Казалось бы, что может быть проще - прилуниться? Мы помним черно-белые кадры хроники 60-х годов: модуль «Аполлона» мягко садится в серую пыль, астронавты спускаются по лесенке, флаг установлен. Дело сделано.
Но одно дело - прилететь, чтобы воткнуть флаг и улететь. И совсем другое - построить там дом, в котором люди будут жить и работать годами. Американские ученые опубликовали в журнале Acta Astronautica серьезное исследование о том, как создать на Луне полноценный космодром. И, как выяснилось, без «дорожных работ» там не обойтись.
Давайте разберемся, зачем это нужно, из чего собираются строить и как это вообще возможно без привычного нам бетона и стальной арматуры.
Главный враг - пыль
Любой, у кого есть дача или загородный дом, знает: если к участку ведет грунтовка, то вся пыль будет в доме. На Луне эта проблема возведена в абсолют.
Лунный грунт (реголит) - это не просто земля. Это мельчайшие, острые как бритва частицы, которые не сглаживались ветром и водой миллиарды лет.
Когда космический корабль садится на поверхность, струи его двигателей поднимают настоящий ураган из этой абразивной пыли и камней.
Для разовой экспедиции это не страшно. Но если рядом стоят жилые модули, солнечные панели и научное оборудование, такая «пескоструйная обработка» уничтожит их за пару прилетов. Поэтому твердое покрытие - это не роскошь, а вопрос выживания базы.
Стройматериалы: везти с Земли или искать на месте?
Доставка грузов на Луну стоит астрономических денег. Везти туда цемент, песок и тем более тяжелую стальную арматуру - экономическое самоубийство. Значит, строить нужно из того, что валяется под ногами.
Инженеры предлагают элегантное решение: печь «блины» из лунной пыли.
Технология напоминает работу обычной кухонной микроволновки, только очень мощной. Специальные роверы будут собирать реголит и спекать его микроволновым излучением в прочные плиты.
По расчетам специалистов, толщина такой плиты должна быть внушительной - около 36 сантиметров. Это толще, чем бетонные плиты на многих наших аэродромах.
Испытание огнем и холодом
Требования к этому «лунному бетону» просто запредельные. И тут начинается самое интересное для тех, кто хоть немного знаком со строительством или физикой.
- Адская жара. При посадке корабля из сопел вырывается газ температурой до 3400 градусов Цельсия. Для сравнения: сталь плавится при 1500 градусах. Плита должна выдержать этот термический удар и не разлететься на куски.
- Ледяной холод. На Луне нет атмосферы, которая сглаживала бы климат. Перепады температур там колоссальные. Материал будет постоянно расширяться и сжиматься.
- Вес. Расчеты велись для тяжелого грузовика вроде Blue Moon (проект компании Blue Origin). На Земле он весит 45-50 тонн. Да, лунная гравитация слабее земной в 6 раз, и там он будет весить «всего» 7,5 тонн. Но если корабль сядет неровно, на одну опору или на самый край плиты, нагрузка на излом будет критической.
Главная проблема в том, что внутри этих плит нет арматуры. На Земле именно железный каркас не дает бетону треснуть при нагрузках. На Луне же придется полагаться только на свойства самого спеченного грунта.
Микротрещины: не баг, а фича
Моделирование показало удивительный результат. Риск того, что плита лопнет от перепада температур, действительно высок. Реактивная струя неизбежно создаст в верхнем слое покрытия сеть микротрещин.
Но ученые утверждают: это может быть даже полезно.
Парадоксально, но мелкие трещинки будут работать как «швы», снимая излишнее напряжение в материале при следующих посадках. Если космодром переживет первый корабль, то дальше конструкция «усядется» и станет только стабильнее.
Что это значит для нас?
Конечно, пока это только расчеты и компьютерные модели. Инженеры честно признают: чтобы строить на совесть, нужны натурные испытания. Сначала эксперименты проведут роботы-автоматы, и только потом, возможно, прилетит первая бригада строителей.
Зачем нам знать об этом? Потому что технологии экстремального строительства рано или поздно спускаются с небес на Землю.
Методы создания сверхпрочных материалов из подножного мусора, без воды и связующих добавок, могут пригодиться и нам. Например, при освоении Арктики или строительстве дорог в труднодоступных регионах, где логистика «съедает» весь бюджет.
Человечество учится быть экономным и изобретательным. И если у нас получится построить надежный аэродром на пыльной и безжизненной Луне, то, возможно, и земные дороги когда-нибудь станут вечными.
А как вы думаете, увидим мы в ближайшие 10 лет реальную стройку на Луне или это все так и останется красивыми проектами? Пишите в комментариях!