ПРОБЛЕМА ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗОВ И ЛЮДЕЙ

Одна из самых важных и сложных, на сегодняшний день, задач – транспортировка ресурсов, материалов, аппаратуры, техники и людей на Луну.

За всю историю освоения Луны СССР удалось совершить мягкую посадку АМС и высадить исследовательские луноходы, а США доставить на Луну экипаж, что дало основу. В СССР разрабатывалась ракета-носитель Н1, но все её запуски закончились авариями и проект закрыли, из него «родился» новый – «Энергия» - ракета-носитель, способный по теоретическим расчётам выводить на околоземную орбиту от 20 до 200 тонн полезной нагрузки. Однако запусков было всего два – первый неудачный, а второй вывел корабль-ракетоплан «Буран» на околоземную орбиту. При всём этом вывод полезной нагрузки на околоземную орбиту и на орбиту Луну, и тем более её поверхность очень сильно разнится. С начала первой лунной гонки и до сегодняшнего дня в целях колонизации Луны разрабатывались и разрабатываются сверхтяжёлые ракеты-носители. Так же в России сообщается о возвращении к проекту «Энергия-Буран».

Помимо полётов Земля-Луна с огромными ракетами-носителями можно использовать другой, более долго исполнимый, но и более выгодный в плане полезной нагрузки. Всё в целом должно занять несколько этапов:

1. Создание окололунной космической станции(ОКС), схожей с МКС, но имеющей больше отсеков стыковки кораблей со станцией. Предполагается использовать окололунной космической станции не только в целях проведения исследований, но и в качестве переходного пункта: несколько кораблей должны иметь возможность одновременно состыковываться со станцией, например, прибывший корабль с Луны и корабль с Земли или даже из других мест, или несколько разных экипажей.

2. Разработка и создание многоразового транспортного космического корабля-парома, перемещающего грузы и экипажи от МКС до ОКС и обратно. Он должен обладать большим числом пасажиромест и грузомест, так как транспортировка – его единственная задача. Так же этот корабль должен быть обладать системой многократной заправки в состоянии невесомости (находясь возле МКС и ОКС или состыковавшись с ними). Так же необходимо разработать состыковку не только со станцией, но и между этими кораблями, что бы в случае неполадок или аварий была возможность провести спасательную операцию. Этому кораблю не понадобятся мощные разгонные блоки и много ступеней, ведь ему не придётся преодолевать притяжение и атмосферу Земли и Луны, только притяжение, действующее на пути между станциями. Возможно, что этот корабль и корабль для перемещения с Земли до МКС будут одинаковы.

3. Разработка и создание многоразовых корабля и ракеты-носителя на подобии проекта «Энергия-Буран», суть которого была в том, чтобы ступени и блоки не засоряли околоземное пространство, а отсоединялись до набора первой космической скорости и после совершали мягкую посадку обратно на Землю. Корабль же должен самостоятельно доразвить первую космическую скорость и доставить грузы и пассажиров на МКС, и вернуться обратно с другими грузами и пассажирами на Землю. Этому кораблю не потребуется много ступеней и запаса топлива для того, чтобы летать до Луны, садиться и возвращаться обратно, а только выход на орбиту МКС и возвращения обратно. Также уменьшение поставленных задач позволяет увеличить объём полезной нагрузки.

4. Разработка и создание многоразового взлётно-посадочного модуля, задачей которого будет только доставка грузов и людей с ОКС на Луну и обратно. Иных задач у него быть не должно, что должно упростить и повысить надёжность аппарата и системы. Также он должен оборудоваться системой спасения людей на случай аварии и системой заправки как в космосе, так и на поверхности.

5. Этот пункт в дальнейшем может помочь сократить расходы, связанные с перемещением от Земли до Луны. Идея заключается в создании дрейфующей космической станции(ДКС), которая будет перемещаться «восьмёркой» сначала круг вокруг Земли, а затем круг вокруг Луны. Таким образом мы можем избавиться от стадии передвижения на корабле-пароме, а значит меньшее количество затрачиваемого топлива и числа пересадок, следовательно, и количества кислорода, меньше затрачиваемых ресурсов.

ВАРИАНТЫДИСЛОЦИРОВАНИЯ БАЗЫ

Всего на Луне на данный момент есть три обоснованных перспективных места для посадки и постройки лунной базы:

· Южный полюс

· Северный полюс

· Экватор

Самым перспективным и наиболее рассматриваемым местом посадки и размещения лунной базы является Южный полюс. Этому есть ряд причин. Во-первых, на Южном полюсе располагается большинство залежей водяного льда, а значит можно будет добывать воду и из неё же выделять кислород с водородом. Также по результатам ранее проводимых исследований ныне известно, что на Южном полюсе Луны повышенное содержание титана, железа и тория, что означает, что здесь их добыча пойдёт проще и эффективнее. Именно этого варианта сейчас придерживается российская лунная программа.

Второй вариант – это Северный полюс. В этой части Луны мы имеем такое выгодное и полезное явление, как Пик вечного света - точка на поверхности какого-либо небесного тела, всегда освещённая Солнцем, за исключением затмений Солнца другими небесными телами. Это позволит вырабатывать электроэнергию солнечными электростанциями бесперерывно, вне зависимости от времен лунных суток. Но добывать кислород придётся только, вырабатывая его из соединений, содержащихся в реголите. А значит получать воду получится только, объединяя выработанный кислород с доставляемым водородом.

