Перспективи освоєння космосу і місяця

Плани з освоєння Місяця є не тільки у Росії. Висадити на поверхню земного супутника своїх громадян до 2020 року мають намір Сполучені Штати Америки. ), это эпохальное событие должно произойти не позже 2020 года. Згідно прийнятої ними програмі «Сузір'я" (Constellation), ця епохальна подія повинна відбутися не пізніше 2020 року.

Китай, який в останні роки стрімко зміцнює свої позиції в космосі, також планує залишити на Місяць свій слід до цього терміну. ' e -1) успешно завершил свою миссию, врезавшись в поверхность спутника. На початку березня китайський місячний зонд «Чан'е-1» (Chang 'e -1) успішно завершив свою місію, врізавшись в поверхню супутника. У 2010 році Піднебесна планує запустити до Місяця зонд "Чан'е-2", а в 2012 на супутнику з'явиться китайський місяцехід. У 2020 році помилуватися видом на Землю з Місяця повинні тайконавти. Ці амбітні плани були оприлюднені Китаєм ще до світової фінансової кризи, і зовсім нещодавно представник Китайського космічного агентства оголосив, що економічна рецесія не позначиться на фінансуванні космічних розробок.

Бюджет російської ракетно-космічної галузі в 2009 році також залишиться на докризовому рівні. Про це 18 березня повідомив прем'єр-міністр РФ Володимир Путін. На реалізацію трьох федеральних космічних програм, як і планувалося, буде виділено 82 мільярдів рублів. Частина цих грошей піде на сплату відсотків за кредитами декількох підприємств космічної галузі.

Вісім мільярдів рублів буде виділено Державному космічному науково-виробничому центру імені Хрунічева. Незважаючи на значну суму, наданих коштів підприємству може не вистачити. Його директор Володимир Нестеров звернувся до Путіна з проханням до 2011 року додатково виділити ще 11 мільярдів. Без цих грошей центр не зможе вчасно закінчити роботу над ракетою-носієм "Ангара". Її розробка ведеться з середини 90-х років минулого століття.

Невідомо, як ці невеликі фінансові труднощі позначаться на оптимістичних плани російських космічних чиновників. Наприклад, у 2006 році тодішній глава РКК "Енергія" Микола Севастьянов оголосив, що Росія створить на Місяці свою базу раніше, ніж США. Пізніше Севастьянов пішов зі своєї посади, але про перенесення термінів створення місячної бази не повідомлялося. Ну що ж, чекати залишилося недовго.

Керівництво NASA оприлюднило свою нову стратегію освоєння космосу. Центральне місце у планах агентства займає майбутня висадка на Місяці, а також будівництво довготривалої місячної бази, після чого почнеться активна підготовка до марсіанської місії. Америка готова взяти з собою японців, європейців та росіян, а ось китайцям, схоже, доведеться добиратися до Місяця своїм ходом.

Про намір американців висадитися на Місяці президент США заявив ще в 2004 р., через рік після загибелі шатла Columbia. Тоді ж Джордж Буш назвав приблизну дату цієї події - 2020 р. Цікаво відзначити, що на здійснення програми Apollo в 1960-х роках у NASA пішло рівно вдвічі менше часу - всього 8 років проти нинішніх 16.

Втім, цього разу агентство ставить перед собою грандіозні цілі. Передбачається не просто висадка, але будівництво на Місяці постійно населеної міжнародної бази, яка повинна стати головним форпостом людства у космосі. На думку представників NASA, досягнення цієї мети буде означати початок нової ери в історії космоплаванія, і в цьому з ними важко не погодитися.

Кораблі серії Apollo, які здійснювали свої польоти в 1960-х рр.., Приземлялися в екваторіальних районах Місяця. Однак, для будівництва постійного поселення набагато краще підходять полюса супутника. Швидше за все, база буде споруджена на південному полюсі Місяця, оскільки цей район три чверті доби освітлюється сонцем. Це дозволить більш ефективно використовувати сонячні батареї, а також спростить будівництво бази і освоєння регіону. Крім того, на південному полюсі розташовуються ймовірні поклади корисних копалин - у перспективі вчені планують зайнятися їх розробкою.

