И СНОВА ЛУНА
Содержание
Введение. Перспективы освоения Луны
Глава I. Где можно построить ЛБ (лунную базу)
1.1 Условия работы ЛБ
1.2 Место размещения ЛБ
Глава II. Дороги на Луну
2.1. Космический лифт
2.2. Космические пращи
Глава III. Химия, физика, биология на Луне
3.1. Получение металлов и кислорода
3.2. Добыча воды
3.3. Чем интересен гелий – 3
3.4. Сокровище Луны – гелий – 3
3.5. Аэропоника и гидропоника
Глава IV. Космороботы
4.1. Роботы для поддержания работоспособности лунной инфраструктуры
4.2. Роботы для работоспособности ЛБ
4.3. Роботы для психологической и информационной поддержки
Глава V. Камчатка – это почти Луна
Заключение
Глава I. Где можно построить ЛБ (лунную базу)
1.1 Условия работы ЛБ
1.2 Место размещения ЛБ
Глава II. Дороги на Луну
2.1. Космический лифт
2.2. Космические пращи
Глава III. Химия, физика, биология на Луне
3.1. Получение металлов и кислорода
3.2. Добыча воды
3.3. Чем интересен гелий – 3
3.4. Сокровище Луны – гелий – 3
3.5. Аэропоника и гидропоника
Глава IV. Космороботы
4.1. Роботы для поддержания работоспособности лунной инфраструктуры
4.2. Роботы для работоспособности ЛБ
4.3. Роботы для психологической и информационной поддержки
Глава V. Камчатка – это почти Луна
Заключение
Введение
Перспективы освоения Луны
Бурное развитие космической техники позволяет думать, что колонизация космоса вполне достижимая и оправданная цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии.
Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, биологии, химии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля — Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле.
Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами — железом, алюминием, титаном; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов.
Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности.
Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, биологии, химии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля — Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле.
Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами — железом, алюминием, титаном; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов.
Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности.
Возможно, именно то, что сегодня кажется нам чудесным и фантастическим, сможет вывести нашу цивилизацию на новый технологический виток развития из настоящего в ближайшее и отдаленное будущее
ГЛАВА 1
Где можно построить лунную базу
Условия работы лунной базы
Условия, в которых будет существовать и функционировать лунной базы достаточно известны из астрономических наблюдений и прямых исследований на Луне:
1. Большие температурные перепады (около 300°С, что в 20 раз больше земных - 15°С)
2. Внутреннее давление в любой постройке на Луне создает нагрузки на боковые стенки в десятки раз большие, чем на Земле.
3. Отсутствии воды мешают проведению некоторых технологических процессов.
4. Реголит уменьшает сцепление ходовых частей транспортных средств с лунным грунтом (Реголит - мелко раздробленное вещество с последующим слипанием, чрезвычайно пористая порода с низкой теплопроводностью).
5. Лунная поверхность имеет очень низкую сейсмичность по сравнению с земной.
6. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше земной, что облегчает вертикальные перемещения грузов, уменьшает механические деформации конструкций значительных размеров, однако уменьшает возможности анкеров и фундаментов.
7. Удаленность Луны от Земли создает задержку сигналов при связи, примерно, в 2.6 секунды - это имеет значение при управлении лунными механизмами телеоператором с Земли.
8. Удаленность определяет также и высокую стоимость доставки грузов на Луну.
Условия, в которых будет существовать и функционировать лунной базы достаточно известны из астрономических наблюдений и прямых исследований на Луне:
1. Большие температурные перепады (около 300°С, что в 20 раз больше земных - 15°С)
2. Внутреннее давление в любой постройке на Луне создает нагрузки на боковые стенки в десятки раз большие, чем на Земле.
3. Отсутствии воды мешают проведению некоторых технологических процессов.
4. Реголит уменьшает сцепление ходовых частей транспортных средств с лунным грунтом (Реголит - мелко раздробленное вещество с последующим слипанием, чрезвычайно пористая порода с низкой теплопроводностью).
5. Лунная поверхность имеет очень низкую сейсмичность по сравнению с земной.
