Гораздо больше чем астрономия, Вас интересует эзотерика? Тогда Вам определенно точно следует досконально изучить курсы эзотерики. Сделать это Вы сможете самостоятельно при помощи литературы, которую найдете на happywitch.ru!

Сброс избыточного тепла с энергоустановки и теплопритока к захоложенным бакам для хранения компонентов осуществляется через холодильники-излучатели с покрытием, имеющим малое отношение коэффициента поглощения солнечного излучения к излучательной способности.

Рассмотренная энергетическая установка имеет определенные преимущества по сравнению с другими вариантами. Удельная масса солнечной энергоустановки практически не зависит от уровня генерируемой мощности и составляет для варианта с использованием ЭХГ и электролизера воды примерно γ_эу~550 кг/кВт. В табл. ниже представлены энергетические, массовые и габаритные характеристики солнечной энергоустановки при уровне полезной электрической мощности 6 кВт с различными вариантами выполнения накопителя электроэнергии.

Таблица. Характеристики лунной солнечной энергоустановки при полезной электрической мощности 6 кВт с различными накопителями электроэнергии

В качестве базового варианта рассматривается ЭХГ с щелочным электролитом и выходной электрической мощностью 6,2 кВт. Это значение мощности выбрано из условия поддержания минимального уровня жизнеобеспечения экипажа лунной станции и возможности доставки энергомодуля на поверхность Луны средствами доставки ближайшей перспективы.

В солнечной батарее используются трехкаскадные фотоэлектрические преобразователи на основе арсенида галлия, которые монтируются на панели силовой рамы солнечной батареи, содержащей два крыла. Каждое крыло крепится к силовой раме модуля с помощью поворотных штанг, которые обеспечивают необходимую ориентацию батареи. При этом точность установки плоскости панелей относительно падающего солнечного потока может быть не очень высокой (допускается отклонение ~10°). Угол поворота панелей солнечной батареи составляет 180°, при этом число коррекций за лунный день (13,5 земных суток) составляет около 30 раз. Холодильники-излучатели жестко закреплены параллельно поверхности грунта.

При площади солнечной батареи 81м² суммарная масса энергоустановки мощностью 6 кВт составит 3,5 т. Основные проектные характеристики базового модуля такой энергоустановки в лунном исполнении следующие:

Для лунной базы с повышенным энергопотреблением могут быть использованы солнечные энергоустановки с аккумулятором электроэнергии с водородным циклом, описанные ниже.

Состав и схема системы. В состав аккумулятора энергии для лунной базы входят:

— система хранения газов (водорода и кислорода);

— система терморегулирования;

— система водообеспечения;

— система управления.

Структурная схема системы электроснабжения лунной базы с солнечной батареей и аккумулятором электроэнергии с водородным циклом (АЭВЦ): ЭМВД — электролизный модуль высокого давления; ЭХГ — электрохимический генератор

Структурная схема системы электроснабжения с солнечной батареей и аккумулятором электроэнергии с водородным циклом приведена на рис. выше.

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.

Считаете лунную АЭС утопией и гораздо больше, чем читать данную статью, хотите лосьон для лица holy land купить, который отлично зарекомендовал себя во всем мире? Тогда я советую Вам заглянуть на blesk.ru. Только здесь Вы сможете совершить такую покупку на максимально выгодных для себя условиях!

Монтажно-сборочный комплект лунной АЭС состоит из термоэмиссионного реактора в сборе с холодильником-излучателем, опорной площадки, предохранительного кожуха, конической обечайки, панелей теплоотражающего покрытия. Предполагается следующий порядок монтажа и штатного функционирования лунной АЭС.

На поверхности грунта, в месте размещения АЭС (примерно в 1 км от обитаемой части лунной базы), располагается опорная площадка, обеспечивающая достаточную прочность грунта для проведения всех монтажных работ. В центре опорной площадки располагается опорное кольцо, обеспечивающее монтаж предохранительного кожуха в грунте и соединение его с опорной площадкой. После монтажа предохранительного кожуха проводится его герметичное соединение с опорным кольцом. На площадке, над предохранительным кожухом монтируется коническая обечайка для защиты от попадания грунта в полость для размещения реактора при создании грунтового вала. Эта обечайка обеспечивает также фиксацию панелей несущих отражающие панели в заданном положении. После фиксации обечайки, с помощью подъемного крана-манипулятора, производится монтаж реактора с холодильником-излучателем в предохранительном кожухе. После монтажа в рабочем положении производится сборка теплоотражающих панелей и одновременно создание защитного вала из лунного грунта. Все работы по подготовке площадки, монтажу АЭС и созданию защитного вала из лунного грунта выполняются с использованием оборудования, первичным источником энергии для которого является солнечная.

