Проекти місячних основ: вчора і сьогодні

У 1976 році від поверхні місяця запустили зворотну капсулу радянського простору Луна-24. У 1978 р. в колонці грунту буде знаходитися вода, але «Луна-24» буде останній апарат «золотої епоху» місячної розвідки. Наступним зондом буде ввести свою орбіту тільки в 1990, через 14 років, а наступна м'яка посадка відбудеться тільки в 2013 році, після повного 37 років. Не дивно, що місячні базові проекти стають рідкісними. Але після періоду охолодження відсотків в місяць проекти місячних основ почали з'являтися знову, особливо з'явилися нові технології, які можуть бути використані в розвідці місяця.

Уже в 1986 році об'єднано два ще актуальні ідеї - активне будівництво на основі місцевих ресурсів і розгортання модулів з транспортної позиції. Якщо, в проектах 50-х і 60-х, підстава, на краще, була покрита regolith, або копати тунель в стіні crater, потім, як захист від метеоритів, космічних променів і екстремальних температур, було запропоновано виробляти місячний бетон на місці з regolith. У лабораторних умовах, від сорок грамів реального місячного грунту, виконано цеглу з бетону, яка двічі була сильною як звичайний земляний бетон. Бетонне виробництво вимагає води, вкрай нераціонально привезти його з Землі, і досить важко виготовити на сайті. Тому в наступні роки вчені провели експерименти по місячному бетону за допомогою сірки. Сульфур на місяць легше отримати, і отриманий матеріал мав досить хороші характеристики.

У проекті радянської бази Звездда вперше було запропоновано ідею розгортання модулів з транспортної позиції. Також було запропоновано використовувати надувні модулі, які під бетонним куполом можуть перетворюватися з невеликих контейнерів на повноцінні робочі та житлові приміщення без ризику проколів метаритом. Тут цікавий відео про цей проект:



У 1989 році на двадцятиріччю приземлення людини на місяць, президент США Джордж Г.В. Буш оголосив програму, яка пізніше стала відома як Ініціатива з розвідки космосу (SEI). Збудувати орбітальну станцію «Свобода», повернення чоловіка до місяця на постійній основі і рейс до Марса. У Сполучених Штатах з’явилися декілька проектів з місячної бази.

Перший місячний аппост (FLO), 1992
У 1992 році цей проект зданий парадоксальним - в епоху багаторазових космічних шутів, всі елементи ФЛО були одноразовими. На основі технологій Saturn-V введено два модулі до місяця - мандатований і неманентний:



Вихід маніпуляційного модуля

У неманентному модулі з'явилася висота 14 метрів і після посадки вагою 35 тонн. На дошці були поставки на експедицію, що триває 45 днів. Житловий блок був модулем станції Freedom, а потужність забезпечена сонячними панелями.

3610Р. 4200Р.

Unmanned модуль на місяць

Модуль мав початкову вагу 95 тонн, з яких дві третини було паливом, а екіпаж 4 осіб. На відміну від місії Аполлона, мандатований модуль, що висаджується на весь місяць. Це не дуже економно з точки зору палива, але в цьому випадку можна вибрати для посадки будь-якої частини місяця — «Аполло» з схемою зустрічі в місячній орбіті може висаджувати тільки біля еквататора.



Модуль керований

45-денна експедиція включає в себе три вісім-годинні поверхневі візити на тиждень для кожної астронаут і дев'ять маршрутних поїздок до 25 км. Вага наукового обладнання досягла трьох тонн, вони включені набори для експериментів з фізики, геології, астрономії та біології. Астронавти також повинні проводити експерименти для вилучення корисних ресурсів і виготовлення будівельних матеріалів з місячної облицювання.

Проект руйнувався високою вартістю і відсутністю комерційного використання технології паралельно з розвідкою місяця – супер-герої ракети було почервоним для комерційних супутників. І незважаючи на перемогу в холодній війні, Сполучені Штати мали достатньо економічних проблем.

ЛУНОК, 1993
Висока вартість проекту FLO запрошувала проект, який намагався зберегти гроші. Чи не має США ракети-носіїв? Але холодна війна надходить, і ви можете обговорити з Росією, яка має енергетику. Астронавти можуть бути запущені на модифікації космічної шути, на якій можна покласти одноразову стадію замість багаторазового корабля. Чи варто довести до місяця паливо? Все правильно, просто отримайте водню і отримайте кисень на місці.

Припустимо, що «Енергетика» буде запущено нелеговані компоненти:



І астронавти будуть літати на одноразовій модифікації маршруту:



Але в разі аварії або затримки, компоненти системи були розроблені універсально і можуть бути запущені на двох ракетних транспортних засобів.

Спочатку на місяць прибув реактор і кисневий завод. Другий рейс направив набір шести машин – два «підбирачі» зібрані ґрунти, два «танкери» перевозили киснем, а два «навантажувачі» були використані для роботи з важкими навантаженнями. І наступні рейси прибули два ровери, центральний хаб станції, джерела енергії, наукове обладнання, витратні матеріали і запасні частини.



