS еще даже не прошли испытаний. Потенциально обе ракеты могут стать «чемпионами» современности по грузоподъемности, но заявления о пилотируемом запуске в 2018 году пока не выглядят реалистичными.

«Запасная» планета

Элон Маск не скрывает, что его главная мотивация в деле колонизации Марса - создание «резервной копии» человечества. Век развития цивилизации пришелся на достаточно спокойный период в истории Земли - не было резких изменений климата, падений крупных метеоритов, угрозы вулканической активности и прочих катастроф, которые в истории планеты случались регулярно.

Идея запасного дома не нова, и о ней всерьёз рассуждал ещё Циолковский. Вариантов не так много - это либо , либо Луна.

Подлунный мир

Поверхность Луны примерно равна сумме площадей трех крупнейших стран Земли - России, Канады и Китая. Луна в 81 раз легче Земли, а сила тяжести на ней меньше в шесть раз. Но по космическим масштабам Луна и Земля - тела примерно одного порядка. Иногда даже говорят, что они составляют двойную планетную систему.

Луна всего в полтора раза меньше Меркурия - такого соразмерного спутника больше нет ни у одной планеты в Солнечной системе (похожую систему составляют теперь уже бывшая планета Плутон и её спутник Харон, но они во много раз легче Земли и Луны).

Поверхность Луны не пригодна для жизни в первую очередь из-за трех факторов: перепады температур от –150 ºC до +120 ºC, космическая радиация и постоянная бомбардировка микрометеоритами. Землю от всего этого защищает атмосфера, которой у Луны нет - испаряющиеся под действием излучения Солнца с поверхности гелий, водород и другие газы очень сильно разрежены.

На поверхности Луны лежит толстый слой стертого в пыль реголита , по большей части состоящего из смеси стекла и песка. Теоретически его можно использовать для защиты от радиации и небольших метеоритов. Как и на Марсе, базу на Луне имеет смысл покрывать слоем грунта в несколько метров - это можно сделать, например, при помощи управляемого взрыва, как предполагалось в проекте советской лунной базы «Звезда».

Из-за воздействия солнечного ультрафиолета пыль на Луне наэлектризована и особенно опасна для здоровья и электроники. В отличие от частичек земной пыли, которые сглаживаются эрозией, лунные пылинки имеют остроконечную форму. К концу третьих суток американских лунных экспедиций перчатки скафандров астронавтов стирались пылью почти до дыр.

Избавиться от всех этих проблем можно под поверхностью Луны, но создание такой «подлунной» базы потребует больших затрат энергии. Есть и совсем экзотические предложения - например, бурить в толще Луны многокилометровые тоннели, превращая их в целые ландшафты земного типа с искусственным освещением.

Застывшие базальтовые лавы Луны настолько прочны, что широкие тоннели не потребуют никаких укреплений, а плотность пород позволит заполнять их кислородом, не боясь, что он сразу же весь утечет. Для создания в них обитаемых условий нужно будет раздобыть воду, кислород и энергию.

Лунные колодцы

Миссия «Луны-24» оказалось не только последней в 20 веке, но и чрезвычайно полезной - в привезенной ей образцах грунта советские ученые нашли небольшое содержание воды. В начале 21 века американский орбитальный зонд LRO с помощью российского детектора обнаружил в полярных зонах Луны грунт с концентрацией воды не менее 3%. Стоимость гипотетических миссий сразу снизилась благодаря возможности не брать с собой запасы жидкости.

Но добывать воду на Луне будет непросто - при температуре –150 ºC водяной лед становится прочнее стали. Существует мнение, что в будущем проще и дешевле окажется транспортировать на Луну пролетающие мимо ледяные кометы, используя миниатюрные реактивные двигатели.

Электростанция на аутсорсе

Единственный доступный источник энергии на Луне - это Солнце. Из-за отсутствия атмосферы солнечные батареи на Луне могут вырабатывать в шесть-восемь раз больше энергии, чем на поверхности Земли. Отсутствие погодных условий делает выработку стабильной во времени.

Существуют целые проекты превращения Луны в огромную электростанцию. Если построить вокруг лунного экватора пояс из солнечных батарей, то он смог бы вырабатывать энергию круглосуточно. С помощью направленного СВЧ-излучения её можно было бы передавать на Землю.

Строительством таких сооружений могут заниматься роботы, причем большую часть необходимых для этого материалов можно добывать на месте. Впрочем, подобные проекты пока относятся скорее к области фантастики.

