👁 898

(Русский) Дом на Луне

Sorry, this entry is only available in Russian. For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.

Жилье в космосе будут печатать на 3D-принтере

Полет на Луну российских космонавтов планируется в 2030-2035 годах. Пока нет программы, не выделены деньги, но российские ученые уже сейчас анализируют, какие технологии пригодятся для колонизации

Россия пока осторожно прогнозирует свой полет в 2030-2035 годах, а ученые ИКИ РАН уже предлагают использовать спутник как научный полигон для масштабных астрономических и геофизических исследований. Но хватит ли современных технологий для относительно долговременных поселений?

В романе Роберта Хайнлайна «Луна — суровая хозяйка» спутник Земли застроен человеческими городами, населенными преступниками, которые уже не могут вернуться домой. Фантастика 1965 года сейчас кажется не менее футуристичной, чем в момент, когда книга только увидела свет. Как минимум, потому, что ни аналогов советских хрущевок, ни высотных микрорайонов там пока не появилось. Последняя высадка астронавтов на Луну состоялась 45 лет назад, и пока человечество не построило даже космодрома для прилунения летательных аппаратов.

Луна вызывает интерес прежде всего как стартовая площадка для полетов в космос из-за низкой гравитации. Надежда есть и на ресурсы, например, титан. Хотя по мнению многих экспертов, гелий-3 является единственным «ископаемым», чья доставка со спутника на Землю может быть экономически обоснована. Вот только гелий-3 в промышленных масштабах нам понадобится не ранее 2050 года, с условием, что состоится долгожданное создание термоядерных электростанций.

В сентябре этого года Россия вместе с США объявили о строительстве станции на окололунной орбите. Это первый из двух параллельных шагов, необходимых для освоения седьмого континента. Орбитальная база должна стать переходным мостом, который свяжет нашу планету и спутник, а в перспективе и Марс. Если помечтать, то следующий шаг — постепенная застройка самой Луны, которая должна быть готова к колонизационной миссии и к вояжам будущих космических туристов и частных компаний.

Резонным будет замечание о том, что Марс больше подходит на роль будущей колонизационной площадки. И все же у Луны есть ряд преимуществ, первое из которых — меньшее расстояние а значит сокращенное время полета. На спутнике можно отработать поведение во время экстренных и внештатных ситуаций. В случае опасности полет с Земли займет всего 3 дня, тогда как путешествие до Марса будет длиться 7 месяцев.

Как и в случае освоения континентов на родной планете, в будущих космических путешествиях колонизаторам придется использовать подручные материалы, а не везти жилые блоки для поселений отдельными грузовыми модулями.

Поэтому технологии, которые смогут помочь в строительстве на месте, одни из ключевых. Часто представления о внеземных «апартаментах» страдают от стереотипов, и даже именитые архитекторы предлагают селить людей в холмики, засыпанные грунтом. Но астронавт на Луне должен жить в условиях, максимально приближенных к нашему пониманию дома. Современные тенденции в архитектуре и строительстве зданий направлены на повышение энергоэффективности, и речь не только о материалах, но и о элементах конструкции, которые могут быть декоративными, но при этом выполнять дополнительные функции, например перераспределять нагрузку и снижать энергоэффективность. Архитектурные решения, позволяющие строить на самом спутнике, важны не меньше шаттлов и ракета-носителей.

Участие человека во внеземной стройке лучше свести исключительно к визуальному наблюдению. Мы уже писали о перспективных технологиях для производства строительных блоках: можно выделить проекты Solar sinter и D-Shape. Оба предполагают изготовление строительных блоков прямо на Луне, но для развертывания таких технологий на Луне необходим «десант». Если в первом проекте в основе лежит спекание грунта с помощью солнечного света, то во втором реализуется технология послойной печати из лунной пыли. Эти и другие исследования, проводимые на имитаторах лунной пыли показывают, что из реголита можно получить прочный строительный материал.

В нашем университете тоже разрабатываются аппараты, которые призваны облегчить строительство на Луне, в том числе 3d-принтеры для печати объектов из лунного грунта. Особенность нашей идеи состоит в том, чтобы отделить принтер (гелиолитограф) от манипулятора. Манипулятор-робот вместо астронавта будет собирать грунт для загрузки в гелиолитограф и перемещать уже готовые каменные детали. А принтер будет послойно спекать реголит отраженным и сфокусированным в точку солнечным светом.

Обычно указывают на недостаток верхних слоев иноземного грунта — они обладают повышенной радиоактивностью. Но на глубине 30 см процент радиоактивного гелия уже значительно ниже. А значит проблем с использованием реголита в качестве материала для «лунных кирпичей» нет.

По предполагаемой стройплощадке нужно перемещаться и это следующая технология, необходимая для колонизации — шагоходы, которые могут стать первым лунным пассажирским транспортом. Объекты научно-технологического наследия разбросаны по всей Луне: на поверхности спутника лежит около 50 объектов искусственного происхождения, включая «Аполлоны» и автоматические станции, которые могут быть использованы как ориентиры для будущих миссий. Тогда второй важный вопрос — прокладывание коммуникаций, в первую очередь, транспортных. Здесь на помощь могут прийти разработки подобные Lunar Truck, который разрабатывают инженеры из Космического центра Джонсона. «Лунный грузовик» — идейный наследник небольших роверов, которые использовались в 70-х во время трёх последних экспедиций Apollo.

В прошлом году говорили и о российских разработках — луноходах трех разных весовых категорий. Самый тяжелый из них будет оснащен радиоизотопным термоэлектрическим генератором, что позволит ему преодолевать до 400 километров маршрута. На сегодняшний день в российской Федеральной космической программе предусмотрено несколько миссий на естественный спутник — посадочного аппарата «Луна-25» (запуск в 2019), орбитального «Луна-26» (2021) и второго посадочного «Луна-27» с криогенной глубинной бурильной установкой (2021–2022). Автоматическая космическая станция «Луна 28» должна будет доставить грунт на Землю в 2024 году, и это пока последний запланированный проект.

Тем не менее насущной проблемой до появления орбитальной станции остается дистанция в 384 000 км, которую необходимо преодолеть человеку до Луны. Сейчас попросту отсутствуют функционирующие сверхтяжелые ракеты-носители. Что выглядит слегка парадоксальным: эти аппараты уже существовали в 60-е. На данный момент в США создается сверхтяжелая SLS, тогда как в России испытательные пуски планируются лишь в 2035 году. Ближайшим и самым многообещающим вариантом выглядит частный Falcon Heavy Илона Маска. Первый пуск должен состояться буквально на днях. На орбиту Марса под песню Дэвида Боуи Space Oddity отправится спортивный электрокар миллиардера.

Полет и последующая колонизация вряд ли смогут принести экономические преференции в ближайшем будущем. Даже добыча гелия-3 — это, скорее, план. Но лететь необходимо, ведь орбитальная станция и заселение спутника — важные отметки в истории науки и человечества, которые могут стать точкой отсчета будущей космической экспансии. Но сейчас рано говорить о будущих космодромах на Луне. Сперва требуется начать строительство и создать первый искусственный камень. Важно использовать именно местный (лунный) ресурс — это обеспечит запуск колонизации всего спутника. Так что лунная урбанизация должна начаться с малого: с кирпича.

Фото: Nasa

Автор: Антон Раков

Источник

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *