Еще одним недостатком второго варианта семейства со сверхтяжелой PH является высокая стоимость создания ракет такого класса, которая может составить до 150 млрд рублей (в ценах 2007 г.). Для сравнения: стоимость создания PH тяжелого класса (полезный груз на опорной орбите 44 т) составляет 50 млрд рублей в сопоставимых ценах.

 

В третьем варианте семейства перспективных носителей размерность PH среднего класса выбирается с учетом более отдаленной перспективы, в том числе исходя из того, что будет создан многоразовый пилотируемый лунный корабль, описанный выше и транспортный пилотируемый корабль нового поколения массой ~12 т (с его помощью экипаж будет доставляться на многоразовый лунный пилотируемый корабль). Кроме того, предполагается, что масса полезного груза, доставляемого на Луну с помощью многоразового посадочного комплекса, составляет не более 12 т. Этот груз, массой 12 т необходимо доставить с опорной орбиты на орбиту базирования многоразового электроракетного буксира. Для этого необходим разгонный блок массой около двух тонн. Таким образом, необходима PH среднего класса, грузоподъемностью до 14 т. В первых двух вариантах семейств ракет-носителей вышеупомянутую задачу (доставку грузов на орбиту буксира) выполняла бы PH грузоподъемностью 16,5 т. Ну, а если Вы гораздо больше, чем мечтать о полетах на Луну, любите играть в азартные игры, то я советую вам поиграть бесплатно онлайн в слоты на сайте free-slots-hall.com — вот ссылка! Здесь вы найдете самые популярные игровые автоматы и самые щедрые системы выигрышей!

 

Размерность PH тяжелого класса выбирается исходя из того, что предполагается совместное выведение разгонного блока и лунного пилотируемого корабля одним пуском. Достоинством данного варианта семейства PH является как сравнительно небольшая частота пусков по программе исследования и освоения Луны (6-7 пусков в год), так и удобство компоновки полезных грузов. Так, например, при массе рассматриваемого разгонного блока 43,5 т, лунного пилотируемого корабля 16,5 т, лунный экспедиционный комплекс хорошо «вписывается» в грузоподъемность такой PH и отпадает необходимость в операциях стыковки на околоземной орбите. Также хорошо вписывается в грузоподъемность PH связка «взлетно-посадочный комплекс + бак с рабочим телом для электроракетного буксира». Масса взлетно-посадочного (посадочного) комплекса составляет 28 т, масса бака с рабочим телом на полный цикл полета буксира околоземная орбита — окололунная орбита — околоземная орбита составляет около 25 т, и плюс к этому добавляется малый разгонный блок (~7 т) для перевода связки с опорной орбиты на орбиту буксира и стыковки с ним. Фактически PH тяжелого класса грузоподъемностью 60-65 т перекрывает весь спектр полезных нагрузок, выводимых на низкую околоземную орбиту, в обеспечении лунной программы.

 

Таким образом, третий вариант семейства ракет-носителей с максимальной грузоподъемностью в 60-65 т обладает рядом преимуществ и, по мнению ряда разработчиков программы из РКК «Энергия», представляется наиболее целесообразным.

 

Таблица. Требования к возможностям средств выведения на околоземную опорную орбиту

 

В табл. выше приведены требования к возможностям средств выведения на околоземную опорную орбиту.

Планируете посетить конференцию по освоению Луны в Москве, которая пройдет уже в следующем месяце? Тогда спешу сообщить вам, что гостиница Мидланд Шереметьево в Москве открывает перед вами свои двери. Здесь вас ждут высококвалифицированный персонал, отличные номера и приемлемые цены!

---

С начала работ по осуществлению пилотируемых полетов к Луне вопрос о выборе типоразмера PH и совмещаемого с ней разгонного блока для доставки пилотируемого корабля с Земли на орбиту Луны был непростым и дискуссионным. Как уже отмечалось, в нашей стране ОКБ-1 С.П. Королева создавало ракету-носитель Н 1Л, в США программа «Аполлон» была реализована с помощью сверхтяжелой PH «Сатурн-5» грузоподъемностью более 100 т. Многие специалисты расходятся в мнениях о том, какие новые PH наиболее целесообразно создавать для лунной программы, конечно, с учетом выведения и других полезных грузов. Одно из таких предложений, предлагаемое РКК «Энергия», рассмотрим более подробно.