Добыча ресурсов

Написать

Что такое колонизация Луны? Это постоянное проживание людей на Луне и создание на ней робототехнических предприятий. Тут надо сразу сказать, что о лунной колонии начали говорить задолго до начала космической эры. Ещё в 1638 году епископ Джон Уилкинс написал «Рассуждение о новом мире и другой планете». В этом труде он утверждал, что в далёком будущем на Луне обязательно появится человеческая колония. То же самое считал и Константин Циолковский (1857-1935). А с 50-х годов XX века учёные и инженеры начали разрабатывать концепции и конструкции, касающиеся проживания на спутнике Земли.

Космические аппараты СССР начали исследовать поверхность Луны в 1959 году. 13 сентября 1959 года советский аппарат «Луна-2» осуществил жёсткую посадку на лунную поверхность. Он стал первым искусственным объектом, оказавшимся на внеземном теле за всю историю человеческой цивилизации. В том же году «Луна-3» сделала снимки невидимой для человеческого глаза обратной стороны спутника. После этого началось десятилетие беспилотных лунных исследований.

Вслед за советской стартовала и американская программа освоения космоса. В 1961 году американцы взяли на себя обязательство к концу шестого десятилетия высадить человека на поверхности луны. 21 июля 1969 года американский корабль «Аполлон-11» приземлился на Луне с двумя астронавтами. Это были Нил Армстронг и Эдвин Олдрин. Второй ступил на лунную поверхность на 15 минут позже первого. Астронавты пробыли на Луне 2 часа 31 минуту 40 секунд. Установили флаг США, собрали 20 кг лунного грунта и расставили приборы.

После этого в течение нескольких лет США и СССР активно изучали лунную поверхность. Отправляли на неё космические аппараты, а в 1970 и 1973 году в рамках программы «Луноход» на Луне приземлились два робота-ровера. Первый из них «Луноход-1» исследовал лунную поверхность в течение 322 дней. А второй «Луноход-2» работал на спутнике Земли почти 4 месяца.

В 1972 году интерес к Луне у американцев упал. Были свёрнуты дальнейшие миссии, а космическая отрасль сосредоточилась на проектировании космического челнока. В 1974 году была остановлена и советская лунная программа, которая планировала строительство лунной базы «Звезда». В 80-е годы интерес к спутнику Земли сошёл на нет. Лишь отдельные энтузиасты продолжали заниматься вопросом колонизации Луны.

Всё изменилось к концу 90-х годов. В 1994 и 1998 годах состоялись две миссии НАСА на Луну, которые обнаружили на спутнике лунную воду (лунный лёд). А вскоре китайцы запустили свою космическую программу, предусматривающую миссии на земной спутник. В 2004 году американцы решили вернуть пилотируемые миссии на Луну к 2020 году.

Япония планирует высадить людей на спутник Земли к 2030 году. Китайцы хотят сделать то же самое к 2036 году. США собираются отправить людей на орбиту (без приземления) в 2021 году. Такой ажиотаж возник из-за того, что в 2010 году НАСА сообщила о больших ледяных отложениях на северном полюсе Луны. Там находится не менее 600 млн. тонн чистого водяного льда толщиной в несколько метров. Лёд – это вода, а вода – это жизнь, поэтому колонизация Луны больше не является мечтой. Люди собираются претворить её в реальность уже в ближайшее время.

Плюсы и минусы колонизации Луны

Размещение колонии на космическом объекте дело чрезвычайно сложное. Специалисты должны учесть огромное количество самых разных факторов. Наиболее важный из них – защита от космического излучения. Нельзя сбрасывать со счётов и силу притяжения, которая на планетах и спутниках кардинально отличается от земной. Так на Луне она равна 1/6 Земли. Скажется ли такое различие на здоровье человека, если он проживёт годы на лунной поверхности? Ответа на этот вопрос пока нет.

Но давайте рассмотрим плюсы колонизации Луны . Если разместить на ней колонию, то она может стать местом для запуска ракет с местным топливом. Запускать ракеты с Луны гораздо удобнее, чем с Земли из-за низкой гравитации и, следовательно, более низкой скорости вылета.

Луна находится рядом с Землёй, поэтому время транзита короткое. Это позволит быстро доставлять запасные части в колонию и позволит людям быстро переместиться на Землю, если возникнет чрезвычайная ситуация.

