Вас гораздо больше интересуют экстрасенсорные способности, а не какие-то аппараты, бороздящие естественный спутник нашей планеты? Тогда вот вам сайт — http://ksvety.com/, где вы найдете предсказания экстрасенсов. Эти знания позволят вам распланировать всю свою жизнь, избегая неприятностей, бед и утрат.

Энергоустановка луноходов строится на базе солнечных батарей в совокупности с электрохимическими генераторами на топливных компонентах кислород-водород. Батареи обеспечивают луноходы электроэнергией в течение лунного дня, а генератор — в течении лунной ночи. Дежурным и аварийным источником электропитания систем луноходов могут быть аккумуляторы. Восполнение запаса топливных компонентов происходит путем электролиза получаемой в результате работы генератора воды с помощью электроэнергии во время стыковок с модулями базы. Для этого в состав луноходов должен быть включен электролизер, в том числе для восполнения компонентов посредством электроэнергии, получаемой от солнечной батареи во время лунного дня, в случае бездействия лунохода.

В состав целевого оборудования могут входить научное оборудование, комплект строительно-монтажного и ремонтного оборудования.

Комплекс средств жизнеобеспечения лунохода должен обеспечивать жизнедеятельность экипажа в количестве 3 человек в течение 5 суток автономной работы. При ресурсе 15 лет количество циклов автономной работы равно 360. К комплексу средств жизнеобеспечения дополнительно должно быть предъявлено требование по сохранению продуктов жизнедеятельности экипажа (конденсат атмосферной влаги, урина, фекальные массы) для последующей их переработки на базе, по крайней мере, до момента добычи воды из лунного грунта.

Схема построения комплекса и его состав существенным образом зависят от перечня расчетных нештатных ситуаций, связанных с разгерметизацией жилых отсеков, невозможностью самостоятельного возвращения лунохода на базу.

Комплекс системы жизнеобеспечения основывается на запасах газообразного кислорода, воды, пищи и средств личной гигиены. Запасы восстанавливаются после возвращения лунохода на базу. Масса запасов и их размещение зависят от времени автономного существования лунохода с экипажем с учетом расчетных нештатных ситуаций. Отметим, что удаление углекислого газа из атмосферы жилых отсеков может осуществляться системой очистки атмосферы типа хорошо зарекомендовавшей себя на орбитальных станциях системы «Воздух».

При отношении объемов командного (жилого) отсека и шлюзового отсека менее 10 в состав средств откачки воздуха из шлюзового отсека должен быть введен компрессор и баллоны для приема газа, откачиваемого из шлюзового отсека.

Транспортно-грузовой луноход предназначен для решения следующих основных задач:

Считаете, что к освоению Луны человечество приступит еще очень не скоро и поэтому предпочитаете играть в слоты, а не мечтать о недостижимых технологических высотах? Тогда предлагаю Вам заглянуть на x-casino.org. Здесь Вы сможете утолить свою жажду азарта и неплохо пополнить свой семейный бюджет!

Восстановление получаемого после хлорирования грунта СO₂ до СО проводится водородом, в результате чего образуется вода, поступающая на электролиз. При электролизе воды образуются кислород, поступающий далее на ожижение и хранение, и водород, возвращающийся в реактор восстановления СO₂ и замыкающий водородный цикл.

Таким образом, в процессе переработки лунного грунта проводятся химические реакции, замкнутые в нескольких циклах — хлорном, натриевом, углеродном и водородном, т.е. без затрат расходуемых материалов, доставляемых с Земли. В результате проведения этих циклов реакций с привлечением энергии от внешнего источника лунный грунт, состоящий из окислов химических элементов, преобразуется в кислород и восстановленные химические элементы.

Определение затрат энергии, необходимой для осуществления химических процессов, проводилось при следующих допущениях:

— затраты энергии на проведение химических реакций определялись исходя из термодинамики, описываемой соответствующим уравнением химической реакции;

— возможные побочные реакции для исходных компонентов не учитывались;

— вопросы кинетики проведения реакций не рассматривались;

— степень завершения химической реакции принималась близкой к единице.

