Не верите в перспективность освоения Лунной поверхности, и Вас гораздо больше привлекает белый приворот, о чудодейственной силе которого вы неоднократно слышали!Тогда почему бы не испробовать столь сильную магию на избраннике вашего сердца? Сделайте первый шаг к своему счастью прямо сейчас — посетите сайт www.mag-vedomir.ru.

Предложенная в конце 2002 года концепция добычи и переработки лунного грунта использует ЯЭУ в качестве источника электрической и тепловой энергии для функционирования. Тепловая обработка грунта проводится в периодически перемещаемом теплообменном агрегате, снабжаемом теплом от ЯЭУ.

Выемка грунта проводится подвижным добывающим агрегатом до глубины 3 м, ширина захвата обрабатываемого участка 3 м. При подъеме грунта на поверхность происходит предварительное удаление крупной фракции. Транспортировка мелкой фракции грунта на перемещаемый агрегат тепловой обработки и обратно осуществляется модульной транспортной системой. Транспортная система состоит из подвижных модулей, каждый из которых обеспечивает транспортировку грунта на 10-15 м. Требуемое расстояние доставки обеспечивается необходимым количеством модулей. Каждый подвижный модуль несет две стрелы, поддерживающие два монорельса, по которым движутся автономные грузовые тележки с грунтом на термообработку и возвращающие его обратно после термообработки.

Грунт, доставленный на агрегат тепловой обработки, нагревается в теплообменнике-рекуператоре. Максимальная температура нагрева 650-700°С, степень рекуперации тепловой энергии 80%. Тепло для нагрева грунта передается в теплообменник-рекуператор от ЯЭУ с помощью высокотемпературных тепловых труб с натриевым рабочим телом. Передача тепла от тепловых труб к грунту производится через вакуумный зазор, необходимый для обеспечения заданного ресурса работы тепловых труб.

В процессе нагрева грунт в теплообменнике-рекуператоре движется сверху вниз под действием силы тяжести. Для увеличения коэффициента теплообмена применяется ожижение восходящим потоком
водорода, который отбирается из газообразных продуктов термообработки грунта. Требуемая средняя скорость движения грунта в теплообменнике-рекуператоре определяется регулирующим затвором.

Для рекуперации тепла используются также тепловые трубы. Для высокого уровня температур в качестве рабочего тела используются дифенил и нафталин, для более низкого уровня температур используется вода. Десорбированные при термообработке грунта газы проходят через вихревой пылеотделитель и теплообменник, и поступают на отделитель водорода. Для отделения водорода от остальных газов используется явление обратимого поглощения водорода сплавами на основе никелида лантана. Часть водорода из отделителя возвращается в теплообменник-рекуператор для обеспечения ожижения грунта, остаток может быть использован для технических нужд.

После поглотителя водорода газовая смесь поступает на холодильник- конденсатор воды, где происходит конденсация водяных паров и отделение жидкой воды. После извлечения воды газовая смесь содержит гелий, метан, окись углерода, двуокись углерода, азот и остаточное количество пара воды и водорода. Эта газовая смесь поступает на центрифужный разделитель. Поскольку разница молекулярных масс изотопов гелия и остальных газов отличается более чем на 10 а.е.м., разделение происходит эффективно. На первых двух ступенях происходит отделение газовых компонентов с большой молекулярной массой. Последующие ступени газовых центрифуг производят разделение изотопов и выделение гелия-3.

Выделенный изотоп гелия-3 сжижается и передается на хранение. Поскольку количество гелия-3 мало, получаются небольшие затраты энергии на ожижение и поддержание необходимой низкой температуры в процессе хранения.

Вода, выделенная в процессе работы, передается на хранение и при необходимости подвергается электролизу для получения кислорода для поддержания жизнедеятельности экипажа или получения компонентов топлива. Изотоп гелий-4, метан, окись углерода, двуокись углерода, азот при необходимости хранятся или поступают на химическую переработку.

Предпочитаете думать о вещах более приземленных, чем добыча полезных ископаемых на Луне. И сегодня на повестке вашего дня стоит обустройство кухонной комнаты? Тогда рекомендую Вам купить кухонный стол в спб. Он отлично впишется в любой дизайн, а его функциональность сложно переоценить.

В качестве одной из главных целей производственного освоения Луны является добыча и переработка ее полезных ископаемых. При этом рассматривается не только возможность использования добываемых ископаемых для обеспечения систем жизнедеятельности обитаемых лунных баз и изготовления топливных компонентов ракетных двигателей, но и производство для нужд Земли. В дальнейшем предполагается создание замкнутого производства конечной продукции для построения внеземной космической инфраструктуры, в том числе энергопроизводящей системы для обеспечения Земли из космоса электроэнергией, получения энергии из внеземных полезных ископаемых, выноса в космос энергоемких и вредных производств и т.д.. Считается, что это поможет решить проблему истощения земных энергоносителей и, что не менее важно, снизит экологическую нагрузку на Землю, предотвратит экологические кризисы, связанные с интенсивным развитием наземной энергетики.