Живя на спутнике, можно проверить состояние здоровья людей, существующих в условиях низкой гравитации. Данные результаты будут использованы впоследствии при заселении более отдалённых космических тел.

Немаловажным положительным фактором является и быстрая связь с голубой планетой. Задержка связи в оба конца составляет менее 3-х секунд. Это даёт возможность вести обычный разговор и смотреть видео. А вот задержка связи с другими объектами Солнечной системы составляет минуты и часы. К примеру, связь Марса с Землёй колеблется в пределах от 8 до 40 минут.

Производственный и жизненный модуль на Луне, разделённый на уровни и отсеки

Большое значение имеет и психологический фактор. В небе Луны Земля выглядит большим шаром, который по яркости в 60 раз превышает яркость Луны, когда смотришь на неё с Земли. Это создаст у людей чувство уверенности. Они будут осознавать, что не брошены в космосе, так как их родная голубая планета находится совсем рядом.

А теперь давайте рассмотрим минусы колонизации Луны . Сразу надо отметить длинную лунную ночь. Она будет препятствовать использованию солнечной энергии. Не надо также забывать про экстремальные температуры от минус 178 градусов по Цельсию до плюс 127 градусов по Цельсию. В то же время на спутнике есть пики вечного света, находящиеся на лунном северном полюсе. Он постоянно купается в солнечном свете. Области вблизи полюсов светятся большую часть времени. Это потребует создания единой энергосистемы.

На Луне мало азота и водорода, также истощается углерод, образуя летучие оксиды. В то же время водород содержится в коре спутника. Летучие вещества, содержащие углерод и азот, находятся во льду. Нужно разрабатывать технологии по добыванию этих веществ или импортировать их из какого-либо стороннего источника для поддержания жизни и промышленных процессов. Переработка летучих веществ ограничит темпы роста колонии и поставит её в зависимость от импорта.

Людям, живущим на Луне, придётся защищать себя от космических лучей и протонного воздействия солнечного ветра. Жилые и промышленные помещения защитит лунный щебень, а вот работа вне помещений будет сопряжена с большим риском.

Модуль на поверхности, защищённый лунным реголитом

На спутнике Земли нет атмосферы, а поэтому нет никакой защиты от метеоритов. Даже мелкие камушки и пыль попадают на лунную поверхность. Они могут повредить недостаточно защищённые конструкции. Что касается лунной пыли, то она может оказаться токсичной.

Колонизация Луны предусматривает выращивание на ней собственных урожаев. Но здесь придётся столкнуться с длинной лунной ночью, которая длится 354 часа, экстремальными изменениями температур, солнечными вспышками, плохой почвой и отсутствием насекомых для опыления. Растения придётся выращивать в закрытых камерах с 354-часовым светом и 354-часовым тёмным циклом. То есть можно утверждать, что у лунного сельского хозяйства будет много проблем.

Среда обитания на Луне

Средняя температура на поверхности равна минус 5 градусам по Цельсию. Дневной период (около 354 часов) имеет среднюю температуру плюс 107 градусов по Цельсию. Ночной период (354 часа) характеризуется средней температурой минус 153 градуса по Цельсию. А вот под землёй температура держится на отметке минус 23 градуса по Цельсию.

С учётом всего этого возникает вопрос: где люди будут жить и работать на Луне ? Тут существует несколько вариантов. Имеют право на жизнь проекты по задействую лунных лавовых трубок. Любая такая неповреждённая трубка может стать надёжной защитой от окружающей среды, ведь она выдерживает испытания миллиардами лет.

Внутреннее устройство модуля, расположенного на поверхности Луны

Предлагается также построить подземную лунную колонию. Она будет полностью закрытой, за исключением нескольких выходов на поверхность. В идеале можно построить целый подземный город с искусственным солнечным светом и надёжной изоляцией от радиационного облучения. Такая колонизация Луны кажется наиболее перспективной.

Есть варианты о возведении на поверхности специальных модулей, покрытых лунным реголитом. Это уникальная смесь кремнезёма и железосодержащих соединений, которые можно слить при высокой температуре в стеклообразное твёрдое вещество. В результате получится лунное стекло. Из него можно изготавливать лунные кирпичи, а из них делать жёсткие конструкции и покрывать их металлом для удержания влаги. Базу на поверхности лучше всего строить в кратере, что обеспечит частичную защиту от солнечного излучения и микрометеоритов.