 

Проанализируем возможности и эффективность ряда ракет-носителей, включающего существующие и перспективные для выведения на опорную околоземную орбиту полезных грузов на первых этапах создания и эксплуатации лунной инфраструктуры.

Не вызывает сомнения, что практически любые полезные грузы массой до 8 т, включая околоземные спутники связи, навигации, дистанционного зондирования Земли и др., исследовательские КА на орбиты спутника Луны или в точки либрации системы Земля—Луна, а также существующие транспортные пилотируемые корабли типа «Союз», целесообразно выводить на опорную околоземную орбиту с помощью существующих PH типа «Союз». Разгонные блоки типа ДМ, предназначенные для обеспечения облета Луны, также целесообразно выводить на опорную околоземную орбиту с помощью существующей и адаптированной под эти разгонные блоки ракеты-носителя «Протон-М».

 

В то же время, для выведения на опорную околоземную орбиту многих других полезных нагрузок, включая лунный пилотируемый корабль с разгонным блоком, взлетно-посадочный и посадочный комплексы, лунную орбитальную станцию, а также контейнеров с грузами для экипажей элементов лунной инфраструктуры и расходуемыми компонентами многоразовых элементов лунной инфраструктуры, контейнеров с рабочим телом многоразовых буксиров, элементов комплекса по производству кислорода, металлов и кремния из лунных ресурсов и т.д. необходимо создание новых ракет-носителей, так как масса многих из этих полезных грузов, как было показано выше, значительно превышает грузоподъемность существующих ракет-носителей.

 

Не вызывает сомнения необходимость повышения грузоподъемности ракет-носителей для реализации лунной программы даже первых этапов. Однако подход к выбору их размерности разный и в ряде случаев противоречивый.

 

В рамках проектных исследований, проведенных в РКК «Энергия» в 2007-2008 гг., были рассмотрены возможности реализации пилотируемой программы РФ (включая программу исследования и освоения Луны) до 2040 г. с помощью трех вариантов семейства перспективных PH, запускаемых с нового космодрома «Восточный» и выводимых полезный груз (ПГ) на опорную орбиту высотой Н_кр = 200 км и наклонением i = 51,6:

 

— первое семейство включает PH среднего класса повышенной грузоподъемности с массой ПГ до 16,5 т и PH тяжелого класса с массой ПГ ~44 т;

— второе семейство также включает PH среднего класса повышен-грузоподъемности с массой ПГ 16,5 т; тяжелого класса с массой ПГ ~44 т, и PH сверхтяжелого класса с массой ПГ -100 т;

— третий вариант включает, как и первые два, PH среднего класса повышенной грузоподъемности с массой ПГ до 14 т, и ракеты-носители тяжелого класса с массой полезного груза 60-65 т.

 

В первом семействе размерность ракеты-носителя среднего класса выбрана исходя из того, что 16,5 т — это начальная масса лунного пилотируемого корабля. Размерность PH тяжелого класса выбрана исходя из оцениваемой массы разгонного блока, предназначенного для выведения на окололунную орбиту лунного пилотируемого корабля. Отметим, что в первом варианте семейства лунный пилотируемый корабль к разгонный блок выводятся на опорную околоземную орбиту по отдельности каждый своей ракетой-носителем, затем стыкуются на низкой околоземной орбите и далее разгонный блок переводит корабль с орбиты Земли на орбиту Луны.

Основные характеристики предполагаемых полезных грузов для реализации лунной программы приведены в табл. ниже.