Такая достаточно упрощенная модель позволяет, не отвлекаясь на точное описание процессов, оценить требуемые затраты энергии на получение конечных продуктов, соотнести их с энергетическими ресурсами лунной базы, определить производительность по различным продуктам переработки, характерные величины потоков веществ, требуемые для работы, допустимые потери веществ.

При расчетах предполагалось, что в качестве источника энергии для проведения процессов переработки используется термоэмиссионная ЯЭУ, аналогичная рассматриваемой в проектах многоразовых межорбитальных буксиров. Электрическая мощность ЯЭУ варьировалась от 150 до 600 кВт, причем собственное энергопотребление лунной базы составляло 100 кВт.

По результатам расчетов, количество топлива, требуемое для проведения операции спуска с лунной орбиты на поверхность Луны, может быть выработано в течение ~5 месяцев при потреблении ~230-250 кВт электроэнергии. При этом будет перерабатываться до 550 кг лунного грунта в сутки.

Таким образом, использование источника электроэнергии в виде ЯЭУ электрической мощностью 150-600 кВт позволит получить количества металлических топливных компонентов, которых хватит для осуществления транспортных операций между поверхностью Луны и окололунной орбитой каждые полгода. При этом лунная база, использующая топливные компоненты, добываемые при химической переработке лунного грунта, получает новое качество — возможность обеспечения топливом для проведения межорбитальных транспортных операций при расположении в любой точке лунной поверхности без обязательного размещения в области полюсов.

Опыт создания систем жизнеобеспечения долговременных орбитальных станций показал, что на разработку и отработку нового комплекса необходимо не менее 10 лет. Особенностью этой отработки, принятой для всех отечественных пилотируемых аппаратов, является длительная отработка летных образцов в полноразмерных макетах обитаемых модулей с операторами на борту, которой предшествует длительная техническая отработка. В качестве экспериментальной базы для этой отработки можно использовать базу ГНЦ РФ ИМБП для 500 суточного эксперимента.

Экспериментальная отработка систем жизнеобеспечения является одной из самых сложных и длительных операций. Поэтому параллельно с многолетней наземной отработкой в макетах обитаемых модулей лунной базы целесообразно проводить летную отработку в дополнительном обитаемом модуле российского сегмента МКС. Создание такого модуля позволит отработать в более короткие сроки систему жизнеобеспечения лунной базы и расширить возможности использования МКС и надежность ее жизнеобеспечения.

Для лунной базы существенно возрастает значение бортовых средств анализа атмосферы, воды и микробиологической обстановки. На орбитальных станциях бортовой контроль практически ограничен несколькими параметрами, а детальный анализ проводится на Земле с помощью возвращаемых проб и телеметрической информации. Поэтому необходимо будет определить перечень параметров контроля среды обитания и разработать бортовое оборудование анализа.

Космическая оранжерея. Увеличение комфортности и биологической полноценности среды обитания будет достигнуто за счет космической оранжереи, решающей задачи создания психологического комфорта и обеспечения витаминами. Оранжерея будет первым биологическим звеном лунной системы жизнеобеспечения. Первоначально на эту систему должны быть возложены задачи создания психологического комфорта и обеспечения экипажа витаминами за счет свежей зелени. В дальнейшем, при создании полноразмерной оранжереи к этим функциям в замкнутой системе жизнеобеспечения должны быть добавлены функции частичной регенерации пищевых продуктов, регенерации атмосферы, регенерации воды и частичной утилизации пищевых отходов.

Одним из важнейших факторов для роста растений является освещение. С появлением таких высокоэффективных источников света, как полупроводниковые светодиоды, стали очевидны преимущества их применения для освещения растений: повышенная безопасность, большая светоотдача при относительно малых массе и объеме, механическая прочность, длительный ресурс работы, возможность плавного регулирования яркости по каждой спектральной составляющей.

Космическая оранжерея «Витацикл»: 1 — блок очистки воздуха; 2 — блок водообеспечения; 3 — блок увлажнения и аэрации субстрата; 4 — блок охлаждения ламп; 5 — блок вегетационной камеры; 6 — осушитель отработанных субстратных вкладышей; 7 — энергораспределительный блок; 8 — пульт контроля и управления; 9 – ЗИП

В качестве основы лунной оранжереи может быть рассмотрена разработанная в России в наземном исполнении оранжерея «Витацикл» (рис. выше). Основным преимуществом цилиндрической витаминной оранжереи является самая высокая из всех известных вегетационных установок удельная производительность на затраченные ресурсы.