Важный вопрос – где брать энергию ? Для этой цели можно использовать ядерный реактор. Так ядреная эл. станция, вырабатывающая 40 квт, может обеспечить мощности, соответствующие 8 жилым домам на Земле. Термоэлектрические генераторы могут использоваться как аварийные и резервные.

Возможным энергетическим источником может стать Солнце. На Луне есть возможность добывать материалы, необходимые для производства солнечных панелей. В месте, где есть постоянный солнечный свет, можно возвести установку с солнечными батареями. Также есть идея размещать их на орбите, а энергию передавать на Луну посредством излучения в виде микроволн.

Так в идеале должна выглядеть колония на Луне

Чтобы колонизация Луны не давала сбои, она должна стремиться к самодостаточности. Именно на земном спутнике нужно добывать и перерабатывать необходимые для жизнедеятельности лунные породы. Оборудование, продукты питания, одежду и другие необходимые для жизни вещи тоже следует производить на Луне.

Но самое главное, спутник Земли в перспективе должен стать базой для межпланетных исследований. С него чрезвычайно удобно наблюдать за космосом и запускать звёздные корабли к планетам Солнечной системы. Вполне возможно, что именно на Луне будут созданы тренировочные и образовательные центры для астронавтов. Получив необходимые знания и навыки, те отправятся на Марс и к спутникам газовых гигантов. А дальше наступит черёд покорения бескрайних космических пространств и далёких галактик, которые сейчас мы видим с Земли лишь в виде крошечных туманностей .

Владислав Иванов

Продемонстрировали практическую осуществимость полёта на Луну (будучи при этом очень дорогостоящими проектами), они в то же время охладили энтузиазм создания лунной колонии. Это было вызвано тем, что анализ образцов пыли, доставленных космонавтами, показал очень низкое содержание в ней лёгких элементов [ ] , необходимых для поддержания жизнеобеспечения.

Несмотря на это, с развитием средств космонавтики и удешевлением космических полётов, Луна представляется первичным объектом для основания базы. Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии , астрономии , космологии , космической биологии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы , системы Земля - Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории , оснащённые оптическими и радиотелескопами , способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле, а обслуживать и модернизировать такие телескопы гораздо проще, чем орбитальные обсерватории.

Гелий-3 в планах освоения Луны

Вода

Лунные электростанции

Ключевые технологии имеют, по оценке НАСА, уровень технологической готовности 7/10. Рассматривается возможность производства большого объёма электроэнергии, равного 1 Вт. При этом стоимость лунного комплекса оценивается примерно в 200 трлн долл. США. В то же время стоимость производства сравнимого объёма электроэнергии наземными солнечными станциями - 8000 трлн долл. США, наземными термоядерными реакторами - 3300 трлн долл. США, наземными угольными станциями - 1500 трлн долл. США .

Практические шаги

Лунные базы в первой «Лунной гонке»

Внешние изображения
Проекты лунных баз
	Эскиз процесса возведения лунной базы по проекту, разработанному инженерами компании Дженерал электрик

Lunar Oasis

Лунные базы в «Лунной гонке» XXI века

К 2050 году планируется построить обитаемую базу и полигон по добыче полезных ископаемых .

Европейский проект

Проблемы

Длительное присутствие человека на Луне будет требовать решения ряда проблем. Так, атмосфера Земли и магнитное поле задерживает бо́льшую часть солнечной радиации. В атмосфере также сгорает множество микрометеоритов . На Луне без решения радиационной и метеоритной проблем невозможно создание условий для нормальной колонизации. Во время солнечных вспышек создаётся поток протонов и других частиц , способных представлять угрозу для космонавтов. Однако эти частицы обладают не слишком большой проникающей способностью, и защита от них является решаемой проблемой. Кроме того, данные частицы обладают низкой скоростью, а значит, есть время для того чтобы спрятаться в антирадиационные укрытия. Гораздо большую проблему представляет жёсткое рентгеновское излучение . Расчёты показали , что астронавт после 100 часов на поверхности Луны с вероятностью 10 % получит опасную для здоровья дозу (0,1 Грея ). В случае же солнечной вспышки опасную дозу можно получить в течение нескольких минут.

Отдельную проблему представляет лунная пыль . Лунная пыль состоит из острых частиц (поскольку нет сглаживающего влияния эрозии), а также обладает электростатическим зарядом. В результате лунная пыль проникает везде и, обладая абразивным действием, уменьшает срок работы механизмов (а попадая в лёгкие, - становится смертельной угрозой здоровью человека и может вызвать рак лёгких ).

