В этот захватывающий, но сложный период освоения космоса время быстро приближается к серьезным проектным решениям для первых мест обитания, которые будут построены на лунном ландшафте. В предыдущих статьях мы рассмотрели опасности, связанные с такими усилиями, мы рассмотрели доступные нам конструкции, мы даже подробно описали конкретную ангароподобную конструкцию, которая может использовать материалы местного производства. Теперь мы рассмотрим возможные элементы инфраструктуры, которые будут необходимы для поддержки жизнеспособной колонии на Луне. Флориан Руесс, инженер-строитель, который работает над будущим сред обитания в экстремальных условиях, также некоторое время занимался с журналом «Космос», чтобы высказать свое мнение о будущем человечества на лунной почве…
Представьте себе попытку построить структуру на поверхности Луны. Два самых больших препятствия, с которыми столкнутся первые лунные поселенцы, - очень низкая сила тяжести и мелкая пыль, вызывающая все виды строительных проблем. Хотя кажется вероятным, что первые места обитания будут построены автоматизированными процессами еще до того, как человечество ступит на Луну, создание инфраструктуры поселений будет иметь первостепенное значение для инженеров, поэтому строительство может быть сделано максимально эффективным.
Инфраструктура будет одним из наиболее важных факторов, касающихся планирования миссий. Как будут изготавливаться строительные материалы? Как материал будет доставлен строителям? Как драгоценная вода и пища будут доставляться в молодую лунную колонию? Могут ли транспортные средства пройти от А до В без особых усилий?
Исторические примеры эффективности эффективной транспортной инфраструктуры можно увидеть в слиянии городов вокруг рек (традиционно это самый быстрый способ перевозки людей и материалов по стране). Каналы сыграли важную роль в оживлении городов во время промышленной революции в Великобритании в конце 18 века. Поскольку железнодорожные линии связывали Восток и Запад Северной Америки во второй половине 19-го века, ускорение прироста населения было испытано людьми, которые выкорчевывали и «заселяли» новые, доступные сельскохозяйственные угодья. За последние 50 лет «эффект автострады в Южной Калифорнии» несет ответственность за распространение бензоколонок, ресторанов, магазинов, за которыми следуют жилые районы для рабочих - в конечном итоге целые города и поселки основаны на легкости доступа для транспорта.
Будущая пилотируемая колонизация Луны и Марса, скорее всего, будет основана на аналогичном принципе; Успех лунного поселения будет сильно зависеть от эффективности транспортной структуры.
Представляется вероятным, что большая часть транспортировки вокруг Луны будет зависеть от колесных методов, следующих из наземных транспортных средств и испытанных «лунных колясок» из миссий «Аполлон» в 1960-х и 70-х годах. Однако есть некоторые существенные недостатки. Решая эту проблему, Флориан Руесс, инженер-конструктор и сотрудник Haym Benaroya (чья публикация основана на этой статье), указывает на некоторые проблемы с этим видом транспорта:
“Для любой миссии всегда будет необходимость в индивидуальной транспортировке, и очевидным решением является некое колесное транспортное средство. Но есть несколько серьезных проблем с этим решением:
- Снижение тяги. 1/6 гравитация и лунная почва делают тягу проблемой, точно так же, как [Марс Роверс Роверс] Дух и возможность на Марсе можно легко застрять или нужно много энергии, чтобы обойти.
- Пыли. Опыт Аполлона показывает, что много пыли поднимается колесными транспортными средствами. Эта пыль опасна для машин и людей при вдыхании.”
- Флориан Руесс (личное сообщение)
Таким образом, передвижение по модифицированной «багги с дюнами» может не быть решением для установленной базы на Луне, для использования колесных транспортных средств потребуется некоторая форма дорожной инфраструктуры.
Тревожная пыль на лунной поверхности далеко не маленькая проблема. Судя по опыту НАСА с миссиями "Аполлон", крупнейшим источником образования пыли был взлет и посадка лунных модулей. 50% реголита меньше, чем мелкий песок, и примерно на 20% меньше, чем «пыльный» 0,02 мм, который сохранил первые отпечатки ботинок Нила Армстронга. Именно этот очень тонкий компонент реголита может вызвать множество механических проблем и проблем со здоровьем:
- Нарушение зрения
- Неверные показания прибора
- Пылезащитное покрытие
- Потеря тяги
- Засорение механизмов
- истирание
- Проблемы терморегуляции
- Сбои печати
- ингаляция
Поэтому представляется очевидным, что образование пыли должно быть сведено к минимуму, поскольку этот фактор может быть серьезным препятствием для инфраструктуры поселения.
