Освоение Луны - II

ИМХО, в оригинальной ветке как-то неправильно обсуждение пошло. Сальтеровские человечки с тачкой, система позиционирования на Луне, луноход - кому, зачем? Это все части проекта. Куски. Отрывочные. Они должны складываться вместе. Они должны быть частью системы. Иначе несерьезно. Зачем нам отдельно взятая яма на Луне? зачем нам пробы грунта по периметру в отрыве от реальной возможности использовать найденные минералы? зачем нам СПС, если некому ей пользоваться?
Все это должно быть самосогласовано и бить в одну точку. Иметь одну цель.

Давайте прикинем, как мы (человечество, в лице лучших его представителей ) можем реорганизовать рабрин... эээ... то есть - обустроить Луну.

Допустим, мы и только мы определяем лунную техническую политику мощной конторы, заинтересованной в Луне (НАСА, скажем, см. речь Буша ) и располагаем бюджетом в 25 гигадолларов ежегодно (а что? вроде, вполне реально). Только на освоение Луны. В течение 20 лет (ИМХО, вполне). Подчеркиваю: цель - именно освоение Луны, разработка и продвижение РН, научные программы идут по другим статьям, а мы берем денег на город-сад, от которого вся выгода в потенциале. Мы можем использовать всю summa tehnologiae Земли на данный момент, лишь бы это было выгодно, разумно и вело к конечной цели, политические замороки решены без нас.

В итоге через 20 лет мы должны иметь Лунную Базу в составе:
- лунный космодром, способный принимать, заправлять местным топливом и запускать корабли.
- обитаемое пространство минимум на три человека для решения научных задач (какие именно - это нас не волнует, ученым надо), плюс персонал достаточный для самообслуживания всего хозяйства базы. Предполагаются длительные , до года, вахты, необходимо обеспечить достаточно комфортную среду. 100 "обитаемых" кубометров для научного оборудования.
- полное самообеспечение по энергии, по возможности замкнутый цикл по воздуху, воде, пище. Максимальное самообслуживание. Излишек в 100квт для научного оборудования.
- возможность создавать исключительно за счет местных ресурсов 100-1000 кубометров обитаемого пространства в год.
- максимально развитое производство. Как минимум - металлургия, способность поставлять до 100 тонн химически чистых материалов (алюминий, титан, кремний) кусками в точки Лагранжа (используя внешний транспорт). Как максимум - самостоятельное производство солнечных батарей, металлического полуфабриката (не слямбы титана, а трубы из него), металло- и керамических конструкций, стекол, сборка по месту механизмов из местного материала.
- развитый "местный" транспорт: способность обеспечить грузопоток на уровне 1000 тонн*километров/час. в радиусе хотя бы 30-50 км от базы.
- вселунная связь с покрытием 99% поверхности, хотя бы на уровне обмена текстовыми сообщениями. Надежная связь с Землей в реальном времени на уровне мегабит/с.
- какая-никакая экологичность. Мы приходим на Луну не как гости. Это НАША Луна. "Хоронить" отработанные ТВЭЛы под метром грунта, использовать реакторы без серьезной биозащиты и выкидывать сильноиспаряющиеся материалы (которые могут повредить науке и/или процессам использующим глубокий вакуум) мы не можем. Это не наш путь.
Помимо этого, к моменту истечения 20-летнего срока должны существовать транспортные системы:
- Земля(поверхность)-Луна(поверхность), которая обеспечивает доставку минимум 10 тонн/год научного оборудования + 3 человека и полностью покрывает нужды самой Базы.
- Луна(поверхность)-свободный космос/точка Лагранжа/высокие орбиты Земли суммарно порядка 100 тонн в год.
- Луна(поверхность)-Земля(поверхность) порядка 10 тонн в год + 3 человека.

Поддержка завершенной Лунной Базы (с персоналом, в рабочем состоянии) и транспорта Земля-Луна-Земля не может обходиться более, чем в 5 миллиардов в год.