 

Таблица. Предполагаемые полезные грузы для реализации лунной программы

 

 

Исходные данные для расчета грузопотоков. Масса лунной базы (ЛБ) первого этапа с экипажем из 3 человек, сменяемым каждые 6 месяцев, и состоящей из командно-жилого, складского, лабораторного модулей, ЯЭУ и луноходов, оценивается в ~60 т. Масса лунной орбитальной станции, которая на последующих этапах будет служить транспортным узлом и работать в посещаемом космонавтами режиме, исходя из опыта строительства и эксплуатации околоземных орбитальных станций «МИР» и МКС, может быть оценена в ~30 т. Масса завода по производству компонентов ракетного топлива оценивается в ~30 т.

 

По проработкам РКК «Энергия» для обеспечения жизнедеятельности экипажей орбитальных станций и лунной базы, поддержания работоспособности систем и агрегатов понадобится грузопоток до 3,5 т/год на человека.

 

Рассмотрим различные варианты обеспечения грузопотока.

 

Во-первых, обеспечение грузопотока при использовании существующих технологий, схем полета и одноразовых транспортных средств типа программ «Аполлон» и «Орион».

 

Во-вторых, развертывание и эксплуатация инфраструктуры при новых схемах и технологиях, при использовании которых возможно несколько вариантов обеспечения грузопотока.

 

Первый вариант обеспечения грузопотока. Многоразовый межорбитальный буксир (ММБ) заправляется на орбите у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Взлетно-посадочные комплексы (грузовой и пилотируемый) — одноразовые, доставляются с Земли. Лунный пилотируемый корабль (ЛПК) — частично многоразовый, заправляется (дооснащается) на Земле (с аэродинамическим торможением у Земли).

 

Второй вариант обеспечения грузопотока. ММБ заправляется на орбите у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Многоразовые ВПК (грузовой и пилотируемый) заправляются у Луны топливом, доставленным с Земли. Многоразовый ЛПК заправляется (дооснащается) у Земли (с ракетным торможением у Земли).

 

Третий вариант обеспечения грузопотока. Данный вариант отличается от предыдущего использованием многоразового ЛПК с аэродинамическим торможением. За счет применения аэродинамического торможения у Земли многоразового ЛПК после возвращения с Луны достигается уменьшение массы грузов, ежегодно доставляемых на околоземную орбиту, на 230 т.

 

Четвертый вариант обеспечения грузопотока. ММБ заправляется у Земли рабочим телом, доставленным с Земли. Многоразовые ВПК (грузовой и пилотируемый) заправляются на Луне кислородом, полученным на Луне, на окололунной орбите водородом, доставленным с Земли. Многоразовый ЛПК заправляется у Земли водородом, доставленным с Земли, у Луны — кислородом, доставленным с Луны, с аэродинамическим торможением у Земли.

 

По оценкам, для обеспечения доставки и развертывания базы, орбитальной станции и завода по производству кислорода на Луне на околоземную орбиту понадобится доставить грузы массой ~600 т, так как до создания на Луне завода по производству кислорода обеспечение грузопотока идет по первому варианту.

 

А после развертывания завода для обеспечения работы базы, орбитальной станции, смены экипажа 2 раза в год грузопоток резко падает и потребуется доставлять на околоземную орбиту грузы массой до 90 т ежегодно.

 

Для получения на Луне компонентов ракетного топлива потребуется создание и доставка на Луну добывающих комплексов, комплексов переработки сырья, получения и хранения топлива, а также энергоустановок к ним.

 

Сравнение вариантов обеспечения грузопотока приведено в табл. ниже.

 

Таблица. Сравнение вариантов обеспечения грузопотока

 

 

 

Из сравнения видно, что наиболее предпочтительным с точки зрения уменьшения массы доставляемых на околоземную орбиту грузов является четвертый вариант обеспечения грузопотока.

Хотите больше знать об освоении и колонизации Луны? Тогда вам придется по вкусу научно-популярная литература от издательства Эксмо. Ну а приобрести такую литературу вы сможете прямо сейчас в фирменном интернет-магазине издательства, который находится по адресу fiction.eksmo.ru!