К задаче первой очереди освоения полезных ископаемых Луны можно отнести производство, накопление и длительное хранение таких расходных материалов, как кислород, водород, метан, вода, аргон, ксенон. Ко второй очереди — добыча и употребление в производстве железа, титана, кремния, алюминия и других материалов. При этом должно предусматриваться как использование этих материалов в качестве полуфабрикатов с транспортировкой их на окололунные, околоземные и даже, при необходимости, наземные производственные комплексы, так и глубокий передел на самой Луне с изготовлением разнообразной продукции.

О возможности добычи гелия-3 из лунного грунта. По мнению, утвердившемуся в настоящее время, проблема обеспечения энергоресурсами, начиная со второй половины XXI в., будет решаться с широким применением термоядерной энергии, как возможной альтернативы органическому топливу и ядерной энергии деления. Первым этапом развития термоядерной энергетики будет создание реактора, использующего реакцию дейтерий-тритий (D-T):

D + Т = ⁴Не(3,5 МэВ) + n(14,1 МэВ).

Однако эта реакция имеет существенные недостатки — наличие в составе термоядерного топлива радиоактивного трития и термоядерных нейтронов. Поэтому при реакции синтеза D-T, также как и при реакции деления урана в обычных ядерных реакторах атомных электростанций, облучение образующимися нейтронами приводит к радиоактивности конструкционных материалов термоядерной установки. Это делает термоядерный реактор не менее биологически опасным, чем реактор деления, и тем самым снижает конкурентоспособность «идеи термоядерного синтеза».

Учитывая экологические стороны этого вопроса, можно с большой долей уверенности предположить, что после создания термоядерного реактора, использующего реакцию D-T, эволюция термоядерной энергетики пойдет по пути использования экологически более чистой реакции дейтерий — изотоп гелий-3 (D-³He):

D + ³Не = ⁴Не(3,6 МэВ) + р(14,7 МэВ).

Преимущество этой реакции синтеза — возможность существенного снижения нейтронного выхода и накопления радиоактивного трития (нейтроны и тритий образуются в результате побочной реакции дейтерий-дейтерий (D-D), однако выход их существенно ниже, чем в реакции D-T). Это и определяет D-³He термоядерный реактор как наиболее экологически чистый источник внутриядерной энергии для целей энергоснабжения человеческой цивилизации.

При наличии рационов питания, содержащих 0,5 кг воды/чел.сут. и использования воды за счет ее извлечения из всех продуктов жизнедеятельности, комплекс не потребует дополнительных запасов воды.

Базовый комплекс средств жизнеобеспечения лунных орбитальной станции и базы

Принципиальная схема базового комплекса систем жизнеобеспечения лунных орбитальной станции и базы приведена на рис. выше. Потребление запасов в таком комплексе — 1,1 кг на человека в сутки (пища), общая степень замкнутости комплекса — 77%, замкнутость по воде — более 90%. Массовый баланс этого базового комплекса приведен в табл. 1, а примерная массовая сводка — в табл. 2.

Таблица 1. Массообмен в замкнутом регенерационном комплексе жизнеобеспечения

Таблица 2. Массовая сводка базового комплекса средств жизнеобеспечения лунных орбитальной станции и базы

В дальнейшем могут быть осуществлены процессы более полного использования двуокиси углерода в базовом комплексе. При этом для обеспечения этого использования необходимо будет перейти в значительной степени к сублимированным продуктам питания. Недостатком процесса Сабатье является невозможность использования всей двуокиси углерода, выделяемой экипажем, так как половина водорода, образующегося при электролизе воды, расходуется на образование метана. Разложение метана до углерода и водорода для сохранения водорода требует расхода катализатора, участвующего в процессе, так как осаждающийся на катализаторе углерод выводит его из дальнейшей эксплуатации. Замена в комплексе системы переработки двуокиси углерода до метана и воды и системы обеспечения экипажа кислородом на систему переработки двуокиси углерода, состоящей из высокотемпературного электролизера с твердым электролитом на керамической подложке и реактора, в котором реализован процесс Белла-Бодуара (гидрирования окиси углерода до метана и воды), может повысить степень замкнутости комплекса до 0,83. В высокотемпературном электролизере осуществляется электролиз двуокиси углерода и воды, причем на аноде образуется кислород, а на катоде — смесь окиси углерода и водорода. Из катодной полости смесь окиси углерода и водорода направляется в реактор, в котором реализуется процесс Белла-Бодуара. Метан и избыток окиси углерода удаляются, а полученная в реакторе вода возвращается в высокотемпературный электролизер. В этом комплексе осуществляется до 75% извлечения кислорода из двуокиси углерода. Комплекс позволяет использовать до 86% сублимированных продуктов.

Замена в комплексе средств жизнеобеспечения реактора с использованием процесса Белла-Бодуара на реактор, в котором реализован процесс Боша (2СО=СO₂+С) может повысить степень замкнутости комплекса до максимальной теоретической величины в 0,85, которая может быть реализована в физико-химическом комплексе при отсутствии биологических звеньев (оранжереи), используемых и для регенерации кислорода.