По завершению всех операций АЭС готова к эксплуатации. Пуск ЯЭУ производится автоматически, причем плавление литиевого теплоносителя в системе охлаждения производится теплом реактора, отводимым из активной зоны реактора с помощью литиевых тепловых труб пусковой системы. Эта же система обеспечивает многократный пуск и останов ЯЭУ, в том числе расхолаживание реактора при штатном и аварийном остановах.

После выведения из эксплуатации реактор выключается, а ЯЭУ остается внутри вала, обеспечивающего радиационную защиту. В принципе, если это окажется необходимым, возможно с помощью специализированного для этой операции робота-манипулятора вывезти отработавшую ЯЭУ или только реактор в специальное хранилище.

При необходимости увеличения электрической мощности на площадку доставляются дополнительные блоки АЭС такой же мощности (150 кВт) или большей мощности, построенные по той же технологии.

Лунная электростанция рассматриваемой мощности фактически представляет собой космическую ЯЭУ с термоэмиссионным реактором в качестве источника электроэнергии с отводом тепла излучением с поверхности холодильника-излучателя на тепловых трубах. Внешний вид лунной электростанции изображен на рис. ниже, а ее основные характеристики следующие:

Лунная АЭС на основе космической термоэмиссионной ЯЭУ:

1 — термоэмиссионный реактор-преобразователь в предохранительном кожухе; 2 — теневая радиационная защита оборудования ЯЭУ; 3 — опорное кольцо; 4 — вал радиационной защиты из лунного грунта; 5 — холодильник-излучатель на основе тепловых труб; 6 — отражающие панели

Часть генерируемой мощности расходуется на собственные нужды, в основном на питание электромагнитных насосов, перекачивающих литиевый теплоноситель. При необходимости, возможно преобразование тока в переменный и повышение напряжения за счет установки вблизи ЯЭУ, за защитным валом, блока преобразования тока. Информационно-управляющая система ЯЭУ расположена вблизи ЯЭУ, а контроль за работой и управлением производятся с лунной базы. Лунная АЭС и база связаны силовыми и управляющими кабелями.

Для уменьшения массы радиационной защиты персонала и оборудования лунной базы от излучения реактора предложено комплексное решение. Холодильник-излучатель, размещенный по конической поверхности с вершинным углом 24°, защищен радиационной защитой (из тяжелого и легкого материалов), входящей в состав ЯЭУ Защита персонала и оборудования в оставшейся части пространства обеспечивается радиационной защитой из лунного грунта. Реактор лунной АЭС размещается ниже уровня лунной поверхности, в предохранительном кожухе, а холодильник-излучатель размещается над уровнем лунной поверхности. Защитный вал трапецевидной формы в поперечном сечении имеет высоту 3 м, ширину основания 6 м, угол склона боковой поверхности 35°. Такая форма минимизирует количество лунного грунта, требуемое для создания вала радиационной защиты.

В процессе штатного функционирования температура поверхности тепловых труб холодильника-излучателя достигает 900°С, а температура боковой поверхности реактора ~500°С. Для обеспечения нормальных условий теплоотвода от холодильника-излучателя, на внутреннем склоне вала радиационной защиты размещены раскладные панели, несущие отражатель теплового излучения из алюминиевой фольги. Для отвода тепла от корпуса реактора, внутренняя поверхность предохранительного кожуха отполирована, а его диаметр превышает диаметр реактора на величину, обеспечивающую выход теплового излучения через зазор, без существенного изменения температуры.

Ввиду высокой температуры боковой поверхности реактора и длительного срока его работы возможен прогрев достаточно большого объема грунта до температуры, близкой к температуре наружной поверхности реактора. На данном этапе достаточно трудно представить все возможные отрицательные моменты прогрева грунта, однако для уменьшения этого стенки предохранительного кожуха выполнены многослойными, с высоким тепловым сопротивлением. Одно из отрицательных последствий прогрева грунта — выделение летучих газообразных продуктов, в числе которых вода и окислы углерода. Для предотвращения взаимодействия материала конструкции реактора и холодильника-излучателя с этими газообразными продуктами, элементы конструкции предохранительного кожуха соединяются с панелями отражения теплового излучения с минимальным зазором, и образуют полость, в которую затруднено попадание газообразных продуктов, выделившихся из грунта.

