Научиться жить на Луне

Проект транспортной системы для передвижения по Луне. Один из вариантов, разрабатываемых в NASA.
Фото из журнала Muy Interesante, agosto, 2008

Существует устоявшееся мнение о необходимости предварительного детального исследования Луны автоматическими аппаратами – сначала дистанционными, затем контактными методами с доставкой образцов грунта на Землю. Некоторые специалисты говорят даже о создании на поверхности нашего естественного спутника так называемого полигона, насыщенного исследовательскими автоматами и роботами различного назначения. Лишь после этого предполагается создание обитаемой базы. Однако доктор технических наук, профессор Олег Цыганков придерживается другой точки зрения: «Автоматы могут выполнять только ограниченный спектр исследований. Поэтому считаю целесообразным сформировать на Луне долговременную обитаемую исследовательскую станцию, научиться там жить, последовательно ее наращивать и затем использовать как опорный пункт для систематического изучения Луны».

– Олег Семенович, насколько сегодня актуальны лунные проекты?

– Активно обсуждаемый этап развития мировой космонавтики – это Луна или, как для себя формулируют американцы, «возвращение на Луну». Достижение Луны включают в контекст своей космической деятельности Китай, Индия, Япония, Европейское космическое агентство. Так что космическое пространство, как и в период холодной войны, становится ареной соперничества государств. А на международное сотрудничество космические агентства идут скорее в своих национальных интересах. Позиция США по темам Луны и Марса выглядит крайне эгоцентричной.

– Но Россия не должна оставаться в стороне┘

– Однако ситуация такова, что путь на Луну для нас можно обсуждать пока только концептуально, с учетом возможностей и ресурсов. Эти два фактора и уберегут нас от копирования американского пути. На этот «зов космоса» придется искать асимметричный ответ. Особую озабоченность должны вызывать проблемы обеспечения сверхдлительных автономных полетов, например, на Марс или обустройства жилых и служебных помещений на иных небесных телах.

– Какие идеи могут быть реализованы – со временем – применительно к Луне?

– Например, регенеративная система обеспечения жизнедеятельности (СОЖ); производство из реголита (лунного грунта) и лунных пород компонентов ракетных топлив и корневых субстратов для оранжерей; масштабное преобразование солнечной энергии┘ Без успешных разработок по этим направлениям достижение Луны может оказаться бесплодным или малопродуктивным. Безусловная и первостепенная задача – организация и формирование транспортной системы по маршруту 3емля – Орбита ИСЗ – Орбита ИС Луны – Луна, с поддерживанием ее различными космическими аппаратами на разных участках.

– Как минимизировать вероятность принятия неоптимальных решений?

– Надо заменить вопрос «что делать?» на «что не делать?». Ответ – в отказе от неактуальных, затратных акций, не ведущих кратчайшим путем к решению задачи формирования лунной исследовательской станции (ЛИС) как опорного пункта для последующих экспедиций. Это поможет избежать фальстарта. Я считаю целесообразным отказаться от осуществления: выведения на орбиту искусственного спутника Луны аппаратов с общенаучными целями, не направленными на рекогносцировку мест посадки; глобального картирования поверхности; исследований по геофизике, сейсмологии, внутреннему строению Луны; буровых работ и геологических, геохимических исследований на больших площадях; разворачивания обсерватории, астрономических и астрофизических исследований и т.п.

Концепция создания ЛИС могла бы базироваться на принципах, унаследованных от орбитального комплекса «Мир».

Это: долговременность, многомодульность, последовательность сборки, дооснащение, техобслуживание и ремонт в процессе эксплуатации, сменяемость экипажа, консервация/расконсервация, периоды автономного (без экипажа) существования. При этом среди инженерных задач есть такая, от решения которой будет зависеть успех всего предприятия. Это – противостояние радиационной опасности, которая на безатмосферной Луне особенно велика.

Ведется поиск материалов и конструктивных решений для достижения необходимого уровня защиты. Но применение материалов с высокой плотностью не снимает требования минимизации массы конструкции.

– Возникает все тот же вопрос: что делать?