Щоб дістатися до Місяця, NASA використовують два основних корабля - дослідний Orion і зістиковано з ним багатоцільовий посадковий модуль. Після приземлення він зможе виконувати функції житлового модуля, першого будинку майбутньої бази. «Ви можете завантажити в транспортний відсік все, що необхідно. Потім ви доставляє вантаж і екіпаж туди, куди вам потрібно. Апарат здатний літати повністю автоматично, причому, розвантаження та встановлення обладнання може здійснюватися роботами, без жодного участі людини. Ми розробляємо саме такі системи », - заявив Скотт Горовіц, один з високопоставлених керівників NASA.

Представники NASA підкреслюють той факт, що прийнята програма освоєння відкрита для всіх зацікавлених країн, якщо вони будуть готові вкласти в неї свої матеріальні та інтелектуальні ресурси. При цьому американці висловили повну готовність співпрацювати з космічними агентствами, які мають своїх представників на МКС - це Росія, Японія і Європа.

А от відносно китайців NASA висловлюється дуже невизначено, даючи зрозуміти, що зараз Америка не готова взяти їх на борт своїх човників. Як би там не було, на Місяці буде побудована саме міжнародна база, покликана стати форпостом всього людства, а не окремо взятої країни.

Тим часом Росія і Китай вже повідомляли про намір спільно взятися за підготовку пілотованої марсіанської місії. Правда, поки це тільки плани.

4 Довготривала місячна база чи перспектива 2050

В якості об'єкта, що володіє унікальними природними умовами, Місяць може розглядатися як база для вирішення багатьох завдань на благо земної цивілізації. Ці задачі групуються в наступні напрямки.

Перше і, мабуть, найважливіше на сьогодні напрямок - освоєння місячних ресурсів для створення позаземного промислового виробництва, яке дозволить вирішити проблеми екологічного, енергетичного та ресурсного криз, що загрожують Людству в найближчому майбутньому. До нього відносяться в тому числі завдання з отримання на Місяці паливних компонентів і витратних матеріалів для системи транспортних засобів у навколоземному просторі. Другий напрямок: Місяць - платформа для унікальних наукових досліджень і спостережень. Третій напрямок: Місяць - експериментальна база для відпрацювання космічних технічних засобів, включаючи засоби навколоземного промислового виробництва. Четвертий напрямок: Місяць - ключовий транспортний вузол далеких міжпланетних космічних рейсів.

Основні принципи освоєння Місяця Освоєння Місяця, з метою використання її ресурсів для розвитку людства, будується на наступних принципах:

- На Місяці створюється біосфера, яка заснована на воді, вуглеводнях і продуктах їх взаємодії;

- Основою розвитку біосфери на Місяці є сонячна енергетика, яка використовує унікальні місячні умови: високу щільність сонячного випромінювання 1380 Вт/м2 при високому значенні сталості в денний час і виключно низьку температуру навколишнього середовища в сонячній тіні 100 ° К;

- Освоєння Місяця реалізується поетапно, кожен з етапів повинен враховувати досягнутий за попередній період рівень вирішення проблем і досвід проведення робіт, передбачати наступність техніки, можливість її вдосконалення і подальшого логічного розвитку;

- Місяць вважається центральною ланкою місячно-земної космічної інфраструктури; її ресурси розглядаються як основне джерело матеріального забезпечення всього космічного господарства. В якості опорних точок інфраструктури намічені місячна база, навколомісячній і навколоземна базові станції, що мають широко розвинене виробництво на місячному сировину і одночасно виконують роль транзитних транспортних вузлів.

Для функціонування цієї інфраструктури має бути створена відповідна транспортна система. Терміни створення і введення в експлуатацію всіх елементів інфраструктури мають бути взаємно прив'язані і в основному визначатися рівнем освоєння Місяця і розгортання на ній космічного господарства. Етапи розгортання бази Розгортання бази на 1 етапі (2000-2015 рр..) Може проводитися за наступним сценарієм:

- 2000-2005 рр..: Дослідження Місяця безпілотними космічними апаратами з метою вибору місця розташування постійної місячної бази для забезпечення виробництва на Місяці;

- 2004-2005 рр..: Доставка і комплектація на навколомісячній орбіті пілотованої станції "МИР-Місяць" для забезпечення орбітально-десантного дослідження (за участю людини) місця для постійної місячної бази;

- 2005-2006 рр..; Орбітально-десантне дослідження місця для постійної місячної бази;

- 2007-2009 рр..: Створення постійної Місячної бази з екіпажем до 10 чоловік;

- 2009-2012 рр..: Створення першої черги заводу на Місяці з виробництва кисню в обсязі 50 тонн на рік (у рідкому вигляді), до кінця терміну - коректування сценарії подальшого освоєння Місяця; 2012-2015 рр..