Планируете вернуться к изучению возможностей создания атомной электростанции на лунной поверхности сразу же после того, как купите качественную одежду для всех членов своей семьи? Тогда одежда сток на second-hand-lux.ru — это именно то, что Вам нужно!

Мощность в 25-50 кВт рассмотренных выше проектов лунных АЭС по современным понятиям является недостаточной. Потребность в электроэнергии базы первого этапа с экипажем в 3 и более человек с соответствующей инфраструктурой, включая луноходы с роботами-манипуляторами, по проектным проработкам РКК «Энергия» оценивается в 100 кВт. Если же учесть необходимость обеспечения некоторого запаса и желания избежать неудобства из-за возможной дефицитности электроэнергии, то следует рассматривать необходимость создания блока электростанции лунной базы электрической мощностью до 150 кВт.

Выбор технологии лунной атомной электростанции. Создание лунной АЭС должно базироваться на имеющихся основных технических решениях по космическим ЯЭУ, в том числе разработанным для транспортно-энергетических модулей, многофункциональной космической платформы и ядерной электроракетной двигательной установки (ЯЭРДУ) межорбитального буксира типа «Геркулес».

Макет ракеты-носителя «Энергия» с МТКК «Буран»

Целесообразно использовать выбранные в РКК «Энергия» технические и технологические решения по высокотемпературной ЯЭУ на основе термоэмиссионного реактора-преобразователя на быстрых нейтронах модульной схемы с использованием изотопно-чистого ли-тия-7 в качестве теплоносителя и ниобиевого сплава в качестве основного конструкционного материала.

Выбор технологии данной ЯЭУ в качестве основы лунной АЭС обоснован следующими соображениями. Реактор со встроенными в активную зону термоэмиссионными преобразователями энергии позволяет реализовать уникальный в космических условиях термодинамический цикл преобразования тепловой энергии в электрическую. В отличие от схем космических энергоустановок с любыми преобразователями тепловой энергии в электрическую, расположенными вне активной зоны реактора, нагруженные элементы ЯЭУ с термоэмиссионным реактором работают при нижней температуре термодинамического цикла. Это в условиях космоса, в том числе на поверхности Луны, где сброс не преобразованного в термодинамическом цикле тепла возможен лишь излучением, позволяет иметь высокое значение нижней температуры термодинамического цикла и, тем самым, создать компактную энергоустановку с небольшой поверхностью холодильника-излучателя. При прочих равных условиях, поверхность холодильника-излучателя ЯЭУ с термоэмиссионным реактором будет более чем на порядок меньше, чем в ЯЭУ с газотурбинной схемой преобразования.

Рассматриваемый реактор на быстрых нейтронах имеет отрицательные температурный и мощностной коэффициенты реактивности, что является одной из пассивных систем обеспечения ядерной безопасности.

Использование в качестве теплоносителя изотопа лития-7 с периодом полураспада 0,89 с позволяет иметь одноконтурную систему охлаждения ЯЭУ любой мощности, в том числе и для обитаемых космических объектов. А уникальные теплофизические свойства лития, прежде всего высокая объемная теплоемкость, обеспечивают низкие затраты на прокачку теплоносителя ЯЭУ, которые, при прочих равных условиях, примерно на порядок меньше, чем при использовании в качестве теплоносителя других жидких металлов, включая натрий и эвтектику натрий-калий.

Использование высокотемпературного, хорошо обрабатываемого ниобиевого сплава Н6ЦУ в качестве основного конструкционного материала реактора и литиевой системы охлаждения ЯЭУ позволяют иметь высокую рабочую температуру холодильника-излучателя. Малая, вследствие высокой рабочей температуры, поверхность холодильника-излучателя позволяет выполнить его жестким, что упрощает компоновку под обтекателем ракеты-носителя, повышает надежность функционирования АЭС на поверхности Луны, не требует участия космонавтов в монтажных работах. Формирование излучающей поверхности холодильника-излучателя из тепловых труб снижает вероятность выхода его из строя за счет пробоя метеоритами.