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.

Метод, реализуемый с помощью центробежного многоступенчатого вакуумного дистиллятора, обеспечивает экономию удельных энергозатрат в 5-6 раз по сравнению с реализованной на станции «Мир» атмосферной дистилляцией. Вода из системы СРВ-УМ будет использоваться главным образом в системе для электролизного получения кислорода (система типа «Электрон-В»). При необходимости, в системе можно осуществлять доочистку других типов водосодержащих отходов.

Очистка загрязненной санитарно-гигиенической воды осуществляется в системе регенерации типа СРВ-СГ с использованием процесса ультрафильтрации с последующей сорбционной очисткой. Очистке в СРВ-СГ будет подвергаться только вода, непосредственно использовавшаяся в средствах мытья с применением моющих средств (в рукомойнике, душевой кабине), или для стирки белья (в стиральной машине). Предполагается, что при принятии санитарно-гигиенических процедур часть воды будет испаряться, попадать в систему кондиционирования воздуха и далее в СРВ-К. Способы регенерации и степень восстановления воды будут зависеть от примененных моющих средств.

Схема размещения системы «Электрон» в структурной схеме средств кислородообеспечения: 1 — система «Электрон»; 2 — блок визуального контроля давления; 3 — гермокапсула блока жидкостного; 4 — вентилируемая капсула блока жидкостного; 5 — блок управления; 6 — теплоноситель системы терморегулирования; 7 — электролизер; 8 — теплообменник; 9 — разделители фаз; 10 — сигнализатор жидкой фазы; 11 — кислород; 12 — водород; 13 — блок датчиков давления; 14 — водород; 15 — вход воздуха; 16 — фильтр гидрофобный; 17 — буферная емкость; 18 — насосы; 19 — подача азота; 20 — блок продувки азотом; 21 — выход азота; 22 — выход воздуха; 23 — газоанализатор водорода; 24 — клапан водородный; 25 — газоанализатор кислорода в водороде; 26 — регулятор перепада давления; 27 — клапан вакуумный водородный; 28 — корпус орбитальной станции; 29 — выброс водорода в вакуум; 30 — безмоментный насадок; 31 — кислород; 32 — газоанализатор водорода в кислороде; 33 — емкость для воды; 34 — блок дожигания; 35 — выход кислорода в гермоотсеки; 36 — стабилизатор тока

Для получения кислорода из воды может быть использована после модернизации система электролиза воды «Электрон» с водным раствором щелочи КОН, эксплуатировавшаяся на орбитальных станциях «МИР» и МКС, ресурс которой может быть увеличен с 1 года до 3 лет (рис. выше). Газожидкостная смесь после электролиза охлаждается с использованием жидкостного контура системы терморегулирования и далее ее разделение производится на статических разделителях кислорода и водорода. Для обеспечения безопасности в магистралях кислорода и водорода установлены газоанализаторы, выдающие сигналы на отключение системы «Электрон» в случае превышения уровней примесей в электролизных газах. Основной недостаток эксплуатируемой конструкции щелочного электролизера — невозможность замены отказавшего агрегата, так как не исключена вероятность пролива щелочи и снижение сопротивления электроизоляции агрегата.

Система электролиза воды на основе твердого полимерного электролита «Янтарь»: БЕ2 — буферная емкость; БПА — блок продувки азотом; БПВ1, БПВ2 — блок подготовки воды; БЭЛ — блок электролизный; ГА1 ,ГА2 — газоанализатор; ДД1, ДД2 — датчик давления; ДПД1, ДПД2 — датчик перепада давления; ДР1 ,ДР2 — дроссель; ДЭП1, ДЭП2 — датчики электропроводности воды; ЕДВ — емкость для воды; К01, К02 — клапан обратный; КР — кран ручной; НП — насос подачи; НЦ — насос циркуляционный; РПД — регулятор перепада давления РПД1 — регулятор перепада давления кислорода; РПД2 — регулятор перепада давления водорода; СС — статический сепаратор; ТО — теплообменник; УС1.УС2 — устройство стерилизации; УСТ1 — устройство стерилизации; ЭК1 …ЭК9 — клапан электромагнитный; ЭН – электронагреватель

Разрабатывается также система электролиза воды на основе твердого полимерного электролита (рис. выше). Преимуществом этой системы «Янтарь» является отсутствие агрессивной среды. В циркуляционном контуре используется деионизированная вода. Разделение водородо-водяной смеси, поступающей из электролизера, обеспечивается статическим разделителем. Сухой кислород непосредственно поступает на потребление. Оперативно обеспечивается замена любого агрегата. Безопасность обеспечивается с помощью газоанализаторов аналогично щелочной системе.

