Освоение Луны - II

Для Гость: Жизнеспособное поселение там построить не удасться - слабая гравитация и магнитное поле исключают очень длительное пребывание людей на базе. т.е. База будет всегда зависима от Земли.
На Луне можно построить только сборочные цеха, производство проката и простейших электронных систем, транспортную систему (типа ЭМ катапульты) и исследовательские лаборатории. Экипаж базы должен быть сменным.
Основная задача Лунной базы - перевалочный и строительный пункт. Промежуточная станция на пути Земля-Марс, Земля-Венера, Земля-Юпитер. Вот такое ИМХО.

Для Виверн-2: Да, хорошая технология. Можно поступить даже проще - стеклоткань с вплетением нихромовой проволоки для электропрогрева и подогрева жилища в дальнейшем при эксплуатации. Стенки можно сделать и двухслойными, а в качестве источника электроэнергии использовать аккумулятор, которым можно в дальнейшем пользоваться при лунных ночах на начальном этапе строительства.

Для Димитър: Что есть - хорошо, да достать их вопрос. Где он их заснял? Да и как добывать например газ в услових пониженной гравитации и вакуума - бог его знает.
Про воду - не имею не малейшего понятия. Если это так - то считайте половина дела строительства Лунной базы решена, остались трудности из разряда мелких.
Про нехватку читал в амриканском издании посвящённому результатам исследования Лунных грунтов. Сколько конкретно - надо смотреть на приборы использующиеся на базе, и тяжесть условий в которых они будут работать. Судя по описаниям, реголит - мелкодисперсная, твёрдая, легкоэлектризующаяся пыль, способная при неаккуратной эксплуатации (или при неправельном проектировании) попасть куда угодно, и соответственно, довольно быстро вывести из строя аппарат, сточив трущиеся поверхности.
Естественно жидкие смазки должны работать в герметичных условиях при наличии атмосферы, а остальное - только твёрдые смазки на основе бабитов, графита, сульфида молибдена.

Димитър>1. И где можно это чудо увидеть ??? :o
В Тындексе МГД генератор для преобразования солнечной энергии

Димитър>2. Вот это интересно! А сколько может весить такой комплекс?

Тот который я видел в Технике Молодежи монтировался на грузовике.

Ник

>Естественно жидкие смазки должны работать в герметичных условиях при наличии атмосферы, а остальное - только твёрдые смазки на основе бабитов, графита, сульфида молибдена

Не обязательно - смазка просто не должна терять своих свойств в вакууме/быстро испарятся.
Так что нечто солидолоподобное вполне можно использовать...
Про вакуумную сплавку опять же забывать не надо...

Разве смазка используеться в вакууме?
Имхо, там все нефрикционное.

Да, спортзал - штука необходимая. Причём человек может попробовать себя в роли птицы - гравитация это позволит.
Кинотеатр - обычного "домашнего" будет вполне достаточно.
До отеля лунной базе надо расти и расти. Вот когда цены на билет на базу спадут до 40 - 50 млн. современных долларов, а численность базы вырастет человек до 500, тогда и об отеле можно подумать.
Склад - да.

Для Агент: Ну куда Вы от трения денетесь? Даже на Луне оно есть.

Чёрт его знает.
Скорее всего там подшипники скольжения с графитовыми или медно-свинцовыми вкладышами. Может быть какой-то пластик. Т.е. до появления недопустимых люфтов - ничем.

Да, для активных работ в вакууме на Луне, прийдётся создать жёсткие скафандры с неизменяющимся при движениях объёмом. Иначе там просто не поппрыгаешь. Да и шлюзоваться проще - пирстегнулся к шлюзу спиной или головой, открыл люк и в жилое помещение, отдыхать. Потери воздуха меньше. А для ремонта скафандра можно и в отдельный шлюз целиком затаскивать, тут потерю воздуха прийдётся как-то перетерпеть.