Макеты различных компоновок ракет-носителей «Ангара» на МАКС-2009

Развертывание лунной АЭС первого этапа можно начать с использованием существующей ракеты-носителя «Протон» или разрабатываемой «Ангара-5» с разгонным блоком «Фрегат» и многоразового межорбитального буксира типа «Геркулес» на основе ядерной электроракетной двигательной установки мегаваттной мощности. Монтаж лунной АЭС должен выполняться с минимальным участием экипажа с помощью транспортно-грузового и рабочего луноходов с максимальной грузоподъемностью одного из них в 10 т. Поэтому лунная электростанция (или блоки электростанции, доставляемые на поверхность Луны) должна иметь массу не более 10 т.

Характеристики радиационной защиты лунной АЭС зависят от тепловой мощности реактора, типа теплоносителя и конструкционного материала ЯЭУ, удаления от обитаемой базы, размещения реактора и всей ЯЭУ, включая холодильник-излучатель, на поверхности или заглублением в грунт, возможности использования в качестве радиационной защиты грунта и рельефа местности, конструкционного совершенства ЯЭУ и некоторых других параметров. Источниками излучения, определяющими радиационную обстановку, являются собственное n, γ-излучение термоэмиссионного реактора-преобразователя и наведенное γ-излучение жидкометаллического теплоносителя, если в ЯЭУ используется натрий или эвтектика натрий-калий.

В соответствии с [4.5] средства радиационной защиты должны обеспечивать на расстоянии 1 км в направлении обитаемых зон лунной базы (жилые помещения, производственные площадки и др.) дозу годового облучения персонала не более 0,05 Зв в секторе 30°, в остальных направлениях — не более 1 Зв.

Конфигурация радиационной защиты:

а — вертикальное продольное сечение АЭС (секущая плоскость проходит через направление на базу); б — горизонтальное сечение АЭС (медианная плоскость активной зоны) и радиационной защиты: 1 — тепловой экран для приводов органов регулирования и стержней безопасности; 2 — привод стержней безопасности, 3 — защита блока приводов (LiH), 4 — электромагнитный насос; 5 — теплообменник; 6 — задняя боковая защита (LiH); 7 — внутренняя тяжелая защита (обедненный уран); 8 — нижняя торцевая защита (LiH); 9 — внутренняя легкая защита (LiH); 10 — внешняя тяжелая защита (обедненный уран); 11 — передняя боковая защита (LiH); 12 — реактор, 13 — лунный грунт (реголит)

На рис. выше приведена полученная для этих условий конфигурация радиационной защиты для варианта АЭС мощностью 25-50 кВт, размещаемой непосредственно на поверхности Луны и с радиационной защитой, входящей в состав АЭС, т.е. доставляемой с Земли вместе с АЭС. Оптимизированные массы защитных слоев из легкого материала (от нейтронов) и тяжелого (от γ-квантов) для АЭС с мощностью 25 кВт следующие (τ):

легкий компонент защиты — гидрид лития:

нижняя торцевая защита…………………0,27

верхняя торцевая защита…………………0,09

внутренняя защита…………………………..0,8

задняя защита……………………………………0,31

передняя защита……………………………….1,08

Тяжелый компонент защиты — обедненный уран:

верхний внутренний торец……………..0,19

нижний внутренний торец……………..0,14

боковой внутренний………………………..1,4

боковой внешний……………………………..1,93

Суммарная масса защиты составляет 6,2 т, а при мощности 50 кВт — 7,9 т, т.е. удвоение мощности увеличивает массу защиты существенно меньше, чем в 2 раза. Однако существенно увеличивается масса защиты при установке рядом нескольких АЭС. Так, для рассмотренных условий обеспечения радиационной безопасности при двух АЭС мощностью 25 кВт каждая масса защиты составит примерно 16 т, так как для двух стоящих рядом установок потребуется в 2 раза большая кратность ослабления излучения. Таким образом, наращивание мощности за счет увеличения числа установок с точки зрения массы существенно менее эффективно, чем увеличение мощности одной реакторной АЭС.

Таблица. Массовая сводка вариантов лунной АЭС (кг)

Существенное снижение массы радиационной защиты в составе ЯЭУ достигается при возможности использования в качестве защиты лунного грунта и заглубления реактора или ЯЭУ в специально созданную шахту. Характеристики защит для таких вариантов размещения ЯЭУ приведены в табл. выше.