– Использовать для защиты от потоков ионизирующего излучения, а также от метеороидов и резких колебаний температуры местные лунные материалы. Например, получать из реголита лунобетон или формовать строительные блоки методом спекания. Это потребует наличия воды и чрезвычайно высокого энергоснабжения. Можно использовать реголит в естественном состоянии, расфасовывая его в мягкие емкости и обкладывая ими модули... Рассматриваются возможности использования особенностей рельефа... Но приемлемым может оказаться только днище старых и средневозрастных кратеров диаметром 1–2 километра.

Предлагается вариант заглубленного размещения модулей ЛИС в котлованах траншейного типа с пологими съездами. Для перекрытий под обратную засыпку и укрепления откосов траншеи может быть использована разработанная в киевском Институте электросварки имени Патона технология сварных тонколистовых металлоконструкций (0,1–0,3 миллиметра), трансформируемых химическими газообразователями. Двухметровый слой реголита станет надежной защитой от радиации, метеороидов и температуры. Таким образом, будет сооружен ангар для размещения модулей ЛИС.

Рисунок, демонстрирующий принцип безшлюзового выхода из гермоотсека. Схема предоставлена Олегом Цыганковым

– Но для начала работ на Луне необходима строительная и землеройно-транспортировочная техника┘

– Есть вариант – создание дистанционно управляемой технологической машины с высокой опорной проходимостью, оснащенной навесными рабочими органами. Она совмещает функции буксировщика, скрепера, бульдозера и одноковшового погрузчика. Ее максимальное упрощение, а значит, и высокая надежность достигаются отсутствием гермокабины; средств шлюзования; механизмов стыковки с другими модулями; бортовых автономных источников электропитания за счет применения кабельно-троллейной подачи электроэнергии от энергомодуля или распределителя (по опыту электротракторов и электросамосвалов 1930-х годов).

Страна, создавшая такую технику ранее других, станет на постоянной основе непременным соучастником освоения Луны.

– И есть предложения по созданию элементов такой лунной инфраструктуры?

– Например, существует и обсуждается в специальной литературе идея безшлюзового выхода из гермоотсеков в открытое пространство.

На орбитальных станциях давно проводятся эксперименты по исследованию и адаптации широкого спектра физических явлений и технологических процессов к условиям микрогравитации. Вполне вероятно, что промышленное производство на Луне будет развернуто даже раньше, чем на орбитальных станциях. Но о влиянии условий с лунной гравитацией (g=0,16) на техпроцессы нет даже теоретических работ.

Еще существенный момент. Назревает вопрос (по крайней мере для обсуждения и концептуальной разработки) о создании суборбитальной ракетной авиации. Еще в большей степени такая авиация потребуется при исследовании Марса, да и на Земле она бы пригодилась.

Наконец, вовлечение Луны в хозяйственную структуру Земли обусловит значительный грузопоток от Земли к Луне. Оптимизация по стоимости грузотранспортных операций возможна, по-видимому, путем внедрения неракетных способов выведения на лунную орбиту и прилунения. Например, применением тросовых систем и лифта; выстреливанием грузовых капсул из газовой пушки с Луны в область точек либрации системы Земля–Луна; двигателей на электрокинетическом эффекте.

– А если бы сейчас формировалась программа ЛИС-1?

– В моем представлении, она могла бы содержать следующие положения.

1. Рассматривать ЛИС как продолжение линии развития отечественных космических обитаемых станций, как их адаптацию к условиям Луны.

2. Предусмотреть сбалансированное соотношение в финансировании создания летательных аппаратов и поверхностной инфраструктуры.

3. Без форсирования, в меру возможностей, создавать многокомпонентную транспортную систему Земля–Орбита ИСЗ–Орбита ИСЛ–Луна.

4. Акцентировать внимание на создании строительных технологий, материалов и машин как на элементах инфраструктуры.

Такой комплекс работ, несомненно, принес бы плодотворные идеи, продуктивные технические предложения и конструктивные решения. Кроме того, мы бы смогли оценить информацию о пиковых достижениях в строительной индустрии; в строительно-дорожном и транспортном машиностроении; в горнорудной промышленности; подводном судостроении; практике морской нефтедобычи, могущими послужить аналогами для разработки элементов лунной инфраструктуры.

К сожалению, ценность гипотез и предложений, значение принятых решений и цена их непринятия осознаются во временной перспективе, зачастую с опозданием, как уже бывало в истории отечественной космонавтики.