Лунную базу лучше строить под землей

Луна — ближайший к нам крупный космический объект, поэтому неудивительно, что именно с ней в первую очередь связывают надежды на освоение космоса. ЕКА и Роскосмос планируют ряд миссий к спутнику Земли, чтобы оценить возможности для создания там постоянных поселений. Но где лучше разместить такие колонии?

Защита от экстрима

Понятно, что отнюдь не любой регион Луны для этого подходит. Наш спутник совершает один оборот за 28 земных суток, а ночь на Луне длится 354 часа — больше двух земных недель. Поэтому температуры там отличаются экстремальными перепадами. Например, на экваторе температура варьируется от 116 градусов по Цельсию в дневное время до -173 градусов в ночное.

Кажется, оптимальным вариантом будет разместить лунную базу на одном из полюсов — Северном или Южном.

Так, как и на Земле, на лунных полюсах погода может быть достаточно холодной. Солнце там будет перемещаться вдоль горизонта, поэтому в строительстве придется использовать вертикальные боковые стены-панели, чтобы концентрировать тепло.

В задачи строителей колонии будет входить не только обеспечение ее изоляцией от холода и жары, но и нейтрализация термического напряжения и теплового расширения.

Первые роботизированные лунные миссии, такие, как советская "Луна", были изначально спроектированы так, чтобы просуществовать одни лунные сутки. Посадочные модули NASA Surveyor могли продолжать работу и на вторые сутки, однако за время ночного цикла они зачастую приходили в негодное состояние.

Советские луноходы конца 60-х — начала 70-х годов были оборудованы элементами радиоактивного нагрева со сложно устроенной вентиляционной системой. Это позволяло им находиться в рабочем режиме до 11 месяцев. Ночью аппараты впадали в спячку и пробуждались, когда начинала поступать солнечная энергия. Но аппараты не так жалко, как людей…

Закопать в землю?

Удачным решением, которое позволило бы избежать высоких температурных колебаний, могло бы стать "закапывание" базы в реголит — порошкообразный материал, покрывающий лунную поверхность. Он обладает низкой теплопроводностью и в то же время высокой устойчивостью к солнечной радиации. Следовательно, чем глубже будет размещаться колония, тем выше будет ее тепловая защита. Также, поскольку на Луне нет атмосферы, несмотря на нагрев базового комплекса, термическое напряжение будет снижено.

Но, хотя это все прекрасно выглядит в теории, на практике осуществить такую задачу будет невероятно сложно, считают специалисты.

Правда, уже существуют пенетраторы, способные пробить поверхность Луны ударным способом. Они были разработаны для японской миссии Lunar-A и британской MoonLite. Но пока Европейское космическое агентство решилось применить метод лишь для быстрой доставки образцов.

При столкновении с поверхностью конструкции зароются в нее, а следовательно, будут находиться в умеренных термических условиях еще до того, как удастся построить защиту.

Проблема энергии

Однако непонятно, как база будет обеспечиваться энергией, поскольку возможности по использованию солнечного света окажутся очень ограничены. Проблема возникает также с нагрузками высокого ускорения при столкновении и точностью наведения.

Может быть, менее рискованным вариантом будет насыпать реголит на колонию сверху при помощи машин гидравлического типа, или же развернуть над ней колпак многослойной изоляции (MLI), которая сможет предотвратить рассеивание теплового излучения. В последнем случае солнечные батареи смогут собирать и хранить тепло на протяжении всего лунного дня.

Ночью же можно будет использовать радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), которые отличаются высокой эффективностью и требуют весьма компактных источников топлива. Но при этом еще придется решать проблему экранирования базы от радиации. Рисков при использовании таких генераторов предостаточно. Еще больше проблем может возникнуть с реакторами ядерного деления.

Хорошая перспектива — использовать на Луне термоядерные реакторы, которые могут работать там на основе больших запасов гелия-3 (которого, кстати, мало на Земле). Не лишними окажутся и литий-ионные батареи, если будет генерироваться достаточно солнечной энергии.

Имеется и вовсе "сумасшедшая" идея — обеспечивать лунную станцию энергией во время ночных циклов посредством орбитального спутника, который будет испускать лазерные или микроволновые лучи. Чтобы получить сотни киловатт энергии, потребуются лазер мощностью 50 киловатт и ректенна (антенна, конвертирующая электромагнитную энергию в прямой электрический ток) диаметром 400 метров, а также 5 квадратных километров солнечных батарей, установленных на спутнике.

Эксперты склонны предполагать, что, хотя задача создания поселения на Луне является достаточно трудной, она все же решаема. При грамотном подходе к делу лунная колония может появиться в течение ближайших двадцати лет. И это станет первым шагом к "обживанию" космоса…