Дороги были бы идеальным ответом для новой лунной колонии. Они обеспечат колесным транспортным средствам столь необходимую тягу (таким образом, влияя на топливную экономичность транспортного средства) и могут значительно снизить количество пылеобразующей суспензии, особенно если поверхность дороги поднимается над окружающим реголитом. Дороги, однако, имеют свои недостатки. Они чрезвычайно дороги и могут быть очень сложными для сборки. Слияние реголита для формирования жесткой поверхности может быть ответом, но, как указал Руесс, «… это требует огромных энергий, которые не могут быть обеспечены только солнечной энергией». Таким образом, для выполнения такой конструкции потребуется альтернативная форма энергии.
Хотя строительство дорог было бы крайне желательно, это может быть невозможно, по крайней мере, на ранних стадиях развития лунных поселений. Одним из новых достижений в области альтернативных космических перевозок является метод вертикального взлета и посадки, но, как уже говорилось ранее, взлет и посадка с ракетным приводом производит огромное количество пыли. Но если на Луне будет несколько баз, это может быть вероятностью: «… многие люди рекомендуют различные решения для маршрутов, которые будут часто использоваться, например, для перехода от посадочной площадки к поселению или из одного поселения в другое». Руесс добавляет.
Другое решение - установленная форма транспортировки. Полностью избегая контакта с поверхностью, таким образом сокращая пыль и избегая препятствий, лунная канатная дорога могла бы быть жизнеспособной возможностью. Кажется вероятным, что такая транспортная сеть канатной дороги будет очень эффективной. «На Луне будут возможны очень большие пролеты, и поэтому стоимость инфраструктуры не чрезмерна», - подчеркивает Руесс. Эта возможность серьезно рассматривается планировщиками лунных поселений.
Вспоминая предыдущие статьи серии, Флориан Руесс комментирует, могут ли лунные базы быть мобильными, и указывает на некоторые серьезные трудности, с которыми сталкиваются планировщики поселений при использовании материалов, добываемых на месте:
“Я не большой поклонник мобильных баз. Такая система, которая включает в себя выработку электроэнергии, связь и особенно долгосрочную защиту от метеороидов и радиации, кажется мне неосуществимой. Но колесные транспортные средства могут быть герметичными конструкциями, способными служить научным миссиям продолжительностью в несколько дней. Это было бы хорошим решением для расширения возможностей постоянной базы.
“Местные материалы - это важный, но сложный вопрос. Мои исследования, проведенные до сих пор, показали, что только после того, как определенное присутствие будет установлено и накоплен опыт работы с лунными проблемами и материалами, мы сможем осмелиться и построить места обитания из местных материалов. Конечно, не раньше, чем человек ступит на Луну. И, пожалуйста, забудьте о цитируемом лунном бетоне! Для этого воображаемого материала так много показов, что я даже не хочу их упоминать. Единственное раннее местное применение материалов, которое я вижу, - это защита от метеоритов и радиации с использованием реголита в качестве экранирующего материала.”
- Строительство Лунной базы: Часть 1 - Проблемы и опасности
- Строительство Лунной базы: Часть 2 - Концепции Хабитат
- Строительство Лунной базы: Часть 3 - Структурный дизайн
- Строительство Лунной базы: Часть 4 - Инфраструктура и транспорт
«Создание базы Луны» основано на исследованиях Хайма Бенароя и Леонарда Бернольда («Инженерия лунных баз“)
Плюс эксклюзивное интервью с Флорианом Руессом, инженером-строителем экстремальной среды обитания и основателем среды обитания для экстремальных сред - HE2
-Флориан Рюсс, личное общение.
Большое спасибо Флориану Рюссу за его участие в этой статье. Для получения дополнительной информации о его работе и дизайне среды обитания в экстремальных условиях посетите его веб-сайт: HE-squared.com.
Для получения дополнительной информации о будущем поселения Луны, ознакомьтесь с Обществом Луны и совместным ресурсом Lunarpedia.