Мы не можем в наших планах полагаться на термояд, ИИ и нуль-транспортировку, потому как план мы строим сейчас, и план должен быть выполнимым, а технические риски - минимизированы. Через 20 лет ишак не сдохнет, а всенародно избранный эмир строго отрежет всем конструкторам по одному яйцу за недоделанную Базу и кастрирует всех, кто заложился на технологию, которая оказалась в разряде нереальных. Наш провал стал бы настоящей катастрофой для Космонавтики, оставив от нее, в лучшем случае, ошметки - умные куски железа, летающие максимум в 30000км от колыбели Человека Космического. МКС не строили в надежде на легкий доступ в космос для всех; корпус электростанции не закладывают под установку торсионного мезоплюкатора. Нам нужна гарантированно рабочая Лунная База - первый настоящий шаг (а не выглядывание через форточку) в Космос.

Нужны ответы на вопросы:
а) возможно ли браться за такую задачу вообще (База под ключ за 500 миллиардов)? Да/Нет, аргументированно.
б) какова будет правильная последовательность действий? Шаг за шагом, все должно быть последовательно.
в) что нам нужно разработать, чего нам не хватает (помним - технические риски минимальны)? Деньги на разработку наших технологий идут из нашего бюджета.

Декабрь, 2004. Год первый. 25 миллиардов на наших счетах. Поехали?

Можно спросить: а откуда взялись эти странные цифири - 25 миллиардов, 20 лет... пять миллиардов? эти странные цифры для грузопотока - чего возить-то?

Аргументированные возражения принимаются, но последний мой аргумент будет - а потому что вот. Кеннеди сказал: "мы доставим человека на Луну через 10 лет". Они это сделали. Просто так, по большому счету для пОнта. У нас задача круче - подготовить инфраструктуры для коммерческого "большого космоса"... наша конечная задача - сделать так, чтобы редкий спутник стартовал с Земли, но наоборот - за Землю валился гелий-3 с Луны, платина и иридий с астероидов, поток информации с лунных обсерваторий, спутников и АМС "мэйд ин интернэйшнл зоун Селена-уан".
И я не виноват, что эти миллиарды и годы кажутся мне разумным максимумом того, что люди готовы на это дело сейчас потратить. ОК?

Без Луны- никак не обойтись.
Естественный плацдарм для дальнейшей экспансии.
И дело тут даже не в ресурсах- просто инфраструктуру, необходимую для полетов к планетам Солнечной Системы удобнее создавать на Луне.
Хотя- ежели наша земная цивилизация решила окончательно "приземлиться"- то увы...

25 миллиардов, по-моему-, маловато....Чтобы все сделать достаточно быстро ( хотя бы лет за 10) нужно раз в 10 больше.
Думаю- это не проблемы: военный бюджет одной только Юсовии- 440 миллиардов...

ИМХО очевидно следующее.
В первый год необходимо создать соответствующую управляющую структуру - типа "Главлунаспецпроект"
Задачи:
1. Разработка концепции освоения
2. Выступать в качестве заказчика для смежников
3. и т.п.
Затем необходимо создать подчиненные институты типа:
1. НИИ ЛунДостал (проблеммы средств доставки на Луну и обратно)
2. НИИ ЛунТранс (проблеммы средств транспорта на поверхности Луны)
3. НИИ ЛунСтрой (проблеммы строительства лунных объектов)
4. НИИ МеБиПроЛ (Медико-биологических проблемм Луны)
5. НИИ ЛунТех (Проблеммы лунных производственных технологий)
Каждый из НИИ занимается своей проблеммой. Главлуна координирует работу.
Когда проект в бумаге будет готов - начнется самое интересное )

Так что если обсуждать тему всерьёз, надо заводить подфорум с соответствующими закрепленными топиками

б) какова будет правильная последовательность действий? Шаг за шагом, все должно быть последовательно.