Такой электролизер ремонтопригоден, так как в нем циркулирует вода. Однако, из-за высоких требований к качеству подпитывающей воды (сопротивление ~1 МОм), масса расходуемых материалов для этой системы в настоящее время составляет не менее 15 кг/чел. год.

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.

Считаете, что на Земле гораздо больше красот, чем на безжизненной Луне, и поэтому планируете в самое ближайшее время совершить кругосветное путешествие? Что ж, в таком случае я рекомендую Вам покупать авиабилеты на http://aviapoisk.ru. Дело в том, что данный сервис позволит Вам быстро найти самые дешевые билеты, благодаря чему Вы сможете значительно сократить расходы на свое путешествие!

Для начального этапа развертывания лунной базы возможно организовать энергоснабжение на основе солнечных батарей и аккумулятора энергии. После развертывания атомной электростанции такая система может служить резервной системой аварийного снабжения энергией, газами, водородом, кислородом и водой.

С учетом достигнутых энергомассовых характеристик и возможностей производства в качестве первичного источника для энергоустановки лунной базы можно рассматривать солнечные батареи с фотопреобразователями на базе кристаллического кремния, аморфного кремния и многопереходные системы на основе арсенида галлия. Из-за наличия на Луне значительных промежутков времени (около 13,5 земных суток) с отсутствием солнечного излучения в состав энергоустановки входит накопитель энергии, в качестве которого возможно использование аккумуляторных батарей различных типов, электромеханических накопителей (маховиков) и регенеративных энергетических установок на базе электрохимических генераторов (ЭХГ) и электролизера. За промежуток времени, когда имеется поток солнечного излучения, первичный источник часть мощности отдает потребителю, а часть мощности запасает в накопителе. Во время теневого участка, когда солнечный первичный источник отсутствует, накопитель отдает энергию потребителю.

Условия работы фотоэлектрических преобразователей на поверхности Луны существенно отличаются от таковых на орбитальных космических аппаратах. В первую очередь это касается температуры, поскольку кроме непосредственного солнечного облучения они подвержены тепловому облучению со стороны нагретого лунного грунта. Поэтому солнечную батарею для лунной базы рекомендуют формировать из фотоэлектрических преобразователей на основе гетероструктур из арсенида галлия (GaAs), поскольку в этом случае солнечная батарея будет иметь втрое меньшую площадь по сравнению с батареей на основе аморфного кремния при примерно одинаковых энергомассовых характеристиках. Малая площадь батареи позволит выполнить ее в варианте постоянной ориентации на Солнце, что увеличивает общую эффективность использования солнечного излучения.

Наиболее привлекательным вариантом системы накопления энергии является использование топливных элементов (электрохимических генераторов), в которых происходит прямое преобразование химической энергии горючего (водорода) и окислителя (кислорода) в электрическую энергию. Образующаяся в ходе реакции вода запасается в баках и в течение лунного дня может быть разложена (например, в электролизере, который питается от солнечных батарей) на водород и кислород для последующего их использования. Теоретическое значение выделяемой энергии при соединении водорода и кислорода в стехиоме-трическом соотношении составляет 4330 Втхч/кг. Достигнутая к настоящему времени эффективность преобразования выделяемой энергии в электрическую зависит от типа ЭХГ и составляет 50-70%. Эффективность электролизеров для разложения воды также достаточно высока и составляет 70-80%. Удельные массы основных агрегатов — ЭХГ и электролизера относительно невелики. Для ЭХГ с твердополимерным электролитом (рабочая температура 60-80°С) удельная масса составляет 5-6 кг/кВт при мощности в несколько киловатт. Электрохимические генераторы на базе топливных элементов с щелочным матричным электролитом позволяют реализовать большие мощности. Так, ЭХГ «Фотон» разработки Уральского электрохимического комбината при массе 160 кг может вырабатывать электрическую мощность 20 кВт. За счет уменьшения толщины активных ячеек топливных элементов возможно снижение удельной массы ЭХГ до 5 кг/кВт.