6. Сила тяжести на Луне в 6 раз меньше земной, что облегчает вертикальные перемещения грузов, уменьшает механические деформации конструкций значительных размеров, однако уменьшает возможности анкеров и фундаментов.
7. Удаленность Луны от Земли создает задержку сигналов при связи, примерно, в 2.6 секунды - это имеет значение при управлении лунными механизмами телеоператором с Земли.
8. Удаленность определяет также и высокую стоимость доставки грузов на Луну.
На начальных этапах создания первой лунной базы (ЛБ) ее инфраструктура должна включать:
1. Систему обеспечения жизнедеятельности персонала ЛБ;
2. Энергообеспечение;
3. Систему транспортировки грузов с Земли на Луну и обратно;
4. Механизмы перевозки грузов и людей на расстояния до 10 километров по лунной поверхности;
5. Связь;
6. Строительное и промышленное оборудование для создания ЛБ и добычи гелия-3;
7. Научные приборы и оборудование.
Реальное создание и эффективная работа ЛБ возможна при использовании лунных ресурсов. Прежде всего, это касается системы жизнеобеспечения и энергопитания, строительства и производства материалов и изделий из лунного сырья. При таких условиях для первой очереди ЛБ потребуется доставить на Луну с Земли всего около 125 тонн полезного груза.
1. Систему обеспечения жизнедеятельности персонала ЛБ;
2. Энергообеспечение;
3. Систему транспортировки грузов с Земли на Луну и обратно;
4. Механизмы перевозки грузов и людей на расстояния до 10 километров по лунной поверхности;
5. Связь;
6. Строительное и промышленное оборудование для создания ЛБ и добычи гелия-3;
7. Научные приборы и оборудование.
Реальное создание и эффективная работа ЛБ возможна при использовании лунных ресурсов. Прежде всего, это касается системы жизнеобеспечения и энергопитания, строительства и производства материалов и изделий из лунного сырья. При таких условиях для первой очереди ЛБ потребуется доставить на Луну с Земли всего около 125 тонн полезного груза.
1
Общий вид лунной базы
2
Энергетическая установка
3
Модуль жизнеобеспечения
Карта Луны
Место размещения лунной базы
Идеи создания многоцелевой лунной базы высказывались ещё К.Э. Циолковским. Создание долговременной ЛБ на поверхности Луны является одним из основных этапов освоения Луны.
Наиболее целесообразно размещение лунной базы в экваториальной области видимой части Луны.
Преимущества:
1. Доставка грузов на Луну выполняется с минимальными энергетическими затратами на взлет - посадку транспортных ракетных систем;
2. Для проведения некоторых технологических процессов, требующих нагрева до высоких температур можно использовать эффект нагрева лунной поверхности солнечным излучением;
3. Прямая видимость ЛБ с Земли обеспечивает постоянную связь между ними, изучение района ЛБ наземными средствами и наоборот, земной мониторинг Земли с ЛБ.
Идеи создания многоцелевой лунной базы высказывались ещё К.Э. Циолковским. Создание долговременной ЛБ на поверхности Луны является одним из основных этапов освоения Луны.
Наиболее целесообразно размещение лунной базы в экваториальной области видимой части Луны.
Преимущества:
1. Доставка грузов на Луну выполняется с минимальными энергетическими затратами на взлет - посадку транспортных ракетных систем;
2. Для проведения некоторых технологических процессов, требующих нагрева до высоких температур можно использовать эффект нагрева лунной поверхности солнечным излучением;
3. Прямая видимость ЛБ с Земли обеспечивает постоянную связь между ними, изучение района ЛБ наземными средствами и наоборот, земной мониторинг Земли с ЛБ.
Кратер Шеклтон
Размещать базу можно
на южном полюсе Луны:
Преимущества:
1. Есть запасы водяного льда.
2. Лед находится в кратерах, куда не попадают солнечные лучи, благодаря чему лёд не испаряется.
3. На Южном полюсе участков со льдом больше, чем на Северном полюсе.
4. В районе кратера Шеклтон встречаются места, получающие более 200 земных суток постоянной подсветки в год.
5. Южный полюс - это место довольно хорошо изучено (зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 10 лет находится на орбите Луны).