Высокотемпературный электролизер и реактор по процессу Боша позволяют осуществлять 100% извлечение кислорода из двуокиси углерода и получить избыток воды в количестве 0,16 кг/(чел.сут.) при 100% использовании сублимируемых продуктов. Конечным продуктом в реакторе является углерод (сажа) в количестве 0,26 кг/(чел.сут.), который осаждается на катализаторе. Комплекс даст выигрыш в расходуемых массах при условии, что масса расходуемых материалов на удаление сажи и восстановление катализатора не превысит 0,16 кг/(чел.сут.). Однако приемлемая для практического применения технология восстановления катализатора при указанной эффективности пока не отработана.

Разработка нормативов среды обитания космонавтов для непрерывных длительных экспедиций человека на Луну необходима в качестве технических требований к системам жизнеобеспечения, от которых будет в значительной степени зависеть необходимость переработки существующих систем орбитальных станций. Одновременно эти нормативы будут медицинскими требованиями к поддержанию здоровья экипажа. Прежде всего, предстоит разработать критерии оценки качества атмосферы, воды и микробиологического состава среды обитания человека вне Земли, в том числе на Луне и в длительном космическом полете. Для улучшения комфорта целесообразно рассмотреть вместо монотонной среды обитания возможности изменения ее параметров — создание переменной влажности и температуры атмосферы, содержания кислорода и двуокиси углерода и т. д.

Гораздо больше, чем формирование обитаемое базы на Луне, Вас интересуют справочные таблицы и схемы для учебы и работы по: математике, физике, химии, истории, биологии, географии? Тогда эту и еще много другой учебной информации вы сможете найдете на сайте infotables.ru!

Для извлечения кислорода из двуокиси углерода необходимо создание системы ее концентрирования (не менее 99%) и переработки. Сбор и концентрирование двуокиси углерода можно осуществлять электрохимическими или адсорбционным методами. Наиболее отработанным способом сбора и концентрирования является использование адсорбентов, к которым предъявляются требования по устойчивости к многоцикловой работе и регенерации от пара влаги и двуокиси углерода. Перспективным может оказаться использование твердых сорбентов с регенерацией водяным паром (при температуре ~105°С) для систем сбора и концентрирования двуокиси углерода (рис. ниже). Основным преимуществом этой системы является регенерация тепла за счет сброса пара из одного адсорбера в другой адсорбер, что позволяет реализовать процесс концентрирования двуокиси углерода с расходом энергии на регенерацию сорбентов не более 7 Вт/л СО₂.

Экспериментальная система очистки атмосферы и концентрирования двуокиси углерода с паровой регенерацией адсорбента: 1 — вентилятор: 2 — адсорбер; 3 — парогенератор; 4 — водяной насос; 5 — компенсатор; 6 — холодильник; 7 — влагоотделитель; А1, А2 — адсорбер; В1 ,В2 — влагоотделитель; К1-К12 — клапан; Х1, Х2 — холодильник

Для лунной базы, где присутствует гравитация, на последующих этапах перспективно использование в качестве сорбента жидкого поглотителя двуокиси углерода, обладающего значительно большей емкостью, чем твердые поглотители.

Разработан простой способ переработки путем гидрирования двуокиси углерода с получением воды и метана (процесс Сабатье). Процесс экзотермический, осуществляется с эффективностью, близкой к единице за один проход на никелевом катализаторе. По этому процессу была создана и отработана полномасштабная экспериментальная система.

Система удаления вредных примесей: 1 — вход воздуха из модуля в систему; 2 — фильтр предварительной очистки; 3 — вентилятор; 4 — фильтр нерегенерируемый; 5 — датчик расхода; 6 — блок микропримесей; 7,8- фильтры регенерируемые; 9, 10 — блоки вакуумных клапанов; 11, 12, 13-аварийные вакуумные клапаны; 14- каталитический фильтр; 15 — выход воздуха из системы в модуль; 16 — термокаталитический фильтр; 17 — воздух (часть потока); 18 — выброс вредных примесей в вакуум; 19 — без-моментный насадок; 20 — корпус орбитальной станции

Существующие регенерационные системы очистки основаны на поглощении газообразных и паровых примесей активированным углем, который периодически регенерируется в вакуум. Удаление окиси углерода и водорода осуществляется на катализаторе при температуре окружающей среды в модуле. Система удаления вредных примесей на этих принципах эксплуатировалась на станциях «Мир» и МКС и после дополнительной автоматизации ее работы может войти в состав базового комплекса средств жизнеобеспечения (рис. выше). В дальнейшем она может быть, после разработки, дополнена фотокаталитической системой или заменена более универсальной системой на основе высокотемпературного катализатора с нагревом до ~160°С (рис. ниже). Схема ее аналогична схеме системы с низкотемпературным катализатором, но весь поток воздуха проходит через блок высокотемпературного катализатора с регенерацией тепла.

Система удаления вредных примесей на основе высокотемпературного катализатора: АВК4, АВК5 — аварийный клапан; АВК БМП — аварийный клапан блока микропримесей; БВК1, БВК2 — блок вакуумных клапанов; ФДО — фильтр доочистки

Экономия массы и объема также должна быть проведена за счет организации сушки отходов жизнедеятельности экипажа и стирки и последующей сушки одежды — разработки средств для сушки и разработки стиральной машины.