Удельная масса электролизера с учетом системы подготовки воды, фильтрации газов, силовой конструкции (особенно для электролизеров высокого давления) составляет -30 кг/кВт.

Водород и кислород для обеспечения работы ЭХГ в течение лунной ночи хранятся в газообразном виде в баках высокого давления (30-40 МПа) при пониженной температуре ~200 К.

Доставка модулей с окололунной орбиты обеспечивается с помощью посадочного комплекса. Предполагается унификация посадочного модуля комплекса с посадочным модулем одноразового пилотируемого взлетно-посадочного комплекса. Оценки показывают, что минимальная масса взлетного модуля с трехместной пилотируемой кабиной составит ~7 т. Для обеспечения выхода космонавта без разгерметизации корабля и создания комфортных условий при первых экспедициях на Луну предусматривается наличие в составе взлетно-посадочного комплекса жилого шлюзового отсека массой ~3 т, который остается на поверхности Луны при старте взлетного модуля. Таким образом, общая масса полезного груза, доставляемого на поверхность Луны унифицированным посадочным модулем, составит ~10 т.

Опыт создания и компоновки герметичных модулей долговременных орбитальных станций с учетом прогресса в технологиях позволяет предположить, что ~10т, по-видимому, являются минимальной массой обитаемого модуля (аналог — модуль «Квант» орбитальной станции «Мир»), с достаточным набором служебных систем. При этом объем по гермокорпусу при достигнутой плотности компоновки оборудования (-0,2 т/м³ приборной зоны) составит 40-50 м³.

Анализ проектов компоновки модуля на посадочном комплексе, схемы транспортировки модуля по поверхности Луны транспортным луноходом и максимальной площади пола модуля позволяет определить диаметр гермоотсеков модулей от 2,5 до 3,2 м, а их габаритная длина — до 8 м. Учитывая распространенный в космической промышленности России диаметр 2,9 м, его можно взять в качестве базового для модулей лунной базы.

Командно-жилой, складской и научно-исследовательский модули в состыкованном состоянии

Эксплуатация базы как технического объекта должна выполняться с большой степенью автономности и надежности.

Обитаемые модули базы минимальной конфигурации в состыкованном состоянии показаны на рис. выше.

Схема доставки модулей базы на поверхность Луны с использованием транспортной грузовой системы (ТГС) и многоразового межорбитального буксира (ММБ) с ЭРДУ: ОСЗ — орбита спутника Земли; ОСП — орбита спутника Луны; ПГ — полезный груз; ПК — посадочный комплекс; РБ — разгонный блок; РН — ракета-носитель; РТ — рабочее тело

Доставка модулей к месту строительства. Сборка «посадочный комплекс с модулем базы, бак рабочего тела многоразового межорбитального буксира и малый разгонный блок» должна выводиться на околоземную орбиту как беспилотный крупногабаритный объект. В автономном полете сборка должна обеспечивать стыковку с многоразовым межорбитальным буксиром с ЭРДУ. После выхода буксира на заданную окололунную орбиту сборка отделяется от буксира и осуществляет посадку на поверхность Луны. Схемы доставки модулей базы на поверхность Луны приведена на рис. выше. После прилунения модули доставляются к месту назначения по схеме, приведенной на рис. ниже.

Схема доставки и стыковки модулей лунной базы:

а — подъезд транспортного лунохода к посадочному комплексу; б — соединение транспортного лунохода с периферийным модулем лунной базы; в — съезд транспортного лунохода с посадочной платформы и транспортировка периферийного модуля к месту размещения лунной базы; г — стыковка периферийного модуля с базовым модулем лунной базы с помощью транспортного лунохода (периферийный модуль — активный объект, базовый модуль лунной базы — пассивный объект); д — результат стыковки модулей лунной базы; 1 — посадочный комплекс; 2 — периферийный модуль лунной базы; 3 — транспортный луноход; 4 — базовый модуль лунной базы