Считаете освоение Луны бесперспективным занятием и видите гораздо больший смысл в изучении таких космических объектов, как двойные звездные системы, где, по мнению многих ученых, может существовать жизнь? В таком случае, я могу Вам только порекомендовать заглянуть на сайт daily-news.com.ua, где Вы узнаете самые актуальные новости по данной теме!

Основой развития лунной базы должно стать ее энергетическое обеспечение, необходимое для получения кислорода и других элементов, обеспечение теплового режима и замкнутого цикла биосистем базы на протяжении лунного дня и лунной ночи, обеспечение электроэнергией исследовательской аппаратуры, экспериментального и промышленного оборудования. Для решения этих задач потребуется создание специального энергетического комплекса.

Имеющиеся данные по требуемым уровням электрической и тепловой энергии лунной базы первого этапа зависят от того, какие цели и задачи освоения Луны рассматривают специалисты и авторы публикаций, детализации этапов освоения Луны, количества членов экипажа и комфортности их пребывания на базе, степени замкнутости систем жизнеобеспечения, технологических процессов и их цикличности, масштабов производства продукции, источника первичной энергии (солнечная, ядерная) и, соответственно, дефицита или избыточности электроэнергии и т.п. Так, выполненные под руководством академика В.П. Глушко проектные проработки средств постоянно действующей базы-станции с массой технических средств на Луне (без посадочных ступеней) 130 т (в том числе научной аппаратуры и лабораторно-ис-следовательской базы 21,5 т) и с численностью экспедиции 6 человек со сменой их один раз в год, предусматривали развертывание лунной атомной электростанции (АЭС) с располагаемой электрической мощностью до 300 кВт на основе термоэмиссионной ядерно-энергетической установки (ЯЭУ). В РКК «Энергия» была также разработана концепция построения лунного энергетического комплекса, включающего в качестве первичного источника установки, преобразующие энергию солнечного излучения в электричество, например фотоэлектрические или газотурбинные, а в качестве аккумулятора электроэнергии — кислород-водородные электрохимические генераторы, разработанные для орбитального корабля «Буран».

Анализ различных типов энергоустановок показал, что на начальном этапе создания лунной базы при уровне электропотребления, не превышающем 25 кВт, еще может оказаться целесообразным использование энергомодулей на основе солнечных батарей и регенеративной энергоустановки с электролизером воды и электрохимическим генератором. Наращивание мощности системы энергоснабжения может быть обеспечено доставкой дополнительного комплекта энергомодулей. Однако, по мере развития базы и увеличения потребляемой мощности на Луну должны доставляться ядерные энергоустановки. В табл. ниже приведены массовые характеристики солнечных и ядерных лунных энергосистем, причем, так как масса ядерной установки существенным образом зависит от схемы организации радиационной защиты, то были рассмотрены варианты ЯЭУ как с расположением на поверхности Луны, так и заглубленные в лунном грунте. Видно, что даже при электрической мощности 25 кВт масса электростанции на основе ЯЭУ будет почти в 2 раза меньше, чем на основе солнечной энергоустановки, а при заглублении ЯЭУ в лунном грунте — более чем в 5 раз.

Сравнительный анализ возможных вариантов построения лунных энергостанций на основе солнечной и ядерной энергии показывает, что, кроме массовых преимуществ при генерируемой электрической мощности более 50 кВт, АЭС практически всех схем размещения и организации радиационной защиты имеют преимущество по сравнению с солнечными энергостанциями по интегральному стоимостному критерию — суммарной стоимости изготовления и доставки энергостанции на Луну. В табл. ниже приведены оценки суммарной стоимости лунных энергостанций при стоимости изготовления АЭС на основе термоэмиссионной ЯЭУ мощностью 25 кВт 140 млн долл. и 50 кВт — 170 млн долл. и удельной стоимости доставки полезного груза на Луну 10 млн долл./т. Для вариантов АЭС дополнительно учитывалась стоимость изготовления и доставки на Луну высоковольтного кабеля.

Равновесная температура пассивного блока хранения на дне темных кратеров будет устанавливаться из баланса между локально генерируемым теплом, естественным тепловым потоком из недр Луны вверх через изоляцию основания, рассеянным светом от любых лунных поверхностей или других близлежащих освещенных объектов, находящихся в поле зрения излучателя, энергией звезд и других космических источников, падающих на излучатель. Должны легко достигаться температуры ниже 100 К. Но до какого нижнего значения температуры можно будет дойти при реализации практических решений в строительстве сооружений на Луне, пока сказать трудно.