---

Многоразовое использование электроракетного буксира также повышает эффективность системы, так как требует постоянной доставки на околоземную орбиту только запасов рабочего тела.

 

Многоразовое использование других элементов транспортной системы также повысит ее эффективность. Наиболее полно принцип многоразовости может быть воплощен в лунном пилотируемом корабле, взлетно-посадочном и посадочном комплексах, которые будут заправляться топливом, полученном из лунных ресурсов. В этом случае отпадет необходимость не только доставлять эти элементы на околоземную и окололунную орбиты, но и топливо для них. Конечно, на Луне должны быть агрегаты для получения компонентов топлива.

 

По предварительным оценкам выполнение программы исследования и освоения Луны с использованием транспортной системы, включающей многоразовые элементы (многоразовый лунный пилотируемый корабль, взлетно-посадочные и посадочные комплексы, и электроракетный буксир) и возможность дозаправки корабля и комплексов кислородом, полученным на Луне, приведет к существенному уменьшению массы полезного груза, выводимого с Земли.

 

Для развертывания лунной базы в этом случае, включая агрегаты получения компонентов топлива и рабочего тела (лунного завода по производству компонентов топлива), потребуется доставить на околоземную орбиту примерно 600 т полезного груза, а для обслуживания до 90 т ежегодно.

 

Таким образом, включение в транспортную космическую систему электроракетного буксира многоразового использования для доставки полезных грузов на окололунную орбиту, лунного пилотируемого корабля, взлетно-посадочных и посадочного комплексов многоразового использования является не только оправданным, но и необходимым с точки зрения снижения затрат на выполнение программы исследования и освоения Луны. Применение дозаправки элементов транспортной космической системы многоразового использования компонентами топлива, полученными на Луне из лунных ресурсов на последующих этапах также приведет к повышению эффективности транспортной системы.

 

Кроме непосредственного повышения эффективности предполагается, что часть затрат на программу удастся компенсировать путем применения новых разработок, полученных при ее создании, в других отраслях народного хозяйства, не связанных с освоением космического пространства. Это касается как материалов с новыми свойствами, так и аппаратуры и элементной базы.

Лететь на Луну вы не планируете, и единственное ваше желание в данный момент — найти профессионального массажиста, который сделает вам эротический массаж. Значит, вам просто жизненно необходимо прямо сейчас заглянуть на msk.1relax.ru. Здесь вы найдете такого мастера, который исполнит все ваши желания!

---

Прежде чем рассматривать облик и возможные характеристики элементов лунной транспортной системы, необходимо оценить возможные грузопотоки, в том числе массы неделимых грузов, доставляемых по нескольким маршрутам, на которых будут функционировать различные элементы транспортной космической системы, а также размерности этих элементов.

 

Маршрут окололунная орбита — Луна — окололунная орбита. Минимальные размеры и масса взлетно-посадочного комплекса определяются по наиболее критичному по массе элементу — взлетному модулю. Численность экипажа лунных экспедиций на первых этапах будет, скорее всего, составлять 3 человека. Оценки, выполненные в РКК «Энергия» при проведении НИР «Программа исследования и освоения Луны» (2007-2008), показали, что пилотируемая кабина, в которой космонавты будут находиться при посадке и взлете взлетно-посадочного комплекса, рассчитанная на экипаж из 3 человек, будет иметь массу ~4 т. Взлетный модуль ВПК, доставляющий экипаж с Луны на окололунную орбиту, с трехместной пилотируемой кабиной, имеет минимальную массу ~7 т. Для обеспечения «выхода» экипажа без разгерметизации кабины и создания комфортных условий при первых экспедициях на Луну предусматривается наличие в составе ВПК жилого шлюзового отсека массой ~3 т, который остается на поверхности Луны при старте взлетного модуля. Таким образом, масса, доставляемая на поверхность Луны посадочным модулем взлетно-посадочного комплекса, составит ~10 т.

