Техно

Как немцы будут строить дома на Луне

Чтобы пережить холодные лунные ночи, мировые компании разрабатывают уникальные строительные технологии

Фото: craveonline.com

Первый человек ступил на Луну 20 июля 1969 года, и с тех пор спутник Земли пока остается единственной далекой планетой, на которой побывали люди. Уже много лет астронавты многих стран мира стремятся снова туда попасть. Для этого организовывают лунные миссии, запускают на спутник Земли исследовательские  аппараты и даже разрабатывают планы колонизации Луны. Создание лунной колонии стало бы для человечества большим достижением: это наш ближайший сосед по звездам, что упрощает поддержку ресурсами. Кроме того, на Луне имеются огромные запасы гелия-3, идеального топлива для термоядерных реакторов, которого на Земле очень мало. Ученые подсчитали, что 100 тонн гелия-3 могли бы удовлетворить потребности Земли в энергии на год. Поверхности Луны содержит около 5 млн тонн гелия-3, тогда как на Земле его всего 15 тонн. Кстати, учитывая избыток на планете этого газа, термоядерные реакторы можно будет строить прямо на ее поверхности. Кроме гелия на Луне есть и другие полезные ископаемые - титан, железо, кремний. К тому же многие частные компании хотят добывать на земном спутнике ресурсы, в частности, воду для производства ракетного топлива.

Неудивительно, что планы лунной колонизации вынашивают многие страны. Кроме США, это Китай, который выразил недавно заинтересованность в размещении базы на обратной стороне Луны. Положило глаз на Луну Европейское космическое агентство,  Япония и даже Израиль. Так, Япония отправит в 2018 году на Луну беспилотный летательный аппарат, а Израиль уже во второй половине 2017- го доставит на поверхность планеты исследовательский ровер.

Европейское космическое агентство инициировало строительство "лунной деревни". Новый глава организации Иоганн-Дитрих Вернер заявил, что Европа сделает все возможное для скорейшей колонизации нашего естественного спутника. После того как он призвал мировую общественность присоединиться к проекту, Управление федеральной авиации США приняло программу помощи американским компаниям, которые захотят внести свою лепту в строительстве базы на Луне. Офис коммерческих космических транспортных сообщений управления ведет переговоры с ЕКА о роли американских корпораций в проекте. Предполагается, что как и в случае с МКС, разные страны и компании будут ответственны за разные направления: строительство части структуры лунной колонии, доставка грузов после того, как база начнет функционировать и пр. 

Фото: NASAАмерика, кстати, давно собирается на Луну. В конце прошлого года, выступая на совещании в высших кругах NASA, директор по пилотируемым миссиям этой организации Уильям Герштенмайер заявил, что агентство не намерено работать над преемником МКС и финансировать станцию после 2024 года, поскольку хочет направить все средства на лунные миссии. Прежде чем отправить людей на Марс в 2030 году, NASA хочет побывать на Луне.

До недавнего времени строила наполеоновские планы по освоению спутника Земли и Россия, но выбыла из "лунной гонки". После значительного сокращения финансирования космической отрасли, из Федеральной космической программы РФ на 2016-2025 годы вычеркнуты практически все работы по пилотируемым полетам на естественный спутник Земли.

Зато лунные программы и технологии начинают развивать все новые страны. Так, на днях инженеры Немецкого космического центра DLR в Кельне сообщили о создании технологии, которая поможет построить дома на Луне. Их устройство представляет собой  огромный массив из 159 шестиугольных полированных зеркал шестиметровой высоты, которые фокусируют солнечные лучи в один мощный горячий луч. Такой концентрированный свет способен плавить большинство металлов - включая железо, сталь и титан. Специалисты DLR надеются, что технология пригодится в сооружении поселений на Луне.

Фото: newsmir.info

Для всех очевидно, что лунная экспедиция обойдется недешево. Эксперты подсчитали, что только на то, чтобы доставить астронавтов на поверхность планеты, потребуется минимум $200 млрд. Отдельной, причем немалой статьей расходов станет отправка жилых модулей или материалов на их строительство. Материаловед Немецкого космического центра Маттиас Шперл, автор технологии зеркального луча, говорит, что его прибор позволит избежать таких трат. К примеру, с его помощью можно сплавить лунную пыль, чтобы потом испечь в кирпич. Сейчас изучается потенциал аппарата: ученые экспериментируют с особым веществом, идентичным по составу настоящей лунной пыли. По словам Шперла, поверхность спутника Земли покрыта особой субстанцией, похожей на смешенной с песком золой. Такой состав вполне подойдет для изготовления стройматериалов.

Главная проблема в создании лунной колонии состоит в том, что на земном спутнике очень холодно. Один оборот Луна совершает за 28 земных дней, а лунная ночь длится больше 14 земных суток. Длинный ночной цикл сопровождается существенным спадом температур (до -173 градусов).

Один из вариантов решения проблемы предложила другая команда специалистов из Немецкого космического центра DLR. Они решили закопать лунные здания в реголит - порошкообразный материал на поверхности планеты, обладающий низкой теплопроводностью и высокой устойчивостью к солнечной радиации. Исследование возглавил Волкер Майвальд, инженер с мировым именем, исполнительный директор и специалист в области выживания миссии EuroMoonMars 125 B, который моделирует на Земле условия жизни на других планетах. Он говорит, что у реголита высокие теплоизолирующие свойства, поэтому если закопать дома поглубже, они будут надежно защищены от холода. Реализовать такой проект предполагается с помощью роботизированных строительных машин, которыми можно будет управлять удаленно с Земли.

Фото: yaplakal.com

Если колонию не удастся закопать, реголит можно насыпать сверху на дома, используя гидравлические экскаваторы. Еще одна идея - развернуть над лунными сооружениями тент из многослойной изоляции, которая предотвратит рассеивание тепла. Так, в производстве космических аппаратов уже широко используются теплоизоляционные материалы MLI (от multilayer thermal insulation), или экранно-вакуумная теплоизоляция. Это защищает их от экстремально низких космических температур. Элемент MLI - пакет, собранный из непрозрачных для излучения экранов и прокладочного материала, призванного предотвратить в значительной мере контакт между экранами и уменьшить тем самым кондуктивный теплоперенос. В зависимости от условий эксплуатации экраны выполняются из полимерных пленочных материалов или металлической фольги. Немаловажно, что экранно-вакуумная теплоизоляция может не только защищать от перепада температуры, но и от радиации.

Ранее ученые DLR предлагали обеспечить теплом станцию с помощью орбитального спутника, который будет передавать энергию через микроволны или лазер. В ходе исследований выяснилось, что такая идея тоже вполне перспективна и ее не сложно реализовать. То есть, технологии, способные помочь землянам пережить суровые лунные условия, уже есть, остается их воплотить в жизнь. Волкер Майвальд считает, что при надлежащей тепловой защите и системе выработки энергии во время длинной двухнедельной ночи, колонию на Луне вполне реально создать уже в ближайшие двадцать лет. Кто знает, может именно немцы станут первыми лунными поселенцами.