Внимание! Идет техническое обслуживание сайта. Данные могут отображаться с задержкой.
Server sync... Block time in database: 1529671116, server time: 1529810133, offset: 139017

Запуск ракет с Луны — наш билет в дом на Марсе


Как наш небесный сосед может стать стимулом будущего человечества

Тысячи поколений людей смотрели на Луну с любопытством и удивлением. От взгляда на Луну до полета на неё мы прошли долгий путь. Если мы хотим спасти себя как вид, мы должны колонизировать Луну, которую мы можем назвать нашим вторым домом.

Марс, безусловно, более пригодный для жилья, но Луна может стать ступенькой к колонизации человечеством других планет. 


Человечество как мульти-планетный вид

Луна снова стала центром внимания России, Китая и Японии, которые заинтересованы в том, чтобы в будущем иметь лунную базу. Заявление Трампа о направлении астронавтов на лунную поверхность возродило интерес Америки к Луне. Мульти-планетарный вид, как это представлялось в фильме «Пространство» (The Expanse), предполагает постоянные форпосты человечества на различных объекстах Солнечной системы, таких как Луна, Марс, спутник Юпитера Ганимед и многих других.

Огромные межпланетарные поселения требуют отправки на эти объекты громадных партий различных материалов. Создание даже небольшого постоянного форпоста на Марсе потребовало бы отправки сотен тысяч тонн материала на его поверхность. Это должно быть сделано при помощи порядка десятков-сотен запусков ракет.


Основная проблема ракетостроения

Чем большую полезную нагрузку должен нести космический корабль, тем больше топлива требуется в ракете, чтобы запустить его. Поскольку большее количество топлива также увеличивает массу самой ракеты, нам нужно ещё больше топлива для транспортировки этого топлива. Это основы ракетостроения.

При добавлении массы космического корабля количество требуемого топлива возрастает экспоненциально. Это требование называется дельта-v бюджетом

Дельта-v — это изменение скорости космического аппарата, которое необходимо для выполнения орбитального манёвра, также называемое как «характеристическая скорость орбитального манёвра». Чем больше дельта-v, тем больше стоимость и технологическая сложность космической миссии, поскольку для выхода из гравитационного влияния Земли требуется больше энергии.

Дельта-v экспоненциально возрастает с добавлением массы. Источник: Википедия


Отправка сотен тонн полезной нагрузки на ракете от Земли в другие миры требует большого значения дельта-v. Что приведет к очень высокой инженерной стоимости полетов. И здесь может помочь Луна.


Луна как ракетная платформа

На диаграмме показана дельта-v (и, следовательно, энергия), необходимая для достижения различных точек от Земли и Луны.

Дельта-v, необходимая для достижения различных уровней с Земли и Луны.


Переход космического корабля от Земли к низкоуровневой земной орбите требует дельта-v 9,4 км/сек. Дальнейшее увеличение дельта-v на 3,2 км/сек потребуется, чтобы космический корабль преодолел земную гравитацию. Обратите внимание, что Луна находится на расстоянии около 300 тыс.км от Земли, гораздо дальше низкоземных орбит.В сочетании с низкой гравитацией Луны дельта-v, необходимая для того, чтобы преодолеть гравитационное притяжение Земли при старте с поверхности Луны, составляет всего 2,64 км/сек, что даже меньше, чем требуется для вывода корабля на земную орбиту.

Низкая дельта-v, необходимая для запуска кораблей с Луны, имеет несколько преимуществ:

  1. Ускоренное создание баз на других планетах
    Низкая дельта-v означает, что запуск того же количества полезной нагрузки с Луны потребует меньше ракетоного топлива по сравнению с запуском с Земли. Большие ракеты, такие как Falcon или BFR, могут нести гораздо больше полезной нагрузки при стартах с Луны, чем с Земли.
    Это ускоряет темпы развертывания постоянной базы в любом мире, где потребуется много материалов для многократных запусков. Общие затраты на то, чтобы что-то вывести за пределы земной гравитации при стартах с Луны, могут быть в 10 раз меньше, чем при земных стартах.
  2. Дешевые запуски
    Меньшие потребности в топливе также означают, что менее сложные и менее дорогостоящие ракеты могут выполнять работу по преодолению земной гравитации и легко отправляться в такие места, как Марс. Более низкие затраты на запуск также позволяют делать более дешевые одноразовые старты таких аппаратов, как космические телескопы и спутники, а также полеты в глубокий космос.

Исходные материалы на Луне

Если мы используем земные материалы для запуска ракет с Луны, то это не имеет никакого смысла, так как общая дельта-v будет такой же, как при запуске кораблей с Земли. Как только у нас появится лунная колония, ресурсы Луны могут быть использованы. Возможность запускать ракеты предполагает, что мы производим ракеты и заправляем их топливом на самой Луне.

Лунный грунт может быть источником материалов и минералов, необходимых для сборки ракет. Наличие водяного льда на Луне является источником воды для получения водорода, который может быть использован в качестве компонента ракетного топлива. Добыча полезных ископаемых на приземных астероидах также может помочь производству, поскольку эти астероиды требуют очень малого дельта-v для доставки материалов с их поверхности на Луну.

Концепция добычи полезных ископаемых на приземном астероиде. Источник: NASA


Вывод:

Первоначальная стоимость лунной колонии, способной строить и запускать свои собственные ракеты, определенно будет высокой. Но это того стоит в долгосрочной перспективе. Когда вы рассматриваете сотни тысяч запусков, необходимых для расширения человеческого присутствия в солнечной системе, затраты быстро растут. Луна, как наша ракетная платформа, может значительно снизить затраты и обеспечить эффективное развитие. 


Источник




Комментарии 3


Чтобы читать и оставлять комментарии вам необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на сайте.

Моя страницаНастройкиВыход
Отмена Подтверждаю
100%
Отмена Подтверждаю
Отмена Подтверждаю