Прочитайте онлайн 100 великих тайн космонавтики | Снова на Луну?

Читать книгу 100 великих тайн космонавтики
3316+4164
  • Автор:
  • Язык: ru

Снова на Луну?

Таковы дела с «лунной программой» на сегодня. А что будет завтра? На прошедших в апреле 2011 года в Москве XXXV Академических чтениях по космонавтике (Королевские чтения) специалисты Государственного космического научно-производственного центра ГКНПЦ имени М. В. Хруничева представили планы дальнейшего освоения космоса. В программе, рассчитанной на 30 лет, прописаны основные этапы освоения Луны и даже Марса.

Где лунатики купались?

Интерес к естественному спутнику нашей планеты снова возрос в связи с открытиями последних лет. В частности, известно, что во времена Галилея астрономы назвали темные пятна на диске Луны морями, а круглые углубления — цирками, предполагая, что жители Селены вполне могут купаться и развлекаться, подобно землянам.

Эту идею позднее поддержали сказочники, фантасты и даже… газетчики. Вспомните хотя бы, какие приключения ждали на Луне Незнайку и его друзей в одной из фантастических повестей Николая Носова. Другая, менее известная, но весьма шумная история произошла в 1835 году на самом деле.

Воспользовавшись тем обстоятельством, что известный астроном Джон Гершель отправился в Кейптаун, чтобы полюбоваться небом Южного полушария, нью-йоркская газета «Сан» из номера в номер стала печатать сообщения о последних открытиях Гершеля на Луне, якобы сделанных им с помощью новейшего телескопа, способного рассмотреть на Луне даже бабочек. Газета неплохо заработала, расписывая лунные горы, леса и травянистые равнины, стада животных, похожих на земных бизонов и носорогов, а также летучих мышей, оказавших… разумными обитателями Луны.

Обман, впрочем, вскоре раскрылся. Но это не помешало и в последующие десятилетия то одной, то другой газете сообщать, что на Луне обнаруживают то какие-то загадочные огни, то признаки строительных работ, то следы как бы вулканической деятельности или работы каких-то производств… В конце 60-х годов ХХ века дело дошло даже до того, что саму Луну признали огромным… кораблем, причаленным возле нашей Земли представителями неизвестно какой цивилизации.

Так что когда 40 с лишним лет тому назад на Луне, районе Моря Спокойствия, высадились американские астронавты, многих постигло разочарование. На деле на Луне не удалось обнаружить ни малейших следов лунатиков, цирки оказались просто метеоритными кратерами, а в лунных морях не оказалось ни капли воды.

Онлайн библиотека litra.info

«Чандраян-1» на старте

Однако — удивительное дело! — ныне с каждым годом воды на Луне становится все больше. Это, впрочем, не значит, что ее откуда-то привозят космические танкеры. Просто ученые обнаруживают все новые водные запасы на самой Селены. Причем подчас в таких местах, которые недавно считались абсолютно сухими.

Тут, видимо, надо пояснить, что заявление о больших запасах воды было сделано учеными после того, как в 2009 году НАСА нанесло по спутнику Земли… ракетный удар! Точнее, на Луну была сброшена последняя ступень ракеты-носителя. А находившийся на окололунной орбите зонд с помощью прибора, разработанного российскими учеными, определил в продуктах взрыва наличие воды.

Это открытие затем было подтверждено с помощью радаров индийского зонда «Чандраян-1». Причем оказалось, что на сравнительно небольшом участке в районе Северного полюса имеются аж 40 кратеров, заполненных льдом. Их диаметры — от 2 до 15 км, а воды в них — огромное озеро; по самым скромных оценкам — около 600 миллионов т.

Однако больше всего исследователей Массачусетского технологического института и их коллег во всем мире обрадовало, что водные запасы есть также в реголите — лунном грунте, покрывающем всю поверхность Луны и достигающем толщины в десятки метров. Причем, по мнению экспертов НАСА, получить из реголита воду очень просто — нужно лишь нагреть грунт до комнатной температуры. Причем в тонне такого грунта содержится 50–55 л воды.

То есть, говоря иначе, в некоторых районах Луны, получается, воды больше, чем в некоторых регионах Земли. Например, в кратере Кебеус содержание воды доходит до 8,5 % от общего объема грунта. А в песках пустыни Сахары — всего около 5 %.

Понятное дело, некоторые ученые предлагают использовать немалые водные ресурсы Луны для выращивания овощей и фруктов. В Аризонском университете даже разработан прототип оранжереи для этих целей, поскольку лунный грунт, как оказалось, вполне годится для роста и развития земных растений.