 

Чтобы определиться с последовательностью действий, надо во-первых определиться с тем, что мы хотим в итоге получить и при этом оставить концовку "открытой". Пример: США решило высадиться на Луну и исходя из этого строило свою космическую программу на годы вперед. Но после все заглохло. Цель достигнута, что дальше не ясно. Game over.
Так что давайте составим список того, что мы хотим, а потом будем вычеркивать по одному пункту. Вот и получится последовательность действий (в обратном порядке). Ее останется только скорректировать.
Из Списка Татарина получается следующий перечень строений:
- космодром
- жилой модуль
- электростанция (солнечные батареи?)
- СЖО
- оранжерея
- научный модуль
- СМУ (строительнно-монтажный участок ).
- добыча гелия-3
- добыча ПИ (полезных ископаемых)
- кислородный завод (выделение и сепарация газов из руд)
- получение и хранение жидкого кислорода
- металлургический завод (из отходов газового завода выделяется и сепарируется металл в слитки)
- кремниевый завод (из отходов металлургического завода выделяется кремний)
- завод металлических полуфабрикатов (трубы, листы, швеллеры и пр.)
- завод по переработке кремния (солнечные батарей, стекло и пр.)
-

развитый "местный" транспорт: способность обеспечить грузопоток на уровне 1000 тонн*километров/час. в радиусе хотя бы 30-50 км от базы.

 

уточните, пожалуйста.
- ценр связи (включая спутники)

Добавляйте!!!

Потом начнем вычеркивать.

Так что если обсуждать тему всерьёз, надо заводить подворум с соответствующими закрепленными топиками

 

ИМХО очевидно следующее.
В первый год необходимо создать соответствующую управляющую структуру - типа "Главлунаспецпроект"
Задачи:
1. Разработка концепции освоения
2. Выступать в качестве заказчика для смежников
3. и т.п.

 

Топик для первого года ("Главлунаспецпроект") уже заведен. И Вы его уже читаете!

- МТС (машинно-транспортная станция для поверхностного транспорта)
- Полимерный завод (изготовление пластмасс и т.п. для нужд Луны)

Об этапности
1. База с внешним обеспечением
2. База на самообеспечении
3. База с промышленным производством
О науке
на 1, 2 этапах непрофильные научные исследования - по остаточному принципу

Ну, для начала, давайте придумаем транспорт. Нам нужен 'космический мост' © Салтер. Этот транспорт должен за минимальную цену доставлять груз и персонал с земной поверхности на лунную поверхность.

Предлагаю разделить всю транспортировку на 3 части :

- Земля - орбитальный космопорт на экваторе, орбита порядка 800 км. Этот транспорт я предлагаю сделать на основе авиационно-ракетной системы, с чистой грузоподьемностью 10 тонн и полной многоразовостью. При этом стоимость груза будет на уровне $500 за килограмм. Возможно использование одноразовых ракет, выводящих до 30 тонн со стоимостью груза $1500 за килограмм. Габариты груза - порядка габаритов головного обтекателя Протона - длина - 10м, диаметр - 4м. Это важно, потому что определяет наши возможности по транспортировке конструкций станции и обрабатывающего оборудования.

- Орбитальный космопорт (Земля) - орбитальный космопорт (Луна).
Тут есть два варианта - везти быстро или везти экономично.

Быстро - это на кислород-водородных ЖРД. Транспорт предлагается сделать многоразовым, обратное торможение должно производиться аэроторможением и последующим подьемом перигея. Приблизительная масса челнока на 3 человека - 10 тонн. Заправка для рейса Земля-Луна-Земля - 10 тонн гидразина и 20-тонный внешний разгонный блок типа КВРБ. Впрочем... в 10 тонн носителя РБ можно сделать и внутренним. Все доставляется рейсами многоразовых носителей. Доставляемая ПН при таком способе - либо 20 тонн на орбите Луны в одноразово-транспортном варианте, либо 2 тонны - в челночном.

Недорого - это на ядерно-ионном, либо на солнечно-ионном приводе. Как вариант, можно использовать VASIMR. 10-тонная транспортная платформа на СБ требует заправки примерно 500 кг гелия либо ксенона на рейс туда-обратно, мощность СБ - порядка 100 КВт, доставляемый груз - 20 тонн, со временем доставки в один конец в полгода. Да, ресурс буксира ограничен - не более 5 рейсов. Ядерно-ионный... хмм... ну, скажем, вес 50 тонн, ПН - 100 тонн, мощность реактора - 1 МВт, ресурс 'планера' - 20 лет, ресурс реактора - 3 года.