Вы не астроном, а рыболов и проблемы освоения Луны Вас совершено не интересуют? Тогда Вы наверняка хотите купить лодку для рыбалки! И сделать это на максимально выгодных для себя условиях Вы всегда сможете на lodka.com.

Создание комплекса средств жизнеобеспечения на базе модернизируемых систем жизнеобеспечения космических станций «Мир» и МКС представляется наиболее целесообразным для первых этапов лунной базы и орбитальной станции. Для этого необходимо создать базовый комплекс с максимальным использованием продуктов жизнедеятельности экипажа для получения воды и кислорода с целью сокращения массы и объема расходуемых и запасных компонентов.

Проблема регенерации воды может быть решена за счет модернизации существующих систем регенерации воды из конденсата, урины и санитарно-гигиенической воды, которые успешно эксплуатировались на космических станциях. Схемы этих систем регенерации представлены на рис. ниже.

Система регенерации воды из конденсата атмосферной влаги (СРВ-К) Международной космической станции:

I — подсистема фильтрования и предварительной очистки конденсата;

II — подсистема очистки и кондиционирования;

III — подсистема хранения, подогрева и раздачи воды;

1 — фильтр газожидкостной смеси; 2 — фильтр-реактор; 3 — разделитель; 4 — индикатор проскока жидкости; 5 — мембранная емкость постоянного разрежения; 6 — насос; 7 — блок колонок очистки; 8 — сигнализатор проскока примесей; 9 — блок клапанов; 10 — блок колонок кондиционирования;

11 — контейнер технической воды; 12 — контейнер питьевой воды; 13 — блок датчиков заполнения и опорожнения контейнеров; 14 — насос; 15 — рекуператор; 16 — нагреватель; 17 — блок подачи конденсата; CWC — американская емкость для воды; СКВ — система кондиционирования воздуха

Система регенерации санитарно-гигиенической воды (СРВ-СГ): 1 — сепаратор; 2 — блок хранения исходной и очищенной воды; 3 — фильтр; 4 — блок подачи; 5 — блок колонок очистки; 6 — блок распределения и контроля; 7 — датчик качества воды; 8 — блок введения серебра; 9 — блок раздачи воды; 10 — насос; 11 — насос; 12 — емкость с подогревом; 13 — газожидкостной поток из душа; 14 — газожидкостной поток из умывальника

Система приема и консервации урины (СПК-УМ): 1 — устройство для приема урины; 2 — дозатор консерванта и смывной воды; 3 — емкость с консервантом; 4 — емкость для смывной воды; 5,6- датчик заполнения и опорожнения емкости; 7 — центробежный сепаратор; 8 — электромагнитный клапан; 9 — емкость сбора урины; 10 — резервный статический сепаратор; 11 — сигнализатор; 12 — вентилятор; 13 — фильтр воздушный

При длительных автономных полетах на окололунной орбите и организации лунной базы в состав средств регенерации воды войдут дополнительные звенья, регенерирующие воду из санитарно-гигиенического (душевого и стирального) оборудования, системы переработки углекислого газа и витаминной оранжереи. Необходимо провести модернизацию системы регенерации воды из конденсата в части регенерации воды из дополнительных источников и снижения массы расходуемых материалов, а системы регенерации воды из урины со средствами приема — в части увеличения степени извлечения воды из урины, уменьшения энергопотребления и массы расходуемых материалов. Система регенерации санитарно-гигиенической воды должна восстанавливать воду из дополнительных источников.

Конденсат, образующийся в системе кондиционирования воздуха станции и в оранжерее, должен очищаться в системе регенерации воды из конденсата атмосферной влаги (типа СРВ-К) с коэффициентом извлечения воды 100%. Очистка в данной системе осуществляется постадийно — на первой стадии очистки каталитическим окислением органических примесей, и на второй стадии — хемосорбционным поглощением примесей ионообменными смолами, с сорбционной доочисткой недоокисленных на первой стадии органических примесей. Система осуществляет также механическую фильтрацию и обеззараживание воды — добавлением ионов серебра и пастеризацией (в зависимости от назначения регенерированной воды). В этой же системе может очищаться конденсат из подсистемы дистилляции системы типа СРВ-У и воды из системы переработки углекислого газа (СПУ-ГВ). В системе также может осуществляться доочистка воды запасов. При необходимости в системе регенерации воды из конденсата воздуха СРВ-К должно быть предусмотрено дополнительное резервное оборудование, которое может обеспечить регенерацию воды из различных источников в случае нештатных ситуаций. Вероятнее всего, в этих случаях будут использованы мембранные технологии и высокотемпературный катализ. Извлечение воды из урины, предварительно консервированной для предотвращения дуохимического разложения, может осуществляться в модернизированной системе типа СРВ-УМ (подсистема дистилляции системы СРВ-УМ представлена на рис. ниже), основанной на методе парокомпрессионной вакуумной дистилляции. Извлечение воды из урины осуществляется в этой системе низкотемпературным выпариванием паров воды и рекуперацией энергии, выделяющейся при конденсации.