на южном полюсе Луны:
Преимущества:
1. Есть запасы водяного льда.
2. Лед находится в кратерах, куда не попадают солнечные лучи, благодаря чему лёд не испаряется.
3. На Южном полюсе участков со льдом больше, чем на Северном полюсе.
4. В районе кратера Шеклтон встречаются места, получающие более 200 земных суток постоянной подсветки в год.
5. Южный полюс - это место довольно хорошо изучено (зонд Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) 10 лет находится на орбите Луны).
ГЛАВА 2
Дороги на Луну
50 лет назад подобные идеи выдвигал инженер
Ю. Арцутанов. Данная идея явно опережала свое время и тогда ее с успехом подхватили лишь писатели-фантасты. Однако чем больше лет проходит с момента высказывания любого смелого научного предположения, тем более реальным оно становится.
Ю. Арцутанов. Данная идея явно опережала свое время и тогда ее с успехом подхватили лишь писатели-фантасты. Однако чем больше лет проходит с момента высказывания любого смелого научного предположения, тем более реальным оно становится.
Космический лифт
Космический лифт — это натянутый от поверхности Земли трос и уходящий от нее на 144.000 км в космос.
Основание представляет собой место на поверхности планеты, где прикреплен трос и начинается подъем груза.
Трос представляет собой очень тонкую нить из сверхпрочного материала, проведенную за геостационарную орбиту и удерживаемый в таком положении за счет центробежной силы. Материалом для троса могут стать углеродные нанотрубки. Прочность космического троса должна быть порядка 65-120 гигапаскалей, в зависимости от высоты.
Противовес служит для того, чтобы трос всегда находился в состоянии натяжения. Им может служить любой массивный объект, будь то астероид или космическая база. Противовес находится значительно выше геостационарной орбиты, следовательно, при разрыве троса он вполне может улететь на околосолнечную орбиту. Поэтому если им будет служить космическая станция, то ее необходимо снабжать собственной двигательной установкой.
Грузы на орбиту поднимаются специальным подъемником, и согласно расчетам ученых, путь из конца в конец должен занять около 7 суток. Не быстро конечно, но зато очень дешево. Само собой проект такого масштаба должен быть международным, ведь ни одно государство не осилит его в одиночку.
Плюсы:
1. Относительная дешевизна доставки грузов на геостационарную орбиту.
2. Значительная экономия средств при запуске межпланетных космических аппаратов.
3. Возможность реализации недорогих космических экскурсий.
4. В отличии от ракет, в атмосферу не выбрасывается никаких токсичных веществ.
Минусы:
1. Сложность реализации
2. Высокие затраты на строительство
3. Необходимость решения многих юридических и правовых вопросов
3. Трос должен быть изготовлен из сверхпрочного материала. Самый подходящий и близкий к созданию материал — углеродные нанотрубки.
Космический лифт — это натянутый от поверхности Земли трос и уходящий от нее на 144.000 км в космос.
Основание представляет собой место на поверхности планеты, где прикреплен трос и начинается подъем груза.
Трос представляет собой очень тонкую нить из сверхпрочного материала, проведенную за геостационарную орбиту и удерживаемый в таком положении за счет центробежной силы. Материалом для троса могут стать углеродные нанотрубки. Прочность космического троса должна быть порядка 65-120 гигапаскалей, в зависимости от высоты.
Противовес служит для того, чтобы трос всегда находился в состоянии натяжения. Им может служить любой массивный объект, будь то астероид или космическая база. Противовес находится значительно выше геостационарной орбиты, следовательно, при разрыве троса он вполне может улететь на околосолнечную орбиту. Поэтому если им будет служить космическая станция, то ее необходимо снабжать собственной двигательной установкой.
Грузы на орбиту поднимаются специальным подъемником, и согласно расчетам ученых, путь из конца в конец должен занять около 7 суток. Не быстро конечно, но зато очень дешево. Само собой проект такого масштаба должен быть международным, ведь ни одно государство не осилит его в одиночку.
Плюсы:
1. Относительная дешевизна доставки грузов на геостационарную орбиту.
2. Значительная экономия средств при запуске межпланетных космических аппаратов.
