Здравствуй, Луна! Я - робот
Это не фантастика, а вполне реальные разработки наших ученых и конструкторов, предлагающих построить на Луне в ближайшие 10-14 лет, еще до прилета космонавтов, просторные убежища для экипажа. Они станут первыми блоками долговременной исследовательской обитаемой базы. Для чего потребуются 3D-принтеры, роботы-строители и еще некоторое оборудование. Соответствующий доклад представил на днях на XI Международной конференции «Пилотируемые полеты в космос» ведущий специалист НПО имени Лавочкина, научный сотрудник Института астрономии РАН, доктор физико-математических наук Александр БАГРОВ.
Конференция проходила в подмосковном Звездном городке, в Центре подготовки космонавтов, ее участники обсуждали пути развития ракетно-космической отрасли. И, как видим, сумели воспарить над обыденностью. После завершения форума мне удалось побеседовать с Александром Багровым и выяснить подробности смелого проекта. А начался наш разговор с естественного вопроса: не проще ли отправить с Земли готовые блоки и возводить помещения уже после прилета космонавтов на Луну?
— В том-то и дело, что доставка туда готовых модулей обойдется чрезвычайно дорого, да и технически это совсем не просто, — отвечает Александр Викторович. — Поэтому мы и предлагаем делать монолитные заготовки для таких помещений из материалов лунного грунта и использовать роботов новейшего поколения.
По словам Багрова, главный вопрос при организации лунной стройки — где найти источник энергии — решается просто. На естественном спутнике Земли две недели длится солнечный день и столько же — темная ночь. Потоки солнечной энергии в течение 14 земных суток не прерываются. Ее-то и можно использовать в чистом виде, то есть без преобразования в электричество. Если сфокусировать солнечный свет вогнутым зеркалом, то в фокусе, в небольшом пятне света, температура составит 5 тысяч градусов по Кельвину. Тут расплавятся все природные вещества, в том числе лунный базальт и реголит. Поскольку задача зеркала — только фокусировка солнечных лучей, его поверхность не требует высочайшего качества изготовления. Вогнутая поверхность чаши диаметром 4 метра может быть сделана из обычной зеркальной майларовой пленки, закрепленной на легком каркасе. С помощью таких пленочных концентраторов света будет переплавляться измельченный материал лунной поверхности — реголит, дробленый базальт, отвалы пород. Затем эта масса застывает в виде монолитной структуры.
А 3D-принтер, понятно, должен быть снабжен транспортером для доставки реголита в зону плавления. Роботы, созданные для работы в космосе, смогут накладывать полученные материалы слой за слоем, собирая помещения любой формы. Как же будут управляться роботы — дистанционно с Земли или с помощью заложенной в них программы?
— Они должны работать в основном самостоятельно, отправляя на Землю видеоотчеты с лунной стройки, — поясняет ученый. — Оператор сможет передать роботу уточнения или новое задание.
Подчеркнем: изготовленная на Луне монолитная структура будет не только газонепроницаемой, но и не пробиваемой микрометеоритами. Расчеты показывают, что в зоне сверхвысокой температуры можно вести непрерывную плавку местного материала с высокой скоростью. Процесс будет продолжаться в течение всего лунного дня. Если робот-принтер запустить на Луну, скажем, за два года до прибытия туда космонавтов, то масса газонепроницаемой монолитной оболочки к прилету экипажа достигнет 240 тонн. При толщине стенок в 0,5 метра объем помещений может достигнуть 400 кубометров. Это около 160 кв. метров полезной площади. Космонавтам останется только вмонтировать переходные тамбуры и систему жизнеобеспечения...
Увлекательно рассказывает Александр Викторович! Но как быть с проблемой повышенной радиации? По словам ученого, первые постройки на Луне нерационально делать с многометровыми перекрытиями, а 50 см вполне хватит, чтобы снизить уровень облучения до приемлемого на первое время. Зато потом предполагается наращивание дополнительных этажей для повышения радиационной защиты. Поддержание нормального состава атмосферы, температурного режима обеспечат системы климат-контроля, доставленные с Земли.
Конечно, возведение лунной базы потребует особой точности. Ведь построенные методом литья помещения крайне сложно переделывать. Значит, надо с самого начала заложить в план всю систему коммуникаций, предусмотреть и возможное расширение полезных площадей. А на неиспользуемые коммуникационные магистрали просто устанавливать герметичные заглушки.
В наши дни, когда больше говорят о трудностях, чем строят дерзкие планы, проект российских ученых выглядит сенсационным вызовом обстоятельствам. Но ученые смотрят намного дальше. В дальней перспективе, по прогнозам моего собеседника, должна начаться прокладка тоннелей в недрах Луны. А почему бы нет? Недра сейсмически безопасны, там нет текучих пород. Можно будет уходить вниз этаж за этажом без применения дополнительных крепежных элементов — и создавать обширные территории для обитания, с искусственным климатом и приемлемыми условиями для жизни. Учитывая прочность базальта, можно планировать строительство тоннелей высотой в десятки и сотни метров. Например, для оранжерей с высокими растениями или для зон отдыха, имитирующих различные ландшафты Земли. А общий объем помещений на Луне со временем может в сотни раз превышать пространство, занятое всеми формами жизни на Земле...
Слушаю ученого и думаю: а как же доставить столько техники и грузов на Луну? Никаких ракет не хватит! Александр Викторович поясняет: строительство лифтовых систем от Луны до Земли (такие проекты с использованием углеродных нанотрубок уже разрабатываются) позволит доставлять на Селену огромный поток грузов. Десятки тонн в сутки могут подниматься на каждой нитке лифта. И эта же техника позволит безракетным способом направлять в любую сторону Солнечной системы космические аппараты.
При освоении Луны, подчеркивает Багров, непреложным правилом должно стать использование безотходных технологий. Получается, не Марс, а именно Луна должна стать запасным домом для человечества?
— Да, именно так. Земля — колыбель нашей жизни. Но в истории планеты бывали времена, когда до самых полюсов доходили тропические леса, а потом чуть ли не до экватора надвигались ледники. Вполне вероятен и губительный удар астероида... Космические колонии должны гарантировать человечеству продолжение рода. И наиболее перспективным местом для строительства космических колоний для сегодняшних землян является Луна. Марс куда суровее и холоднее. Убежден, что важнейшая цель пилотируемой космонавтики в ближайшие десятилетия — изучить, как воздействуют лунные условия на людей, растения, на искусственный биоценоз в лунных оранжереях. Относительная дешевизна солнечных 3D-принтеров, новые технологии позволят нам осуществить масштабный прорыв в космической сфере...
Александр Багров считает, что, даже не заглядывая в далекое завтра, надо начинать строительство первых блоков будущей обитаемой лунной базы в автоматическом режиме не позднее середины следующего десятилетия. А в ближайшие шесть-девять лет изготовить и испытать на Земле 3D-принтеры, строительных роботов, запастись ракетоносителями...
— Давно и справедливо говорят про отсутствие стратегических целей в отечественной космонавтике, — подытоживает разговор с «Трудом» ученый. — Колонизация космоса может вернуть смысл этой отрасли. Это поистине исторический шанс!