LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 9
(всего 11)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

мм. (Практически комбайн идет «змейкой»).
2. Достаточно большие динамические нагрузки в движении Обоснованные в предыдущих разделах исходные данные по
при скорости 14-15 км/час ослабляются подрессориванием теле- массам оборудования, электропотреблению и производительности
жек и фрикционным демпфированием (применение гидравличе- всех лунных заводов, а также элементов инфраструктуры ЛБ по-
ских демпферов мало реально из-за внешнего вакуума и реголит- зволяют оценить интегральные требования к грузопотоку обору-
ной пыли с сильнейшим абразивным воздействием на штоки и с дования на Луну, и суммарную продолжительность строительства.
неизбежными утечками). Высокая точность собственных коорди- Напомним главный тезис настоящей работы – демонстрационная
нат комбайна требуется только во время остановок, где и выпол- ЛЭС либо должна быть создана быстро – за 5-10 лет. Тогда к мо-
няются основные технологические операции – укладка волново- менту необратимого обострения глобального системного кризиса
дов и забивка подленточных опор. Прокладка же силового кабеля (примерно 2050 г) еще можно построить штатную эксплуатацион-
к клистронам ведется на участке движения. При этом не являются ную ЛЭС с мощностью 3 млрд. кВт с приемлемыми темпами вво-
критичными отклонения положения центра тяжести комбайна по да мощностей, либо, в случае постройки демонстрационной ЛЭС
высоте и наклон корпуса по крену и по рысканью. На стоянках же например через 50 лет, она вообще будет не нужна.
рессоры жестко заарретированы. Принятая мощность демонстрационной ЛЭС (15 млн. кВт в
Кроме того, на тележках может быть предусмотрен механизм среднем за 14 суточный период освещенности лунного энерго-
прецизионного вертикального перемещения для компенсации ес- комплекса Солнцем), является компромиссной и, в принципе мо-
тественных неровностей. жет быть уменьшена в несколько раз (2-4 раза) ценой, например,
3. Невозможность совместить общие границы укладываемых снижении габаритов достаточно дорогостоящей наземной ректен-
волноводов с плоскостью забивки опор из-за наличия определен- ны, либо путем внедрения более прогрессивного способа передачи
ной конструктивной «толщины» механизма забивки опор за гра- задающего (опорного) СВЧ сигнала от клистронов – не по волно-
ницей плоскости торцов барабанов-контейнеров волноводов, тре-
125 126
водам, а по лазерным волоконно-оптическим каналам, а также
разработки более коротковолновых СВЧ-генераторов. Таблица 12
Но пока будем исходить из того, что более или менее уже Потребности лунной базы в грузах и энергоснабжении для
обосновано выше. создания демонстрационной ЛЭС мощностью ˜ 10-15 млн. кВт.
В таблице 12 приведены основные технические характеристи-
ки всех основных (№1-7) заводов и инфраструктуры – массы, по-




Продолжительн.
эл.питания, кВт
требные мощности и количество параллельно работающих агрега-




Наименование




операции, лет
Масса грузов
тов, исходя из двухлетней работы в дневное время (что соответст-




Примечание
Назначение




Мощность
вует по производительности круглосуточной работе, включая




объекта
объекта
лунную ночь, в течение года). Массы заводов №5 и 6 рассчитаны
из срока в 1 год. Указаны лишь сроки выполнения технологиче-
ских операций без учета срока развертывания самих заводов.




т
Видно, что общий потребный грузопоток «земного» оборудо-
вания на Луну достаточно велик и составил бы – 3000 т, что не- 2 х)
700
Завод Добыча 300 В т.ч. 5 са-
удивительно, имея ввиду объем переработки первичного сырья в ? №1 сырья и мосвалов
1млн т и массу готового ЭИК'а более 60000 т. В то же время стоит обогаще-
заметить, что прямая доставка грузов с ОИСЗ на Луну с использо- ние
ванием одноразовых КА с ЖРД на Н2 + О2 требует грузопотока на
ОИСЗ, по крайней мере, в 100 раз больше. Формальное суммиро- 2 х)
Завод Производ- 1650 15000
вание продолжительностей основных технологических операций, №2 ство ра-
предполагающее их последовательное выполнение, дает общую кетного
продолжительность 10,5 лет, что само по себе уже обнадеживает. топлива




производство
В этом случае среднегодичный грузопоток оборудования составит
? порядка 300 т/год. Как видно из раздела по грузовой транспорт- Завод Производ- 200 31000 2 8 шт хим.