3. Возможность реализации недорогих космических экскурсий.
4. В отличии от ракет, в атмосферу не выбрасывается никаких токсичных веществ.
Минусы:
1. Сложность реализации
2. Высокие затраты на строительство
3. Необходимость решения многих юридических и правовых вопросов
3. Трос должен быть изготовлен из сверхпрочного материала. Самый подходящий и близкий к созданию материал — углеродные нанотрубки.
"Человечество не останется вечно на Земле, но в погоне за светом и пространством сначала робко проникает за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околоземное пространство"
К.Э. Циолковский
К.Э. Циолковский
Космические пращи
Свойства инерции и эллиптических орбит, открытых ещё Кеплером, позволяют осуществлять почти беззатратное путешествие грузов в космическом вакууме от НОО (низкая околоземная орбита) до окололунной орбиты и даже до её поверхности. Это если научиться при помощи специальных пращей обменивать орбитами 2 спутника равных масс. Так как скоростями обмениваются объекты равных масс, то при этом законы физики не нарушаются, а праща является идеальным инструментом для этого, который осуществляет такой обмен практически бес потерь механической энергии!
Из орбит с кратными периодами обращения можно построить обменный конвейер до самой Луны. Эта кратность периодов просто необходима для периодических сближений обмениваемых спутников равных масс (один из них полезный груз для лунной базы, а другой балласт из лунного грунта) и орбитальных пращей в зонах касания орбит, где и будут происходить обмены.
Свойства инерции и эллиптических орбит, открытых ещё Кеплером, позволяют осуществлять почти беззатратное путешествие грузов в космическом вакууме от НОО (низкая околоземная орбита) до окололунной орбиты и даже до её поверхности. Это если научиться при помощи специальных пращей обменивать орбитами 2 спутника равных масс. Так как скоростями обмениваются объекты равных масс, то при этом законы физики не нарушаются, а праща является идеальным инструментом для этого, который осуществляет такой обмен практически бес потерь механической энергии!
Из орбит с кратными периодами обращения можно построить обменный конвейер до самой Луны. Эта кратность периодов просто необходима для периодических сближений обмениваемых спутников равных масс (один из них полезный груз для лунной базы, а другой балласт из лунного грунта) и орбитальных пращей в зонах касания орбит, где и будут происходить обмены.
ГЛАВА 3
Химия, физика, биология
на Луне
на Луне
Химия
1. Получение металлов
2. Получение кислорода
3. Получение воды
2. Получение кислорода
3. Получение воды
Физика
1.Лунная энергетика
2. Добыча Гелия-3
2. Добыча Гелия-3
Биология
1. Космическая медицина
2.Гидропоника
2.Гидропоника
Недавними минералогическими исследованиями лунного грунта было установлено, что в нем есть довольное большое содержание мелкодисперсных частиц самородных металлов, таких как железо, алюминий, олово, цинк, золото, молибден, вольфрам, а также самородных сплавов меди и цинка, железа, хрома и никеля и некоторых других. Поскольку многие металлы при нагревании в вакууме возгоняются(при расплавлении переходят не в жидкую стадию, а сразу в газообразную), то их можно извлечь в газообразной форме из реголита путем нагревания лунного грунта. В первую очередь это относится к алюминию (возгонка в вакууме при 400 градусах) и железу (при 800 градусах).
Можно предложить следующий метод извлечения по крайней мере железа и алюминия из лунного грунта. Автоматический аппарат, представляющий из себя систему конвейеров, которые переносят , осуществляет нагрев лунного грунта, перед этим немного ее разрыхляя, забирает полученный газ, разделяет его на магнитном спектрометре, а затем конденсирует нужные металлы, получая слиток. Похожий метод раньше предлагал профессор Г.И. Покровский для переработки астероидов. Но в основе его метода использовался процесс испарения металлов с поверхности астероида при помощи лазера, что довольно энергозатратный процесс, поэтому для цели нагрева реголита мы предлагаем более удобную установку – гелиоконцентратор, способный достигать температуры в 3600 градусов на Земле.