Є кисневий завод, на передмісті зліва «гарвестер», праворуч «танкер»

Після шести безпілотних запуску "Енергія" / "Shuttle-S" до місяця довелося пройти перші 2 особи на два тижні - зібрати основу. Повністю зібрана база дозволила проводити експедиції 4 осіб до 45 днів. Для кожної експедиції необхідно окремий безпілотний запуск.



Сумішна база

Два ровери з мобільними джерелами енергії можуть піти на експедиції на сотні кілометрів. І після 45 днів мандатований модуль був заправлений на десять тонн кисневого вилучення з грунту і відправлений на Землю:



Але в 1993 році НАСА перетворилася на будівництво МІС і плани для місій Марсу.

Ранній місячний доступ (ELA), 1993
Побажання подальшого зменшення вартості місячних місій призвело до проекту ELA, яка зробила найбільш існуючі розробки. Спочатку ракета Ariane 5 або Titan IV запустив на орбіту верхню стадію Centaur. Потім в орбіті «Аполло» введено мандатований модуль на основі «Аполло».



Зняття з верхнім етапом на орбіті Землі

ЛАТР, 1994
Щоб літати на місяць, висаджувати на його поверхні, почати і повернутися до Землі вимагає багато палива. Побажання зменшити кількість палива для кожної місії дозволило піднятися на цікавий проект LANTR – для рейсів «Східна орбіта – місяць орбіта» повинна використовувати ядерну мушку і мандатований транспортний засіб, який між рейсами буде базуватися на ІС. І для рейсів «аботів місяця - поверхня - орбіта» - це трансфер на хімічні двигуни, водень, для яких буде привезено з Землі на ядерному човні, і кисневе буде видобуто з місячного грунту.



Запуск ядерного човна з орбіти Землі

Не можна повністю висихати мрії про простір. І зручність бази Zvezda для вітчизняних розробників не хочу втратити. В результаті, в 93-95, дизайнер І.А. Козлов і астроном В.В. Шевченко, який працював в Державному астрономічному інституті ім. Стернберга, розробив проект повністю мобільного бази. На трьох опорах з відстеженим приводом були три циліндри діаметром 5 м і висотою 7 м. Дизайн повинен бути зібраний на орбіті і землі на місяць в цілому. Потім для захисту від космічних променів простір між циліндрами заповнюється місячним грунтом. Залишилося дочекатися місячного корабля з екіпажем, а «великий супертанк» може піти на дорогу.



У верхній частині немає сонячних панелей. Поблизу мобільної бази необхідно пройти ядерний реактор і передавати 100 кВт потужності в діапазоні мікрохвильової печі. Дизайн зверху, так званий "ректен", діяв як антена і ресивер цього випромінювання.

У 2004 році президент Джордж В. Буш (нині юніор) оголосив програму для повернення в місяць. У рамках програми сузір'я розглянуто безліч варіантів місячних місій, які спиралися на цікаві технологічні рішення. Наприклад, базові модулі можуть бути завантажені на спеціальні шестилегені колісні шасі та транспортовані на них:



І в передмісті є два LER (Lunar Electric Rover), прототип якого був побудований в розмірах життя, був протестований на Землі і навіть зараз досягає ефектних пострілів.



Але в 2010 році Президент Обама закрив програму сузір'я, і зараз НАСА, як і 20 років тому, призначений Марсом.

Цікавий проект з'явився в останні роки в Росії. Проект Luna Seven в Lin Industrial передбачає використання існуючих вітчизняних розробок. Як манжетний корабель, він повинен використовувати освячений Союз (попередньо було ідея використовувати TCS, які в 80-х муках в вантажному варіанті), верхній етап повинен бути виконаний на основі Фрегат, і запустити його Ангарою. Ціль - Mount Malapert біля південного полюса місяця. Ви можете зробити без ядерного реактора тільки сонячні панелі, а в нижній частині кратери повинні бути води. Цікавим рішенням є захист від радіаційних і метеоритів - модулі не засипають грунтом безпосередньо, але кладуть дах над ними, який вже покритий грунтом. Ця схема дозволить вам відновити базу без проблем з модулями копання. Детальніше про презентацію.



У передмісті зліва є мандатним транспортним засобом, справа - танкер з паливом на зворотному шляху. На фоні видно базові модулі та сонячна електростанція.



Нога з презентації з діаграмою бази

Новий директор Європейського космічного агентства Йохан-Діетріх Вєрнер, відомий як прихильник ідеї місячної бази. Це цікавий і символічний, що існуючий проект ESA дещо схожий на проект 1986 року. І знову пропонується використовувати надувний модуль, але місячний бетон був замінений на 3D-принтер - ровер буде друкувати пористу основу і засипати зібраним місячним грунтом. Проведено будівництво зовнішнього покриття близько трьох місяців. Відео ілюструє ідею і зрозуміло без перекладу:



Я думаю, що ми побачимо багато цікавих ідей для місячних основ.

Схожі публікації на тегі «Розгортання місяця».

Джерело: geektimes.ru/post/262374/