Вблизи обоих полюсов, возможно, есть места, где часть солнечного диска всегда находится над горизонтом. Была найдена небольшая область возле 73-километрового кратера Пири на северном полюсе Луны, на которой, по-видимому, присутствует «пик вечного света». Это вал кратера у самого полюса, постоянно освещенный Солнцем. Солнечная энергетическая установка, созданная на таком «пике вечного света», будет непрерывно вырабатывать энергию, за исключением кратких периодов солнечного затмения, когда Земля закрывает солнечный свет. Таким образом, при расположении базы на северном или южном полюсе возможно практически круглосуточное освещение базы и питание ее от солнечных батарей.

Возможность экстренного покидания места дислокации космонавтами и отлета к Земле. При выборе места посадки на лунную поверхность, а также при выборе места расположения базы, немаловажную роль играет возможность экстренного покидания места дислокации космонавтами и отлета к Земле. Эта возможность зависит от наклонения орбиты базирования лунных пилотируемого корабля и орбитальной станции.

Наклонение орбиты базирования обычно определяется из условий минимизации затрат характеристической скорости на возвращение взлетного модуля с лунной поверхности к пилотируемому кораблю или станции в случае экстренного взлета. Указанные затраты будут минимальными, если для любой даты старта с поверхности Луны плоскость орбиты корабля или станции будет содержать в себе точку взлета (расположенную в окрестностях лунной базы) — в этом случае возможен компланарный взлет из окрестностей лунной базы на орбиту базирования корабля. На поверхности Луны есть ряд областей, для которых существуют орбиты, обладающие указанным свойством. Такими являются области лунного экватора (φ = 0°) и оба лунных полюса (φ= ± 0°). Для лунного экватора описанным свойством обладают экваториальные орбиты спутника Луны (i = 0° и i = 180°), для полюсов — полярные орбиты (i = 90°). Таким образом, при размещении базы на лунном экваторе в качестве орбиты базирования корабля или станции должна выбираться одна из экваториальных орбит (i = 0° и i = 180°), при размещении базы на одном из полюсов Луны — любая из полярных орбит. Для широт лунной базы, отличных от 0° или ±90°, компланарный взлет на орбиту базирования лунного пилотируемого корабля (при любом наклонении орбиты базирования) будет возможен не всегда. Таким образом, возможными окололунными орбитами базирования корабля или станции могут являться экваториальные и полярные орбиты.

В общем-то, создание обитаемой базы на Луне — это сегодня уже не фантастика. В частности, эту тему затронула программа Территория заблуждений с Игорем Прокопенко. Из нее Вы так же могли узнать и про удивительные секреты, которые скрывает в себе единственный естественный спутник нашей планеты!

Основными критериями при выборе места для создания обитаемой лунной базы являются:

— возможность добычи природных ресурсов для дальнейшей технологической переработки и использования;

— возможность эффективного хранения криогенных компонентов;

— возможность эффективного отвода отработанного тепла;

— возможность получения солнечной энергии в течение лунных суток;

— возможность экстренного покидания места дислокации космонавтами и отлета к Земле;

— наименьшее влияние аномалий гравитационного поля Луны на пилотируемый корабль, совершающий полет по окололунной орбите базирования в режиме ожидания;

— удобство для проведения комплекса научных исследований;

— удобство для доставки грузов;

— возможность использования рельефа местности.

Теоретически возможно размещение лунной базы в трех принципиально отличающихся географическим расположением районах: в полярных областях, в экваториальной области и в средних широтах.

По возможности добычи полезных ископаемых, режимам освещения и температурному режиму и интересу для проведения комплекса научных исследований экваториальные области и средние широты принципиально не отличаются. Важным является тот факт, что для широт базы, отличных от 0° или ±90° (средних широт), компланарный взлет на орбиту базирования лунного пилотируемого корабля или орбитальной базы (при любом наклонении орбиты базирования) будет возможен не всегда, точнее — один раз в четырнадцать с половиной земных суток (вследствие вращения Луны вокруг своей оси с периодом, равным примерно 29 земным суткам). Это может создать трудности при необходимости экстренного покидании базы экипажем, поэтому расположение базы в средних широтах требует специального обоснования. Остановимся на достоинствах и недостатках размещения обитаемой базы лишь в полярных областях и на экваторе.

