Читай!
Исскуственная гравитация для постоянной лунной базы

Исскуственная гравитация для постоянной лунной базы

Возвращение людей на Луну затянулось не случайно. Все известные проекты лунных баз имели непомерно высокую стоимость поддержания их деятельности при отсутствии экономической целесообразности.

Автор/Авторы:
А.О. Майборода директор НИК “АВАНТА-Консалтинг”, автор группы изобретений в сфере космического транспорта – патенты США, ЕС и СНГ, член “Московского космического клуба”

В соответствии с формулой Циолковского затраты на посещение лунной базы в среднем в 30 раз больше, чем затраты на посещение МЕЖДУНАРОДНОЙ КОСМИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ (МКС). В деньгах это выглядит так: в официальных расценках визит на станцию на полгода стоит 80 млн долларов на одного человека или 160 млн в год на одно место на МКС; визит на Луну, соответственно, будет стоить 4.8 млрд долларов за место или 19.2 млрд в год за ротацию экипажа четырёхместной базы. За десятилетие затраты на ротацию экипажа базы вырастут до 200 млрд долларов.

Таковы расходы при условии использования современной нам сегодня техники. Цифры приблизительные, но близкие к реальным.

Конечно, применение новых ракет, имеющих повышенную грузоподъёмность и лунных взлётно-посадочных модулей (без тяжёлой тепловой защиты), используемых многократно, сократит затраты. Однако такая техника ещё только разрабатывается.

Другой вариант при нынешнем уровне техники – использование топлива, производимого непосредственно на Луне. В три раза сократит расходы дозаправка транспортных модулей на Луне ракетным топливом, производимым из местных ресурсов – воды или реголита.

Производство ракетного топлива на Луне даст не только экономию на обеспечении базы, но может принести и дополнительный доход от использования лунного топлива для запуска коммерческих спутников с низкой околоземной орбиты на геостационарную и высокоэллиптические орбиты. На данном этапе развития коммерческой индустрии запуска спутников доход может составить 6–9 млрд долларов в год. До 14–16 млрд долларов в год дополнительно может дать производство космических аппаратов в космосе из лунных металлов – технология 3D-печати позволяет создавать ракеты и аппараты готовые на 95%. В этом варианте создание базы на поверхности Луны получает экономическое обоснование.

Вместе с тем, создание полноценной топливной индустрии на Луне будет не одномоментным процессом, а растянется как минимум на десятилетие. Поэтому актуальными остаются другие варианты сокращения затрат на обеспечение лунной базы даже при использовании улучшенных вариантов ракетно-космического транспорта.

Другое направление радикального сокращения расходов – увеличение длительности вахты. Некоторые планы работы баз на Луне предполагали вахты длительностью четыре года и больше. Это считалось вполне приемлемым на фоне планов экспедиций на Марс общей длительностью три года. Предполагалось, что наличие небольшой тяжести на Луне не нанесёт серьёзного ущерба здоровью астронавтов, в отличие от невесомости на космических кораблях и орбитальных станциях.

Соответственно, каждый дополнительный год увеличения длительности вахты давал бы экономию до 20 млрд долларов в год для базы с персоналом из четырёх человек. За пять лет экономия составляет 100 млрд долларов. Сбережённые средства с большей пользой могли бы быть использованы на создание лунной топливной индустрии.

Вместе с тем, предположение о лёгкости увеличения длительности вахт на базах оказалось неверным. Малая тяжесть Луны столь же опасна, как и полная невесомость. При низкой гравитации теряется костная масса, ослабевают мышцы, возникают проблемы с лёгкими и сердцем, необратимо ухудшается зрение, ослабевает иммунитет. “Вероятнее всего, люди, которые проведут на Луне несколько лет, смогут адаптироваться, но на Землю они никогда не вернутся: их кости станут слишком слабыми. Это билет в один конец”, – считает академик Лев Зелёный.

Тема противодействия вредному влиянию низкой гравитации Луны рассматривалась на 43-их ежегодных академических “Королёвских чтениях” по космонавтике в МГТУ имени Баумана в 2019 г.

В августе 2019 года Роскосмос объявил тендер на проведение исследований, необходимых для осуществления пилотируемого полёта на Луну. Исполнитель должен провести прикладные исследования проблемных вопросов, в том числе обеспечивающих безопасное пребывание и работу космонавтов на поверхности Луны. Кроме того, исполнитель должен исследовать способы реабилитации космонавтов после полёта на Луну. Европейское космическое агентство (ESA) также исследует последствия воздействия на людей низкой гравитации.

Таким образом, возникает вопрос о необходимости создания на лунной базе привычного земного уровня тяжести.

(...)

Продолжение читайте в «Энергия: экономика, техника, экология» 4/2020.