Можно предложить следующий метод извлечения по крайней мере железа и алюминия из лунного грунта. Автоматический аппарат, представляющий из себя систему конвейеров, которые переносят , осуществляет нагрев лунного грунта, перед этим немного ее разрыхляя, забирает полученный газ, разделяет его на магнитном спектрометре, а затем конденсирует нужные металлы, получая слиток. Похожий метод раньше предлагал профессор Г.И. Покровский для переработки астероидов. Но в основе его метода использовался процесс испарения металлов с поверхности астероида при помощи лазера, что довольно энергозатратный процесс, поэтому для цели нагрева реголита мы предлагаем более удобную установку – гелиоконцентратор, способный достигать температуры в 3600 градусов на Земле.
Сплаволитейный завод для получения металлов и кислорода
из лунного регалита
из лунного регалита
Сплаволитейный завод – автоматическая система, представляющая из себя систему конвейеров, по которым будет осуществляться передача разрыхлённого реголита в камеру, где будет нагреваться лунный грунт при помощи концентрированного солнечного пучка, после чего полученный газ будет собираться, разделяться на магнитном спектрометре, а затем конденсироваться в слитки различных металлов.
Добыча воды
Будущие колонизаторы спутника Земли смогут добывать воду с помощью солнечного света и пластиковых куполов. С восходом Солнца он начинают испаряться, а при понижении температуры начинается процесс замерзания. Поскольку лунный день по земным меркам длится месяц, у молекул воды есть достаточно времени для аккумуляции. Согласно подсчетам, с одного квадратного метра лунной поверхности таким образом можно собрать около 190 миллилитров воды.
Мы говорим сейчас о термоядерной энергетике будущего и новом экологическом типе топлива, которое нельзя добыть на Земле. Речь идет о промышленном освоении Луны для добычи гелия-3
Глава ракетно-космической корпорации «Энергия» Николай Севастьянов
Знакомьтесь - гелий-3
Чем интересен гелий-3
Спрос на гелий-3 составляет около 60 000 литров или 8 кг в год. Сегодняшний рынок гелия-3 недостаточно велик, чтобы оправдать его добычу на Луне. И в случае появления новых источников его пополнения цена быстро снизится. Тем не менее в долгосрочной перспективе возможно возникновение гораздо большего спроса на гелий-3. Это может сделать добычу на Луне экономически выгодной. Гелий-3 можно использовать в качестве топлива для термоядерных реакторов.
Сегодняшний мировой спрос на электроэнергию можно было бы удовлетворить всего лишь 200-300 тоннами гелия-3 в год. Если бы вы захотели удовлетворить сегодняшний мировой спрос на электроэнергию из существующих коммерческих резервов гелия-3, они были бы израсходованы всего за 6 часов. Весь гелий-3 в атмосфере будет исчерпан через столетие. Но как насчет Луны? У нее, как подозревают ученые, есть миллион тонн гелия-3. Такое количество может покрыть сегодняшнюю мировую потребность в электроэнергии на 3300 лет. Чтобы извлечь гелий-3, реголит, верхний пылевой слой Луны, должен быть нагрет до примерно 900 °C. Затем, например, путем охлаждения — гелий должен быть отделен от других газов. Затем он также должен быть отделен от гелия-4 либо путем дополнительного охлаждения. Либо другим способом обогащения (например, центрифугой). Выход будет не очень высоким: при типичной концентрации 3,3 части на миллиард, одна тонна реголита содержит около 3,3 миллиграмма гелия-3. Для производства 300 тонн гелия-3 необходимо ежегодно перерабатывать 90 миллиардов тонн реголита. При глубине добычи в десять метров в год нужно было бы разрабатывать 4500 квадратных километров. Расчеты показывают, что возможный выход энергии от использования гелия-3 в 70 миллионов раз превышает затраты по его транспортировке с Луны на Землю. Это означает — как и в случае с нефтью на Земле — что транспортные расходы вряд ли сыграли бы какую-то роль в формировании цены ресурса. Это открывает нам новые возможности.
