Лунная база.

Не обсуждая здесь вопроса о своевременности и первоочередности создания лунной базы в ближайшие десятилетия, попробуем представить ее облик и объем работ*.

Задачами лунной базы могли бы быть регулярные исследования Луны (сейсмичность, метеорная обстановка, строение, геология, поиск полезных для человеческой деятельности на Луне ископаемых и т.п.), экспериментальная проверка возможности и целесообразности добычи полезных ископаемых, строительство астрофизической обсерватории, если дальнейшие исследования покажут целесообразность ее создания на Луне, где отсутствие атмосферы, малая сила тяжести и возможность установки телескопов на неподвижном фундаменте представляются на первый взгляд важными достоинствами по сравнению с наземными и с орбитальными телескопами.

Последняя задача может оказаться существенной, особенно если удастся показать возможность создания телескопов с синтезированной апертурой с зеркалами, разнесенными на возможно большие расстояния.

Естественным было бы иметь в составе базы центр информации и управления, лаборатории, отдельные каюты квартиры для работников базы, помещения для спортивных упражнений, кают-компанию, столовую, кухню, ангар-шлюз для обслуживания и ремонта луноходов, производственные помещения, энергоустановку, средства обеспечения жизнедеятельности и теплового режима, оранжерею, склады запасного оборудования, топлива, собираемых образцов и т.п., луноходы для исследовательских экспедиций, транспортные средства, ангары для них, ангары-укрытия для дежурных кораблей срочной эвакуации.

Поскольку полет транспортного корабля с экипажем на Луну может стоить порядка миллиарда долларов, естественно ориентироваться на длительное пребывание специалистов на базе. Кроме того, нужно будет учитывать изолированность и психологическую напряженность работы на базе. Поэтому будет необходимо обеспечить достаточно комфортные условия для жизни и работы команды лунной базы. Представляется целесообразным в команде иметь 5-6 человек, с тем, чтобы каждый из них имел 2-3 специальности.

Каждому из членов команды необходимо будет предоставить отдельную каюту-кабину со всеми удобствами объемом порядка 50-100 м3. Кроме того, должны быть резервные жилые помещения, необходимые на период пересменки и для нештатных ситуаций. Примерно такие же размеры помещений придется выделить для основного и резервного центров информации и управления, лабораторий, спортзалов, кают-компании, столовой-кухни, производственных помещений Общий объем герметичных и жилых помещений может составить порядка 2000 м3. Учитывая в принципе всегда возможную опасность разгерметизации пожара или появления вредных газовых примесей в атмосфере базы, необходимой предусматривать секционирование герметичных помещений и резервные входы-выходы в каждую секцию. Герметичные помещения лучше делать в виде цилиндров 3-4 м в диаметре.

Возникает вопрос о защите герметичных помещений от метеоров и от большого перепада температур на поверхности Луны в дневное и в ночное время Можно, конечно, использовать и меры, обычные для орбитальных космических аппаратов, - экраны и экранно-вакуумную изоляцию. Но на Луне, наверное, будет естественнее и эффективнее использовать заглубление в грунт и засыпку сверху помещений станции тем же грунтом. Перед засыпкой, естественно, должны быть закончены все монтажи конструкции, магистрали, канализация, кабельная сеть и т.п. Невозможно везти с Земли гигантские конструкции помещений станции в готовом виде. Логично везти листовой, раскроенный заранее материал оболочек и "полуфабрикаты" в виде частей больших шпангоутов, люков, переходников "оболочка - трубопровод" и т.п. и уже на подготовленном месте монтажа конструкции базы вести сварочные работы, как правило, с помощью роботов-автоматов

Тут становится ясно, что постройке базы должны будут предшествовать разведочная лунная экспедиция с задачей привязки на местности строительного проекта базы, доставки с Земли строительных механизмов (скреперы-тягачи, экскаваторы-подъемные краны) и строительных материалов и, наконец, высадка, по-видимому, нескольких, строительных экспедиций для подготовки места строительства (грунтовые работы), дорог, посадочных площадок для приема грузовых и пилотируемых кораблей и, наконец, для самого строительства. А это, в свою очередь, означает, что придется привезти и временную станцию для строителей базы

В центр информации и управления должна стекаться информация с Земли, от луноходов с исследователями (которые могут оказаться за сотни километров от базы (т.е. далеко за видимым ее горизонтом), от работников, находящихся в данный момент вне герметичных отсеков, телеметрическая информация от бортовых систем базы. Все это означает, что для того, чтобы дежурный оператор базы был способен осознавать текущую ситуацию, необходима полная автоматическая обработка всей поступающей информации на вычислительных машинах, с выдачей обобщенных оценок ситуации в целом и по каждой отдельной системе, по каждому отдельному человеку вне базы, достаточно наглядное представление результатов обработки на электронных табло и дисплеях, а также рекомендации оператору. Тем самым потребуется создать мощное математическое обеспечение, заменяющее сотни специалистов, которые сейчас в центрах управления полетом анализируют уже предварительно обработанную информацию и готовят рекомендации для руководителей полета и космонавтов Конечно, в принципе, возможно сохранить сложившуюся схему анализа ситуации на пилотируемых космических аппаратах в полете и схему принятия решения в наземном центре управления полетом. Но через одно-два десятилетия такая схема, скорее всего, будет признаваться и недостаточно надежной и слишком дорогой.