Подсистема дистилляции системы регенерации воды из урины СРВ-УМ: 1 — центробежный многоступенчатый вакуумный дистиллятор; 2 — компрессор пара; 3 — насос; 4 — термоэлектрический тепловой насос; 5 — охладитель; 6 — емкость для упаренного раствора; 7 — датчик заполнения/опорожнения емкости; 8 — насос конденсата; 9 — емкость промежуточная; 10 — ресивер; 11 — воздуходувка; 12 — вакуумный насос; КП — клапан предохранительный; КЭ — клапан электромагнитный; СПК-У — система приема и консервации урины

Регенерационный комплекс средств жизнеобеспечения для обитаемой лунной базы и лунной орбитальной станции первых этапов может быть создан только на основе физико-химических процессов регенерации, так как создание комплекса только на основе биологических процессов потребует больших массовых и энергетических затрат, превосходящих возможности современных космических средств, кроме того, эта проблема пока не решена и в научном плане. Так, например, энергозатраты только космической оранжереи для полного воспроизводства растительной части пищевого рациона составляют 1200-1600 кВт-ч в сутки на одного члена экипажа. Такой комплекс может постепенно создаваться для последующих стадий освоения Луны. В то же время необходимость создания биологически полноценной и комфортной среды обитания делает целесообразным включение в состав базы и станции витаминной оранжереи.

Создание регенерационных средств жизнеобеспечения и их отработка для обеспечения надежности вне земной орбиты — длительная и дорогостоящая задача. Поэтому для первоначального этапа освоения Луны и для орбитальных станций на орбитах Земли и Луны целесообразно разработать единый базовый комплекс, работающий как в невесомости, так и в условиях гравитации, с размерностью, например, на 3-6 членов экипажа. Комплекс должен создаваться на основе опыта эксплуатации аналогичных систем на орбитальной станции «Мир» и российском сегменте Международной космической станции. На последующих этапах освоения Луны для базы должен быть создан свой комплекс с учетом работы в условиях гравитации, а базовый можно будет использовать в качестве резервного.

Анализ массовых характеристик регенерационных систем показывает, что каждая в отдельности регенерационная система первого поколения имеет массу аппаратов до 150-200 кг. При дальнейшем совершенствовании регенерационных систем их масса может быть уменьшена в 1,5-2 раза.

Состав комплекса жизнеобеспечения лунной базы и орбитальной станции первого этапа должен быть следующим:

— средства обеспечения газового состава (СОГС);

— средства водообеспечения (СВО);

— средства обеспечения питанием (СОП);

— санитарно-гигиеническое оборудование (СГО);

— средства индивидуальной защиты, включая спасательный, выходной и лунный (планетарный) скафандры (СИЗ);

— витаминная оранжерея.

Условно сюда можно отнести средства противопожарной защиты (СППЗ) и средства медицинского обеспечения (СМО). Часть задач обеспечения жизнедеятельности, связанных с обеспечением теплообмена организма космонавта с окружающей средой, выполняют средства обеспечения теплового режима (СОТР), не входящие в комплекс средств жизнеобеспечения.

Комплекс можно разделить на две группы:

1. Средства обеспечения массообмена человека (обеспечения кислородом и удаления двуокиси углерода, водообеспечения, обеспечения рационами питания), конкретный выбор которых определяет степень замкнутости регенерационного комплекса.

2. Средства обеспечения параметров и комфортных условий среды обитания (контроля и регулирования общего давления атмосферы, хранения, приготовления и приема пищи, санитарно-гигиенического обеспечения и др.), выбор которых определяет степень комфорта экипажа.

Критерием оценки эффективности комплекса средств жизнеобеспечения являются массовые затраты на расходуемые элементы. Минимальная масса таких веществ достигается при максимальной степени замкнутости по составляющим массообменного баланса человека. Степень замкнутости, кроме реализации процессов регенерации, определяется составом рациона питания и количеством воды, присутствующей в рационе питания. Максимальная степень замкнутости может быть достигнута только при полном извлечении воды из продуктов жизнедеятельности экипажа и полном извлечении кислорода из выдыхаемого воздуха (в выделяемом воздухе с углекислым газом содержится 80% необходимого для дыхания человека кислорода). Массообменный баланс человека представлен в табл. 4.7, из которой видно, что человек выделяет воды больше, чем потребляет. Извлекая кислород и расходуя часть избытка воды на обеспечение человека кислородом путем электролиза воды, можно создать комплекс, обеспечивающий космонавта водой и кислородом за счет регенерации продуктов жизнедеятельности и извлечении воды (сушке) из удаляемых отходов.

Гораздо больше чем освоение Луны, Вас интересует семинар по безопасности в строительстве? В таком случае я хочу порекомендовать Вам посетить www.gasis.su. Здесь Вы сможете записать свой персонал на курсы по повышению квалификации в данной области!

Средства жизнеобеспечения (СЖО) космонавта в обитаемом космическом аппарате — это совокупность функционально взаимосвязанных средств и систем, предназначенных для создания в обитаемом отсеке условий, обеспечивающих поддержание массообмена организма человека с окружающей средой на уровне, необходимом для сохранения здоровья и работоспособности.

Задачей средств жизнеобеспечения является обеспечение на заданное время в замкнутом объеме необходимых физико-химических параметров среды обитания, количества и качества потребляемых веществ (кислорода, воды, пищи) и в удалении продуктов жизнедеятельности. Для обеспечения биологически полноценной среды обитания человека в замкнутом объеме для неограниченного времени пребывания потребуются средства с биологическими звеньями, обеспечивающими круговорот веществ.