ной системе, такой грузопоток может быть обеспечен при исполь- №3 ство же- реакторов
зовании всего 2-х транспортных КА – одной ЛР и одного МБ. При лезного + 10 ручь-
применении же дополнительного еще 5-ти буксиров (что по уве- полуфаб- ев прокат-
личению массы на исходной околоземной орбите составит всего риката– ки.
200 т) ежегодный грузопоток составит свыше 1400 т/год, что фольги
вполне решило бы собственно «транспортную» проблему всего за
2 года. Завод Производ- 200 140000 2 10 ручьев
№4 ство ан- напыления
тенной кремния
ленты

Завод Изготов- 80 20000 1 5 ручьев
№5 ление
волново-
дов
127 128
С другой стороны, необходимо достаточно быстро развернуть
производство часть жилкомплекса для осуществления монтажа остальных заво-
Завод Изготов- 50 100 1
дов, что, в свою очередь, невозможно без развертывания хотя бы
№6 ление
«пускового» объема работ по космодрому и электростанции. При
опор
более точной разработке графика последовательности ввода заво-
дов, необходимо учесть дополнительные грузопотоки, неучтенные
Завод Монтаж 300 300 0,16 6 «комбай-
ранее в массе оборудования (до 150 т буферной воды для добычи
№7 ЭИК'а нов» и лу-
кислород-водородного топлива луноходов-комбайнов и ночного
ноходы
энергоснабжения жилого комплекса, ? 450 т KF для выработки
завода №1
электролизом фтора и калия) с целью «запуска» топливного заво-
да.
0,1 х) На более позднем этапе после начала производства железа и
Жил- Прожива- 50 300
ленточной фольги для антенны потребуется также доставка снача-
ком- ние пер-
ла 200 т твердотельных транзисторов, а на предпоследнем этапе –
плекс сонала ЛБ
уже перед самым монтажом ФАР – доставка клистронов, вмонти-
инфраструктура




400000* 0,1 х)
Энерго- 80 рованных в опоры (? 500 т). Кроме того, предстоит доставка рас-
Элект- снабже- ходуемых продуктов СЖО до 50 т на 2 года. Более серьезным яв-
ростан- ние всех ляется недооценка массы электролизеров KF, зависящей от се-
ция произ- кундного расхода, т.е. от мощности. При заданном объеме перера-
водств ботки сырья она зависит от сроков переработки и для 2-х, 4-х и 6-
ти лет составит 6000 т, 3000 т и 2000 т соответственно. Кроме того
0,1 х)
Запуск и 100 1000 необходимо учесть энергозатраты, которые например при t = 4
Космо- прием года соответствуют 50 МВт, или 100 т СБ.
дром грузовых Общий масштаб перевозок достигнет ? 7000 т при 4-х годах.