Графит в вакууме при низких температурах - абразив. Металлы свариваються (холодная сварка).
Узлы трения - сложнейшие по составу. Навроде металлостекла и тд.
Тн самосмазывающиеся материалы - смазка внедрена в сам материал (металл, керамика, полимеры).
Дойти до такого производства на Луне очень и очень нескоро.

Agent>Дойти до такого производства на Луне очень и очень нескоро
Дело даже не в производстве - там необходимы другие (ещё неизобретенные) материалы. А производство - оно потом...

Боже мой! Ну неужели невозможно заключить узел с трущимися частями в изотермический кожух, и маленько подогреть?
Самосмазывающиеся материалы - просто разновидность порошковых технологий, ничего сверх сложного в них нет, единственное, что их нельзя использовать "на коленке" - нужны прессы, равномерный подогрев компонентов.

Георг>Боже мой! Ну неужели невозможно заключить узел с трущимися частями в изотермический кожух, и маленько подогреть?
Оригинально. Главное, будет чем космонавтам заняться на Луне - добывать смазку и ходить с масленкой.

План освоения Луны:

Первый этап

1.САМОЕ ВАЖНОЕ не только для освоения Луны, но и для всей космонавтики – создание НА ЗЕМЛЕ экспериментальной базы, которая в перспективе должна стать не только самообеспечивающейся, но и способной к самостоятельному дальнейшему развитию. Для этого не нужен космический транспорт, так что это можно было начать делать еще в 60-ых годах. Но, увы, были другие приоритеты.
Так или иначе, проблем надо решать – без этого поселения в космосе не смогут существовать. Степень самообеспечения можно выразить коэффициентом К, который равен соотношению массы производимой в колонии продукции к массу всего, что ее нужно. Полное самообеспечение – К = 1 (100 процентов). Чтобы колония могла развиваться, нужно хотя бы минимальное превышение К над единицы.
Параллельно важно выяснить минимальное количество людей для достижения полного самообеспечения N min. Надо стремиться к максимально большей автоматизации.
Самые сложные для автоматизации – операции по поддержки и ремонта машин. Они требуют разнообразных и часто нетрадиционных действий. Наука бионика учит, что эсли мы не знаем как поступить, лучше брать пример у природы. У нее были 4 миллиарда лет для экспериментов. Мать-природа создала только одно существо, которое может справляться с такими операциями – человек. Поэтому я считаю что машины, делающие ремонт и поддержка сооружений в комплексе, должны выглядеть как человек – ходящие на двух ногах роботы с двумя руками с по 5 пальцах, с размерами и вес как у людей и такую же силу “мускулов”. Такой робот – хуманоид мог бы сделать любую операцию, которую может сделать человек. Только меняем программу и робот-сварщик превращается в поваром или сборщиком. Поэтому дальше будем называть эго универсальный робот (УР). Эще одно большое преимущество УР – то, что для него не нужно конструировать специальние инструменты и приспособления. Он может использовать существующих инструментов и машин, созданных для людей. Любой робот иной конструкции испитывал бы разные затруднения в обекте, созданном для людей.
Полная роботизация производственных процессов позволит достичь в перспективе N min = 0. Первые шаги в этом направлении уже делаются. Пример этому – роботы японских фирм Хонда и Сони, проэкт «Робонавт» НАСА.
Конечно, «с размерами и вес как у людей» робот будет на Земле. Для работы в космосе роботы должны быть как можно легче – пока не научимся делать их там из местных материалов.