Использование задела по средствам жизнеобеспечения орбитальных станций. Основное условие, влияющие на характеристики средств жизнеобеспечения — длительность непрерывного пребывания человека в космическом аппарате. При увеличении продолжительности экспедиции более 1-2 месяцев наиболее эффективным по массовым характеристикам становится применение регенерационных систем. Создание такого регенерационного комплекса было целью разработки и отработки процессов и систем физико-химической регенерации среды на долговременных орбитальных околоземных станциях «Мир» и МКС. При создании средств жизнеобеспечения этих станций были практически решены основные научно-технические задачи, включая электролиз воды с разделением газожидкостных фаз в условиях микрогравитации; десорбция углекислого газа и газообразных микропримесей в космический вакуум; регенерация воды из конденсата атмосферной влаги и урины. Разработанные средства обеспечили жизнедеятельность экипажей на станции «Мир» в течение 15 лет, на МКС — с марта 2000 г.

Станция «Мир»

Созданный комплекс средств жизнеобеспечения для орбитальных станций позволяет осуществлять непрерывный космический полет одного экипажа в околоземном пространстве продолжительностью до одного года при регулярной доставке с Земли продуктов питания, воды, средств личной гигиены, запасов газов и запасного оборудования. Поэтому этот комплекс целесообразно сделать основой для создания комплекса средств жизнеобеспечения лунной базы и лунной орбитальной станции первых этапов освоения Луны.

После проведения серии экспедиций на поверхность Луны, выбора места лунной базы и первичной подготовки площадки для ее размещения, можно будет приступать к созданию постоянной обитаемой лунной базы минимальной конфигурации, включающей:

— командно-жилой, складской и научно-исследовательский обитаемые модули;

— гофрированное перекрытие;

— ядерную энергоустановку;

— пилотируемый, транспортно-грузовой и рабочий луноходы.

Создание постоянной обитаемой лунной базы минимальной конфигурации и переход к постоянному присутствию на Луне человека будет вторым этапом освоения Луны. Дооснащение и расширение возможностей базы будет происходить на следующих этапах.

Для доставки модулей базы и других грузов с окололунной орбиты на поверхность Луны на этом этапе будет использоваться посадочный комплекс, который вместе с грузом будет доставляться на окололунную орбиту с помощью ММБ с ЭРДУ.

Для транспортировки людей и грузов по поверхности Луны, а также для проведения строительных и других работ на поверхности, на вто-ромэтапебудутиспользоватьсяпилотируемыйдранспортно-грузовой и рабочий луноходы. В состав рабочего лунохода будут входить различные навесные средства для работ на поверхности Луны, например бульдозер (скрепер), экскаватор, кран и др..

Перед началом создания обитаемой базы на поверхность Луны доставляются транспортно-грузовой и рабочий луноходы, с помощью которых будет создаваться радиационное укрытие для обитаемых модулей базы и осуществляться подготовка рабочего места для установки ЯЭУ.

С помощью рабочего лунохода космонавты в период экспедиции должны будут изготовить траншеи радиационного укрытия, в которые затем будут устанавливаться модули базы. После подготовки траншей будут доставлены гофрированные перекрытия, которые с помощью транспортно-грузового и рабочего луноходов будут установлены в траншеи, после чего они с помощью рабочего лунохода будут засыпаны слоем лунного грунта толщиной около трех метров. Таким образом, обитаемые модули базы будут надежно защищены как от солнечной, так и от галактической радиации, а также от небольших метеороидов. После создания противорадиационного укрытия будут доставляться обитаемые модули, которые будут установлены в траншеи с помощью транспортно-грузового лунохода и состыкованы между собой. С установкой научно-исследовательского модуля завершается создание обитаемой части базы и начинается постоянное присутствие космонавтов на поверхности Луны. Далее будет доставлена ЯЭУ, которая будет установлена в специальное укрытие и соединена кабелем с обитаемыми модулями базы. На этом создание постоянной обитаемой лунной базы минимальной конфигурации (второй этап программы освоения Луны) будет завершено.

На начальной стадии функционирования лунной базы численность ее экипажа может составлять 3 человека с последующим увеличением по мере развития базы (на следующих этапах) до 6-12 человек, а возможно, и до 20 человек. Работы на лунной базе организуются вахтовым методом со сменой экипажей каждые 6 месяцев. Все необходимые для нормальной жизнедеятельности космонавтов на Луне грузы на первых порах будут доставляться с Земли, с помощью посадочного комплекса, по схеме, аналогичной доставке пилотируемого лунохода или модулей базы. Затем, по мере создания производственного комплекса, будет осуществляться постепенный переход лунной базы на самообеспечение.

Необходимая динамика развития деятельности на Луне сможет быть обеспечена, если база за короткое время выйдет на режим покрытия своих потребностей в кислороде (как для систем жизнеобеспечения, так и затем для ракетного топлива), либо сможет быть доказана на практике ее эффективность для Земли. В противном случае возможно двоякое развитие событий. Если первоначальные оценки ресурсов окажутся преувеличенно оптимистичными, либо выявятся непредвиденные сложности их разработки, обитаемая база может вернуться на шаг назад — к стадии посещаемой исследовательской базы. А если же выявятся какие-либо непреодолимые на данном уровне развития технологии трудности, либо производимое на лунную среду воздействие окажется неприемлемо большим, база может вернуться на ранее пройденную стадию автоматической лунной базы.