 

Взлетно-посадочный и посадочный комплексы являются наиболее уязвимой частью лунной транспортной системы, так как они выполняют свои функции на наибольшем удалении от Земли и их отработка затруднена как на Земле, так и в околоземном пространстве, так как условия на поверхности Луны и вблизи нее будут отличаться. Кроме того, авария и срыв экспедиции на заключительном этапе приведут к наибольшим затратам и потерям, а спасение космонавтов на поверхности Луны намного сложнее, чем на любом другом этапе полета.

 

Для более полной отработки посадочного модуля и сокращения расходов на разработку элементов транспортной системы целесообразно в составе взлетно-посадочного и посадочного комплексов использовать один посадочный модуль, т. е. максимально унифицировать эти два элемента системы. По сути, взлетно-посадочный комплекс будет посадочным комплексом, полезной нагрузкой которого будут взлетный модуль и жилой шлюзовой отсек.

Таким образом, общая масса неделимого ПГ, доставляемого на поверхность Луны посадочным комплексом, составит ~10 т.

 

Маршрут Земля — окололунная орбита — Земля. Масса лунного пилотируемого корабля, рассчитанного на экипаж из 3 человек и 14 суток автономного полета, способного самостоятельно стартовать к Земле с окололунной орбиты высотой ~100 км с любым наклонением и в любой момент времени, оценивается величиной ~16,5 т. Доставить такой корабль с опорной околоземной на окололунную орбиту возможно с помощью полутороступенчатого (со сбрасываемым баком) кислородно-водородного разгонного блока массой ~43,5 т. Таким образом, ракета-носитель, осуществляющая выведение лунного пилотируемого корабля с экипажем и разгонным блоком, должна выводить на опорную околоземную орбиту груз (с учетом резерва) массой порядка 60-65 т.

 

Дополнительным преимуществом такого типа-размера ракеты-носителя является возможность ее использования и для выведения беспилотных космических аппаратов и комплексов. Так, масса взлетно-посадочного комплекса (или посадочного комплекса с грузом) оценивается в 28-30 т, около 20-25 т будет составлять масса контейнера с рабочим телом для буксира, необходимого, чтобы доставить комплекс с околоземной орбиты базирования буксира на окололунную орбиту, и ~7 т будет составлять масса малого разгонного блока для доставки контейнера и комплекса с опорной околоземной орбиты (порядка 200 км) на околоземную орбиту базирования буксира (не менее 800 км). Таким образом, масса полезного груза ракеты-носителя также будет составлять ~60 т.

Освоение Луны невозможно без создания надежной и экономически эффективной транспортной космической системы.

 

Состав, характеристики и схема функционирования элементов транспортной системы определяются этапом ее развития. На этапе исследования Луны автоматическими КА, т.е. на начальном этапе исследования и освоения Луны, оборудование и грузы могут доставляться с помощью существующих и разрабатываемых ракет-носителей и разгонных блоков, а также электроракетным буксиром. Возможные массы доставляемого оборудования и грузов автоматических станций рассмотрены выше в разделе 3.2. В настоящей главе рассматривается состав и возможные характеристики транспортной системы применительно к этапам исследования и освоения Луны с участием человека.

 

Наиболее проработан вариант лунной транспортной космической системы первого этапа функционирования, когда все ее элементы используют компоненты топлива, произведенные на Земле. Однако имеются и концептуальные проработки транспортной системы, в которой используется, по крайней мере, хотя бы один компонент топлива ракетных двигателей, произведенный на Луне.

 

Приводимые ниже состав и характеристики транспортных средств базируются на проектных разработках РКК «Энергия», выполненных в 2007-2009 г.

 

Первый и второй этапы функционирования транспортной космической системы. В зависимости от наличия или отсутствия «лунных» компонентов ракетного топлива период создания и эксплуатации транспортной космической системы можно условно разделить на несколько этапов.