створення астрофізичної лабораторії на Місяці, обсяг виробництва кисню в залежності від коригування може зрости до 100-2500 тонн на рік.

Таким чином, на першому етапі освоєння Місяця досягається самозабезпечення киснем постійної місячної бази і транспортних операцій: навколоз.орбіта-Луна-навколоз.орбіта. На другому етапі освоєння Місяця (2015-2030 рр..) Повинно бути досягнуто самозабезпечення і за воднем (50 тонн на рік) або метаном. У період 2025-2030 рр.. планується введення в експлуатацію виробництва гелію-3 з об'ємом 100 кг на рік. Оцінки показують, що продуктивність обладнання з переробки місячного грунту для отримання Н, і Не повинна зрости в 100-1000 разів. Альтернативою отримання водню можуть служити викиди летючих газів з псевдовулканов, що необхідно враховувати при виборі місця для Місячної Бази. На третьому етапі освоєння Місяця (2030-2050 рр..), Передбачається освоїти на Місяці виробництво конструкційних і електротехнічних матеріалів на основі місцевого видобутку заліза, титану, алюмінію, кремнію. Основним призначенням третього етапу є розвиток виробництва місячної бази, здатного забезпечити створення перших дослідних місячних електростанцій, що використовують енергію Сонця, для постачання Землі. При цьому постійна місячна база перетворюється на місячне поселення з чисельністю до 200 осіб. У даній роботі розглядається концепція місячної виробничої бази третього етапу.

Вибір місця бази

Вибір місця місячної бази визначається декількома основними чинниками. Перш за все, район базування повинен задовольняти вимогам максимального вмісту цікавлять нас сировинних ресурсів і найменших витрат, включаючи облаштування. Координати цього району повинні забезпечувати мінімум витрат на транспортні космічні операції з урахуванням вимог максимальної безпеки персоналу бази, коли її інфраструктура ще недостатньо розвинена і ступінь самозабезпечення низька. Крім того, в районі базування рельєф повинен бути зручний для розміщення комплексів бази і мати профіль, безпечний з точки зору підльоту і посадки місячних транспортних кораблів. Цим вимогам відповідають розташовані в приекваторіальній зоні видимої сторони Місяця морські райони, і, зокрема, західна область Океану Бур, де передбачаються великі запаси місячної породи ільменіту, найбільш багатою киснем. Розміщення бази на видимій стороні Місяця дає можливість постійної прямої радіо-і оптичного зв'язку із Землею. Приекваторіальних зона дозволяє забезпечити транспортні операції між місячної базою і навколомісячній орбітальною станцією з можливістю стартів на кожному витку орбітальної станції навколо Місяця і з мінімальними паливно-енергетичними витратами.

