Гипотезы, дискуссии, предложения
Перспективы освоения Луны
В.В. СИНЯВСКИЙ, доктор технических наук Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королёва
В своей статье "Шаги в будущее", опубликованной в газете "Правда" от 1 января 1966 г. под псевдонимом "Профессор К. Сергеев", С.П. Королёв много и эмоционально писал о Луне, ее исследовании и неизбежности освоения. Главный конструктор верил: 'То, что казалось несбыточным на протяжении веков, что еще вчера было лишь дерзновенной мечтой, сегодня становится реальной задачей, а завтра - свершением". В этой статье, написанной за несколько недель до смерти и по праву считающейся завещанием С.П. Королёва, он фактически сформулировал цели, задачи и в какой-то мере программу исследования, а затем и освоения Луны. Сергей Павлович предлагал в лунных условиях выполнить уникальные астрофизические, астрономические и физические эксперименты, осуществление кото-
рых в земных условиях невозможно или затруднено. Он писал: "Нет необходимости говорить о том, как давно, как сильно и неотвратимо Луна привлекала внимание людей..."
Наш естественный спутник существенно отличается от Земли. На Луне отсутствует атмосфера, нет заметного магнитного поля и радиационных поясов, сила тяжести на поверхности Луны составляет примерно одну шестую земной. В этих необычных, присущих только Луне условиях заложены огромные возможности для научных исследований, совершенно недоступных на Земле.
Большой интерес представляют исследования Луны, физических условий на лунной поверхности, изучение фигуры, проведение сейсмических, гравитационных и магнитных экспериментов, крупномасштабное
картографирование лунной поверхности и т.д. При разработке теории происхождения Солнечной системы важным считается выяснение истории образования Луны. Отсутствие атмосферы и находящейся в свободном состоянии воды, по всей вероятности, привело к тому, что на лунной поверхности сохранились в первозданном виде в течение многих миллионов лет древнейшие породы.
За более чем 50 лет космической эры сделано много научных открытий, разработаны новые технологии и технические средства, произошла коммерциализация околоземного космоса. Космос превратился в производственную силу. На повестке дня стоит индустриализация космоса. С уверенностью можно говорить, что, как и предвидел С.П. Королёв, наступит и эра освоения Солнечной систе-
© Синявский В.В.
71
Мощность мировой энергетики, ТВт
Предельный уровень мощности энергетики под атмосферой Земли
100"
80"
60-
Уровень мощности земной энергетики при неуправляемом ее производстве
Уровень мощности земной энергетики, использующей энергосберегающие технологии
Энергетика на возобновляемых экологически чистых наземных источниках
Космическая энергетика на основе лунных ресурсов для обеспечения Земли
Космическая энергетика для внеземного производства
Уровень мощности энергетики под ^атмосферой
Начало функционирования внеземного промышленного производства
Предельный уровень мощности космической энергетики для обеспечения Земли на основе земных ресурсов (из-за ограничений грузопотока через земную атмосферу)
Углеводородная энергетика
гроза начала необратимых процессов в биосфере из-за выброса парниковых газов
Время, годы
Концепция рационального развития мировой энергетики в XXI в. с точки зрения экологической безопасности Земли.
мы, прежде всего Луны. В 2011 г. ученые и специалисты РКК "Энергия" совместно со специалистами ведущих организаций ракетно-космической отрасли и академических институтов разработали план индустриализации Луны. Необходимо создать автоматические и обитаемые базы, энергетические комплексы, добывающие, перерабатывающие и другие лунные производства, лунные орбитальные станции и окололунные космопор-ты, новые высокоэффективные ракетно-космические транспортные средства и совершенно другие технологии.
Одна из стратегических целей освоения Луны - использование
ее материально-производственного потенциала, что поможет преодолеть кризисы наземной энергетики и решить глобальную экологическую проблему, ожидающую человечество в недалеком будущем. Она заключается в заметном изменении климатических условий на Земле за относительно короткий исторический промежуток времени. Сохранение темпа изменения климата, связанного с аномальными повышениями температуры приземного слоя атмосферы, с большой вероятностью уже в ближайшие десятилетия приведет к необратимым негативным кризисным процессам, причем наиболее сильное отри-
цательное влияние оказывает углеводородная энергетика. Замена на атомную энергетику лишь затормозит кризисные явления, связанные с "парниковым эффектом", однако не предотвратит повышение температуры до предельно допустимой тепловой нагрузки Земли. Выполненный специалистами РКК "Энергия" и Исследовательского центра им. М.В. Келдыша прогноз развития энергетики с учетом роста населения Земли и затрат энергии на его комфортную жизнь показал, что с надвигающимся экологическим кризисом Земли можно справиться, только организовав энергоснабжение Земли из кос-
моса, а также переведя в космос энергоемкие и вредные производства. Важнейшей задачей на современном этапе является энергоснабжение Земли с использованием лунных ресурсов, а в более отдаленной перспективе - создание космической системы регулирования климата Земли. Эти цели взаимосвязаны, и, по сути, вторая цель - продолжение первой.