 

На первом этапе еще нет лунного добывающе-производственного комплекса, поэтому все элементы транспортной системы используют компоненты ракетного топлива и рабочего тела, произведенные на Земле. Создание и использование многоразовых лунных пилотируемого корабля, взлетно-посадочных и посадочного комплексов на первом этапе нецелесообразно, поскольку топливо для дозаправки этих элементов будет доставляться с Земли, и масса доставляемых с Земли грузов может возрасти примерно в два раза. Значительно усложнятся схемы доставки на Луну людей и грузов, так как в эти схемы должны быть включены операции доставки топлива на околоземную и окололунную орбиты и операции дозаправки. Увеличится и количество, и номенклатура элементов транспортной системы, так как в ее состав должны быть включены заправочные станции на околоземной и окололунной орбите и транспортный пилотируемый корабль, доставляющий космонавтов с Земли на околоземную орбиту и обратно. Поэтому до начала производства на Луне, по крайней мере, кислорода целесообразнее и эффективнее будет использование транспортной системы с одноразовыми пилотируемым кораблем, взлетно-посадочным и посадочным комплексами. На этом этапе многоразовым будет только межорбитальный электроракетный буксир для транспортировки грузов между орбитами Земли и Луны, причем обратный рейс с орбиты Луны на орбиту Земли будет порожним.

 

Второй этап функционирования транспортной системы начнется после создания добывающе-производственного комплекса и начала производства на Луне кислорода в достаточно больших масштабах. При наличии производства «лунного» кислорода одноразовые лунный пилотируемый корабль, взлетно-посадочный и посадочный комплексы могут быть заменены на многоразовые, которые будут заправляться «лунным» кислородом и водородом, произведенным на Земле. При заправке элементов транспортной системы «лунным» кислородом значительно увеличивается ее эффективность, так как с Земли на околоземную орбиту нужно будет выводить один лишь компонент ракетного топлива — водород. Соотношение масс компонентов ракетного топлива в кислородно-водородном ЖРД составляет 1:6 (водород : кислород), поэтому масса доставляемых с Земли грузов, по сравнению с транспортной системой первого этапа, значительно уменьшится. Если подтвердится наличие в полярных областях достаточно большого количества водяного льда, то станет возможным производство на Луне, для заправки элементов транспортной системы, не только кислорода, но и водорода. В этом случае транспортная система перейдет на полное обеспечение компонентами ракетного топлива от лунных ресурсов, и необходимость доставки водорода с Земли отпадет. При производстве на Луне компонентов топлива становится целесообразным применение многоразовых кораблей и комплексов, которые придут на смену аналогичным одноразовым элементам транспортной космической системы, что приведет к дополнительному снижению масс грузов, выводимых с Земли, так как не нужно будет выводить на околоземную, а затем и на окололунную орбиту новый взлетно-посадочный комплекс для каждой пилотируемой экспедиции или новый посадочный для каждой экспедиции по доставке грузов. В несколько раз могут снизиться объемы производства взлетно-посадочных и посадочных комплексов.

Воду для производственного процесса можно брать там же, на Луне. Используя специальные ледобуры добыть лед из замерзших озер не составит никакого труда!

---

В качестве рабочего тела в ЭРДУ могут быть использованы не только ксенон, но и металлы, например висмут и некоторые другие. В РКК «Энергия» испытывался электроракетный двигатель с литиевым рабочим телом мощностью ~500 кВт, на котором были получены вполне удовлетворительные характеристики. Замена лития на магний или кальций, добываемые на лунной базе, не приведет к заметному ухудшению тяговых и энергетических характеристик, так как потенциалы ионизации этих металлов близки. Вместе с тем, экономия затрат на выведение и транспортировку 8-9 т рабочего тела на обратный рейс будут существенны при проведении многократных транспортных операций.

 

Таким образом, к процессу химической переработки грунта в условиях лунной базы с учетом необходимости производства компонент ракетного топлива можно сформулировать следующие требования:

— Необходим единый технологический процесс переработки грунта при изменяемом в достаточно широких пределах химическом составе.

— Переработке должны подвергаться все химические компоненты, доступные в применяемом технологическом процессе.