и пилоти- В соответствии с оцененным выше соотношением между массой
руемых доставленного на поверхность Луны груза и массой требуемого
ракет топлива при транспортировке грузов с околоземной орбиты с по-
х)
Эти объекты являются первоочередными мощью МБ и ЛР требуемое количество топлива (О2 + Si и O2 +Al)
– 42000 т. Анализ эффективности топливного завода, проведенной
В реальной же жизни срок развертывания ЛЭС скорее всего и выше, показал, что в случае завершения разработки ДУ на обоих
будет лежать в диапазоне 5 – 10 лет, но конкретная его величина типах двухкомпонентного топлива, достижения удельного им-
требует для уточнения более глубоких проработок. Во-первых, пульса тяги ЖРД ? 250 с и при переработке 1 млн. т сырья (рего-
перечисленные в таблице 12 операции будут выполняться не по- лита) выход топлива составит ? от 90 до 150 тыс. т. Это заведомо
следовательно, а последовательно-параллельно. Так, нет никакой выше требуемых 42 тыс. т и подтверждает взаимную совмести-
необходимости дожидаться момента, когда на заводе №1 будет мость «производственной» и «транспортной» задач со значитель-
добыто все сырье (? 1 млн. т), чтобы запустить завод №2. Как ным запасом. В случае принятия срока развертывания 5 лет по-
только появятся первые сотни тонн реголита, сразу может быть требный темп доставки грузов сократится до 850 т/год, что воз-
задействован завод №2 по выработке лунного топлива для запуска можно с использованием всего одной ЛР и 3-х (трех) МБ.
транспортного конвейера и, соответственно, начнется доставка В заключении стоит указать, что приведенные выше оценки
оборудования. базируются не на самых последних достижениях как в области
129 130
РКТ, так и по общему машиностроению, имея ввиду возможное в Глава 6. Некоторые технические проблемы создания де-
будущем широкое использование композитных материалов в кон- монстрационной ЛЭС и пути их решения
струкции лунного оборудования. Заметим, что основу (по массе)
лунного оборудования составляют горное, металлургическое Насколько известно автору данной работы, комплексный ана-
включая прокатное, химическое и подъемно-транспортное обору- лиз в предложенной постановке, где рассмотрены с единых пози-
дование (радиотехнические элементы – транзисторы и клистроны ций ряд существенно различных основных проблем и продемон-
доставляются с Земли). стрированы техническая реализация крупнотоннажного лунного
В отечественных прейскурантах 1990 года удельная стои- производства веществ, полуфабрикатов, изделий и ракетных топ-
мость таких изделий оценивалась в 1000 руб/т. Сегодняшние цены лив из лунного сырья, обоснован масштаб единичных аппаратов
выше – до 30000 руб/т ? 1000 долл/т, но все еще на три порядка космической транспортной системы и их взаимодействие в соста-
ниже стоимости выведения на орбиту. ве единого, непрерывно действующего транспортного конвейера
Считая, что лунное оборудование стоит при массе 7000 т все- по доставке с Земли лунных заводов и периодической смене пер-
го несколько миллионов долларов, пусть даже несколько сотен сонала лунной производственной базы, выявлен технический об-
миллионов, основные затраты придутся на выведение на около- лик лунного энергоизлучающего комплекса (ЭИК), проработана
земную орбиту по цене ? 1000 дол/кг и составят ? 7 млрд. дол. Но технология изготовления его основных элементов и их монтажа
еще больше будут затраты на радиотехническое оборудование – СБ+ФАР на поверхности Луны за достаточно короткое время,
только ректенна будет стоить несколько миллиардов долларов не проведен впервые. Поэтому, естественно, полученные здесь ре-
считая стоимости клистронов и транзисторов ЭИКа. Надо честно зультаты являются, предварительными, но позволяют оценить
признать, что первая демонстрационная станция (как это было на масштаб проблемы.
всех этапах технического прогресса) не будет не только доходной, Не ставит ли это под сомнение главный полученный вывод: о
но даже самоокупаемой. По оценкам в США минимальная мощ- возможности создания на Луне производственной базы и энерго-
ность первой «коммерческой» ЛЭС ? 100 млн. кВт, но это потре- излучательного СВЧ комплекса диаметром порядка 20 километров
средней излучаемой мощности 10 млн. кВт за время менее 10 лет
бует сразу гораздо больших вложений, чем в демонстрационную и
(«20?10?10») при грузопотоках оборудования с Земли на около-
вносит большой элемент риска от применения неопробованных
земную орбиту ˜ 1000 т/год (˜ 20 т/неделю)?
технологий.
Ключевые технические проблемы создания ЛЭС.