Источник: https://alivespace.ru/gelij-3-s-luny-a-nuzhen-li-on-nam/
Спрос на гелий-3 составляет около 60 000 литров или 8 кг в год. Сегодняшний рынок гелия-3 недостаточно велик, чтобы оправдать его добычу на Луне. И в случае появления новых источников его пополнения цена быстро снизится. Тем не менее в долгосрочной перспективе возможно возникновение гораздо большего спроса на гелий-3. Это может сделать добычу на Луне экономически выгодной. Гелий-3 можно использовать в качестве топлива для термоядерных реакторов.
Сегодняшний мировой спрос на электроэнергию можно было бы удовлетворить всего лишь 200-300 тоннами гелия-3 в год. Если бы вы захотели удовлетворить сегодняшний мировой спрос на электроэнергию из существующих коммерческих резервов гелия-3, они были бы израсходованы всего за 6 часов. Весь гелий-3 в атмосфере будет исчерпан через столетие. Но как насчет Луны? У нее, как подозревают ученые, есть миллион тонн гелия-3. Такое количество может покрыть сегодняшнюю мировую потребность в электроэнергии на 3300 лет. Чтобы извлечь гелий-3, реголит, верхний пылевой слой Луны, должен быть нагрет до примерно 900 °C. Затем, например, путем охлаждения — гелий должен быть отделен от других газов. Затем он также должен быть отделен от гелия-4 либо путем дополнительного охлаждения. Либо другим способом обогащения (например, центрифугой). Выход будет не очень высоким: при типичной концентрации 3,3 части на миллиард, одна тонна реголита содержит около 3,3 миллиграмма гелия-3. Для производства 300 тонн гелия-3 необходимо ежегодно перерабатывать 90 миллиардов тонн реголита. При глубине добычи в десять метров в год нужно было бы разрабатывать 4500 квадратных километров. Расчеты показывают, что возможный выход энергии от использования гелия-3 в 70 миллионов раз превышает затраты по его транспортировке с Луны на Землю. Это означает — как и в случае с нефтью на Земле — что транспортные расходы вряд ли сыграли бы какую-то роль в формировании цены ресурса. Это открывает нам новые возможности.
Источник: https://alivespace.ru/gelij-3-s-luny-a-nuzhen-li-on-nam/
Сокровище Луны - гелий - 3
Нефть и газ на планете Земля не вечны. По оценкам ряда экспертов, без особых проблем человечество проживет на этих ресурсах порядка 40 лет. Термоядерная реакция с участием гелия-3 является экологически чистой. По словам ученых, ничего лучшего пока не придумано и на это есть как минимум 2 причины.
1. Гелий - 3 - очень эффективное термоядерное топливо;
2. Гелий - 3 является экологически чистым топливом.
По оценкам специалистов минимальный объем гелия-3 на Луне составляется около 500 тысяч тонн, по более оптимистичным оценкам его там не менее 10 млн. тонн. При реакции термоядерного синтеза, когда в реакцию вступает 0,67 тонны дейтерия и 1 тонна гелия-3 выделяется энергия, которая эквивалентна энергии сгорания 15 млн. тонн нефти. При этом стоит отметить тот факт, что в настоящее время еще необходимо изучить техническую возможность осуществления подобных реакций.
Да и добыча этого вещества на Луне не будет легкой. Хотя гелий-3 расположен в поверхностном слое, концентрация его в нем очень низкая. Основной проблемой на данный момент времени остается реальность добычи гелия из лунного реголита. Содержание необходимого энергетике гелия-3 составляет примерно 1 грамм на 100 тонн лунного грунта. А это значит, что для добычи 1 тонны данного изотопа потребуется переработать не менее 100 млн. тонн лунного грунта.
Процедура доставки на Землю 1 тонны данного топлива обойдется в сумму не менее 100 млн. долларов. Но фактически даже эта очень большая сумма составляет лишь 1% от стоимости энергии, которую можно будет извлечь на термоядерной электростанции из данного сырья.
Стоимость добычи 1 тонны гелия-3 с учетом создания всей необходимой инфраструктуры по его добыче и доставке на Землю может составить 1 млрд. долларов. При этом транспортировка на Землю 25 тонн гелия-3 обойдется нам в 25 млрд. долларов, что не такая уж и большая сумма, если учесть, что такого масштаба топлива хватит для того, чтобы обеспечить землян энергией на целый год.