Основные задачи работы обитаемой базы наряду с задачами продолжения и расширения астро- и селенофизических исследований должны включать апробирование опытно-промышленного производства из лунных сырьевых материалов. Здесь, по всей видимости, потребуется работа экипажей в большем численном составе, что повлечет за собой необходимость развертывания дополнительных жилых модулей.

В настоящее время представляется целесообразным предварить доставку дополнительных модулей базы работой тяжелого пилотируемого лунохода, в ходе которой должны быть вновь — но уже с участием профессиональных геологов — пройдены маршруты в окрестностях лунной базы. Впоследствии, на этапе окончательной подготовки площадки и развертывания модулей, этот луноход будет использоваться как транспортное, монтажное средство и как бульдозер. По завершении этих работ он вновь может быть использован в качестве передвижной лаборатории и транспортера.

Итак, на сегодня с исследованием Луны мы закончили и теперь пришло самое время как следует отдохнуть в теплой дружеской компании. Сауны Киров — это отличное место для данного времяпрепровождения, но какую из них стоит выбрать? Ответ на relax-kirov.ru!

Важнейшей областью исследований, имеющих не только фундаментальное значение в изучении межпланетного пространства в системе «Земля — Луна», но и прикладное значение для условий работы особо чувствительных приборов, а тем более для длительного пребывания экипажей обитаемых лунных баз, является мониторинг электромагнитных излучений и изучение радиационной обстановки вблизи Луны.

В процессе движения в системе «Солнце — Земля» Луна проходит через земную ионосферу при различных условиях взаимного положения рассматриваемых тел. Особый интерес представляют динамика и особенности формирования плазменного шлейфа на ночной стороне Луны, когда земной спутник пересекает шлейф магнитосферы Земли, одновременно оказываясь в тени нашей планеты.

Луна, не обладая массой, способной удерживать значительное количество газов, окружена сильно разреженной атмосферой — экзосферой, плотность которой у поверхности составляет лишь 10″¹³ концентрации молекул газов в земной атмосфере. Поэтому как для обеспечения жизнедеятельности экипажей лунных баз, так и для организации ряда технологических производств необходимо изучение состава экзосферы и процессов дегазации как лунных пород, так и материалов искусственных сооружений на ее поверхности.

При полной прозрачности лунной экзосферы для частиц твердого вещества различной массы даже самые малые метеоритные частицы беспрепятственно достигают лунной поверхности. Подобный процесс вызывает интенсивную эрозию покровных слоев, что, в конечном счете, приводит к формированию глобального слоя раздробленных пород — реголита. Результаты пассивного сейсмического эксперимента на Луне позволили оценить реальный поток метеоритного вещества, выпадающего на Лунную поверхность, который оказался в 10-1000 раз меньше оценки, сделанной на основе наземных наблюдений. Последующие результаты пассивного сейсмического эксперимента привели к промежуточному результату, приближающемуся к наземным оценкам. Поскольку метеоритный и микрометеоритный поток около Луны имеет особое значение для безопасности пилотируемых полетов как на Луну, так и дальних полетов, эта проблема продолжает сохранять свою непреходящую актуальность.

Известные данные указывают, что плотность потока пылевидных частиц с массой больше 10~¹³ г и скоростью падения около 25 км/с составляет 2×10⁸ см^-2 с^-1 (число частиц, падающих на квадратный сантиметр поверхности за секунду). Подобная величина микрометеоритного потока позволяет предположить постоянное присутствие в приповерхностном окололунном пространстве рассеянного пылеобразного вещества. Отдельные наблюдения свечений лунного неба подтверждают это предположение. Свечение обеспечивается облаком пыли частиц с диаметром около 10 мкм. Исследование динамики и распределения пыли в окололунном пространстве, а также физики этого необычного явления, необходимы как с теоретической точки зрения, так и в связи с функционированием приборов и человека в подобной среде.

Среди физических полей, связанных с лунным телом, тонкая структура гравитационного поля Луны и гравитационные аномалии требуют пристального изучения, как в связи с исследованиями внутреннего строения Луны, так и для повышения надежности космической навигации аппаратов, находящихся в сфере влияния лунного гравитационного поля.