Что же касается возможностей дальнейшего снижения мощ-
Важнейшими, нерешенными пока проблемами являются:
ности демонстрационной ЛЭС, оно вполне возможно и требует
1. Создание космической транспортной системы, включая
дальнейшего изучения. Заметим, что сам принятый принцип со-
разработку ракетных двигателей на лунном топливе в том числе:
кращения сроков строительства «любой ценой», идет не на пользу
создание многоразовых двигателей – установок большой тяги
удельным параметрам по материалоемкости оборудования, кото-
с суммарной тягой в несколько десятков тонн, возможно, в мо-
рое работает всего 1-2 года, вместо 10-20 или даже 30 лет харак-
дульном исполнении, работающих на двухкомпонентном – кисло-
терных для типичных промышленных объектов на Земле. При
род-алюминиевом и/или кислород-кремниевом топливе. В прин-
создании же штатной ЛЭС с N = 3 млрд. кВт сроки строительства
ципе возможна как схема с криогенным кислородом по типу ЖРД
составят 30-40 лет, что существенно улучшит использование обо-
со впрыском порошкообразного горючего, так и схема ГРД с од-
рудования и экономические показатели системы.
норазовой шашкой горючего и многоразовым баком, и системами
подачи и управления;
создание блока многодвигательных ЭРД общей мощностью до
10 МВт, работающих на О2 с КПД не менее 40%.
131 132
2. Подтверждение возможности создания интегральной энер- более детализированную разработку технологий извлечения
гоизлучающей СВЧ системы «СБ+ФАР» включая: титана из отвального ТiО2 на заводе №3.
рассмотрение взаимного влияния СВЧ излучения от единич- 4. Более подробный анализ процессов многослойного напыле-
ных СВЧ антенн на процессы генерирования электрического тока ния в СБ на железную ленту с учетом всех функционально необ-
в СБ; ходимых слоев (вместо принятого выше упрощенного рассмотре-
создание экспериментальных моделей небольших участков ния только одного слоя электрогенерирующего кремния ?SiН),
СБ+ФАР площадью в несколько сотен см2, где размещено по учитывая необходимость нанесения также защитного слоя, сетки
крайней мере несколько десятков излучающих четвертьволновых или решетки токосъема, «просветляющего» – противоореольного
антенн, освещаемых излучателем с параметрами по спектрально- слоя, типа «голубой оптики» в оптических приборах, «p» слоя,
му составу и освещенности близкими к естественному солнечному собственного слоя ?SiН, «n» слоя, светоотражающего нижнего
свету; слоя, либо обеспечение высокой отражательной способности са-
разработку рациональной схемы согласования электротехни- мой ленты путем полировки ее поверхности; Вопросы согласова-
ческих параметров СБ и транзисторов по напряжению (имея в ви- ния напряжений СБ и расположение тоководов.
ду низкие напряжения СБ и существенно более высокие требова- Большая часть неучтенных в данной работе проблем приво-
ния по напряжению питания базы транзисторов), а также радио- дит, как правило, к некоторому ухудшению заявленных характе-
техническую совместимость всех элементов ФАР; ристик ЛЭС. Однако видны и пути улучшения характеристик.
оптимизацию выбора межопорных расстояний ленты и пре- Так, применительно к транспортной системе в случае под-
дельной ширины неизлучающего участка антенного поля с учетом тверждения наличия на лунных полюсах в глубоких, неосвещае-
конструктивного ограничения на ширину колеи лунохода- мых Солнцем кратерах, запасов льдосодержащего реголита, воз-
комбайна. Уточнение выбора мощностей задающих клистронов с можна простая «безэлектролизная» добыча «лунной» воды нагре-
учетом размеров обслуживаемой площади антенны и характерных вом ядерным реактором и заправки ею баков транспортных ракет
длин (межопорный пролет ? ширина колеи); «Луна – окололунная орбита – Луна» с ядерными тепловыми дви-
оценку влияния «темных» полос в сплошном антенном поле гателями, работающими на парах воды (Т ? 1100 К, Vист ? 2 км/с).