Типовий місячний рельєф у морському районі (Район кратера Грімальді в Океані Бур) Як відомо, серед різних елементів місячного рельєфу домінуюче значення мають кратери. Інші елементи, такі як камені й схили, істотні лише при розгляді рельєфу на майданчиках з лінійним розміром до сотні метрів, і тому для вибору місця комплексних структур місячної бази, розташованих один від одного на відстані близько п'яти кілометрів, не мають значення. В якості типової форми кратерів прийняті чашоподібні, форма яких апроксимується сферичним сегментом. Таких кратерів на Місяці близько 95% від загального числа. Це дає практично достовірну можливість вибору кратерів з необхідними розмірами і взаємним розташуванням у разі розміщення в них структурних комплексів виробничої місячної бази. Очевидно, що це подання накладає також свій відбиток на розробку транспортних налунних засобів, що забезпечують перевезення між структурними комплексами бази, і дає аргументи на користь застосування естакадний або канатної доріг. Крім кратерів в числі елементів місячного рельєфу, що представляють інтерес при виборі місця для розміщення бази, слід зазначити природні порожнини у вигляді "лавових трубок". Це висохлі канали підповерхневих лавових річок. Протяжність цих трубок вимірюється від десятків до сотень метрів, а товщина покривного шару становить приблизно більше 10 м. Отже, внутрішні простору цих лавових трубок представляють собою середовище, яка природним чином захищена від небезпек проникаючої радіації і метеоритних ударів. Більше того, всередині трубок переважає постійна, відносно сприятлива, температура -20 ° С. Все це являє собою надзвичайно бажані навколишні умови для життєдіяльності людини, а також для здійснення промислових операцій. Значні функціональні, технічні та економічні вигоди могли б бути отримані при спорудженні місячних баз всередині лавових трубок. На жаль ототожнення лавових трубок сьогодні можливо лише за допомогою ідентифікації непрямих ознак, наприклад, по наявності обвалення верхнього покриття, і має високу ступінь невизначеності. До того ж, розміщення комплексів бази потребує конкретного знання геометрії обсягів лавових трубок і прочностного стану покривного шару, що можливо лише при обстеженні конкретної лавової трубки.

Структурна схема бази

Структура бази складається із зон, розподілених за функціональними ознаками і рознесених між собою на відстань 3-5 км з метою забезпечення життєстійкості, вибухо-і пилебезопасності. Кожна зона включає в себе один або кілька комплексів, які містять відповідні споруди, об'єкти та технічні засоби. Усі зони з'єднані між собою внутрібазовимі транспортними магістралями, виконаними у вигляді канатних або монорейкових доріг. До складу енергозони умовно включені системи супутників енергопостачання, що забезпечують базу енергією під час місячної ночі, що триває 14 діб.

Генеральний план бази

При розробці генерального плану було розглянуто два варіанти розміщення об'єктів. Перший варіант, коли всі об'єкти бази розташовуються на поверхні, переважно на схилах кратерів, з чітким розподілом на зони, віддалені один від одного на 3-5 км. Цей варіант прийнято в якості основного, оскільки практично в будь-якому морському районі Місяця можна знайти кратери як за своїми розмірами, так і по взаємному розташуванню, що задовольняють вимогам розміщення об'єктів бази. У цьому сенсі його можна назвати універсальним. Другий варіант припускає розміщення бази в місці знаходження лавової трубки відповідних розмірів і з необхідними характеристиками міцності зводу. При цьому в лавової трубці розташовуються в основному виробничі об'єкти, для яких необхідні великі площі і одночасно радіаційна та мікрометеорітная захищеність. У даному варіанті обмежена можливість рознесення зон, що розміщуються в лавової трубці на безпечні відстані, тому передбачається установка шахтних колодязів і діафрагм, що забезпечують вибухо-і пожежо-безпеку. Вважається, що хоча б один з кінців лавової трубки має вихід в кратер (в іншому випадку її було б важко знайти). Це дозволяє забезпечити нормальний доступ з поверхні Місяця усередину трубки, включаючи прокладку транспортної магістралі. В обох варіантах житлова зона бази розташовується на поверхні на схилі кратера. Крім універсальності планування, а також універсальності по відношенню до селенографічні положенню в межах морських районів, розміщення житлової зони в кратері дає можливість використання рельєфу для забезпечення захищеності від радіації і метеоритів, правда меншу, ніж у лавової трубці, але більшу, ніж на рівній поверхні Місяця . І хоча це вимагає відповідних витрат, зате за наявності аварійної ситуації евакуація людей з лавової трубки видається більш складною, ніж з об'єктів, розміщених на поверхні. Крім того, розташування житлового комплексу в кратері створює психологічне відчуття обгородженій, захищеності простору проживання в порівнянні з плануванням на плоскій поверхні, і в той же час не створює відчуття повної замкнутості, як це можливо в разі використання лавової трубки.