И вот оно состоялось! В 1916 году была завершена научно-фантастическая повесть Константина Циолковского «Вне Земли», которую автор начал писать ещё в 1896 году. Официальная же его научно-фантастическая деятельность началась в 1893 году с упомянутой в предыдущем очерке повести «На Луне». В силу ряда обстоятельств сначала была напечатана только половина рукописи «Вне Земли», а целиком она увидела свет лишь в 1920 году. В этом программном произведении выдающегося российского мыслителя главными действующими лицами являются шестеро учёных различных национальностей: англичанин, француз, немец, итальянец, американец и русский. Они получают от автора символические имена выдающихся представителей разных стран прошлого: соответственно Ньютон, Лаплас, Гельмгольц, Галилей и Франклин. И это не просто литературный приём, а отражение глубокой мысли и высокой идеи, которыми проникнуто всё произведение русского автора: такую сложную и важную задачу, как освоение космического пространства, человечество сможет осуществить продуктивно и целесообразно лишь коллективно, а не усилиями какой-либо одной, пусть даже очень сильной или богатой страны. Только русский скромно зовётся в его романе Ивановым. Каждый читатель вправе поставить в этот ряд вместо названной автором повести «Вне Земли» одной из самых распространённых русских фамилий того, кого он считает наиболее соответствующим столь прекрасной компании землян — таких в истории российской науки немало. Мы же, авторы этой книги, без раздумий ставим «Циолковский».

Космические путешественники Циолковского

В его произведении блестящие умы всего мира объединяются для ведения научных исследований и создания летательного космического аппарата в специально построенном замке в Гималайских горах. В их распоряжении большое число инженеров, мастеров, высококвалифицированных рабочих и необходимое оборудование. Они приступают к созданию реактивного космического корабля — ракеты. Следует отметить, что основные принципы устройства и силовую схему её, а также само название «ракета» Циолковский дал такому аппарату ещё в 1883 году в научной монографии «Свободное пространство». Созданная ракета, на которой осуществляются полёты в космос, имеет 100 метров в длину и целый набор новаций, которых не знала до этого времени мировая фантастическая литература. Но это и понятно, поскольку наука и фантастика в произведениях Циолковского действительно самым чудесным образом соседствуют друг с другом, будируя, дополняя и насыщая яркими красками одна другую. Ведь уже в 1911 году Циолковский опубликовал свою большую теоретическую работу «Исследование мировых пространств реактивными приборами», посвящённую созданной им совершенно новой отрасли науки — астронавтике. Появились последователи, число которых быстро росло не только в России, но и за рубежом, так же как и изобретателей реальных реактивных летательных аппаратов.

Иллюстрация из книги «Вне Земли»

В повести «Вне Земли» люди летят за пределы родной планеты именно для того, чтобы опробовать этот новый способ путешествия в космос. Впервые в летательном аппарате применялась система автоматического управления ракетой, названная автором «автоматический управитель». Для снятия проблем с перегрузками использовались специальные камеры с жидкостями, куда человек погружался на время старта. В летящей ракете впервые для подобной литературы могла создаваться искусственная сила тяжести приданием ей вращения, а также в космическом полёте использовались выращенные на её борту продукты, благодаря растениям и энергии солнца, они же поглощали и продукты жизнедеятельности людей. Кроме того, к самой ракете пристраивали огромную (500 метров) оранжерею для дополнительной утилизации человеческих выделений и получения кислорода, фруктов, овощей. При выходе в открытый космос из ракеты также впервые применялись шлюзовые камеры, выходили в скафандрах на цепочках, и в них были приборы дыхания и поглощения, а также специальные ракеты (орудия) для манёвров в безвоздушном пространстве. Летала ракета на высоте 1000 километров от поверхности Земли. С первой ракеты на Луну отправлялась маленькая ракета (лунный модуль) с колёсами для передвижения по её поверхности, управляемая экипажем из двух человек. Они сели на Луну, совершили кругосветное путешествие по нашему спутнику, нашли разные минералы, примитивную растительную и животную жизнь.

Вслед за первой ракетой с Земли устремляются тысячи других таких же ракет с тысячами людей на борту. Циолковский определяет и главную цель такого стремления людей в космос — они летят туда, чтобы обрести новую жизнь, без страданий и боли, старости и несправедливости. Но желающих полететь оказалось так много, что среди них проводили многократный отбор. Он включал испытания на выносливость при пониженном давлении кислорода и вегетарианской диете. Автор упоминает о случайной гибели трёх кандидатов на полёт при ошибке в испытаниях. На специальной исследовательской ракете совершается и путешествие между орбитами Земли и Марса, где обнаруживают множество малых астероидов — строительный материал для будущих космических поселений.

Научная фантастика XX века как основной пропагандист идеи полета человека в космос.

Последовательный пропагандист и теоретик этой идеи, ярко и смело высказанной им в ранних фантастических произведениях и постоянно декларируемой в научных трудах, Циолковский в своей повести подводит оптимистическую черту под первым опытом внеземных полётов словами возвратившихся на Землю первых космических путешественников: «…наши потомки найдут в небесном пространстве приют, счастье и полное нравственное удовлетворение». Вместе с тем следует отметить, что в повести «Вне Земли» автор куда более сдержан относительно перспектив расселения человечества в космосе — он говорит здесь только о пространстве между Землёй и Марсом и ставит больше вопросов, чем даёт ответов.

Прозвучавшее первое слово Циолковского о реактивной ракете в научной и фантастической литературе будто стало той самой недостающей массой кристаллизуемого вещества в растворе, после появления которой начинается лавинообразный процесс кристаллизации. Кроме того что, как говорилось выше, у Циолковского появилось большое количество последователей и изобретателей ракет, одно за другим стали печататься и фантастические произведения на темы полёта реактивных аппаратов. Подавляющее их большинство — в Советской России.