(«межленточных» расстояний и ширины технологического проез- Это резко увеличит темп доставки воды на окололунную и около-
да для тележек комбайна) на структуру СВЧ поля в зоне приема. земную орбиты с последующим электролизным получением само-
3. Рассмотрение ряда тепловых проблем с учетом ограничен- го эффективного криогенного кислород-водородного топлива.
ных возможностей теплосброса на Луне во время лунного дня, 5. Существует, однако, и перспектива более глубокой, и фак-
включая: тически безотходной переработки лунного сырья; в частности,
определение реальной температуры внешней поверхности одним из самых важных продуктов переработки становится титан,
лент во время лунного дня с учетом реальной степени черноты который по прежним технологиям фактически «уходил в отвалы».
защитного поверхностного слоя из плавленой окиси кремния, учет Принципиальная схема подобного производства приведена на рис.
возможного снижения КПД СБ; 41. Речь идет о комплексном использовании ильменита FeTiO3, из
проблему теплосброса с задающих клистронов, при ? = 80%, которого предполагается изготавливать антенны и ленты; это по-
размещенных под лентами; зволит сократить общий масштаб извлечения первичного сырья
проблему теплоотдачи от гранулированного реголита к фтору (реголита), снизив массу оборудования и энергопотребление.
при производстве кремния и от ильменита к водороду при произ- Кроме того, промежуточным продуктом получения титана являет-
водстве железа. Обоснование требуемых размеров гранул, полу- ся окись алюминия, которая сама, будучи вспенена, служит про-
чаемых после агломерации пылевидного реголита, для реализации дуктом для изготовления пенокерамических волноводов, доля ко-
режима «кипящего слоя» в теплообменных аппаратах; торых в общей массе конструкции ЭИКа не менее трети.
133 134
Использование ильменита, в котором содержание железа Глава 7. Место Луны в перспективных проектах освое-
(идущего на изготовление антенных лент) составляет 36%, а тита- ния космоса
на – почти столько же, позволит почти удвоить производство ме-
таллических лент ЭИКа, а с учетом разницы плотностей титана и В предыдущих разделах были обоснованы технические аспек-
железа общая площадь металлических лент возрастет более, чем ты создания лунной производственной базы для постройки демон-
вдвое. Технология производства при этом усложнится несущест- страционной ЛЭС экологически чистого электроснабжения Земли.
венно. Ильменит, после выделения его из реголита, разделяется Несмотря на определенную долю оптимизма, заложенную в эти
магнитным способом на магнитные окислы железа и немагнитные оценки, нет никаких сомнений в технической возможности созда-
соединения титана. Не останавливаясь на процессе выплавки же- ния лунной базы первого этапа и самой ЛЭС мощностью до 10
леза и дальнейшем производстве железной ленты и фольги, обра- млн. кВт за короткое время – до 10 лет.
тим внимание на производство титана. Окисел титана обрабаты- Возникает естественный вопрос: если все так просто, почему
вается в реакторах частью чистого алюминия, получаемого на то- же сегодня нет не только самой ЛЭС, но даже не ведется никаких
пливном заводе. В результате так называемой высокотемператур- проектно-поисковых работ по освоению Луны как сырьевой базы
ной алюмотермической реакции в реакторе скапливается хорошо (хотя например работы по экспедиции к Марсу ведутся).
расплавленный металлический титан, сливаемый в изложницу че- Возможно, вопрос в финансировании? Действительно, при-
рез нижнюю летку для дальнейшего получения сляба и переработ- ближенные оценки показывают, что затраты на создание лунной
ки его в лентопрокатной части производства. Одновременно по- базы и ЛЭС значительны (по крайней мере, несколько десятков
лучаемая расплавленная окись алюминия, сливаемая через верх- миллиардов долларов). Однако, такие деньги, в общем, есть. Так,
нюю летку, в изложницу, где продувается инертным газом (воз- всего несколько лет назад МВФ достаточно легко выделил Мек-
можно, азотом), в результате чего и получается крупногабаритная сике около 40 млрд. долларов для оказания помощи в выводе ее из
заготовка – пенокерамический брус, механически разрезаемый на острого финансового кризиса. Имеются также некоторые фонды в
волноводы, покрываемые затем слоем алюминия. ООН (например, для поддержки развивающихся стран, которые,
6. В дальнейшем, видимо, целесообразно рассмотреть и аль- кстати, и станут основными потребителями дополнительной элек-
тернатвные технологии получения кремния, алюминия и кислоро- троэнергии ЛЭС, поскольку основной прирост населения, а, сле-
да путем не фторирования (как показано выше), а хлорирования довательно, и энергопотребления, прогнозируется именно у них).