Планування житлового комплексу

Житловий комплекс розміщується в кратері діаметром 360 м, глибиною 40 м, що має чашеобразную форму. Комплекс являє собою систему розташованих на схилі кратера терас, з'єднаних галереями, що йдуть у напрямку схилу. Кожна тераса складається із секцій, що мають розмір 9х9 м в плані. Під поверхнею кратера в горизонтальній ніші кожної секції, створеної методом теплового буріння, розміщується універсальний модуль із гнучким внутрішнім плануванням. Нижня тераса проходить через круглі в плані (діаметром 50 і 100 м), заглиблені в дно кратера, приміщення з купольним перекриттям. Через весь кратер у взаємно поперечному напрямку проходять два тунелі, по яких прокладені транспортні магістралі, що з'єднують житловий комплекс з іншими зонами бази. Третій транспортний тунель, що облямовує кратер, служить для внутрікомплексних повідомлень. Цей тунель з'єднує основні приміщення житлового комплексу зі станціями, розташованими вздовж кромки кратера приблизно на рівній відстані один від одного. Крім виконання транспортних функцій у разі аварійної ситуації екіпаж житлового комплексу може бути швидко евакуйовано до приміщення станції, що знаходиться в безпечній зоні від місця аварії. Всі модулі, тераси, галереї, купольні приміщення і тунелі з'єднуються між собою перехідними шлюзами. Галереї, тераси і станції обладнані вихідними шлюзами на поверхню Місяця. Шлюзи мають обмежене число видів, що застосовуються до вихідних розмірами, а для перехідних - розмірами і кількістю люків. У кожному шлюзі передбачено зберігання комплектів скафандрів: легких - у перехідних, на випадок непередбаченої розгерметизацію одного з відсіків, з'єднаних зі шлюзами, і важких скафандрів - у вихідних люках. Відображаючи принцип спадкоємності, житловий комплекс містить у собі елементи попереднього етапу і розрахований на можливість подальшого розвитку.

Використовувані конструкції та матеріали

Практично всі конструктивні елементи споруд житлового комплексу виконані з матеріалів власного виробництва бази, що працює на місцевій сировині. Конкретний набір матеріалів залежить від варіанту обраної конструкції. З метою забезпечення безпеки всі несучі конструкції герметичних об'єктів розраховані на збереження форми при втраті герметичності. Тому надувні конструкції використовуються як тимчасові при виробництві технологічних робіт.

Монтаж і експлуатація об'єктів житлового комплексу

Створення об'єктів і споруд житлового комплексу починається з "земляних" робіт по профілізації і ущільнення терасових майданчиків, галерейних траншей і майданчиків під купольні приміщення. Для цих робіт може бути використана техніка, що служить для видобутку місцевих ресурсів. Після ущільнення грунту на схилі кратера методом теплового буріння роблять ніші. Над відкритими ділянками робіт, що проводяться зводяться захисні навіси, в ​​ніші встановлюються вже обладнані всередині універсальні житлові модулі. Потім ведеться монтаж секцій терас і галерей. Після цього встановлюються торцеві захисні стінки, які разом з навісами утворюють замкнутий контур, що оберігає утворені всередині герметичні обсяги від метеоритної та радіаційної небезпеки. Зведення купольних приміщень можливо різними варіантами залежно від використовуваних конструкцій.Для прокладки транспортних тунелів у вириті траншеї укладаються металеві секції або виробляється бетонування, а після герметизації - засипання вийнятим грунтом. Усі споруди житлового комплексу виконуються ремонтопридатності, а більшість їх складових (наприклад, житлові модулі, секції терас і галерей, шлюзи тощо) зроблені уніфікованими, і можуть бути замінені в процесі експлуатації.

Освітлення житлової зони

Освітлення житлової зони забезпечується під час місячної ночі з допомогою електрики, одержуваного від енергоустановки, що знаходиться в енергетичній зоні бази, яка, у свою чергу, отримує енергію від системи супутників, що літають по орбіті навколо Місяця і перетворюють енергію Сонця в енергію НВЧ - діапазону або лазерного моноізлученія. Днем використовується система дзеркальних відбивачів, направляють потік сонячних променів на лінзи Френеля, розташовані по кромці одній з терас. Лінзи Френеля фокусують потік в приймальну камеру светопроводов, розвідних світло по споживачах. Система життєзабезпечення

Характерною особливістю місячної виробничої бази на етапі розгорнутого виробництва є повна автономність системи життєзабезпечення як по витрачаються матеріальних засобів, так і по харчуванню і незалежність від транспортних зв'язків із Землею.