А дальше — больше. Ныне астрофизик Фрэнсис Маккабин из Института Карнеги (Вашингтон, США) и его коллеги-астрономы весьма серьезно рассуждают о гидросфере Луны. То есть, говоря попросту, они полагают, что некогда вода накатывала на местные пляжи огромными волнами — ведь сила тяжести на Луне в шесть раз меньше, чем на Земле.

Ученые уверяют: вода здесь распределена по всей поверхности. Но находится в связанном виде — входит в состав лунных пород, а также содержится в виде льда. Причем, по предварительным прикидкам, воды этой в 100 раз больше, чем считалось ранее.

Исследователи столь основательно «замочили» Луну, еще раз проанализировав образцы пород, привезенных астронавтами на «Аполлонах». С помощью новейшей аппаратуры они изучили лунные камни и грунт на предмет содержания в них гидроксила (ОН). А по гидроксилу вычислили общее количество воды, которая когда-то его окружала. А потом почему-то испарилась. Возможно, в результате какой-нибудь чудовищной катастрофы — например, соударения Луны с каким-то массивным астероидом.

«Если взять всю воду, запертую внутри пород Луны, и разлить по поверхности, то она создаст метровый слой», — подвел итоги расчетов Маккабин.

Проверить, так ли много на Луне воды, как говорят теоретики, исследователи намерены во время будущих лунных экспедиций. Так, Россия планирует запустить в 2012–2013 годах две межпланетные станции для исследования полюсов Селены, сообщил директор Института космических исследований РАН академик Лев Зеленый.

Станции «Луна-Глоб» и «Луна-Ресурс/1» совершат две посадки в полярных областях Луны. «Поскольку Луна не такая сухая, как казалось еще недавно, там можно обнаружить не только лед, но и, возможно, какую-то органику, как на кометах», — отметил академик Зеленый.

А в дальнейшем, после 2015 года, Россия планирует создать на Луне посадочную базу для автоматических космических аппаратов, сообщил генеральный директор — генеральный конструктор Научно-производственного объединения им. Лавочкина Виктор Хартов. Согласно проекту «Луна-Ресурс/2», предусматривается создание унифицированной посадочной платформы. На ней будет располагаться луноход с большим радиусом действия. Обследовав заданные районы, он вернется к платформе и переправит собранные образцы в ракету, которая затем стартует обратно на Землю.

В России накоплен огромный опыт исследования естественного спутника Земли, напомнил глава НПО им. Лавочкина. Теперь у нас есть шансы вписать новые страницы в эту славную историю.

На Селену за гелием?

Специалисты НАСА, исследовавшие объем водных ресурсов Луны, заодно обнаружили следы наличия в грунте многих других элементов, в том числе серебра, ртути, углекислого газа, аммиака, магния. Это открытие может стать дополнительным аргументом для создания обитаемой базы на поверхности Луны, пишет The Wall Street Journal.

Ну а наши специалисты больше уповают на возможную добычу на Луне гелия-3. Этот изотоп, как полагают специалисты, может оказаться заменой дейтерию и тритию в реакциях термоядерного синтеза. Добывать и тот и другой изотоп водорода из обычной воды удается лишь с очень большими затратами. Кроме того, тритий — изотоп очень агрессивный. Так что его замена гелием-3 может оказаться вполне рациональной. Тем более что синтез дейтерия и гелия-3 практически радиационно безопасен, так как в этом случае используются только I стабильные ядра и не возникает неудобных нейтронов, которые бесполезно уносят энергию.

Только вот где взять гелий-3 в достаточных количествах? На Земле его практически нет. Гелий, хотя и постоянно выбрасывается в атмосферу в результате радиоактивных процессов в недрах Земли, не задерживается и быстро улетает в космическое пространство. А изотопа гелия-3 там вообще нет. Правда, его достаточно много в солнечном ветре, но он через радиационные пояса Земли и ее атмосферу практически до нас не доходит. Потому взгляды энергетиков и обратились к Луне.

Когда в руках ученых оказался лунный грунт, выяснилось, что в поверхностной породе, реголите, гелия-3 содержится сотая доля грамма на тонну. А всего на Луне этого изотопа может оказаться около миллиона тонн! Если бы весь этот запас удалось превратить в энергию, землянам хватило бы ее на 10 тысяч лет. На один год нам потребовалось бы около 100 т гелия-3. Это примерно четыре рейса с Луны «челноков» типа шаттл.