[26]; возможно также дополнительное извлечение, помимо Аl и Si, Часть этих стран («Азиатские тигры») и сами, в принципе, доста-
также Са и Mg, а в части окислителя – криогенного О2 путем ис- точно кредитоспособны, чтобы участвовать в финансировании
пользования его как попутного продукта при добыче Fe. такого проекта. Не следует исключать и возможности финансиро-
7. В более далекой перспективе возможна доставка на около- вания по линии мирового ТЭКа, годовой оборот которого состав-
лунную орбиту с Луны топлива электромагнитными пушками (ус- ляет 4-5 трлн. долларов, при общей стоимости мирового ВНП до
корителями) Не исключен переход к другой схеме формирования 30 трлн. Так что дело, видимо, не в деньгах, а точнее не столько в
СВЧ-луча. Кроме того, возможно получение воды из льдосодер- деньгах.
жащего реголита из неосвекщаемых приполярных кратеров; дос- Возможно, смущают сроки строительства? Однако, имеются
тавка воды с полюса (или с полярной окололунной орбиты) на эк- примеры успешного завершения гораздо более длительных дол-
ваториальную производственную базу возможна либо с помощью гостроев – тоннелей под проливом Цугару между островами Хон-
ЛР с кислород-водородными ЖРД. сю и Хоккайдо – 40 лет (примерно 40 километров), под Ла-
Маншем – 17 лет (около 30 километров), под Монбланом – 15 лет
(15 километров). В то же время имеются примеры резкого сокра-
щения сроков в случае необходимости решения особо важных на-
135 136
циональных задач. Так, создание атомной бомбы и в США и в Заметим сразу, что рассмотренный подробно конкретный
бывшем СССР заняло достаточно короткое время – 5-6 лет. пример создания демонстрационной ЛЭС фактически подразуме-
Имеются примеры реального и эффективного объединения вает решение двух достаточно самостоятельных проблем – созда-
ресурсов нескольких стран в международном масштабе – анти- ние технологий для добычи и переработки космического (лунно-
гитлеровская коалиция во Второй мировой войне, антитеррори- го) сырья и технологии дистанционной передачи энергии по СВЧ-
стическая операция в Афганистане и др. лучу. Освоение обеих технологий (и создание соответствующей
Пример международной кооперации дают и фундаментальные техники) выходит далеко за рамки поставленной узкой конкрет-
термоядерные исследования в обеспечение создания ТЯЭС. За 45 ной задачи. По существу, эти технологии и техника являются
лет освоено до 50 млрд. долларов (хотя результат – реальная универсальными (многоцелевыми).
ТЯЭС – появится только через несколько десятков лет). Первая технология включает создание космических материа-
Скорее всего, дело в том, что человечество в целом пока еще лов и лунных топлив для двигателей транспортных кораблей на
не ощущает себя единой цивилизацией – «землянами», готовыми трассе Луна-Земля, работающих на лунном топливе. При этом, в
объединиться для решения важной глобальной задачи, например, отличие от сегодняшней практики запусков единичных РН и КА,
обеспечение безопасности от столкновения Земли с космическим имеется в виду создание высокопроизводительного непрерывно
объектом естественного происхождения, хотя в художественной действующего космического транспортного конвейера. Он позво-
литературе и в киноискусстве имеются отличные произведения на лит накапливать большие запасы лунного топлива для заправки
эту тему, например, «И дольше века длится день…» (Ч.Айтматов). самых разнообразных КА (для полетов в дальний космос, для сме-
А в фильме «Астероид» убедительно показаны масштабы возмож- ны экипажа станций на геостационарной орбите, создание запасов
ных разрушений. топлива для заправки многочисленных ракет-перехватчиков с ЯБЗ
Недавние «космические» события последних нескольких лет – в системе защиты Земли от опасных космических объектов – ОКО
падение кометы Шумейкера на Юпитер с возникновением гро- (здесь потребности в топливе составляют свыше 10 тыс. т).