2.Паралельно - Разработка и запуск автоматических станций для геологической разведки Луны.
А.Разведка поверхности в районе полюсов и мест найбольшей лунной активности (кратера Аристарх и Платон). Имхо, это станции должны быть подвижными – типа луноходов и содержать ЭС (большой поворотный панель солнечных элементов на крыше и акумулатор из топливных элементов внутри), систему связи, АВТОНОМНОЕ управление, химическая лаборатория для анализа любых веществ, буровая установка и систему для сбора проб. Ресурс работы – хотя бы 5 лет. Для сбора проб и поддержывания всей станции в рабочем состоянии лучше иметь на борту несколько УР. То, что не они смогут сделать самостоятельно, сделают под дистанционным управлением с Земли.
Б.Мониторинг с орбиты: Спутник с телескопом в точке Лагранжа позади Луны для наблюдений за активности на обратной стороне. На нашей стороне наблюдения можно вести с наземных телескопов – они и так не могут вести другие наблюдения когда светит Луна. Интересно, можно ли обнаружить с орбиты места падения хотя бы крупных железно-никелевых метеоритов – по магнитному полю или иначе? Один такой решил бы все проблемы с железом на Луне.
3.По транспорту – Для доставки 10 - 20 автоматических станций на Луне и в орбиту около Луны вполне достаточно использовать существующих РН и разгонных блоков. По грубой оценке тяжелые РН могут доставить на Луне ПН до 3.5 – 4 тонн. Имхо – вполне достаточно для описанных автоматических станций для георазведки. Надо только создать тормозные и посадочные ступени для окончания полета.

Второй этап:

Заканчывание разведки и ВЫБОР МЕСТА Лунной базы.
Будем строить ОДНА база, или из за размещения нужных веществ в разных местах будем делать дополнительные «добывающие» поселки? Думаю, как начало, одна хватит.
Создание на месте будущей базы «космодром имени Димитъра». Так, как этот район должен быть разведанным, там должна быть хотя бы одна авт. станция с группой роботов. Вот они могут выбрать ровную площадку и направлять туда прилетающие с Земли КК.

Третий этап:

Доставка оборудования для Лунной базы на месте. Что и сколько надо – покажет опит работы экспериментальной базы на Земле.
Создание колонию, которая полностью себя обеспечивает, задача трудная и ее осуществление протянется на многие годы. Я считаю, можно уже приступать к третему этапу освоения с тем, что у нас уже эсть.
Масса всех доставок определить оправдано ли создание новых транспортных средств. Скорее всего будет нужно привезти с Земли несколько сотен тонн ПН. Это может быть недостаточно для создания многоразового АКС, но достаточно для разработки межорбитального буксира на ЭРД с ЭУ на солнечной энергии. Использование ФЭП с солнечным концентратором позволит достигнуть удельной массы ЭУ до 1 кг/кВт и ускорение, позволяющее перелет с ЛЕО до Луны за 2 – 3 недели.

Продолжение следует…

Похоже все, затаив дыхание, ждут продолжение.
И так:

Четвертый этап:

«Оживление» базы – Размещение и запуск в работу всего доставленного оборудования.
Хочется верить, что это смогут сделать роботы – гуманоиды при помощи операторов с Земли. Но к ним надо уже добавить и строительну технику – чтобы рыть ямы и закапывать в грунд для защиты от радиации и метеоритов всего то, что не должно объязательно находиться на поверхности.
Первое дело - солнечная электростанция в комплекте с акумулирующей установки на топливных элементов (скорее всего топливо Н2 + О2). Плюс зарядная станция для акумуляторов роботов.
Второе – Солнечная печь и производство кислорода из лунного грунта
Третее – получение горючего для ракетных двигателей. Это либо водород из воды вокруг полюсов, либо Н2 или СН4 из газов лунных недр. В самом крайнем случае – металлы, полученные из лунного грунта при производстве кислорода.
Теперь уже можно приступать к эксплуатации многоразового ЛТК (лунный транспортный корабль) Луна – окололунная орбита, используя полученное на Луне топливо. ХС корабля – 3.4 км/с. Вполне по силу одноступенчатого аппарата. ЛТК принимает грузы, доставленные буксиром и спускает их на поверхность. Также целесообразна заправка буксира рабочим телом, добытым на Луне. Я боюсь, что ксенон на Луне так же мало распространен, как и на Земле. Поэтому желательно с самого начала делать ЭРД на другом веществе.
Дальше – производство «кирпичей», плит, волокон и стекла из лунных скал, получение металлов и производство простых деталей их них.
Потом уже можно думать о прибытии людей. Роботы создают помещения для них под поверхности Луны, устанавливают там СЖО, мебель, строят оранжерею и т.д. Лишь после этого приедут люди, чтобы занятся налаживанием более сложных производств, где ПОКА нельзя обойтись без человеческой руки.