— Технологический процесс должен включать минимальное количество операций, проводимых при высоких температурах и давлениях для обеспечения длительной надежности функционирования агрегатов и аппаратуры.

— Оборудование, используемое в технологическом процессе, должно быть легко заменяемо или ремонтопригодно с использованием в основном робототехники.

— Укрупненная схема процесса химической переработки лунного грунта с производством металлического рабочего тела и кислорода показана на рис. ниже.

 

Схема переработки грунта с целью получения компонент ракетного топлива: металлического рабочего тела и кислорода

 

 

— Для переработки должна использоваться только мелкодисперсная фракция лунного грунта с размером частиц не более 1,5 мм, поскольку при этом исключаются операции, связанные с измельчением, требующие больших затрат энергии и износоустойчивого оборудования. Разделение грунта на различные по размерам фракции требуют минимальных затрат энергии и проводятся при загрузке необходимого количества грунта в приемный бункер.

 

Исходный продукт переработки — смесь окислов различных химических элементов в процессе химической переработки — хлорирования в восстановительной среде, переводится в более летучие хлориды. В качестве восстановителя используется окись углерода. Процесс хлорирования проводится в химическом реакторе в кипящем слое при температуре 600-800°С, поскольку реактор такого типа наиболее эффективен. Получаемый продукт — смесь СO₂ и паров хлоридов, направляется на разделение посредством ректификации.

 

Полученные хлориды подвергаются различной переработке: хлориды с ионной химической связью идут на электролиз, хлориды с ковалентной связью направляются на химическое восстановление натрием.

 

Хлор, полученный при электролизе хлоридов, направляется вновь на хлорирование окислов. При восстановлении ковалентных хлоридов натрием образуется смесь восстановленного металла в дисперсном виде с хлоридом натрия. Из этой смеси хлорид натрия экстрагируется растворителем и направляется на электролиз для получения натрия и хлора. Таким образом, замыкается цикл по натрию, а хлор направляется на хлорирование окислов.

Итак, с возможностью добычи воды из Лунного грунта мы разобрались, а теперь давайте испытаем сою удачу! И все, что нам для этого потребуется, — в игровые автоматы играть бесплатно. При должно доле везения, Вы можете не только утолить свою жажду азарта, но и разбогатеть!

---

Количество воды, получаемой при термообработке лунного грунта, можно увеличить посредством проведения химических реакций между газообразными компонентами: водородом, метаном, окисью углерода и двуокисью углерода.

 

При взаимодействии Н₂ с CO образуются предельные углеводороды и вода. В упрощенном виде эта реакция описывается уравнением (процесс Фишера-Тропша) (1):

Технология проведения реакции (1) хорошо отработана: оптимальная температура процесса 150-200° С, давление 1-10 атм. Реакция проводится в проточном реакторе, катализатор процесса — мелкодисперсные железо и кобальт на носителе из пористой окиси алюминия. Зашлаковывание катализатора достаточно слабое, поэтому восстановление каталитических свойств проводится легко. В результате проведения реакции из исходной газовой смеси извлекается СО и Н₂, получаемый продукт — вода и легкие углеводороды (преимущественно метан). Цель проведения реакции — перенос кислорода из СО в Н₂O.

Углекислотная конверсия метана описывается уравнением (2):

Восстановление двуокиси углерода водородом описывается уравнением (3):

 

Условия проведения реакций (2) и (3) более жесткие, чем (1).

 

Представляется целесообразным проведение реакций (1), (2), (3) в последовательно размещенных химических реакторах с циркуляцией промежуточных продуктов между ними. В предположении эффективности проведения реакций 75-80%, количество воды, полученной в результате тепловой обработки грунта, может быть увеличено по сравнению с исходным в 1,4-1,7 раза (до 146500 кг/год), электролиз которой позволит получить кислорода 146500 кг/год и водорода 18300 кг/год.

 

Если водород и кислород используются в качестве компонент ракетного топлива, то хранить их наиболее удобно в виде воды, которая при наличии электричества в нужный момент может быть легко превращена в водород и кислород.