Для того чтобы организовать добычу изотопа из лунной поверхности необходимо нагреть реголит до 700 градусов Цельсия. После этого его можно будет сжижать и извлекать на поверхность. С точки зрения современных технологий эти процедуры достаточно просты и хорошо известны. Российские ученые предлагают нагревать сырье в специальных «солнечных печах», которые при помощи больших вогнутых зеркал будут фокусировать на реголите солнечный свет. При этом из лунного грунта можно будет выделить содержащиеся в нем: кислород, водород и азот. А это значит, что лунная промышленность могла бы изготавливать не только сырье для земного энергетического комплекса, но и ракетное топливо, для перевозящих его ракет, а также воздух и воду для работающих на лунных предприятиях людей. В настоящее время в США работают над аналогичными проектами.
1. Гелий - 3 - очень эффективное термоядерное топливо;
2. Гелий - 3 является экологически чистым топливом.
По оценкам специалистов минимальный объем гелия-3 на Луне составляется около 500 тысяч тонн, по более оптимистичным оценкам его там не менее 10 млн. тонн. При реакции термоядерного синтеза, когда в реакцию вступает 0,67 тонны дейтерия и 1 тонна гелия-3 выделяется энергия, которая эквивалентна энергии сгорания 15 млн. тонн нефти. При этом стоит отметить тот факт, что в настоящее время еще необходимо изучить техническую возможность осуществления подобных реакций.
Да и добыча этого вещества на Луне не будет легкой. Хотя гелий-3 расположен в поверхностном слое, концентрация его в нем очень низкая. Основной проблемой на данный момент времени остается реальность добычи гелия из лунного реголита. Содержание необходимого энергетике гелия-3 составляет примерно 1 грамм на 100 тонн лунного грунта. А это значит, что для добычи 1 тонны данного изотопа потребуется переработать не менее 100 млн. тонн лунного грунта.
Процедура доставки на Землю 1 тонны данного топлива обойдется в сумму не менее 100 млн. долларов. Но фактически даже эта очень большая сумма составляет лишь 1% от стоимости энергии, которую можно будет извлечь на термоядерной электростанции из данного сырья.
Стоимость добычи 1 тонны гелия-3 с учетом создания всей необходимой инфраструктуры по его добыче и доставке на Землю может составить 1 млрд. долларов. При этом транспортировка на Землю 25 тонн гелия-3 обойдется нам в 25 млрд. долларов, что не такая уж и большая сумма, если учесть, что такого масштаба топлива хватит для того, чтобы обеспечить землян энергией на целый год.
Для того чтобы организовать добычу изотопа из лунной поверхности необходимо нагреть реголит до 700 градусов Цельсия. После этого его можно будет сжижать и извлекать на поверхность. С точки зрения современных технологий эти процедуры достаточно просты и хорошо известны. Российские ученые предлагают нагревать сырье в специальных «солнечных печах», которые при помощи больших вогнутых зеркал будут фокусировать на реголите солнечный свет. При этом из лунного грунта можно будет выделить содержащиеся в нем: кислород, водород и азот. А это значит, что лунная промышленность могла бы изготавливать не только сырье для земного энергетического комплекса, но и ракетное топливо, для перевозящих его ракет, а также воздух и воду для работающих на лунных предприятиях людей. В настоящее время в США работают над аналогичными проектами.
Аэропоника и гидропоника
Гидропонная или аэропонная ферма будет обеспечивать жителей лунной базы свежими овощами. Вся посевная площадь будет поделена на секции, в каждой секции будет выращиваться своя культура на питательной среде, которая будет создаваться на месте из отходов жизнедеятельности организма человека + различных удобрений.
ГЛАВА 4
Космороботы
ГЛАВА 5
Камчатка- это почти Луна
А знаете ли Вы, что именно Камчатка была выбрана для проведения первых испытаний планетоходов?
17 ноября 1970 года на Луне начал работать первый в мире внеземной самоходный аппарат — «Луноход-1». Любопытно, что его испытания проходили в строго засекреченной форме.