Коммерциализация также не очевидна. Необходимость в больших количествах гелия-3 пока отсутствует. Наука ещё не смогла достичь контроля над термоядерной реакцией. Самым многообещающим проектом в этом отношении на данный момент (конец 2018 года) является масштабный международный экспериментальный реактор ИТЭР , строительство которого предполагается закончить к 2025 году. После этого последует порядка 20 лет экспериментов. Промышленное использование термоядерного синтеза ожидается не ранее 2050 года по самым оптимистическим прогнозам. В связи с этим, до этого времени добыча гелия-3 не будет представлять промышленного интереса. Космический туризм также нельзя назвать движущей силой освоения Луны, поскольку требуемые на данном этапе вложения не смогут окупиться в разумное время за счёт туризма, что показывает опыт космического туризма на МКС, доходы от которого не покрывают и малой доли затрат на содержание станции. [ ]

Фильмография

См. также

Примечания

Артур Кларк . Бросок на Луну
Лысенко М.П., Каттерфельд Г.Н., Мелуа А.И. О зональности грунтов на Луне // Изв. Всес.Геогр. Об-ва. - 1981. - Т. 113 . - С. 438-441 .
Академик Б. Е. Черток «Космонавтика в XXI веке» (неопр.) (недоступная ссылка) . Проверено 22 февраля 2009. Архивировано 25 февраля 2009 года.
Лунные полюса могут стать обсерваториями - ученый (неопр.) . РИА Новости (1 февраля 2012). Проверено 2 февраля 2012. Архивировано 31 мая 2012 года.
К 2015 году Россия создаст станцию на Луне , Kommersant.ru, 25.01.2006.
Christina Reed (Discovery World). The Fallout of a Helium-3 Crisis (неопр.) (19 февраля 2011). Архивировано 9 февраля 2012 года.
3D News. Колонизация Солнечной системы отменяется (неопр.) (4 марта 2007). Проверено 26 мая 2007.
Принесенные солнечным ветром (неопр.) . Эксперт (19 ноября 2007). Архивировано 9 февраля 2012 года.
Популярная механика. Лунная сенсация. (неопр.) . PopMech (25 сентября 2009).

0:29 20/02/2017

👁 2 392

В 1961 году Нью-Йорк Таймс заметили: «Настолько быстры успехи в технологиях полёта, что жизнь человека, родившегося в 1900 году может охватывать промежуток от начала авиации в 1903 году до начала исследования Солнечной системы». Легко понять, почему лунная колония казалась настолько достижимой во времена космической гонки. И хотя она до сих пор не воплотилась, мысли о колониях на Луне никогда полностью не оставляли наши фантазии. Сегодня лунные базы постоянно появляются в планах, будь то сами базы, или испытательные конструкции для моделирования деятельности на других космических телах. Вот пять больших планов (и несколько других идей по колонизации Луны).

Далёкие планы Китая

Когда Китайское национальное космическое управление посадило луноход в 2013 году, США отследили это при помощи «Lunar Reconnaissance Orbiter» просто для уверенности, что в Пекине говорили правду (так и было). Китай также ранее вывел на орбиту космические аппараты для картографирования Луны, а его долгосрочные лунные планы содержат миссию с возвратом образца. В 2014 году государственная газета Китая сообщила, что лунная колония находится в разработке, ссылаясь на Чжана Юхуа, заместителя главного конструктора лунной миссии Чанъэ-3. «В дополнение к лунной технологии посадки с людьми, мы также работаем по теме строительства лунной базы, которая будет использоваться для развития новых технологий энергетики и распространения жизни в космосе», - сказал Чжан. Китай стремится провести мягкую посадку на обратной стороне Луны к 2019 – то, чего не делали даже Соединённые Штаты.

Российская теплица и лабораторно-жилой модуль

В 1960-е годы у Советского Союза были некоторые подвижки по проектированию лунной базы, и он имел все шансы на успех. В конце концов, большую часть космической гонки они обгоняли американскую космическую программу. Сначала был Спутник-I - первый искусственный аппарат на орбите Земли. Собака Лайка была первым животным на орбите Земли. Луна-1 был первым космическим аппаратом на орбите Солнца. Затем Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе и первым на орбите Земли. Первой женщиной в космосе была Валентина Терешкова. Первая мягкая посадка на Луну? Луна-9. Первое возвращение образца? Луна-16.