И третья компонента - транспорт Лунный порт - поверхность. Предлагаю использовать разнокалиберные посадочные ОДНОСТУПЕНЧАТЫЕ платформы с полной многоразовостью. Малая платформа - 500 кг собственного веса, 5 тонн заправки, прилуняемый груз - надо считать. Навскидку - 2 тонны. Сильно зависит от того, какое соотношение грузов 'туда' и 'обратно'. Средняя - 2 тонны веса, 20 тонн заправки, 10 тонн груза, и большая - 10 тонн веса, 100 тонн заправки, 50 тонн на поверхности. Каждая платформа приводится пакетом двигателей - не менее 3 штук, что дает резерв тяги и богатые возможности по дроселлированию. На средней и тяжелой - по 7 двигателей.

Есть возражения?

Кстати, примерно такой мост уже описал Кларк. И примерно с той же идеологией.

Ну вот начинается
Лебедь рак и щука в одном топике
И идея умрет
Давайте сделаем новый подфорум с соответствующими топиками.
И пусть Татарин им рулит. Ибо его идея. А там уже топики по средствам доставки. технологиям и т.п.

Расскажу, как НАСА это видит на текущем этапе.
По CEV - RFP будет готов январю 2005. Также будет использоваться тн fly-off - будут выбраны 2 команды, которые сделают независимый полный дизайн. Наподобие как Пентагон самолеты заказывает. Раньше НАСА определяло победитела на гораздо более раннем этапе. fly-off намечаеться на 2008г.
В этот дизайн также должно быть включено и транспорт Земля-Луна и обратно, лунные модули и тд и итп. Многоразовость CEV опциональна, но очень желательна. Так же будет нужен САС при старте с Луны.
Будет ли Лунный CEV выполнять функции ЛК или это будут 2 разделяемых аппарата - под вопросом. Минимальный экипаж -4 чел. Дизайн должен предусматривать расширение до 6. Также должна поддерживаться ВКД минимум для 2 чел.
Должен поддерживаться минимум один полет в год. Первый не позже 2020, но более реальный срок 2017.
Модульность CEV будет развиваться "витками". Первые полеты на орбиту Земли. Потом миссии а-ля Аполло сроком до недели с посадкой на экватор. И третий - миссия сроком до 3 месяцев - в это время будет заложена база. Первые миссии третьего - корабль собираеться в Л1, посадка в любую точку, срок - около недели.
Далее более сложный корабль будет собираться или в Л1 или на орбите Земли, садиться на полюс со сроком миссии от 45 дней. Из этих модулей будет составлена первая база.
В центре Годдарда также идут проработки требований к куче необходимых подсистем - от ракетоносителей до скафандров.

Это все очень предварительно, но общая картина проясняеться. Все станет более менее ясно по выходу RFP.

Что же касаеться освоения ресурсов, то выпущен только BAA. Это запрос на концепции - до RFP еще далеко. Эти концепции будут отобраны до 24 сентября сего года.

По электростанции:
- Собственно электростанция (солнечные батареи или нечто иное типа паровой турбины)
- Аккумуляторная станция (маховики, или иной накопитель)
- Резервная станция (атомная)
По промышленности:
- Добыча металлического сырья - сбор железоникелевых метеоритов.
- Добыча и перероботка местных скальных пород - базальты готовый строительный материал - режь и оплавляй - облицовочная плитка непроускающая газ, или расплавь и вспень - теплоизолятор, или расплавь и вытяни нити - стекловолокно.
- Переработка реголита - обогащение легкоплавкими компонентами и спекание - готовые блоки для строительства.
Остальное:
- Помойка с раздельным хранением органики, радиоактивных веществ, и испорченной техники (техника по возможности не должна портиться дальше, радиация расползаться в ширь, а органика пропитывать подлежащие породы).
- Станция восстановления воды - превращение "серой" воды в питьевую - диситилляция, электролиз, сжигание образовавшихся водорода и кислорода, замораживание, фильтрация через мрамор или песок для придания жёсткости.