Правда, до погрузки на космический грузовик нужно этот изотоп добыть, переработав прямо на Луне десятки тысяч тонн реголита. Сегодня эта задача невыполнима. Однако академик РАН, член бюро Совета по космосу Эрик Галимов считает, что доставка гелия-3 с Луны «может стать реальностью уже через 30–40 лет», если работы в этом направлении начать уже сегодня. По его словам, на разработку программы по добыче гелия-3 потребуется 25–30 миллионов долларов. Не так уж много по космическим меркам. Да и по земным тоже, если учесть, что ликвидация последствий аварии на японской АЭС «Фукусима-1» обойдется намного дороже. И ныне пока никто не берется даже сказать насколько…

А вот гелий-3 для термоядерного синтеза является идеальным топливом. При его использовании не возникает радиации, поэтому не встает проблемы захоронения ядерных отходов.

Эксперты РКК «Энергия» даже как-то брались создать постоянную станцию на Луне уже к 2015 году, а с 2020 года начать промышленную добычу на спутнике Земли гелия-3. Но этот уж они хватили через край. Столь оптимичстический вариант развития событий возможен, наверное, лишь в том случае, если бы человечество бросило заниматься всякого рода войнами, текущими делами и все средства, силы и производственные мощности направило бы лишь реализацию этой программы.

Тогда, глядишь, и роль МКС намного возросла. И работы по созданию пилотируемых кораблей нового поколения и межорбитальных буксиров типа «Паром» намного ускорились бы.

Во всяком случае, по мнению специалистов ведущего космического предприятия России, Центра имени М. В. Хруничева, колонизация других планет должна начаться с создания сборочной платформы на низкой околоземной орбите. Именно на этой станции-верфи из отдельных модулей будут строиться межпланетные корабли примерно по той же технологии, как создавалась нынешняя Международная космическая станция (МКС).

Следующий этап — развертывание лунной орбитальной станции. База на орбите нашего естественного спутника позволит исследовать Луну и управлять автоматами на ее поверхности без запаздывания сигнала (до Земли сигнал идет чуть более секунды).

Онлайн библиотека litra.info

Государственный космический научно-производственный центр им. М. В. Хруничева

Кроме того, именно с лунной станции будут впоследствии осуществляться высадки в различные районы Луны. Затем в наиболее интересных с точки зрения науки областях Луны будут созданы посещаемые базы.

Со временем базы станут постоянно обитаемыми, и начнется следующий этап — создание рудников, заводов-автоматов по переработке местных ресурсов для жизнеобеспечения космонавтов и заправки кораблей.

Специалисты Центра имени Хруничева предполагают осуществлять запуски ракет по «лунной программе» с нового космодрома Восточный, сооружение которого планируется завершить в 2013 году. Расположенный в Амурской области, на российском Дальнем Востоке, новый гигантский космический центр в перспективе заменит Байконур в Казахстане.

«Новый космодром позволит гарантировать независимость космических исследований России и ее участие на равных в международных космических проектах», — заметил по этому поводу Виктор Ремишевский, заместитель директора Российского федерального космического агентства «Роскосмос».

К Луне — наперегонки?

Кроме нас к естественному спутнику Земли рвутся китайцы, корейцы, японцы… Так, 1 декабря 2010 года, в честь 61-й годовщины создания КНР, китайцы запустили второй космический зонд для исследования Луны. «Аппарат открывает дорогу для последующей высадки на естественный спутник Земли, а также для проведения космических исследований», — пояснил в день запуска представитель космического ведомства Китая. Далее Пекин предусматривает осуществление первого беспилотного полета на Луну в 2013 году; высадку предполагается совершить в Бухте Радуг.

Интересно, что специалисты КНР уже сегодня всерьез думают над тем, как возводить лунные постройки. Говорят, они собираются их просто… выращивать. Желая найти способ сократить расходы на лунное строительство, ученые Поднебесной вывели бактерию способную существовать и размножаться при очень высоких (+200 °C) и очень низких, вплоть до абсолютного нуля, температурных режимах. Используя в качестве пищи для роста и деления некий порошок, бактерии могут очень быстро заполнять опалубку веществом, похожим на строительную пену. Перестав получать пищу, бактерии гибнут, а получившаяся пена застывает, образуя состав, схожий с бетоном.