Как часто во время просмотра очередного фантастического блокбастера мы видим подобные картины: осыпающие друг друга яркими лазерными лучами космические корабли маневрируют в пространстве под аккомпанемент выстрелов, грохот взрывов и гул двигателей! Или попавший в безвоздушное пространство бедолага с неисправным скафандром просто лопается. Или космонавты летят на Солнце (ночью, конечно же), чтобы зарядить по нему ядерной бомбой, пока оно не потухло… давайте разберёмся, насколько эти популяризированные кинематографом образы соответствуют реальности. Читать дальше>>

Предложения по добыче гелия-3 из лунного грунта для наземной термоядерной энергетики содержатся в ряде работ, однако наиболее подробно они изложены в работах, проводимых в Висконсинском университете США.

 

В для добычи ³Не предполагается обрабатывать грунт, содержащий максимальное количество гелия, т.е. грунты с большим количеством ильменита FeTi0₃. Такие грунты расположены в районе Моря Спокойствия, области близкой к Лунному экватору. Однако анализ фотографий поверхности отдельных участков Моря Спокойствия, наиболее богатых ильменитом, показал достаточно большое количество кратеров, окруженных выбросами крупного обломочного материала и камней. Для обеспечения более благоприятной работы добывающих агрегатов целесообразно перерабатывать грунт, не содержащий крупноформатный обломочный материал. Участки квадратной формы, размером 300×300 м², свободные от такого материала, занимают до 80% площади областей Моря Спокойствия, богатых ильменитом. Исходя из этого, предложено разделить всю обрабатываемую поверхность на смежные участки площадью порядка 300×300 м². Концентрация газов (г/т) в морском реголите следующая: Не³— 9х10³(8,1х10³), Не⁴— 30 (27), Н₂— 50-60 (50), С — 142-226 (166), N₂— 102-153 (115) (в скобках — концентрация в зернах, меньших 50 мкм).

Подвижный лунный добывающий агрегат массой 18 т добывает грунт, образуя траншею шириной Ими глубиной до 3 м, отделяет мелкую фракцию грунта, размером менее 50 мкм, нагревает ее до 700°С, собирает выделившийся газ в баллон высокого давления и передает собранный в баллон газ для дальнейшей обработки. Выемка грунта производится роторным ковшовым агрегатом, размещенным на поворачивающейся стреле добывающего агрегата с углом поворота стрелы 120°. Грунт подается конвейером на устройство разделения, в котором частицы размером более 50 мкм удаляются из процесса обработки и сразу выбрасываются обратно в траншею. Частицы размером менее 50 мкм транспортируются конвейером в зону нагрева. При нагреве до 700°С из грунта извлекается до 90% содержащихся в нем газов.

Для увеличения эффективности тепловой обработки применяется рекуперация тепловой энергии из обработанного грунта с помощью тепловых труб.

 

Нагрев грунта осуществляется солнечной энергией, собираемой подвижным первичным зеркалом диаметром 110 м, и принимаемой на подвижном агрегате вторичным зеркалом, диаметром 10 м. Движение агрегата по обрабатываемой поверхности отслеживается обоими зеркалами. Вторичное зеркало передает энергию в приемник, где происходите ее равномерное распределение по теплообменной поверхности с помощью дополнительных зеркал и тепловых труб. Греющие тепловые трубы имеют общую для всех зону испарения, совмещенную с поверхностью для приема солнечной энергии, рабочее тело — натрий.

Газы, выделившиеся при тепловой обработке, собираются в баллон высокого давления, где хранятся при давлении до 150 атм до полного заполнения баллона. Повышение давления проводится шестиступенчатым компрессором с промежуточным охлаждением газа между ступенями сжатия. Затраты энергии на сжатие составляют 160 кВт. Баллоны оборудованы палладиевыми мембранами, работающими при температуре 350-400°С, для отделения водорода от остальных компонентов смеси. По окончании заполнения, баллон транспортируется к устройству разделения газовых компонентов.