По этапности:
1. Промышленная база максимум с 3-4 людьми в жилом отсеке. Кислородный завод, из его отходов - алюминиевый и титановый прокат идущий на строительство базы и на Земную орбиту для строительства спутников и КК.
2. База со строящимся - запущенным ЭМ ускорителем. около 10 чел. Производство простейшей техники необходимой для существования базы, из проката.
3. База с началом научной деятельности. Возможность производства электроники - элементов солнечных батарей, и пр. Возможность изготовления исследовательских спутников "на месте" "отвёрточной сборкой".
Самообеспечивающейся лунная база в ближайшем будущем стать не сможет - отсутствует углеводородное сырьё, и значит нет пластмасс, жидких смазок, лаков, растворителей.

>Самообеспечивающейся лунная база в ближайшем будущем стать не сможет - отсутствует углеводородное сырьё, и значит нет пластмасс, жидких смазок, лаков, растворителей.
Кстати - не факт. Углерода на Луне должно быть много... А может и углеводородов....
Разумеется, из верхних слоёв всё лёгкое давно испарилось - но глубже должно остатся...

Естественно не факт. Возможно всё что угодно, даже то что Луна целиком из сыра. Чеддера например.
Пока нет результатов геологоразведки на Луне, нечего даже думать о наличии там углеводородного сырья. Ко всему судя по пробам пород на Луне нехватает меди и серы. Т.е. естественные невысыхающие смазки типа сульфида молибдена, графита, бабитов - получить просто неоткуда.

Георг, держать атомную станцию в качестве резервной - как-то нехорошо. Дорого. И техника простаивает.
Другое дело - какие-нибудь топливные элементы. Лежат до активации - и есть не просят...

Найти водоод на Луне в хоть какой либо концентрированной форме.... это было бы очень полезно на начальном этапе. Иначе воду\топливо придеться возить с Земли.
Когда начнут добывать гелий3 - водорода в качестве побочного продукта будет более чем достаточно.

Давайте исходить из сегодняшних реалий - воды нет, кислорода нет, углеводородов нет. Термоядерных реакторов - нет. Собственных источников ядерного топлива тоже нет.
Все газовые среды постепенно утекают. Быстрее всего утекает пригодный для дыхания воздух, а вода превращается из питьевой в "серую". Собственных источников продовольствия - нет.
И сепарацию можно проводить только простейшими методами - по размерам (трясти через сито), по ферромагнитности (притянет - не притянет), по электризации.

Мы прилетели в космическую пустыню. В ней надо организовать оазис.

Маска, я вас знаю Никак RDA пожаловал )

Освоение Луны имеет смысл (как минимум) для удешевления космических грузов. При наличии даже небольшой производственной базы на Луне становится существенно проще создавать в космосе различные аппараты.

Интересно, какова может быть минимальная лунная база (думаю, она должна быть автоматической, в ецлях удешевления), которая уже могла бы отправлять в космос (своими силами) какую-то ПН своего производства. Какой должна быть минимальная масса такой базы?

Хочу напомнить господам проектантам пару весьма изящных технологий:
1. Технология композитных препрегов - стекло(графито) ткани, уже раскроенные и сшитые должным образом, пропитанные смолой, доставляются в точку, поддуваются газом и нагреваются до определенной(не очень высокой, типа 60С) температуры -и готова прочнейшая конструкция. Нагрев может быть электро(при углеткани) или, даже солнечный
2. Солнечный МГД-генератор. Высокий К.П.Д.(выше, чем у панелей), компактность -зеркало надувное из сверхтонкой пленки, большая мощность на ед.массу, практическое отсутвие движущихся частей -только низкотемпературные турбина-компрессор.
3. Комплексные наборы химсинтез-реакторов. Набор емкостей, переходников и насосов, управлямых компом. Такой набор, насколько помню, позволял например синтезировать в полупромышленных масштабах до трех тысяч соединений.

Ник