Свои космические программы имеют также специалисты Японии и Южной Кореи. Сеул планирует построить с помощью России ракету к 2018 году и к 2025 году отправить на Луну первые спутники. А японец Ацуо Таканиши из Университета Васэда и его коллеги разработали программу для изучения походки человекоподобного устройства WABIAN-2R по Луне. Этот робот высотой 1,5 м и весом 64,5 кг предназначен для помощи людям в повседневной жизни. Выяснилось, что робот в принципе способен прыгать по лунной поверхности без потери равновесия на высоту до 1,5 м. Такие роботы предлагаются Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA) как альтернатива традиционным колесным луноходам и марсоходам.

Онлайн библиотека litra.info

Человекоподобное устройство WABIAN-2R

А вот американцы вернуться на Луну пока особенно не торопятся. Из-за финансового кризиса президенту Бараку Обаме пришлось приостановить освоение Луны в рамках проекта Constellation, начатого Джорджем Бушем в 2004 году. До лучших времен отложено и сооружение ракетных носителей нового поколения, а также обитаемого модуля космического корабля Orion, на что уже было потрачено 9 миллиардов долларов.

Тем не менее во многих проектах по освоению Луны и Марса говорится о том, что на планетах будут построены здания (а то и целые комплексы), но никто особо не уточняет, а из чего они будут сделаны. Ведь привезти с Земли все стройматериалы не получится. Специалисты из политехнического института Виржинии, похоже, нашли ответ на этот вопрос.

Идейный вдохновитель проекта — профессор Кэтрин Логан. Поначалу, правда, она разрабатывала новую танковую броню. Для этого она смешивала алюминиевую пудру и керамические материалы, которые в ходе реакции сплавлялись воедино. «Позже я предположила, что подобный опыт можно использовать для создания конструкционных материалов для Луны», — сказала Кэтрин.

Конечно же, реголита (лунного грунта) у научной группы под руководством Эрика Файерсона не было, поэтому в качестве замены ученые использовали синтетический аналог — вулканический пепел, перемешанный с различными минералами и базальтом.

В ходе эксперимента искусственный реголит и алюминиевая пудра были смешаны и помещены в тигель. Нагревание смеси до 1500 °C привело к экзотермической реакции самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). В результате получились монолитные блоки (13 × 6,5 × 2,5 см, весом 57 г). Из них и предполагается вести строительство инопланетных жилищ.

Проект по созданию инопланетных «кирпичей» завоевал приз исследовательского центра PISCES (Pacific International Space Center for Exploration Systems). Ведь кирпичи не только прочны, но их не надо скреплять цементом или гвоздями. Кирпичи сплавляются в считаные минуты сваркой, что значительно сократит затраты времени на строительство.

Еще один интересный проект предложен Джином Джакомелли из Университета Аризоны. Им и его коллегами создана звездообразная надувная теплица, которая может быть развернута в автоматическом режиме, засыпана лунным грунтом для защиты от космических лучей и микрометеоритов и в дальнейшем будет обслуживаться роботами. «Астронавтам некогда будем самим копаться на грядках, — полагает Джин. — А везти, скажем, томаты с Земли — это очень дорого…»

…Окончательную точку в этой истории, похоже, поставят китайцы. Да-да, не удивляйтесь. Согласно планам, обнародованным недавно информационным агентством Синхуа, китайские тайкунавты в течение 10 ближайших лет намерены высадиться на Луне. Вот тогда-то мы, возможно, и узнаем, чьи следы они найдут на поверхности Селены. И обнаружат ли что-либо вообще?

Правда, в тот момент, когда эта книга уже готовилась к печати, в СМИ проскользнуло сообщение, будто бы в 2015 году должен совершить облет Луны вместе с напарником, имя которого не называется, знаменитый режиссер Джеймс Кэмерон. Он, дескать, готов выложить 150 миллионов долларов за то, чтобы стать первым космическим туристом, побывавшим в окрестностях Луны.

Однако состоится ли такой вояж в указанный срок? Сомнительно. Ведь на нынешний день ни у нас, ни у американцев нет корабля, готового к межпланетному перелету. А чтобы подготовить его, испытать, 300 миллионов долларов, которые готовы выложить Кэмерон с напарником, будет маловато. Значит, потребуются большие дополнительные ассигнования. Откуда их взять? Государство, судя по всему, раскошелиться на это не торопится. Так что за четыре года найти средства, создать, по существу, заново техническое оснащение лунной экспедиции вряд ли получится…

Хотя поживем — увидим. Так или иначе, в лунной эпопее когда-нибудь будет дописана еще одна глава.