Пятый этап:

Постоянное человеческое присуствие на Луне. Число людей определяется потребностей, которых сейчас невозможно предвидеть. Скорее всего 5 – 10 – 20 человек, выполняющих в основном контрольные функции, аварийные ремонты и научные исследования.
Продолжается создание новых производств до достижения полного самообеспечения и способности к самостоятельному дальнейшему развитию. Следующая цель – сделать то же самое без участия людей – в автоматичном режиме (N min = 0).
На этом этапе можно начать везти туристов – если цена «билета» на Луну стала уже доступной для частных лиц. Значит, все-таки нужен многоразовый АКС.
База начинает снабжать материаллами и деталями всех космических объектов в околоземном пространстве. Уже понадобится ЭМ ускоритель.

Шестой этап:

Исследование и освоение Луны уже закончено. Надо определяться: либо возможность проживания на Луны доказана и можно строить лунные города, либо жыть на Луне не надо и промишленная база продолжит работу в автоматическом режиме, принимая лишь туристов и исследовательских експедиций.

По времени:

Проектирование авт. станций, роботов – гумоноидов, начальную конфигурацию экспериментальной колонии на Земле – 2005 г.
Строительство и испитания на Земле авт. станций и роботов – 2006 – 2007 г. В то же время начинает работу экспериментальная база на Земле.
2008 – 2009 – исследование Луны.
Выбор места Базы – 2010 г.
Доставка и развертывание оборудования базы – с 2010 г.

Вопроссы? Возражения?

Смету хотелось бы увидеть.
Желательно в долларах США, а не в галактических кредитах.

О цене:

1.

Американский проэкт ЛУНОКС (1993 г.) предлагает создать на Луне базу с заводом по производству кислорода из грунта с ядерной ЭС мощностью 40 – 60 кВт и луноходами. Все это будет весить менее 60 тон и доставляется 6 непилотируемыми полетами. Потом предвидится 1 полет 4 асторнавтов. Каждый старт – либо РН “Енергия”, либо HLLV (продвинутый вариант Shuttle-C).
Все это должно стоить 22,5 миллиардов долл. по цене 1999 года.

2. Краффт Ерике («Будущее космической индустрии» Москва 1979 г.) в 70-ых предполагал, что индустриализация Луны будет стоить 60 – 70 миллиардов долл.

Чего точно не хватает:
1. Транспорта наземного просто нет, не разработан. А ведь надо доставлять грузы, и причём серьёзных весов, и на большие расстояния - если есть возможность добывать воду в холодовых ловушках на полюсе. Дороги там отсутствуют, но есть возможность проложить курс по более-менее проходимым местам в объезд валунных полей и широких трещин. Транспорт должен быть проходим и универсален: перевозка жидкостей, твёрдых насыпных веществ, работа в качестве бульдозера - сгребание реголита, возможность крепления иного навесного оборудования - крана, бура.
2. Не разработаны методы обогощения породы. Практически не один метод обогощения не годится - кроме (возможно) магнитной сепарации. Возгонкой хлоридов? Потери хлора будут существены, а брать его не откуда.

блин какие проблемы : сначала реголит ситами делится на фракции по размерам частиц , а затем фракция кидается под углом к поверхности - чем больше плотность -тем длиннее траектория -гравитационная сепарация....

при одинаковом обьеме более плотные частицы (при одинаковой начальной скорости) приобретут большую кинетическую энергию ,т.е. уже после падения на плоскую поверхность силы трения быстрее остановят движующиеся по инерции частицы с малой плотностью ,а более плотные частицы пройдут максимальное расстояние ...