Адаптаційно-реабілітаційний центр

Головний акцент у створенні комфортного середовища для екіпажу місячної бази робиться на адаптаційно-реабілітаційному центрі житлового комплексу. Кожен новоприбулий із Землі проходить тут спеціальний тренувальний курс, складений за особливою фізико-біологічної та філософсько-психологічної програмі. Людина, що опинився на Місяці, буде дуже гостро відчувати величезність світобудови і нікчемність не тільки себе самого, але і своїй рідній Землі. Це відчуття буде впливати на весь внутрішній світ людини, на всі його органи почуттів. Необхідна адаптація для переходу до "космічного" мислення. Але перебування людини на Місяці тимчасове, і йому знову доведеться повертатися на Землю. Певний вплив спеціальної тренуванням на початок почав всякого розумового процесу - безпосередні відчуття, створить умови або для виникнення космічного мислення, або для відтворення колишнього. Адаптаційно-реабілітаційний центр розміщений в самому великому купольному приміщенні житлового комплексу. Його планування передбачає наявність ландшафтного парку. До складу устаткування центру введена апаратура планетарію. Внутрішня архітектура центру дозволить проводити в ньому не тільки масові заходи, а й дасть можливість людині залишатися наодинці із самим собою.

Можна з упевненістю сказати, що з розвитком космонавтики і освоєнням космосу людиною, зароджується нова галузь архітектури - космічна архітектура. Будучи складовою частиною архітектури екстремальних умов, космічна архітектура може бути виділена в самостійний предмет дослідження. Виходячи в космос, людина стикається з низкою проблем, які не мають місця в земних умовах: метеоритна небезпека, підвищена радіація, повне або часткове відсутність гравітації, що викликає додаткові психофізичні перевантаження. Космічну архітектуру можна умовно розділити на "планетарну" і "орбітальну", так як вони мають яскраво виражені відмінності і вимагають різних підходів у вирішенні поставлених завдань. Технічні прийоми земної архітектури та досвід людства, накопичений у процесі вирішення складних завдань в суворих земних умовах, дозволять в майбутньому успішно стикнутися з місячним світом. Органічне розвиток місячної архітектури, засноване на використанні власних матеріалів, може послужити початком екологічного балансування людини без пошкодження навколишнього середовища. Звертаючись до сучасних закордонним і вітчизняним аналогам, слід зауважити, що в переважній більшості автори йдуть або шляхом чисто технічного рішення, або шляхом художньої концепції. Як правило, проекти перших місячних поселень виконані на рівні технічного рішення, обумовленого, в основному, експлуатаційно-технічних вимог. Концепції, що розглядають більш пізні етапи розвитку місячних поселень, навпаки, приділяють більшу увагу художньому образу без належної проробки технічної частини. Явно назріла необхідність об'єднати обидва підходи до проектування і створити концепцію, відповідає в рівній мірі технічним, естетичним і біопсихологічних вимогам. Тільки таким чином можна впритул підійти до реального проектування систем планетарних баз. Дана робота представляє собою спробу реалізації такого синтезу.

Висновок

Освоєння космосу неминуче, і в ближній перспективі та країна, яка буде контролювати перевезення на орбіту і внаслідок цього навколоземний простір, буде контролювати і економіку планети. Так само як це було в минулому: хто контролював морі, той контролював міжнародну торгівлю і колонії. Але вірно і протилежне: та країна, яка сьогодні не буде активно брати участь в проектах освоєння космічного простору, ризикує тим, що в майбутньому згадок про неї не залишиться навіть у шкільних підручниках історії.

Список використаної літератури

1. http://anomalia.kulichki.ru/

2. STRF.livejournal.com

3. П. Павельцев. "Новини космонавтики"

4. За матеріалами Олександр Кошкін, Lenta.ru, popmech.ru та інше

5. Енциклопедія «Вікіпедія»

6. За матеріалами Юрій Юрійович Караш-доктор наук (Ph.D.) США за спеціальністю "Космічна політика та міжнародні відносини", кандидат історичних наук, член-кореспондент Російської академії космонавтики ім. К. Е. Ціолковського

7) Електронне агентство політичних новин