Размещение базы на полюсе имеет преимущества из-за постоянных температурных условий и освещенности. При сооружении базы в любом другом месте (на экваторе или в средних широтах) будет двухнедельный лунный день и двухнедельная ночь. В принципе имеются технические решения преодоления этого неудобства, включая вопросы создания теплоизоляции, терморегулирования и распределения энергии. Следует отметить, что некоторые из них уже использовались на Луне, например, советские луноходы имели шарнирную солнечную панель, которая ночью в сложенном виде выполняла функцию теплозащитного экрана, а также радиоизотопные обогреватели для поддержания температуры в ночное время. Однако эти технические решения приводят к увеличению массы объекта.

В лунный полдень на подсолнечной точке температура на поверхности повышается до 400 К, ночью опускается до 92 К, а в постоянно затемненных, недоступных для прямых солнечных лучей местах на Южном и Северном полюсах температура может опускаться до нескольких десятков градусов Кельвина. Очевидно, что площадь панелей радиатора, при одинаковом количестве сбрасываемого тепла, в полярной области будет значительно меньшей, чем в экваториальной, поскольку в экваториальной области отраженный от грунта солнечный свет, а также испускаемое грунтом инфракрасное излучение будут оказывать тепловое воздействие на панели радиаторов. В полярных областях это воздействие будет значительно меньше. Кроме того, в области, не доступные для солнечных лучей, не будет проникать и солнечная радиация, что позволит уменьшить степень радиационной защиты обитаемых модулей.

На Южном полюсе Луны обнаружены запасы водяного льда. Если льда там достаточно много, то это послужит серьезным основанием для размещения, по крайней мере, части базового комплекса базы вблизи полюса. Учитывая низкие температуры (порядка нескольких десятков градусов Кельвина) в постоянно затемненных местах полюсов, можно надеяться на присутствие там уловленной воды и других льдов. Однако убедиться в том, есть ли там какие-либо приемлемые количества водяного льда, можно, лишь проведя контактные исследования. Кроме того, охлажденные вещества можно значительно проще хранить на дне темных кратеров, что само по себе является важной возможностью, если одним из назначений базы будет производство и хранение криогенных компонентов топлива. В любом более теплом месте для хранения таких материалов потребуются тяжелые резервуары высокого давления либо, потребляющие большое количество энергии, холодильные машины.

Лунный реголит можно использовать для защиты от больших перепадов температуры из-за его низкой теплопроводности, для защиты от галактического космического излучения и вспышек на Солнце, а также от сравнительно небольших метеороидов.

Модули обитаемой базы могут быть защищены по двум вариантам: засыпкой слоем лунного грунта или заглублением в заранее подготовленные траншеи. Во втором варианте над модулями устанавливаются жесткие перекрытия полукруглой формы, в виде арки, например, из гофрированных листов алюминия, на которые насыпается слой реголита толщиной 2-3 м. Гофрированные листы доставляются свернутыми в рулон по схеме, аналогичной схеме доставки модулей. Основные характеристики гофрированных листов и время создания траншеи следующие:

Масса гофрированных листов — 10 т

Масса насыпанного реголита — 2600 т

Время создания траншеи — 30 суток

Время засыпания реголитом — 30 суток

Этапы формирования укрытия для модулей лунной базы: а — траншея с установленными модулями лунной базы; б — стенки траншеи, подкрепленные гофрированными листами; в — траншея, закрытая гофрированными листами, которые засыпаны слоем реголита

Этапы формирования укрытия для модулей базы приведены на рис. выше. При реализации второго варианта укрытия возможна замена модулей, выработавших ресурс, и более простой доступ к внешней поверхности модулей для обслуживания и ремонта находящегося там оборудования. Кроме того, модули не будут испытывать нагрузки от слоя реголита, что позволит уменьшить их массу.

Под радиационным укрытием модулей может беспрепятственно маневрировать пилотируемый луноход при его максимальном клиренсе, для этого радиус сечения укрытия должен составлять не менее 6 м.

В перспективе возможна герметизация полости укрытия, в которой находятся модули, и создание, таким образом, герметичного ангара, что расширит используемый полезный объем базы.

Изготовление траншей предполагается с помощью рабочего и транспортно-грузового луноходов с навесным оборудованием. С их же помощью предполагается и засыпка слоем реголита гофрированных перекрытий. При расположении базы на дне кратера, стены кратера будут служить естественным укрытием от солнечного и галактического излучения.