В советском проекте «Галактика» разработали несколько базовых лунных конфигураций. Среди рассмотренных источников энергии были ядерный и солнечный. Воздух для дыхания на базе можно получать в теплице, которая является ещё и зоной отдыха экипажа. Вода, отходы и воздух будут перерабатываться. База должна была быть построена в три этапа, с экипажем из 8 - 12 человек, живущих там до одного года. Более позднее предложение, «Звезда», должна была состоять из трёх фаз строительства с шестью запусками в общей сложности. Среди объектов и возможностей базы: два лабораторно-жилых модуля и лабораторного-производственный (который включал биотехнологии, физику и технологические лаборатории, и установки производства кислорода). «Звезда» могла вместить шесть человек. В конечном счете, это предложение было заброшено, когда США не стали хлопотать о своей собственной лунной базе. Сегодня лунные устремления России полагаются в партнерстве с Китаем.

Передвижная база НАСА на солнечной энергии, среди прочего

Американская космическая программа знает Луну лучше всего. Только 12 человек ходили по Луне, и все они были астронавтами НАСА. Их след ещё можно наблюдать с «Lunar Reconnaissance Orbiter», и есть автомобиль, что там ждет. США впервые задумались о колонизации Луны в 1950-е годы с проектом «Horizon», в котором предполагалось разместить там 12 солдат и наблюдать за Землёй, исследовать Луну, заниматься лунной наукой, а также выполнять «военные операции на Луне, если потребуется».

В 2004 году Белый дом хотел возвращения на Луну к 2020 г. В программе «Созвездие» должны были быть ракета, автомобиль и спускаемый аппарат. Это был, по сути дела, усиленный «Аполлон». Согласно программе планировалась передвижная лунная база на солнечной энергии с герметичными дюнными багги для астронавтов, чтобы ездить без нужды в скафандре. Имея всё на колесах, астронавты смогли бы исследовать Луну в так называемом «режиме супервылазки». Базовая идея умерла вместе с «Созвездием» в 2009 году.

Хотя НАСА не имеет текущих планов по строительству лунной колонии, на его сайте есть прочное обоснование такого проекта. Лунная база позволит НАСА «испытывать технологии, системы, выполнение стадий полетов, а также методы исследований в целях снижения рисков и повышения производительности будущих миссий на Марс и дальше». Недавнее исследование показало, что такая база будет на 90 процентов дешевле, чем считалось ранее. Астронавтам нужно что-то делать, поскольку неясная миссия по перенаправлению астероида была наконец отменена. Подразделение НАСА по человеческим исследованиям и операциям планирует пилотируемый полет на Марс на середину 2030-х годов, но это слишком долго, и астронавты могут остыть к этому.

3D-печатные норы хоббитов европейского космического агентства

По мере того как Международная космическая станция приближается к своему концу, правительства ищут, что стоит делать дальше. Луна уже созрела. «Представляется целесообразным предложить постоянную лунную станцию в качестве преемника МКС», - сказал Иоганн-Дитрих Вернер, генеральный директор ЕКА. План лунной базы ЕКА предусматривает автономного робота, который сядет на Луне и приступит к работе по созданию жилых помещений в стиле Command&Conquer. Машина запустит свою «принтерную форсунку» под реголит Луны, и смешивать оксид магния с лунным грунтом для создания строительного материала. Связывающая соль упрочнит материал до состояния камня. В результате будет напечатанная и подвинутая вверх среда обитания, своего рода лунные норы хоббитов. Эту среду можно подготовить за 3 месяца.

Частный модуль «BEAM»

Луна также интересна в качестве места для небесного шахтёрского города. За миллиарды лет, солнечный ветер оставлял Гелий-3 на Луне. Это идеальное, нерадиоактивное топливо для реакторов термоядерного синтеза. В 2013 году НАСА попросило «Bigelow Aerospace» начать прощупывание интереса частного сектора к выполнению работ за пределами околоземной орбиты. «Bigelow» будет ключевым игроком в таком предприятии, как это уже случилось в деле создания космических обитаемых модулей. (Расширяемый модуль «Bigelow» уже отправлен на МКС). Проект ещё дальше, чем можно бы думать. «Bigelow» разработал конструкцию такой колонии и способ строительства. В 2014 году НАСА запросило предложения по системам перевозки грузов и посадки. Теперь это только вопрос снижения затрат до уровня с нужным гарантированным возвратом инвестиций.

Напечатать