мадного выброса вещества в виде тяжелых обломков, пролетев- Вторая технология, где будет освоена техника крупномас-
ших близко от Земли, прохождение астероида Таурус на расстоя- штабного получения электроэнергии постоянного тока от СБ и
нии всего нескольких сотен тысяч километров от Земли (т.е. в преобразования его в управляемое СВЧ-излучение, годится не
пределах т.н. сферы действия Земли), что представляло вполне только как элемент электроснабжения Земли. Она может исполь-
реальную опасность, прошло для подавляющего большинства на- зоваться и как информационная система космического базирова-
селения Земли почти незамеченным. В СМИ же в эти дни обсуж- ния для обнаружения ОКО на сверхдальних расстояниях (имея в
дались проблемы, вроде бы более животрепещущие: цены на виду громадные располагаемые мощности, от миллионов до мил-
нефть, борьба с терроризмом и т.п. Хотя, пожалуй, некоторые лиардов киловатт в СВЧ-луче радиотелескопа в режиме локатора).
сдвиги в сознании представителей верхних эшелонов власти со- Более того, возможно воздействие локализованного импульса
стоялись: начались работы над системой дальнего обнаружения СВЧ-разряда на земную атмосферу для «выжигания» озоноразру-
малых космических объектов. Таким образом, следует признать – шающего фреона в тропосфере, «наработки» озона в озонодефи-
человечество в целом для совместных действий по обеспечению цитной сегодня стратосфере, разрушение зарождающихся тайфу-
своего безопасного и зажиточного будущего не готово. нов (потери от которых составляют более 20 миллиардов долларов
Попытаемся найти другой, не абстрактный, а близкий и кон- в год).
кретный стимул к освоению сырьевых возможностей Луны – эко- Итак, забудем на время о демонстрационной ЛЭС и сосредо-
номический, с учетом того, что уже сейчас ясно, что ни бизнес, ни точимся только на производстве лунного топлива для коммерче-
госбюджеты не собираются финансировать не только работы по ских целей, имея в виду доставку его на непрерывно подпитывае-
созданию штатной системы СВЧ-энергоснабжения теравттного мую с Луны распределительную топливозаправочную станцию. В
уровня, но даже и демонстрационной ЛЭС. первую очередь имеется в виду производство кислорода (посколь-
137 138
ку он составляет основную часть любых химических топлив – от Поиск путей коммерческого использования дистанционной
65-70% для топливной пары кислород-алюминий или кислород- передачи энергии по СВЧ-лучу по схеме «Земля – геостационар-
кремний и до 85% в паре кислород-водород). Лунное производст- ный КПО – Земля» показал, что при мощности примерно 10 млн
во ракетного топлива (т.е. топлива для космических ракетных дви- кВт/эл и дальности передачи свыше 6-8 тыс. км система вполне
гателей) будет рентабельным лишь при достаточно большом объ- конкурентоспособна с наземными проводными ЛЭП. При этом
еме производства, т.е. при наличии устойчивого гарантированного заодно будут отрабатываться в натурных условиях два важных
спроса. Сегодня ежегодный объем топлива во всех КА, стартую- элемента демонстрационной ЛЭС: управление и наведение КПО, а
щих с околоземной орбиты, составляет 250-300 т топлива. В бо- также наземная ректенна.
лее далекой перспективе, когда для системы ОКО потребуется 10- Даже маломощная лунная производственная база с грузопото-
15 тыс. т топлива при десятилетнем сроке развертывания системы, ком топлива всего 500 т на околоземную орбиту уже может дать
темп доставки его с Луны на ОИСЗ возрастет до 1000-1500 т в год, определенный вклад в разработку экологически чистых ТЯЭС пу-
тем начала добычи 3He из лунного реголита, где его содержание
что вполне доступно рассмотренной для ЛЭС космической транс-
составляет 10-8 (10-6 %). Потребный объем добычи топлива 3 тыс.