Для телефонной и телевизионной связи с луноходами, находящимися за радиогоризонтом базы, можно использовать либо спутники Луны - ретрансляторы, либо связь по цепочке база - ретранслятор на Земле - луноход, луноход - ретранслятор на Земле - база Связь через ретранслятор на Земле неудобна тем, что она будет идти с временной задержкой порядка 5 с. По-видимому, придется использовать оба варианта, так как лунный спутник-ретранслятор не всегда окажется в зоне радиовидимости базы и лунохода. Естественно, в центре информации и управления должны быть предусмотрены средства телефонной и видеосвязи со всеми рабочими, жилыми помещениями, а также и с внешними площадками (заправочная станция, энергоустановка, посадочные площадки и т.п.). Кроме того, должна быть предусмотрена возможность обзора внешнего пространства и окружающей местности с помощью телевизионных камер.

Проблема энергопитания базы осложняется тем, что на ней двухнедельный день будет сменяться двухнедельной ночью. Поэтому если систему энергопитания строить на основе солнечных батарей, то надо тут же решать вопрос о том, откуда брать энергию ночью. Даже если предусмотреть для станции режим "спячки", то и в этом случае потребуются аккумуляторные батареи с массой во много тонн. К тому же предусматривать режим "спячки" на каждые две недели из четырех было бы нерационально.

Использование в качестве аккумулирующих устройств систем электролизеров воды, работающих днем it при аккумулировании электроэнергии, и электрохимических генераторов, работающих при отдаче электроэнергии ночью, потребует создания гигантских установок с громадными газгольдерами для водорода и кислорода. Подходящим решением, по-видимому, будет использование небольшой ядерной электростанции (вернее, двух-трех разнесенных друг от друга энергоблоков). Энергоблоки должны будут доставляться на Луну уже в готовом виде (но не включенными) в качестве первоочередного груза при строительстве базы и устанавливаться одними из первых.

Система терморегулирования должна будет обеспечивать приемлемые, достаточно комфортные условия для команды базы по температуре внутри станции и приемлемые для аппаратуры и оборудования в герметичных и в негерметичных сооружениях станции как днем, так и ночью. Теплоизоляция и вынос избыточного тепла на радиатор решат эту проблему для дневных условий. Но для ночных потребуется вводить подогрев. Скорее всего, в качестве источника тепла придется использовать тепло, выделяемое ядерными энергоблоками или изотопными подогревателями. Кроме того, система должна будет собирать влагу из воздуха внутренних помещений базы.

Высокая стоимость доставки запасов на Луну определяет стремление к использованию по возможности замкнутых систем обеспечения жизнедеятельности. Решить эту задачу во всем объеме затруднительно, но полностью замкнутой по воде и кислороду, безусловно, можно, если использовать электролиз воды, собранной из атмосферы, урины и углекислого газа. При этом придется привозить около 300 кг обезвоженной пищи и порядка 100 кг расходуемых материалов на каждого человека в год. Такая система должна быть предусмотрена в составе оборудования базы. Но, конечно, нужно стремиться решить задачу замкнутой системы и по пище. Потребуются и сложное оборудование, и увеличение энергопотребления, и дополнительные объемы. Задача создания системы, замкнутой по кислороду, воде и пище, должна включаться в программы работы космической техники на ближайшие десятилетия. Для системы замкнутой только по воде и кислороду, потребуется порядка 300 - 400 Вт электроэнергии на каждого человека (т.е. около 2,5 кВт только на одну эту систему). Конечно, должны быть и аварийные запасы кислорода 1 воды и пищи.

В состав средств обеспечения жизнедеятельности |войдут доставляемые одежда, белье, обувь, сменное оборудование автономных систем жизнедеятельности выходных скафандров, луноходов, тракторов, подъемных кранов и т.п., медицинское диагностическое и лечебное оборудование, тренажеры для физических упражнений.

База, естественно, должна будет иметь развитое транспортное оснащение: луноходы для проведения исследовательских экспедиций, грузовики, скреперы, передвижные бурильные установки, экскаваторы и т.п.

Сегодня представляется целесообразным иметь в составе базы и дежурный эвакуационный корабль, используемый при аварийном развитии событий на станции.

И, наконец, главное - должно быть создано оборудование для научных исследований и разведки.

Серьезная оценка массы конструкций базы, которую придется доставлять с Земли, и затрат возможна только после разработки проекта. В качестве предварительных оценочных величин можно назвать масса порядка 100 т и стоимость работ по созданию станции порядка 100 млрд. долл (или руб.)

Лунная база.

СОДЕРЖАНИЕ

Лунная база.