В августе 1969 года на лавовых полях под склонами вулкана Плоский Толбачик проходили первые испытания «Лунохода-1». Выбор испытательной площадки был в первую очередь связан с грунтом. Тогда перед академиками вставал вопрос о том, какими будут посадка и передвижение по поверхности спутника Земли. Внимая предположениям вулканологов, ученые рассчитывали на достаточно твердый грунт типа пемзы. Территория шлаковых конусов в районе Толбачика, площадью в 875 кв.км, оказалась максимально схожа с поверхностью Луны. Луноход откатали успешно, и 10 ноября 1970 года автоматическая межпланетная станция «Луна -17» с «Луноходом-1» стартовала. «Луноход-1» проработал 318 суток, прошел более 10 км и передал на Землю свыше 20 000 снимков. Полученные во время его работы данные показали, что местность в районе Толбачика имеет с поверхностью Луны коэффициент соответствия 96%!
В дальнейшем на Камчатке неоднократно испытывались прототипы различных планетоходов, включая «Луноход-2», «Луноход-3». В 1986-1989 году «Марсоход» и «Венераход», а также ряд зарубежных моделей.
17 ноября 1970 года на Луне начал работать первый в мире внеземной самоходный аппарат — «Луноход-1». Любопытно, что его испытания проходили в строго засекреченной форме.
В августе 1969 года на лавовых полях под склонами вулкана Плоский Толбачик проходили первые испытания «Лунохода-1». Выбор испытательной площадки был в первую очередь связан с грунтом. Тогда перед академиками вставал вопрос о том, какими будут посадка и передвижение по поверхности спутника Земли. Внимая предположениям вулканологов, ученые рассчитывали на достаточно твердый грунт типа пемзы. Территория шлаковых конусов в районе Толбачика, площадью в 875 кв.км, оказалась максимально схожа с поверхностью Луны. Луноход откатали успешно, и 10 ноября 1970 года автоматическая межпланетная станция «Луна -17» с «Луноходом-1» стартовала. «Луноход-1» проработал 318 суток, прошел более 10 км и передал на Землю свыше 20 000 снимков. Полученные во время его работы данные показали, что местность в районе Толбачика имеет с поверхностью Луны коэффициент соответствия 96%!
В дальнейшем на Камчатке неоднократно испытывались прототипы различных планетоходов, включая «Луноход-2», «Луноход-3». В 1986-1989 году «Марсоход» и «Венераход», а также ряд зарубежных моделей.
Заключение
Перспективы освоения Луны
Бурное развитие космической техники позволяет думать, что колонизация космоса вполне достижимая и оправданная цель. В силу своей близости к Земле (три дня полёта) и достаточно хорошей изученности ландшафта, Луна уже давно рассматривается как кандидат для места создания человеческой колонии.
Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, биологии, химии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля — Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле.
Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами — железом, алюминием, титаном; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов.
Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности.
Для учёных лунная база является уникальным местом для проведения научных исследований в области планетологии, астрономии, космологии, биологии, химии и других дисциплин. Изучение лунной коры может дать ответы на важнейшие вопросы об образовании и дальнейшей эволюции Солнечной системы, системы Земля — Луна, появлении жизни. Отсутствие атмосферы и более низкая гравитация позволяют строить на лунной поверхности обсерватории, оснащённые оптическими и радиотелескопами, способными получить намного более детальные и чёткие изображения удалённых областей Вселенной, чем это возможно на Земле.
Луна обладает и разнообразными полезными ископаемыми, в том числе и ценными для промышленности металлами — железом, алюминием, титаном; кроме этого, в поверхностном слое лунного грунта, реголите, накоплен редкий на Земле изотоп гелий-3, который может использоваться в качестве топлива для перспективных термоядерных реакторов.
Луна, благодаря своим впечатляющим ландшафтам и экзотичности, также выглядит как весьма вероятный объект для космического туризма, который может привлечь значительное количество средств на её освоение, способствовать популяризации космических путешествий, обеспечивать приток людей для освоения лунной поверхности.
© Нчкина Галина Михайловна - учитель физии и астрономии
МБОУ Николаевская СШ
Скиданова Юлия Андреевна, учитель химии и биологии
МБОУ Николаевская СШ
п. Николаевка, 2021г.