В современном мире претендовать на место на международной арене могут лишь страны с развитым топливно-энергетическим комплексом, способные обеспечить свою энергетическую независимость и возвести на ее основе мощную экономику. Поэтому вполне вероятно, что страны, приступившие к всестороннему освоению Луны первыми, окажутся в перспективе в более выгодном стратегическом положении по сравнению с остальными государствами. Ведь Луна открывает перед человечеством неисчерпаемый источник энергии. Кроме того, ввиду экологического кризиса нельзя исключить введение значительных ограничений на использование углеродного и углеводородного топлива. Тогда Россия потеряет основной источник дохода, так как топливно-энергетический сектор дает России половину налоговых поступлений. Восполнить этот пробел можно за
счет космической энергетики. Поэтому освоение Луны с созданием комплексной инфраструктуры должно стать одной из важнейших задач отечественной космонавтики.
Луна неизбежно станет потенциальным источником внеземных природных ресурсов. Современная стадия развития человечества сопровождается рядом неблагоприятных антропогенных воздействий на окружающую среду. В первую очередь это касается истощения материальных и энергетических запасов. При определенных условиях увеличение производства энергии и добычи полезных ископаемых на Земле нанесет непоправимый вред среде обитания. С учетом глобальных процессов экологического кризиса и изменения климата неизбежно возникнет потребность в добыче и переработке лунных ресурсов.
В околоземном космосе добытые на Луне кислород и водород могут использоваться как компоненты ракетного топлива для обеспечения транспортных систем. Из железа, титана, алюминия, магния и кремния, извлекаемых из лунных пород, могут изготавливаться солнечные энергетические установки большой мощности и другие крупногабаритные конструкции, размещаемые на Луне и в пространстве между Землей и Луной. Гелий-3 должен
стать основой экологически чистой и безопасной термоядерной энергетики будущего. Вероятно, Гелий-3 будут добывать на Луне с последующей транспортировкой на Землю или утилизировать на лунной поверхности. Но сначала на основе Гелия-3 должна быть разработана технология и создана техника для осуществления самоподдерживающейся термоядерной энергии со сверхвысокими рабочими температурами.
Лунные ресурсы пригодны для использования на Луне, в околоземном космосе и, может быть, даже на Земле. Естественный источник энергии на лунной поверхности -солнечное излучение, поэтому для собирания и усиления солнечного света можно использовать оптические зеркала -концентраторы и отражатели различного типа. Солнечныебатареи предполагается производить на Луне из ее природных ресурсов. Преобразованная солнечная энергия станет основой энергетических установок в окололунном пространстве. В более отдаленном будущем возможна передача энергии с помощью лазерного луча на земные приемники.
Освоение Луны невозможно без нового поколения космической транспортной системы, способной обеспечить регулярную доставку людей с Земли на Луну и обратно, большие грузопотоки
Многоразовый межорбитальный буксир на основе ядерной энергетической установки и электроракетных двигателей.
при пониженной удельной стоимости транспортировки, в том числе за счет использования компонентов топлива, произведенного на Луне. Поэтому одна из важнейших задач освоения Луны, причем с самых первых этапов,- разработка высокоэффективной и экономичной транспортной системы. Она состоит из лунного пилотируемого корабля (ЛПК) для доставки экипажа с Земли на окололунную орбиту и обратно, разгонных блоков для перевода ЛПК и грузов с околоземной на окололунную орбиту, многоразового межорбитального буксира с ЭРД,
взлетно-посадочного комплекса для транспортировки экипажа и грузов с окололунной орбиты на поверхность Луны и обратно. Сверхтяжелые ракеты-носители, хотя и нужны для доставки грузов большой массы, однако не смогут заметно понизить удельную стоимость транспортировки. Существенный экономический эффект может быть достигнут при разработке полностью или частично многоразовых ракет-носителей, разгонных блоков, грузовых и пилотируемых кораблей и других составляющих транспортной системы, а также за
счет использования элементами транспортной системы компонентов топлива, произведенного на Луне. По-видимому, при развертывании работ по строительству лунной базы будет использоваться многоразовый межорбитальный электроракетный буксир с электропитанием от ядерной энергетической установки, разработка которого была начата по инициативе С.П. Королёва. Такой буксир мега-ваттной мощности обеспечит транспортировку с орбиты Земли на орбиту Луны грузов
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.