Третий вариант – это сооружение лунной базы на экваторе Луны. Эта территория позволяет производить взлёт с поверхности с наименьшими затратами и наибольшей полезной нагрузкой. Однако ни пиков вечного света, ни залежей водяного льда там нет, что серьёзно усложняет существование и поддержание жизни на лунной базе.

ВАРИАНТЫСТРУКТУРЫРАЗМЕЩЕНИЯ ЛУННОЙ БАЗЫ

Начиная с первой «лунной гонки» разрабатывались проекты со стационарными типами базы и передвижными.

Первым детально проработанным проектом был проект передвижной лунной базы «Звезда» или «Барминград». База состояла из блоков, каждый из которых имел своё предназначение и был оснащён четырьмя самостоятельными приводными колёсами. Блоки могли соединяться в любом порядке, благодаря чему, даже потеряв одно или несколько колёс, состыковавшийся база-поезд не теряли мобильность и способность к перемещению. Неоспоримые преимущества такой структуры базы заключаются в: во-первых, уклонению от метеоритной угрозы – стоит радарам засечь метеорит, направленный на базу или способный повредить базе падением рядом с ней, на базу может быть передан сигнал с указанием безопасного района и сразу вся база начнёт перемещение в этот безопасный район; во-вторых, передвижная база одновременно целиком и полностью является исследовательским комплексом, а его мобильность позволит изучать отдалённые друг от друга участки поверхности и глубинных грунтов и при этом держать всех колонистов в одном месте; в-третьих, способность перемещаться позволяет базе переподсоединяться в дневным и ночным лунным электрогенераторам в зависимости от необходимости, вызванной сменой времени суток, недостатке энергии или неполадок в работе другой электростанции. Отрицательная же сторона данной структуры базы заключается в её малой площади, что не позволит строить, например, большие оранжереи и другие необходимые просторные объекты.

Наиболее же распространёнными проектами являются проекты стационарных лунных баз. С первой «лунной гонки» прошло немало времени, и наука продвинулась вперёд, а значит и возможности человечества увеличились, а с ними изменились планы по постройке лунной базы. Как и в прошлом, так и сегодня существуют планы по постройке базы из готовых цельных доставляемых модулей, существуют планы по постройке из доставляемых элементов модулей, но только сравнительно недавно учёные доказали возможность нового способа: постройка лунной базы с помощью 3д принтера, использующего в качестве основного материала – реголит. Так же расходятся мнения о том, как следует разместить модули базы: на поверхности и засыпать реголитом или размещать все модули лунной базы в лавовых трубках. И расположение в лавовых трубках и на поверхности в засыпанном реголитом состоянии создаёт сильную термоизоляцию и защиту от метеоритов. Однако каждый из планов размещения имеет свои слабые и сильные стороны:

· Закапывание или засыпание модулей базы на поверхности. Во-первых, необходимы машины, которые будут выполнять процесс закапывания базы реголитом, а это дополнительные расходы и большее число запусков кораблей доставки, но возможно, что функции закапывающего устройства будут выполнять те же машины, с помощью которых будут и передвигаться люди по поверхности или даже мобильные лаборатории. Во-вторых, пылевые бури постепенно будут сдувать щит из реголита, кроме пылевых бурь щит будет разрушаться от падающих метеоритов, а это означает, что засыпать реголитом базу придётся регулярно, но это означает и то, что щитом базы как от метеоритов, так и от излучения будет служить легкодоступный материал, который будет окружать всю базу в огромных количествах. Так же территорий для закапывания базы намного больше в отличии от лавовых трубок, а значит намного больший выбор месторасположения базы, что позволит выбрать наиболее выгодный и оптимальный вариант местности.

· Размещение базы в лавовых трубках. Во-первых, неизвестно, как устроена лавовая трубка внутри в необходимой области Луны, и чтобы использовать для базы лавовые трубки необходимо в первую очередь изучить их географию и условия местности, ведь для базы необходима ровная поверхность с возможностью дополнения базы новыми модулями, а значит должно быть пространство и для обхода уже построенной базы. Во-вторых, ограниченность пространства, хоть они и имеют огромную длину, но для лунной базы необходимы места возле систем жизнеобеспечения базы и колонистов, так же необходима возможность безопасного и лёгкого выхода из лавовой трубки на поверхность как отдельным колонистам или аппаратам, так и массивным средствам передвижения или мобильным комплексам. Однако лавовые трубки обладают куда большим потенциалом в плане защиты от излучения и метеоритной угрозы по сравнению с насыпями реголита поверх базы. Ещё одной особенностью расположения лунной базы в лавовой трубке заключается в том, что необходимо предусмотреть поддержание целостности «потолка» лавовой трубки и защиты от его обрушения. Есть возможность построить несколько баз на протяжении всей лавовой трубки и объединить их рельсовыми путями, за которыми не потребуется настолько же сложный уход, как на поверхности Луны.

Оба варианта размещения базы очень привлекательны и имеют свою сильные и слабые стороны. Преимущества основания базы в лавовой трубке в защите от излучения и метеоритов, облегчении очищения от мусора, облегчении сообщения между базами (расположенных в одной лавовой трубке). Поверхностная же база превосходит подземную в большом выборе места размещения, легко восстанавливаемом, пусть и меньшем, щите от излучения и метеоритов, более простом перемещении вокруг базы, постоянно наблюдаемом и отслеживаемом пространстве.