Так всё-таки как перейти от сегодняшнего состояния дел в космической отрасли к светлому или хотя бы светловатому будущему, когда после окончания земных источников энергии человечество волей-неволей будет вынуждено перейти на энергию из космоса?
Ясно, что нужны какие-то промежуточные ступени. Как говорится, нельзя вот так сразу взять и построить солнечную электростанцию на орбите. С чего же начать?
Надо создать какую-то долговременную базу в космосе. Вы скажете - так есть такая база, и сейчас даже не одна, а две - это орбитальные станции, сейчас это МКС и китайская станция. Да, есть. Но станции на орбите обладают одним (может, и не одним) недостатком - они, даже если просто летают по орбите, нуждаются в постоянной поддержке с Земли в виде топлива. Так как они летают под поясами Ван Аллена, то есть не слишком высоко, то они испытывают тормозящее влияние атмосферы. Но и всё равно, радиация на орбите МКС существенно больше, чем на Земле. В то же время надежную защиту от радиации на орбитальной станции не сделать, так как это требует большой массы материала. Кроме того, топливо постоянно тратится на поддержание ориентации станции. Так как большая часть научной работы связана с наблюдениями за Землей, то обычно поддерживают так называемую орбитальную ориентацию, когда относительно радиуса, проведенного от Земли, ориентация станции постоянна, то есть какая-то часть её смотрит на Землю. В этом направлении размещаются иллюминаторы. Что же делать, как избежать этих постоянных затрат?
Можно обосноваться на Луне. Это твердая почва под ногами, так сказать, во всех смыслах. Кроме того, там есть вес. Невесомость - это интересно для некоторых экспериментов, но для завода, например, по изготовлению солнечных панелей это неудобно. Нельзя просто положить что-нибудь, например, на конвейер, надо обязательно сразу закреплять, иначе предмет улетит. А вот вакуум, наоборот, очень хорошая вещь. В электронных производствах с большим трудом добиваются минимального содержания пыли в воздухе, так как любая пылинка - это брак в микросхеме. Тут же бесплатный вакуум. (Правда, пишут, что пыль там всё равно летает, благодаря электростатическому эффекту. Но если так, достаточно будет снять этот заряд, например, тонким металлическим экраном, и она осядет.)
Конечно, эти заводы смогут большую часть времени работать автоматически. Но запустить их без человека не получится. Да и контролировать работу надо. Поэтому волей-неволей нужно будет присутствовать и человеку. А тут сразу возникает вопрос радиации.
Но как он возникает, так и пропадает) ибо мы знаем ответ - для защиты от радиации надо просто уйти под грунт. Большая масса любого материала - надежная защита от радиации. К тому же там под грунтом нет больших перепадов температуры, средняя температура около -10С.
А что с радиацией? По китайским данным, уровень радиации на поверхности Луны 57 микрозиверт/час, или примерно 5,7 миллирентгена/час. На поверхности Земли для разных местностей он может меняться от 10 до 50 мкР/ч. Предположим, мы возьмем значение 30 мкР/ч, которое по всем меркам считается нормальным. Какой слой грунта надо иметь поверх жилого помещения, чтобы ослабить космическую радиацию до земного уровня?
Возьмем для расчетов плотность бетона 2,3 г/см3, он примерно соответствует средней плотности базальта 2,6 - 3,1 г/см3. И возьмем гамма-кванты 5 МэВ, самые энергичные из имеющихся в таблице) На самом деле чем меньше энергия гамма-квантов, тем их больше. Такова физика процесса, не будем вдаваться. Так вот, для таких гамма-квантов линейный коэффициент ослабления будет 0,064 см-1, то есть при прохождении слоя бетона в L=1/0,064 = 15 см гамма-лучи ослабнут в e=2,71 раза. А вообще интенсивность излучения спадает в материале по экспоненте . Из наших данных можно вычислить необходимый слой базальта над головой космонавта на лунной базе: L=82 см, ну в общем , один метр.
Это вполне реальная величина. Можно и насыпать реголита, правда, его плотность 1,5 г/см3, соответственно толщина слоя нужна будет 125 см. Ну 1,5 м.
Вот проект из интернетов базы на Луне. Солнечные панели, оранжерея, роботы, транспорт, всё по уму. И жилой модуль, заглубленный в грунт. Точнее, вокруг которого насыпан холм.
Я думаю, это дороговато будет. Можно сделать по-другому: спекать из реголита кирпичи с помощью солнечной печи и выкладывать из них такой домик, уже внутри которого будет герметичное помещение. Ну и насыпной холм в принципе тоже годится.
Но опять же, нельзя ведь сразу начать строить базу с целью построить завод по производству панелей или чего-либо ещё. Нужны какие-то промежуточные цели. Ну и просто без вложений государства на создание баз никак не обойтись. Но наличие понятной цели очень поможет.
Я предлагаю для лунной базы две цели: это научные исследования и туризм.
Про научные исследования поговорим отдельно, сейчас коротко о туризме. Вообще туризм - интересный феномен) это отражение человека побывать где-то, где он не был. Если в этом месте никто не был, вообще прекрасно. Это уже не туризм, а первооткрытие. Или, например, побывать на самой высокой вершине мира. Гибнут там десятками, но идут и идут.
Или вот, плавают на атомном ледоколе на Северный полюс. Совсем не дешево, от 32 до 47 тыс. уе. Летают на МКС, тоже недешево, и ещё очередь стоит) не так давно японец летал, 44 млн уе на человека, их двое летало, он и помощник.
Для туризма нужны начальные инвестиции, то есть нужно сделать базу. Кстати, пока базы нет, можно за меньшие деньги катать вокруг Луны. А на эти деньги и базу строить) Я примерно прикинул, на нашей технике, которая уже есть или находится в процессе создания, рн Ангара 5 (4 шт на полет), корабль Орел и пока не созданный посадочный модуль, можно будет где-то за 200 млн уе на человека весь полет оправдать, и кое-какой навар. Летят три туриста и один космонавт. Таких потенциальных желающих может набраться где-то 300 человек, исходя из пропорции их имеющегося капитала по данным Форбс, и если они затратят примерно 2% от него. А там, глядишь, подоспеют многоразовые орбитальные буксиры, и стоимость резко упадет.
То есть план такой: делаем для начала просто орбитальный лунный корабль, например Орел, рн Ангара 5, и сразу начинаем катать вокруг Луны туристов. Это дает загрузку предприятиям, серийный выпуск кораблей делает их дешевле, и вообще отрасль развивается. Затем переходим к строительству лунной базы, и опять же сразу по готовности начинаем возить туда туристов. А точнее, как только будет готов посадочный модуль. Сели, посмотрели и полетели обратно. Особенно интересно будет посмотреть на исторические аппараты Луна, Сервейер, Луноход, или даже Аполлон))) если он там есть. Кстати, можно и с лунной орбиты посмотреть.
И уже на основе этой индустрии или параллельно с ней развиваем научное направление. А что можно исследовать на Луне, это предмет отдельного поста.