портной системе на основе лунной ракеты с ЖРД на кислород-
алюминии и межорбитального буксира с ЭРД на кислороде при т, объем добычи исходного реголита – 60 тыс. т в год обеспечива-
ют добычу 0,6 кг 3He в год. Этого уже достаточно для некоторых
мощности СБ 10 МВт. Стоимость лунного топлива на ОИСЗ ока-
зывается примерно на порядок ниже, чем доставка любого топли- важных физических экспериментов в обеспечении создания тер-
ва с Земли сегодняшними носителями (2000 $ / кг для «Протона» и моядерных реакторов.
до 10000 $ / кг на «Спейс Шаттле»). Сокращение стоимости вы- Освоение в процессе эксплуатации пионерной производствен-
ведения благодаря применению лунного топлива даст экономию ной лунной базы межорбитального солнечно-электрического бук-
порядка 1 миллиарда $ в год, что при наличии устойчивого спроса, сира с ЭРД модульной схемы при общей мощности до 10 МВт,
даже всего лишь в течении 10 лет, даст суммарный доход в не- отработка ЭРД на рабочих телах кислороде и водороде и создание
сколько миллиардов. Этого уже, по-видимому, достаточно для в перспективе мощных ЯЭУ замкнутых схем с газотурбинным
проявления интереса к этому проекту даже со стороны частных циклом при мощностях в десятки МВт открывает возможность
для эффективной добычи 3He при масштабах десятки и сотни тонн
финансовых компаний. При этом объем производства топлива на
Луне, с учетом затрат на его транспортировку, составит 2000 т в в год из водородно-гелиевой атмосферы Урана с доставкой его к
год. Лунный топливный завод в данном случае существенно про- Земле при использовании «уранового» водорода в качестве рабо-
ще, если ограничиться только производством кислорода (отсутст- чего тела ЭРД в обратном полете.
вует сложное производство алюминия и кремния с применением Таким образом, создание на первом этапе коммерческого про-
привозного фтора и тяжелого оборудования). изводства «лунного» кислорода, а затем топлив кислород-
Другим возможным путем улучшения экономических показа- алюминий и кислород-кремний, являются ключевым элементом
телей систем выведения являются рассматриваемые сейчас схемы для запуска «саморазвивающегося» процесса создания будущих
доставки на ОИСЗ с помощью двухступенчатой системы. Первая мощных ЛЭС и ТЯЭС, которые обеспечат всевозрастающее насе-
ступень – кислород-водородный суборбитальный аппарат, разго- ление Земли обильной, дешевой и экологически чистой электро-
няющий полезный груз до скорости 6 км/с на высоте 150 км. Там энергией, а в перспективе смогут гарантировать и защиту Земли от
он перехватывается ступенью орбитального базирования, рабо- любых космических катастроф глобального масштаба.
тающей на лунном кислород-алюминиевом топливе, после чего
доставляется на рабочую орбиту дежурства топливозаправочной
станции. В такой схеме при доставке одинаковой массы полезно-
го груза общая масса обеих ступеней почти в 3 раза меньше массы
одноступенчатого кислород-водородного носителя.
139 140
неизбежно сохранится часть тепловых электростанций, мощность
всех беспарниковых электростанций составит примерно 7,5 млрд
Заключение
кВт (в предположении примерно равных долей энерговыработки
на электроядерных, термоядерных и лунных станциях). Харак-
Исследования и проектные проработки по экологически чис-
терная мощность такой модульной ЛЭС составит примерно 2,5
той электроэнергетике в области термоядерных электростанций с
3
млрд к Вт, а площадь лунного солнечно-микроволнового энерго-
He и электроядерных АЭС на уране и тории ведутся в России и за
излучательного комплекса не превысит 3% от поверхности Луны.
рубежом уже десятки лет многими крупными коллективами. Зна-

<< Пред. стр.

страница 9
(всего 11)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign