Луна как промышленная площадка

Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) объявило о планах строительства в 2024 году на поверхности Луны международной станции, сообщает AP. Специалисты NASA сообщили, что, вероятнее всего, база появится на одном из двух выбранных ими участков на южном полюсе спутника. Южный полюс лучше освещен Солнцем, что значительно облегчит выработку электроэнергии. Кроме того, по предварительным оценкам, в этом районе находятся залежи полезных ископаемых, в том числе пласты льда. Первые четыре года обустройства лунной базы, сообщает NASA, астронавты будут находиться на станции не более недели, однако уже с 2024 года члены экспедиций смогут проводить на поверхности Луны до шести месяцев.

Мы попросили действительного члена Российской академии космонавтики им. К.Э.Циолковского, ведущего научного сотрудника РКК «Энергия», доктора технических наук Олега Цыганкова раскрыть некоторые аспекты промышленной деятельности людей на Луне. Олег Цыганков – один из самых авторитетных экспертов в нашей стране в такой экзотической области знаний, как деятельность экипажей космонавтов в ходе предстоящего освоения планет.

– Олег Семенович, одна из ваших недавних научных публикаций называлась «Технологическая деятельность на начальном этапе промышленного освоения недр Луны». О каких работах идет речь?

– Современная тенденция – переориентации космической деятельности с изучения космического пространства на преимущественно промышленное его освоение. Это вызывает необходимость анализировать реальные возможности и объективные ограничения промышленной разработки недр Луны на начальном этапе формирования лунной индустриальной структуры. Будучи непосредственным участником экспериментальной отработки действий экипажа на поверхности Луны в рамках отечественной программы Н1-ЛЗ, я рассматриваю поверхность Луны как арену трудовой деятельности персонала станции-базы – своего рода еще один континент Земли.

– Что вы имеете в виду, говоря о промышленном освоении Луны?

– Промышленный штурм Луны имеет смысл только при условии, что это послужит для оптимизации жизни на Земле. Лунная поверхность покрыта слоем мелкодисперсного грунта, реголита, в котором содержится почти весь перечень земных элементов системы Менделеева. Поверхностный слой насыщен летучими продуктами, имплантированными в зерна под воздействием солнечный плазмы. Корпускулярный поток этой плазмы содержит 95% ядер водорода и 4% ядер гелия. Кислорода в реголите 38,7–45,9%.

– А лунные грунты по показателям подходят как объект инженерной деятельности?

– Они вполне приемлемы для экскавации, технической мелиорации, передвижения транспортных средств, изготовления стройматериалов, возведения сооружений, для переработки и получения расходных компонентов систем жизнеобеспечения, ракетных топлив, металлов для конструкций, кремния для фотоэлектропреобразователей. Но добывать лунные породы целесообразно только для их использования в ходе индустриализации Луны, окололунного и околоземного пространства. Доставка же на Землю сырья или продукции (кроме гелия-3) вряд ли рентабельна.

– Как вы себе представляете трудовую деятельность экипажа станции-базы?

– Проследим каждую фазу производственного процесса получения кислорода или гелия-3. Первая фаза – карьерная разработка массивов реголита и обогащение сырья; вторая – тепловая обработка сырья, экстрагирование и ампулизация кислорода или гелия-3. Здесь имеет значение выбор участка лунной поверхности для карьера и долговременной станции-базы. Желательна равнинная область, где меньше валунов и кратеров. Для этого нужны инженерно-геологическая разведка и геодезические съемки местности в подтверждение ранее полученных данных, что потребует от экипажа профессионального владения соответствующими технологиями и умения пользоваться приборами.

– Много ли на Луне площадей, удобных для проведения всех этих работ?

– Светлые «материковые» области Луны со сложным рельефом занимают 85% поверхности нашего спутника. Темные области, «моря», более пригодны для разработки и расположены преимущественно на лицевой стороне Луны. Например, на участке Моря Спокойствия размером 300 на 300 километров пригодно около 4/5 его поверхности. Как видим, не так уж много поверхности «седьмого континента» может быть использовано продуктивно. Со временем возможно возникновение правовых проблем.

– Чем отличается труд космонавтов в фазах добычи сырья и его переработки?

– В фазе-1 космонавт будет действовать в изменяющейся, не всегда предсказуемой обстановке, а в фазе-2 – наоборот, стабильность технологического процесса нужно будет поддерживать с высокой степенью точности. Функции персонала при эксплуатации установки экстрагирования будут типичными для операторов больших автоматизированных систем: контроль состояния оборудования и течения процессов, регулирование, подналадка. Это работа инженера-физика-химика-технолога с доскональным знанием конструкции установки и технологии переработки.

Принципиальные различия технологий в двух фазах получения изотопа гелия-3 приводят к выводу о целесообразности и даже необходимости разделить производственный процесс не только в пространстве, но и во времени, то есть распределить задачи по специализированным экспедициям: инженерно-геологическая разведка; создание геодезической сети; активация добычной техники; вскрышные работы, подготовка карьера; выемочно-транспортировочные и обогатительные работы; инсталляция и пуск экстрактора; экстрагирование и ампулизация продукта.

Разумеется, реальные характеристики будущих добывающих машин, параметры их производительности, методы управления, конфигурация в целом будут отличаться от приведенных в лучшую сторону. Цель моих исследований – показать практическую осуществимость добычи гeлия-3 на представимом сегодня уровне добывающей техники, которая может быть создана с учетом опыта эксплуатации луноходов. Проведенный анализ позволяет осознать и ощутить масштаб проблемы.

– Как можно понять, на сегодня реализуемость экологически чистой термоядерной реакции, масштабное производство и транспортация солнечной и электроэнергии достаточно условны?

– Да, но интенсивные исследования по этим направлениям ведутся. В будущем предстоит найти сбалансированное сочетание солнечной и термоядерной электроэнергетики с использованием топливных запасов гелия-3 на Луне и в пределах Солнечной системы. В последние годы ученые и специалисты разных стран и областей знания концептуально-поисковыми и проектными исследованиями настойчиво показывают целесообразность и возможность взаимосогласованного развития энергетики и космонавтики. Таким образом, открывается перспектива решения проблемы удовлетворения будущей потребности земной цивилизации в энергоресурсах, а космонавтика обретает вполне прагматичные, промышленные целевые задачи и значительно повышает свой гуманистический рейтинг.

Тенденция переориентации с исследования Луны на ее промышленное освоение поспособствует созданию принципиально новой научно-технической, стратегической, политической, психологической ситуации в обществе, которая может определить содержание последующих федеральных космических программ. Луна должна и будет рассматриваться как структурный элемент индустриальной и хозяйственно-экономической системы «Земля–Луна». По-видимому, промышленное производство продукции на Луне по ряду причин целесообразно будет начать с добычи не гелия-3, а кислорода – как компонента систем жизнеобеспечения и ракетных топлив.

Как поделить Луну

В ответ на обнародование планов американцев создать к 2024 году постоянную базу на Луне представитель Роскосмоса Игорь Панарин заявил: «Хочу подчеркнуть, что Россия включится в этот проект только на условиях равноправного сотрудничества». Между тем создание на Луне американской базы ни в какой мере не будет нарушением ни одного из существующих международных договоров по исследованию и использованию космического пространства и других небесных тел до того момента, пока США не распространят на территорию под своей базой юрисдикцию США. Основы этого правового режима заложены «Договором о принципах деятельности государств по исследованию и использованию космического пространства, включая Луну и другие небесные тела» 1967 года. По договору запрещается присвоение тем или иным государством космического пространства и небесных тел каким бы то ни было путем.

В 1979 году развивающимися странами было предложено к подписанию «Соглашение о деятельности государств на Луне и других небесных телах» от 18 декабря 1979 года. Данный документ подчеркнул, что Луна не подлежит национальному присвоению ни путем провозглашения на нее суверенитета, ни путем использования или оккупации, ни любыми другими средствами. Он установил свободу научных исследований, проводимых всеми государствами-участниками, без какой бы то ни было дискриминации; право на создание на Луне государствами-участниками обитаемых и необитаемых станций. Однако этот документ не был подписан ни одной космической державой, так как предполагает, что державы эти должны делиться с развивающимися странами плодами своей научной и экономической деятельности на Луне.